用于电源转换器特别是逆变器的具有弹簧连接器的DC支撑薄膜电容器制造技术

技术编号：41197014 阅读：14 留言：0更新日期：2024-05-07 22:25

规定了一种用于功率转换器(18、18a、18b)的DC支撑电容器(17、17a...17j)，具有由两个弯曲金属板部件(4a...4d、5a...5d)构成的母线装置(6a...6d)，两个弯曲金属板部件中的一个插入另一个中并且彼此电绝缘并且包括多个接触凸耳(7a...10d)，接触凸耳是从金属板平面(A、B)弯曲的结果。此外，DC支撑电容器(17、17a...17j)包括多个并联连接的膜电容器元件(1a...1l)，具有电容器触点(3a...3j)，其被实施为扁平的凸耳型弹簧触点。在安装状态下，电容器触点(3a...3j)弹性地支承在弯曲金属板部件(4a...4d、5a...5d)的接触凸耳(7a...10d)上。此外，还规定了包括这种DC支撑电容器(17、17a...17j)的功率转换器(18、18a、18b)和包括这种功率转换器(18、18a、18b)的电动车辆(24)。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及用于功率转换器的dc支撑电容器、包括这种dc支撑电容器的功率转换器以及包括配置为逆变器的这种功率转换器的电动车辆。

技术介绍

1、功率转换器，特别是逆变器，例如用于电动车辆中的电驱动装置，包括用于平滑来自dc电压源(例如可再充电电池或燃料电池)的直流(dc)电压的dc支撑电容器。dc支撑电容器通常包括多个单独的电容器，为了获得所需的总电容，这些电容器彼此焊接或熔接在一起。特别地，这可以通过使用单独的导体来实现，该导体将各个电容器彼此电连接。这里的问题是根据已知方法生产dc支撑电容器相对复杂，并且已知的dc支撑电容器相对于其电容具有相对较大的体积。此外，生产具有可变电容的dc支撑电容器也不容易。此外，制造具有焊接膜电容器元件的dc支撑电容器需要相对较长的时间，因为装备有膜电容器元件的母线装置必须被引入焊接机器人中进行焊接处理。

技术实现思路

1、因此，本专利技术的目的是提供用于功率转换器的改进的dc支撑电容器、改进的功率转换器和改进的电动车辆。特别地，本专利技术的目的是规定一种解决方案，其简化dc支撑电容器的生产，使得可以简单生产具有可变电容的dc支撑电容器，并且使得可以生产相对于其电容具有小体积的dc支撑电容器。

2、本专利技术的目的通过一种用于功率转换器(特别是逆变器)的dc支撑电容器来实现，包括：

3、a)母线装置，其具有带有第一金属板平面的第一弯曲金属板部件和与其电绝缘的带有平行于第一金属板平面对准的第二金属板平面的第二弯曲金属板部件，</p>

4、-其中借助于布置在金属板平面之间的绝缘层，第二弯曲金属板部件与第一弯曲金属板部件电绝缘，

5、-其中第一弯曲金属板部件和第二弯曲金属板部件均包括多个接触凸耳，这些接触凸耳布置在相应金属板的边缘上，并且由于从金属板平面弯曲而出现，或者由于沿着u形分隔线分离相应金属板并从金属板平面弯曲而出现，并且

6、-其中第一(下)弯曲金属板部件的至少一些接触凸耳被引导穿过第二(上)弯曲金属板部件中的切口，以及

7、b)多个膜电容器元件，每个具有卷绕的金属化塑料膜以及与其电连接的第一和第二电容器触点，

8、-其中电容器触点被实施为扁平的凸耳型弹簧触点(其尤其可以由铝和/或铜构成或者可以包括这些元素)，

9、-其中第一电容器触点各自弹性支承在第一弯曲金属板部件的相应接触凸耳上，第二电容器触点各自弹性支承在第二弯曲金属板部件的相应接触凸耳上，并且

10、-其中各个膜电容器元件并联电连接。

11、本专利技术的目的还通过一种功率转换器来实现，该功率转换器包括功率转换器壳体和根据上述公开类型的dc支撑电容器，其中膜电容器元件直接布置在功率转换器壳体上。

12、特别地，功率转换器可以配置为逆变器，并且具有功率部分，该功率部分具有电连接到dc支撑电容器的多个可控开关，其中dc支撑电容器被提供用于平滑dc电压源的dc电压，并且其中功率部分被提供用于从被dc支撑电容器平滑的dc电压产生ac电压。

