DE102010036058A1

DE102010036058A1 - Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug

Info

Publication number: DE102010036058A1
Application number: DE102010036058A
Authority: DE
Inventors: Takuya Michinaka; Satoshi Ishibashi; Masaru Kobayashi; Haruyuki Matsuo; Yuji Kuramoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-01-22
Filing date: 2010-09-01
Publication date: 2011-07-28
Also published as: JP5289348B2; US20110181105A1; FR2955732A1; JP2011151981A; US8686601B2; FR2955732B1

Abstract

Eine Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug mit einer kleinen Größe und einem leichten Gewicht wird erhalten. Die Energiekonvertierungsvorrichtung ist versehen mit: Einer Vielzahl von Halbleitermodulen, in denen Halbleitereinrichtungen mit einem Harz ausgeformt sind, und von denen jedes einen Modulkörper, einen Eingabeanschluss und einen Ausgabeanschluss aufweist; einem Kühlkörper mit rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt, der Kühlhauptebenen entsprechend an gegenüberliegenden Seiten hiervon zum Kühlen dieser Halbleitermodule aufweist; und einer Vielzahl von Steuerpaneelen, die das Antreiben der Halbleitermodule steuern. Jedes der Halbleitermodule ist derart angeordnet, dass sein Modulkörper eine Hauptebene in Flächenkontakt mit einer der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers aufweist, und jedes der Steuerpaneele ist gegenüber einer Fläche des Modulkörpers an einer gegenüberliegenden Seite der Hauptebene hiervon angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Besonderen eine Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, die zu einem Traktionsmotor, einem Motor zur Energieerzeugung, usw. eingesetzt werden kann, der in einem Hybridfahrzeug, einem elektrischen Fahrzeug oder ähnlichem verwendet wird.
2. Stand der Technik
In der Vergangenheit wurde als eine Antriebssteuervorrichtung einer elektrischen Drehmaschine, die eine elektrische Energiequelle ist, eine Energiekonvertierungsvorrichtung verwendet, die mit einem Halbleitermodul und einem Steuerpaneel zum Steuern des Antreibens, des Schutzes, usw. einer ein Komponentenelement des Halbleitermoduls darstellenden Halbleiterschaltereinrichtung versehen war.
Die Energiekonvertierungsvorrichtung weist einen Inverter auf, der dazu dient, eine Gleichstromenergie in eine Wechselstromenergie zu konvertieren, und weist einen DC-DC-Konverter auf, da dazu dient, eine Gleichstromenergie einer bestimmten Spannung in eine andere Gleichstromenergie einer anderen Spannung zu konvertieren, wobei ein einfacher Inverter, ein einfacher DC-DC-Konverter, eine kombinierte Einheit dieses Inverters und Konverters, usw. in der Praxis genutzt würde.
Als eine solche konventionelle Energiekonvertierungsvorrichtung war eine solche bekannt, bei der eine Vielzahl von Halbleitermodulen, von denen jedes einen in einer aus einer Basis und einem isolierenden Paket zusammengestellten Hülle empfangenen Halbleiterchip aufweist, an einem gemeinsamen Kühlkörper angeordnet sind, dessen oberste Fläche eine flache Gestalt aufweist (siehe als einen ersten Stand der Technik die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-168278 , (Absätze Nr. 0018, 0027, 0028 und 0034)).
Jedes Halbleitermodul gemäß diesem ersten Stand der Technik ist derart aufgebaut, dass ein Halbleiterchip eines isolierten bipolaren Gatetransistors (IGBT; Insulated Gate Bipolar Transistor) und eine Diode parallel miteinander verbunden sind, wobei eine Vielzahl von Hauptanschlüssen (Starkstromleitende Anschlüsse), von denen jeder ein Durchgangsloch für eine hier hindurch ausgebildete Leiterbefestigungsschraube aufweist, so parallel zur Basis angeordnet sind, dass sie aus dem Paket heraus hervorstehen.
