具有借助于塑料保持器附接的至少一个半导体模块的功率电子单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆驱动装置的电动马达的功率电子单元(1)，该功率电子单元具有板状冷却元件(2)、至少一个半导体模块(3a、3b、3c)以及模块保持器(4)，该模块保持器由塑料构成并且将至少一个半导体模块(3a、3b、3c)相对于冷却元件(2)固定，其中，模块保持器(4)经由互锁的卡扣连接件(5)固定至冷却元件(2)。(2)。(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有借助于塑料保持器附接的至少一个半导体模块的功率电子单元


[0001]本专利技术涉及用于机动车辆驱动装置的电动马达、即优选地设置在机动车辆动力传动系中的电动马达的功率电子单元。

技术介绍

[0002]在电动汽车领域中，功率半导体通常是直接液冷的，由此除了通过冷却介质的最理想的可能流动之外，还应当保证功率半导体模块的不可渗透性。一方面，半导体通常连接至两个直流DC接触件，并且另一方面，半导体通常连接至电动马达的交流AC输出。功率半导体经由所谓的辅助接触件连接至驱动器板(栅极驱动器板)，该驱动器板(栅极驱动器板)根据机动车辆的扭矩和速度规格来控制半导体。同时，必须确保电气部件的抗振性。相应地，必须考虑足够的刚性和目标阻尼频率、比如在汽车领域中通过来自混合动力车中的内燃发动机和道路上的激励发生的那些频率的可能性。如果使用非形状配合紧固元件将功率半导体固定至冷却元件，则静态密封件受到相对较高的轴向压缩。作为对此的替代方案，原则上可以使用端子块，其中没有用于在功率半导体上旋拧的孔并且功率半导体通过端子块压靠冷却板。于是，端子块进而被直接拧紧。
[0003]仍然要求实现与功率电子器件的现有体积/安装空间相关的高的特定性能。功率电子器件应当尽可能紧凑地建造。同时，必须遵守某些绝缘规范比如气隙和爬电距离。另一要求是在高压HV和低压LV区域中容易地组装电接触件并使连接件易于构建。同时，必须保证功率电子器件的抗振性。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术的目的是提供一种紧凑且牢固安装的功率电子单元，该功率电子单元配备有至少一个半导体模块并且能够实现更简单的组装。
[0005]根据本专利技术，该目的通过权利要求1的目的来实现。因此，用于机动车辆驱动装置的电动马达的功率电子单元配备有板状冷却元件、至少一个半导体模块以及模块保持器，该模块保持器由塑料构成并且将至少一个半导体模块相对于冷却元件固定，其中，模块保持器经由互锁的卡扣连接件固定至冷却元件。
[0006]模块保持器与冷却元件之间的这种互锁的卡扣连接件允许在组装期间容易地安装半导体模块。至少避免了先前使用的螺钉的相对复杂的操作。还可以——在将模块保持器附接至冷却元件之前——将卡扣连接件的各个元件插入模块保持器中并且在一个步骤中将各个元件和模块保持器一起紧固至冷却元件。因此，组装工作显著减少，其中，确保了足够的紧固力并且保证了抗振性。
[0007]进一步的有利实施方式由从属权利要求要求保护并且在下面更详细地说明。
[0008]因此，还有利的是，卡扣连接件通过与模块保持器一体地形成从而形成卡扣钩状件轮廓的(第一)互锁元件并且/或者通过与模块保持器分开形成的(第二)互锁元件来实
现。
[0009]在这种情况下，有用的是，卡扣连接件的与模块保持器一体地成型的第一互锁元件通过冷却元件中的接纳孔闩锁/卡扣就位。一体式结构进一步减少了组装工作。
[0010]有利的是，卡扣连接件的与模块保持器分开形成的第二互锁元件以互锁的方式被接纳在模块保持器和冷却元件上。优选的套筒形的闩锁元件相应地通过模块保持器和冷却元件中的接纳孔闩锁。这导致可以特别成本有效地制造卡扣连接件。
[0011]另外，有利的是，至少一个互锁元件、优选地第二互锁元件通过固定元件固定成防止卡扣连接件的松动。因此，实现了功率电子单元的最稳健的可能设计。
[0012]如果电路板直接附接至模块保持器，则结果是电路板相对于半导体模块尽可能直接的分配。电路板与半导体模块之间的相对运动很大程度上减少。
[0013]在这种情况下，还有利的是，电路板通过与模块保持器和电路板分开形成的紧固元件、优选地通过自攻螺钉附接至模块保持器，并且/或者通过与模块保持器一体地形成的紧固元件附接至模块保持器。一体式紧固元件优选地实现为塑料突出部，所述塑料突出部穿过电路板中的通孔并且具有朝向自由端部的材料变形(在铆接的意义上)。以此方式，进一步简化了制造工作。