13、最后，本专利技术的目的还通过一种电动车辆来实现，该电动车辆具有前述类型的逆变器、连接到dc支撑电容器的dc电压源以及连接到功率部分的电驱动装置，其中电驱动装置机械地联接到电动车辆的车轮。

14、由于所提出的措施，简化了dc支撑电容器的生产，使得可以简单生产具有可变电容的dc支撑电容器，并且使得可以生产相对于其电容具有小体积的dc支撑电容器。这主要是通过膜电容器元件来实现的，该膜电容器元件具有实施为扁平凸耳型弹簧触点的电容器触点。结果，膜电容器元件通过简单地插入母线装置而与其电接触。举例来说，电容器触点可以具有弹性直截面，但是也可以想到这些被实施为弧形截面。此外，膜电容器元件可以具有包裹金属化塑料膜的绝缘。

15、因为可以省略将电容器触点焊接或钎焊到母线装置的接触凸耳上，所以膜电容器元件可以彼此非常靠近地布置，其结果是在小体积的同时获得了dc支撑电容器的高电容。此外，母线装置可以简单的方式单独装备有膜电容器元件，因此可以简单的方式生产具有可变电容的dc支撑电容器。

16、此外，母线装置本身的简单生产也成为可能。母线装置包括一个插入另一个中的两个弯曲金属板部件。绝缘层布置在第一弯曲金属板部件和第二弯曲金属板部件之间，并且用于将第二弯曲金属板部件与第一弯曲金属板部件电绝缘。举例来说，绝缘层可以由层压到第一弯曲金属板部件和/或第二弯曲金属板部件上的塑料膜形成。同样有可能使用仅在与电容器触点或膜电容器元件的接触点处具有开放(非绝缘)表面的层压弯曲金属板部件，所述表面在操作期间处于电压下。这样就产生了弯曲金属板部件和绝缘层的复合层或夹层结构。为了将泄漏电感降至最低，绝缘层应尽可能薄。dc支撑电容器还具有分配给弯曲金属板部件的电气连接。举例来说，为此目的，弯曲金属板部件包括用于dc支撑电容器的电连接的可选连接凸耳。举例来说，在准备运行的布置中，第一弯曲金属板部件可以连接或分配给正极，而第二弯曲金属板部件可以连接或分配给电气系统的负极或地。

17、此外，与焊接的膜电容器元件相比，由于装备有膜电容器元件的母线装置不再需要被引入焊接机器人中，因此缩短了制造时间。

18、当结合附图考虑时，可以从从属权利要求和描述中获得本专利技术的进一步有利配置和发展。

19、有利的是，第一弯曲金属板部件和/或第二弯曲金属板部件配置为冲压弯曲金属板部件，并且切口通过冲压部分和/或通过从金属板平面弯曲接触凸耳来成形。结果，可以有效地生产第一弯曲金属板部件和第二弯曲金属板部件。这尤其适用于第二(上)弯曲金属板部件中的切口通过从金属板平面弯曲接触凸耳而成形的情况，第一(下)弯曲金属板部件的接触凸耳被引导穿过该切口，因为接触凸耳的弯曲和上述切口的生产可以在一个(单个)生产步骤中进行。虽然冲压和弯曲构成了第一弯曲金属板部件和第二弯曲金属板部件的有利生产过程，但使用其他技术来生产第一和第二弯曲金属板部件也是可以想到的。举例来说，弯曲金属板部件也可以是激光切割或等离子切割的。