Zusätzlich sind Signalanschlüsse (Gateanschlüsse) an der gegenüberliegenden Seite der Hauptanschlüsse über das Paket angeordnet. Jedes Halbleitermodul ist mittels Befestigungsschrauben, die durch in vier Ecken der Basis ausgebildeten Befestigungslöchern gelangen, fest an den Kühlkörper gesichert.
Darüber hinaus werden sechs Halbleitermodule als Halbleitermodule verwendet, damit sie einen Dreiphaseninverter ausbilden, der als eine Energiekonvertierungsvorrichtung wirkt, und Befestigungsschrauben werden durch die entsprechenden Hauptanschlüsse jedes Halbleitermoduls eindringen gelassen, die dann mit Leitern (Verteilerschiene) elektrisch verbunden werden, um hierdurch eine Verdrahtung für einen Inverterhauptkreis auszubilden.
Weiter ist als eine andere konventionelle Energiekonvertierungsvorrichtung eine solche bekannt, bei der eine Vielzahl von Halbleitermodulen, von denen jedes einen Halbleiterchip darin aufgenommen aufweist, ähnlich zu den Halbleitermodulen beim zuvor erwähnten ersten Stand der Technik, wobei Hauptanschlüsse und Signalanschlüsse so angeordnet sind, dass sie von einem isolierenden Paket eines Modulkörpers jedes Halbleitermoduls in entgegen gesetzte Richtungen, die im Wesentlichen 180 Grad voneinander verschieden sind, hervorstehen, wobei ein Radiatorplattenpaar entsprechend zu den gegenüberliegenden Seiten einer Hauptebene (von der keine Anschlüsse hervorstehen und die ein relativ großes Gebiet aufweist) des Pakets freigelegt ist (siehe als einen zweiten Stand der Technik die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2005-73374 (Absätze Nr. 0011 und 0017-0024)).
Eine Vielzahl von Halbleitermodulen in diesem zweiten Stand der Technik wird zwischen einem als Kühlkörper fungierenden Kühlrohrpaar nebeneinander gehalten. Die vom Paket jedes Halbleitermoduls hervorstehenden Hauptanschlüsse sind elektrisch mit Leitern (Verteilerleisten) verbunden, die an einer zur Hauptebene des Pakets im Wesentlichen senkrechten Ebene angeordnet sind, und weisen eine daran ausgebildete Verdrahtung als einen Hauptkreis der Energiekonvertierungsvorrichtung auf.
Zusätzlich ist an seiner Seite, an der die Signalanschlüsse hervorstehen, ein Steuerpaneel im Wesentlichen rechtwinklig bezüglich der Hauptebene des Pakets angeordnet, und die Steuerkreiskomponenten am Steuerpaneel und die Signalanschlüsse der Halbleitermodule sind elektrisch miteinander verbunden, indem die Signalanschlüsse in eine Vielzahl von am Steuerpaneel ausgebildeten Verbindungslöchern eingeführt werden.
Jedoch sind bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem ersten Stand der Technik, wie in der später zu beschreibenden 5 gezeigt, die Vielzahl der Halbleitermodule an der gleichen Ebene angeordnet, damit die Außengröße der Energiekonvertierungsvorrichtung erhöht wird, weshalb darin ein Problem bestand, dass die Kosten und das Gewicht der Energiekonvertierungsvorrichtung als ein Produkt ansteigen.
Das bedeutet, im ersten Stand der Technik sind die entsprechenden Halbleitermodule am gemeinsamen Kühlkörper planar angeordnet, damit der Kühlkörper gemäß der Anzahl der zu verwendenden Halbleitermodule größer ausgestaltet ist.
Zusätzlich, nachdem die Halbleitermodule mittels der durch die an den vier Ecken der Basis ausgebildeten Befestigungslöcher gelangenden Befestigungsschrauben am Kühlkörper fest gesichert sind, ist es nötig, einen Raum zum Anordnen der Befestigungslöcher zu sichern, weshalb sich das Installationsvorsprunggebiet der Halbleitermodule selbst aufweitet oder ansteigt.
Weiter ist der Kühlkörper wegen seiner Kühlfähigkeit und seiner Strukturfestigkeitsanforderung aus einem metallischen Material zusammengesetzt, weshalb das Gewicht aufgrund der erhöhten Größe des Kühlkörpers auf ein bemerkenswertes Maß ansteigt.