[0014]如果电路板附接至板状模块保持器的背离至少一个半导体模块的一侧，则实现了功率电子单元的更紧凑的设计。
[0015]此外，有利的是，在模块保持器形成有加强肋的情况下，增大了模块保持器的刚性。
[0016]在这种情况下，有利的是，模块保持器由纤维增强塑料、例如玻璃纤维增强塑料形成。这使得可以在抗振性方面以限定的方式使模块保持器适应刚度规格。
[0017]换句话说，多个半导体模块的连接件根据本专利技术借助于塑料保持器(模块保持器)来实现。功率半导体(半导体模块)使用由塑料材料制成的保持器(模块保持器)借助于卡扣连接件附接至散热器(冷却元件)。卡扣连接件可以由单独的元件形成或与保持器一体地形成。优选地避免通过紧固元件(锁定销/固定销)无意地松开卡扣连接件。
附图说明
[0018]现在将参照附图更详细地对本专利技术进行说明，在附图中，还示出了相关的各种示例性实施方式。
[0019]在附图中：
[0020]图1示出了根据第一示例性实施方式设计的根据本专利技术的功率电子单元的立体图；
[0021]图2示出了根据图1的功率电子单元的立体分解图，其中，可以清楚地看到经由模块保持器附接至冷却元件的多个半导体模块；
[0022]图3示出了功率电子器件的另一立体图，其中，透明地示出了固定在模块保持器上的电路板；
[0023]图4示出了从面向电路板的侧部观察的图1至图3中使用的插入式模块保持器的单独立体图；
[0024]图5示出了根据图4的模块保持器的侧视图；
[0025]图6示出了从根据图4和图5的模块保持器的下侧观察的视图；
[0026]图7示出了根据图6的下侧的立体图；
[0027]图8示出了根据图4至图7的模块保持器的立体细节图，其中互锁元件要附接在模块保持器的接纳孔中，其中，互锁元件在与冷却元件的卡扣连接件再次被释放之前通过固定元件固定在完全组装位置中；
[0028]图9示出了根据本专利技术的第二示例性实施方式设计的模块保持器的立体图，该模块保持器在多个互锁元件的设计方面不同于第一示例性实施方式；并且
[0029]图10示出了根据图9的模块保持器的下侧的示意图。
[0030]这些附图本质上仅是示意性的并且仅用于理解本专利技术。相同的元件具有有相同的附图标记。
具体实施方式
[0031]结合第一示例性实施方式的图1至图3，能够容易识别的根据本专利技术的功率电子单元1被设计为用于在电驱动马达中/上使用、即在用于驱动机动车辆的电动马达中使用。在转换器单元的区域中示出了功率电子单元1。功率电子单元1因此具有多个半导体模块3a、3b、3c，所述多个半导体模块将由车辆电气系统提供的电压转换为对电动马达的驱动、或将由电动马达本身产生的电压转换为车辆电气系统的电压。
[0032]功率电子单元1具有板状冷却元件2，这可以在图2中清楚地看到。在操作期间，冷却元件2通常连接至冷却装置以形成冷却元件并且冷却介质流过冷却元件。多个接纳区域15a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】1.一种用于机动车辆驱动装置的电动马达的功率电子单元(1)，所述功率电子单元具有板状冷却元件(2)、至少一个半导体模块(3a、3b、3c)以及模块保持器(4)，所述模块保持器由塑料构成并且将所述至少一个半导体模块(3a、3b、3c)相对于所述冷却元件(2)固定，其中，所述模块保持器(4)经由互锁的卡扣连接件(5)固定至所述冷却元件(2)。2.根据权利要求1所述的功率电子单元(1)，其特征在于，所述卡扣连接件(5)通过与所述模块保持器(4)一体地形成并形成卡扣钩状件轮廓的互锁元件(7)并且/或者通过与所述模块保持器(4)分开形成的互锁元件(8)来实现。3.根据权利要求1或2所述的功率电子单元(1)，其特征在于，所述卡扣连接件(5)的与所述模块保持器(4)一体地成型的第一互锁元件(7)通过所述冷却元件(2)中的接纳孔(9a；9c)锁定。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的功率电子单元(1)，其特征在于，所述卡扣连接件(5)的与所述模块保持器(4)分开形成的第二互锁元件(8)互锁至所述模块保持器(4)和所述冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：格雷戈，
申请(专利权)人：舍弗勒技术股份两合公司，
类型：发明
国别省市：