电力逆变器系统技术方案

本发明专利技术公开一种电力逆变器系统（1），该电力逆变器系统至少包括部件：第一冷却体（2）、第二冷却体（3）和电力电容器（4），其中所述部件按所提到的顺序堆叠。此外，该系统包括至少一个固定装置（13A），其中所提到的三个部件通过所述固定装置固定，使得所述部件不能彼此相对移动并且至少部分地平面地彼此紧贴。此外，该系统包括在所述冷却体之间夹住的半导体功率模块（5）、和将所述电力电容器和所述半导体功率模块电连接的电接触元件（15）。模块电连接的电接触元件（15）。模块电连接的电接触元件（15）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力逆变器系统


[0001]本专利技术针对一种电力逆变器系统，该电力逆变器系统包括冷却体、半导体功率模块和电力电容器。该电力逆变器系统用于将直流电转换为交流电。

技术介绍

[0002]实际的电力逆变器以半导体功率模块的形式实施。
[0003]通常，这种系统自下而上地设计，使得在第一步骤中设计各个必要的功能部件并且紧接着将这些部件组装成电力逆变器系统。
[0004]出版物EP 3493387 A2公开了这种系统。
[0005]出版物EP 1650859 B1此外公开了一种电力逆变器。
[0006]在组装时，各个部件被组合并借助各种焊接和/或螺丝连接来固定。
[0007]为了电接触各个部件，通常使用母线。
[0008]这种系统的组装呈现出高的耗费，因为需要很多机械连接部件和电接触部件并且必须执行用于固定这些部件的很多工作步骤。
[0009]这种系统的复杂设计不仅导致在组装过程期间高的易于出错性，而且导致相对于系统中的机械或电气缺陷的高敏感性。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的任务是提供一种具有相对于现有技术简化的结构的电力逆变器系统。
[0011]该任务至少部分地通过根据权利要求1所述的电力逆变器系统来解决。
[0012]公开一种电力逆变器系统，该电力逆变器系统至少包括部件：第一冷却体、第二冷却体和电力电容器。这三个部件按所提到的顺序堆叠。
[0013]此外，该系统包括固定装置。三个所提到的部件通过固定装置固定，使得所述部件不能彼此相对移动并且至少部分地平面地彼此紧贴。
[0014]该系统的通过第一冷却体封闭的一侧在下文中被称为上侧。第二冷却体布置在第一冷却体和电力电容器之间并与这两个所提到的部件直接接触。
[0015]该系统的通过电力电容器封闭的一侧被称为下侧。然而，在该系统的不同的实施方式中，也可以将上侧向下定向并且将下侧向上定向。
[0016]此外，该系统包括定位在第一冷却体与第二冷却体之间的半导体功率模块。该半导体功率模块在那里通过邻接的冷却体的压力被夹住并且因此被固定。在那里可以夹住多个半导体功率模块。
[0017]在所述冷却体之间可以形成一个或多个空隙（Aussparungen），在所述空隙中嵌入有一个或多个半导体功率模块。
[0018]空隙可以在第一冷却体中或在第二冷却体中或在两个冷却体中形成，使得半导体功率模块可以精确配合地插入冷却体之间。
[0019]电接触元件将半导体功率模块与电力电容器电连接。
[0020]在一种实施方式中，该系统具有多个固定装置，其中所述固定装置中的单个固定装置已经将所述部件彼此固定，使得所述部件不能彼此相对移动并且至少部分地平面地彼此紧贴。通过使用多个固定装置，将所述部件彼此固定，使得所述部件此外不能彼此相对旋转。此外，这样提高固定的稳定性和可靠性。
[0021]冷却体包括由良好导热的材料、例如导热金属、如铝制成的壳体。在一种实施方式中，壳体包括用于容纳冷却液、诸如水的空腔。例如通过从该系统排出被加热的水或冷却液并将冷的水或冷却液输送到该系统中，可以经由冷却体将热量从该系统中排出。
[0022]在另一实施方式中，冷却体实心地实施。这降低制造和运行成本。
[0023]冷却体用于将热量排出以冷却电力部件、尤其半导体功率模块。为此，冷却体优选地在其在面积上最大的表面上彼此重叠地堆叠。与冷却体的最大表面的尺寸相比，冷却体在堆叠方向上的尺寸是小的。半导体功率模块在冷却体之间夹住。
[0024]如果在一种实施方式中逆变器系统直接安装在外部冷却体或足够冷的设备上，则该外部冷却体或该足够冷的设备已经可以用作该系统的冷却体之一。这里，可以示例性地列举逆变器系统在发动机的冷却外罩上的安装。
[0025]在一种实施方式中，在半导体功率模块和电力电容器的外侧上形成有金属簧片，这些金属簧片通过电接触元件、如金属螺丝或通过焊接彼此机械和电连接。
[0026]电力电容器可以实施为直流电容器。在至少一种实施方式中，电容器包括壳体和固定在其中的电容器元件。电容器中的钻孔例如仅仅在壳体中或在壳体和电容器元件中或者，尤其在没有壳体的实施方式中只在电容器元件中形成。