20、此外，有利的是，用于接触膜电容器元件的(所有)接触凸耳：

21、-相互平行对准，和/或

22、-与金属板平面成直角对准。

23、结果，首先，简化了金属板部件的生产过程，其次，作为结果，插入到母线装置中的膜电容器元件也彼此平行地布置，从而也简化了膜电容器元件插入到母线装置中。

24、有利的是，膜电容器元件中的膜电容器元件的电容器触点相对于用于接触膜电容器元件的接触凸耳的法线彼此直接相对。换句话说，膜电容器元件的两个电容器触点都位于接触凸耳的法线上。结果，由插入到母线装置中的膜电容器元件的弹簧触点引起的(机械)力也位于作用线上，因此没有扭矩作用在插入到母线装置中的膜电容器元件上。结果，不需要实施特殊措施来防止膜电容器元件的不期望的旋转。

25、然而，也有利的是，膜电容器元件中的膜电容器元件的电容器触点相对于用于接本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于功率转换器(18、18a、18b)特别是逆变器的DC支撑电容器(17、17a...17j)，包括：

2.根据权利要求1所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述第一弯曲金属板部件(4a...4d)和/或所述第二弯曲金属板部件(5a...5d)配置为冲压弯曲金属板部件，并且切口(11a...11d’)通过冲压部分和/或通过从所述金属板平面(A、B)弯曲所述接触凸耳(7a...10d)来成形。

3.根据权利要求1或2所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，用于接触所述膜电容器元件(1a...1l)的接触凸耳(7a...10d)：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)中的膜电容器元件(1a...1l)的电容器触点(3a...3j)相对于用于接触该膜电容器元件(1a...1l)的接触凸耳(7a...10d)的法线彼此直接相对。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的DC支撑电容器(17、17a..

6.根据权利要求1至5中任一项所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)在所述母线装置(6a...6d)中的插入位置按行和列布置，其中成排地彼此直接相邻的接触凸耳(7a...10d)交替地是所述第一弯曲金属板部件(4a...4d)或第二弯曲金属板部件(5a...5d)的部分，并且其中成列地位于彼此直接下方的接触凸耳(7a...10d)同样交替地是第一弯曲金属板部件(4a...4d)或第二弯曲金属板部件(5a...5d)的部分。

8.一种功率转换器(18、18a、18b)，包括功率转换器壳体(23)和根据权利要求1至7中任一项所述的DC支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，膜电容器元件(1a...1l)直接布置在功率转换器壳体(23)上。

9.根据权利要求8所述的功率转换器(18、18a、18b)，其特征在于，其配置为逆变器，并且具有功率部分(19、19a、19b)，该功率部分具有电连接到所述DC支撑电容器(17、17a...17j)的多个可控开关(22)，其中DC支撑电容器(17、17a...17j)被提供用于平滑DC电压源(25)的DC电压，并且其中功率部分(19、19a、19b)被提供用于从由DC支撑电容器(17、17a...17j)平滑的DC电压产生AC电压。

10.一种电动车辆(24)，其特征在于根据权利要求9所述的逆变器，连接到DC支撑电容器(17、17a...17j)的DC电压源(25)和连接到功率部分(19、19a、19b)的电驱动装置(26)，其中电驱动装置(26)机械地联接到电动车辆(24)的车轮(28)。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于功率转换器(18、18a、18b)特别是逆变器的dc支撑电容器(17、17a...17j)，包括：

2.根据权利要求1所述的dc支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述第一弯曲金属板部件(4a...4d)和/或所述第二弯曲金属板部件(5a...5d)配置为冲压弯曲金属板部件，并且切口(11a...11d’)通过冲压部分和/或通过从所述金属板平面(a、b)弯曲所述接触凸耳(7a...10d)来成形。

3.根据权利要求1或2所述的dc支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，用于接触所述膜电容器元件(1a...1l)的接触凸耳(7a...10d)：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的dc支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)中的膜电容器元件(1a...1l)的电容器触点(3a...3j)相对于用于接触该膜电容器元件(1a...1l)的接触凸耳(7a...10d)的法线彼此直接相对。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的dc支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)中的膜电容器元件(1a...1l)的电容器触点相对于用于接触该膜电容器元件(1a...1l)的接触凸耳(7a...10d)的法线彼此横向偏移。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的dc支撑电容器(17、17a...17j)，其特征在于，所述膜电容器元件(1a...1l)：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的dc支撑电容器...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·伊尔克，A·乌内尔，
申请(专利权)人：法雷奥新能源汽车德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人