形成用于电力电子装置的壳体和散热器的母线组件制造方法及图纸

根据本发明专利技术的母线组件包括以接合和电接触的方式围绕中心轴线(C)设置的多个母线扇区(S1至S6)，以及垂直于中心轴线的上部和下部封闭板(BPD)，母线扇区各自包括界定多个内部容积的外部母线部分(B11至B16)和至少一个内部母线部分(B21至B26、B31至B36)，上部和下部封闭板分别接触母线部分的上表面和下表面，并且母线部分包括多个所谓的“压装”类型的电接触面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成用于电力电子装置的壳体和散热器的母线组件相关申请的交叉引用本专利技术要求于2018年2月27日提交的申请号为1851689的法国专利申请的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
本专利技术总体上涉及电力电子领域。更特别地，本专利技术涉及一种形成用于诸如换流器和功率转换器的电力电子装置的壳体和散热器的母线组件。本专利技术还涉及集成有上述母线组件的电力电子装置。
技术介绍
诸如换流器和功率转换器的电力电子装置在如运输、工业、照明、供暖等的许多行业经常出现。伴随期望的向可再生和产生更少CO2排放的能源的能量转变，电力电子技术需要被进一步推广并应适应增长的经济和技术限制。目前在电力电子装置领域的研究和发展尤其集中在降低成本、提高功率密度以更加紧凑、提高可靠性、减少寄生元件和电磁辐射、以及所消耗能量的热传递。如现有的硅碳化物(SiC)和镓氮化物(GaN)、以及不久以后的钻石的新的功率半导体的可用性允许设计具有更大电流密度、更高开关频率和更大电压的电力电子装置。此外，合理地在电力电子装置中使用这些新的半导体促使紧凑性提高了。电力电子装置的紧凑性尤其受到排出释放热量以及确保耐压的需求的限制。由于更大的击穿风险通常要求增加电势不同的元件之间的距离，因此更高的电压不利于转换器的紧凑性。元件所容许的最大功率密度限制开关电流的振幅以将结温保持在临界值之下。性能良好的冷却装置对于维持装置的热平衡是必不可少的。为了在寻求紧凑性和满足不同的设计限制之间达到可能的最好折衷，减少寄生电阻元件、寄生电感元件和寄生电容元件是必要的。功率母线中的寄生电感不利于更高的开关频率。更高的开关频率有利于紧凑性，但是增大了开关损耗以及由元件消耗的电力。为了保护电路以防止潜在的破坏性过压、提高对电磁辐射的控制、减少生成的热量以及提高开关速度，寄生电感的减少是必需的。寻求电力电子装置的增加的紧凑性需要能够将有源元件和无源元件的温度保持在临界值之下，以达到热平衡并确保可靠性。在最接近元件处提取耗散能量是所期望的。应当优化由元件构成的热源和由散热装置构成的散热器之间的热路径。施加于电力电子装置的不同限制促成了具有称为“功率模块”的基础功率开关模块的开关桥的模块化架构，基础功率开关模块各自对应该桥的开关桥臂。针对功率模块，提出了具有功率芯片的双面冷却的3D架构，并且该3D架构对于提高电力电子装置的紧凑性具有一定的益处。为了提高可靠性，尤其是在热循环剧烈的应用中提高可靠性，使用称为“压装(press-pack)”的技术来消除在由热循环引起的机械应力下损坏的焊缝。在“压装”技术中，通过使元件保持就位和接触的机械压紧或紧固装置来保证电接触。“压装”技术还具有方便拆卸装置并因此方便其修理的益处。现在看来期望的是，提出一种用于制造更紧凑和优化的电力电子装置的新的母线模块化架构，该母线模块化架构允许在满足上述设计限制的情况下获得最好的折衷，并且适合于新的SiC和GaN功率半导体，以及3D技术和“压装”。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种形成电力电子装置的壳体和散热器的母线组件，该母线组件包括以接合和电接触的方式围绕中心轴线设置的多个母线扇区，以及垂直于中心轴线的上部和下部封闭板，该母线扇区各自包括界定多个内部容积的外部母线部分和至少一个内部母线部分，上部和下部封闭板分别接触母线部分的上表面和下表面，并且母线部分包括多个所谓的“压装”类型的电接触面。根据特定特征，多个母线扇区的外部母线部分在外表面包括散热片。根据另一特定特征，多个母线扇区的母线部分由铜和/或铝制成，并且通过对型材条的模制和/或机械加工和/或切割制成。根据另一特定特征，母线组件包括密封件，该密封件位于相邻外部母线部分之间的接合面、以及上部和下部封闭板与外部母线部分之间。根据另一特定特征，上部和下部封闭板是层叠类型的，并且上部和下部封闭板各自包括中间介电层以及位于中间介电层两侧的两块导电板，导电板与母线部分电接触。根据另一特定特征，中间介电层包括至少一个嵌入式电子电路和/或有源或无源嵌入式电子元件。根据另一特定特征，上部和下部封闭板中的至少一个是所谓的“IMS”类型。根据另一特定特征，导电板由铜和/或铝制成。