[0027]电容器壳体例如包括外部的安装区段，在该安装区段中实施有钻孔。该安装区段可以是电容器壳体的加强和加宽的外壁。
[0028]该系统的所公开的结构具有如下优点：机械连接和电接触元件的数量可以被减少到最低限度。这使安装过程变得容易并且因此节省时间和成本。此外，在所述部件的组装期间的错误、所述部件的有错误的安装或由于各个有缺陷的部件造成的故障因此可以容易地被避免或排除。
[0029]此外，通过部件的数量减少，整个系统的尺寸可以被减小，使得实现紧凑的、节省空间的设计。
[0030]在一种实施方式中，该固定装置是螺丝。第一冷却体、第二冷却体和电力电容器具有为了形成螺旋接合（Verschraubungen）而相叠地布置的钻孔。
[0031]有利地，配合螺纹用于固定螺丝。这种配合螺纹可以形成在单独的构件、诸如螺母上。
[0032]在一种实施方式中，所述部件、即第一冷却体、第二冷却体和电容器中的至少一个具有用于固定螺丝的配合螺纹（Gegengewinde）。
[0033]通过配合螺纹可以将螺丝牢固地拧紧，使得形成螺旋接合，所述螺旋接合将三个所提到的部件牢固地彼此固定。
[0034]如果例如第一冷却体形成该系统的上侧，则螺丝可以从第一冷却体的方向被引入到相叠地布置的钻孔中。然后，螺丝头部于是平放在第一冷却体的表面上。螺丝颈部延伸通过整个第一冷却体、整个第二冷却体并伸展到电力电容器的钻孔中。于是，至少电力电容器
中的钻孔包括用于固定螺丝的配合螺纹。
[0035]优选地，该钻孔形成在电容器壳体的安装区段中。在一种实施方式中，螺旋接合穿透整个安装区段并延伸到不属于该系统的另一部件，使得所描述的系统固定在该另一部件上。
[0036]在另一示例中，该电力电容器可以形成该系统的上侧，并且螺丝可以相应地从电容器的方向被引入到相叠地布置的钻孔中。
[0037]配合螺纹例如可以通过嵌入到钻孔中的压入螺母来提供或者直接压印在钻孔中。
[0038]在一种实施方式中，压入螺母嵌入到电容器壳体的钻孔中。在另一实施方式中，压入螺母嵌入到第一冷却体的钻孔中。在另一实施方式中，配合螺纹压印在所述钻孔中的至少一个中。
[0039]为了保证足够的固定，在一种实施方式中，设置有至少六个这种螺旋接合，在一种优选的实施方式中，设置有至少八个这种螺旋接合。螺旋接合以均匀的间隔布置。
[0040]然而，一个螺旋接合已经将该系统的部件彼此固定，使得所述部件不再能够彼此相对移动。
[0041]通过所描述的布置，该系统的主要部件可以简单地且在不使用附加的支持性构件的情况下彼此机械固定。
[0042]布置在第一冷却体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.电力逆变器系统（1），至少包括部件：第一冷却体（2）、第二冷却体（3）和电力电容器（4），其中所述部件按所提到的顺序堆叠，此外包括至少一个固定装置（13A），其中所提到的三个部件通过所述固定装置固定，使得所述部件不能彼此相对移动并且至少部分地平面地彼此紧贴，此外包括在所述冷却体之间夹住的半导体功率模块（5），并且此外包括电接触元件（15），所述电接触元件将所述电力电容器和所述半导体功率模块电连接。2.根据权利要求1所述的电力逆变器系统，其中所述固定装置是螺丝（13A）。3.根据权利要求2所述的电力逆变器系统，其中所述部件中的至少一个部件具有用于固定所述螺丝的配合螺纹。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电力逆变器系统，其中所述电力电容器包括电磁干扰滤波器。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力逆变器系统，其中所述半导体功率模块的表面（5B，5D）平面地紧贴在所述冷却体上，使得改进所述半导体功率模块和所述冷却体之间的热传递。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力逆变器系统，其中所述半导体功率模块只能以预先给定的定向在所述冷却体之间被夹住。7.根据权利要求6所述的电力逆变器系统，其中所述冷却体中的至少一个冷却体具有凸起部（24），所述凸起部预先给定所述半导体功率模块的定向。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电力逆变器系统，其中所述半导体功率模块在所述系统的第一侧（3A）上向外暴露。9.根据权利要求8所述的电力逆变器系统，其中所述半导体功率模块在所述第一侧上具有交流电流端子，所述交流电流端子预先给定所述半导体功率模块的定向。10.根据权利要求9所述的电力逆变器系统，其中所述半导体功率模块包括输出电流传感器（14）。11.根据权利要求1至10中任一项所述的电力逆变器系统，其中在所述电容器的第一侧上安置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：