根据另一特定特征，在母线扇区中的每一个中，多个内部容积包括界定在外部母线部分的电接触面和第一内部母线部分的电接触面之间的第一内部容积，该第一内部容积专用于电力电子电路的“压装”型安装。根据另一特定特征，在母线扇区中的每一个中，多个内部容积包括形成在第一内部母线部分和中心轴线之间的至少一个其他内部容积。根据另一特定特征，在母线扇区中的每一个中，多个内部容积包括形成在第一内部母线部分和第二内部母线部分之间的第二内部容积，以及形成在第二内部母线部分和中心轴线之间的第三内部容积。附图说明通过阅读以下参照附图的本专利技术的特定实施例的详细描述，本专利技术的其他优点和特征将更清楚地显现，在附图中：图1和图2是示出根据本专利技术的母线组件的特定实施例的透视图。图3是示出图1和图2的母线组件中所包括的母线扇区的简化顶视图。图4是图1和图2的母线组件中所包括的封闭板的简化局部剖视图。图5A、图5B和图5C是示出图1和图2的母线组件中所包括的封闭板和母线部分的不同组装的简化局部剖视图。具体实施方式图1和图2中示出了根据本专利技术的母线组件的特定实施例CONV。该母线组件在外部呈现圆柱形圆片或圆柱形饼状。母线组件CONV主要包括多个母线区段S1至S6以及上部和下部封闭板BPU和BPD。在该实施示例中，母线区段S1至S6的数量为六。当然，在本专利技术中，母线区段的数量不限于六。该数量将取决于实施本专利技术的应用。母线区段S1至S6具有类似的架构，并且接合设置成围绕中心轴线C的圆形。此处，每个母线区段S1至S6占据60°角的扇形。在该特定实施例中，母线区段S1至S6各自由外部母线部分以及第一和第二内部母线部分形成。母线部分由诸如铝或铜的导电金属形成。母线部分可以通过对型材条的模制和/或机械加工和/或切割制成。在考虑任意母线区段Sn时，外部母线部分被标记为B1n，并且第一和第二内部母线部分分别标记为B2n和B3n。如图2所示，外部母线部分B11至B16设置成围绕中心轴线C形成壁，饼状的圆形壳体的外部侧壁。内部母线部分B21至B26设置成围绕中心轴线C形成第一内部侧壁，该第一内部侧壁位于由外部母线部分B11至B16形成的外部侧壁所界定的体积的内部。内部母线部分B31至B36设置成围绕中心轴线C形成第二内部侧壁，该第二内部侧壁位于由内部母线部分B21至B26形成的第一内部侧壁所界定的体积的内部。分别形成外部侧壁以及第一和第二内部侧壁的母线部分B1n、B2n和B3n通过纵向相对的端部两两接合，该端部位于接合平面P1至P6中，接合平面P1至P6包括中心轴线C并且垂直于上部和下部封闭板B本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种母线组件，形成电力电子装置的壳体和散热器，所述母线组件包括以接合和电接触的方式围绕中心轴线(C)设置的多个母线扇区(S1至S6)以及垂直于所述中心轴线(C)的上部和下部封闭板，所述母线扇区各自包括界定多个内部容积的外部母线部分和至少一个内部母线部分，所述上部和下部封闭板分别接触所述母线部分的上表面和下表面，并且所述母线部分包括多个所谓的“压装”类型的电接触面。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180227 FR 18516891.一种母线组件，形成电力电子装置的壳体和散热器，所述母线组件包括以接合和电接触的方式围绕中心轴线(C)设置的多个母线扇区(S1至S6)以及垂直于所述中心轴线(C)的上部和下部封闭板，所述母线扇区各自包括界定多个内部容积的外部母线部分和至少一个内部母线部分，所述上部和下部封闭板分别接触所述母线部分的上表面和下表面，并且所述母线部分包括多个所谓的“压装”类型的电接触面。


2.根据权利要求1所述的母线组件，其特征在于，所述多个母线扇区(S1至S6)的所述外部母线部分在外表面包括散热片。


3.根据权利要求1或2所述的母线组件，其特征在于，所述多个母线扇区(S1至S6)的所述母线部分由铜和/或铝制成，并且通过对型材条的模制和/或机械加工和/或切割制成。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的母线组件，其特征在于，包括密封件，所述密封件位于相邻的所述外部母线部分之间的接合面、以及所述上部和下部封闭板与所述外部母线部分之间。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的母线组件，其特征在于，所述上部和下部封闭板是层叠类型的，并且所述上部和下部封闭板各自包括中间介电层(CC)和位于所述中间介电层两侧的两个导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德保德·基尔，
申请(专利权)人：维迪科研究所，
类型：发明
国别省市：法国;FR