Zusätzlich ist die Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik derart ausgebildet, dass jedes der Halbleitermodule zwischen und durch ein Paar Kühlröhren (oder Kühlkörper) gehalten wird, und die Leiter (Verteilerleisten) an der Seite angeordnet sind, wo die Hauptanschlüsse der Halbleitermodule hervorstehen, und das Steuerpaneel ist an der Seite angeordnet, wo die Signalanschlüsse hervorstehen.
Nachdem die Vielzahl der Halbleitermodule und Kühlkörper geschichtet oder laminiert sind, damit sie eine dreidimensionale Gestalt ausbilden, können die Vorsprungsgebiete der Halbleitermodule und der Kühlkörper im Vergleich zu denjenigen in der im ersten Stand der Technik offenbarten, konventionellen Energiekonvertierungsvorrichtung kleiner ausgebildet werden. Somit kann in Fällen, wo die Energiekonvertierungsvorrichtung eine hohe Ausgabekapazität aufweist, durch Anordnen einer Vielzahl von laminierten Einheiten der Halbleitermodule und Kühlkörper in einer Laminationsrichtung erreicht werden.
Jedoch sind bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik Verdrahtungen der Leiter an einer Seite oder an der anderen Seite der Halbleitermodule gesammelt angeordnet, und die Signalanschlüsse sind ebenso an der anderen Seite der Halbleitermodule gesammelt angeordnet, wie in den später zu beschreibenden 7(a) und 7(b) gezeigt, so dass darin Probleme bestanden, dass es schwierig war, die Proportionen der individuellen Installationsvolumen und Räume einzustellen, die durch die Hauptanschlüsse, die Leiterverdrahtungsteile, die Halbleitermodule, die Kühlkörper und das Steuerpaneel benötigt werden, und dass die Zusammenbaueffizienz gering war.
Im Besonderen wurde in Fällen, wo extrem dünne Kühlkörper als Kühlkörper verwendet wurden, der Abstand zwischen benachbarten Signalanschlüssen, die von benachbarten Halbleitermodulen hervorstehen, die in einer Linie an gegenüberliegenden Seiten jedes Kühlkörpers gelegen sind, kleiner, jedoch verblieb die Größe der Steuerpaneelkomponenten auf der anderen Seite unverändert, und das Gebiet des Steuerpaneels kann nicht reduziert werden, so dass das Volumen, das die Gesamtheit der Hauptanschlüsse, der Leiterverdrahtungsteile, der Halbleitermodule, der Kühlkörper und des Steuerpaneels einschließt, nicht notwendigerweise reduziert wird.
Zusätzlich wurde in den Fällen, wo die Vielzahl der Halbleitermodule und Kühlkörper geschichtet oder laminiert sind, um eine Energiekonvertierungsvorrichtung mit großer Kondensatorausgabe zu erhalten, die Differenz zwischen der Länge in der Laminationsrichtung und die Langseitenlänge des rechtwinkligen Steuerpaneels kürzer, so dass das zuvor erwähnte Problem hinsichtlich der Einstellung der Proportionen der Installationsvolumen oder -räume zu einem gewissen Maße erleichtert werden kann.
Jedoch in den Fällen, wo die Ausgabe der Energiekonvertierungsvorrichtung klein sein kann, und die Anzahl der Laminierungen der Halbleitermodule und der Kühlkörper ebenso klein sein kann, das bedeutet für die Energiekonvertierungsvorrichtung, die im Wesentlichen mit einer kleinen Größe erreicht werden sollte, ist das zuvor erwähnte Problem immer noch nicht gelöst.
Zusätzlich wird im zweiten Stand der Technik die Anordnung der Signalanschlüsse der Halbleitermodule im Wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld, das gemäß dem Betrieb der Halbleitermodule erzeugt wird, so dass zu beachten ist, dass der von den Halbleitermodulen erzeugte Magnetfluss mit den Signalanschlüssen koppelt, wodurch eine Fehlfunktion bei der Steuerung der Halbleitermodule bedingt wird. Deshalb wird die Implementierung der Störgegenmaßnahmen benötigt, was zu Problemen führt, wie zum Beispiel einem Anstieg der benötigten Komponententeile, einem Anstieg der Kosten, usw.
Um die Energiekonvertierungsvorrichtung klein herzustellen, ist es wünschenswert, dass sowohl die Kühlkörper, die Halbleitermodule und das Steuerpaneel klein ausgestaltet und leichtgewichtig hergestellt werden.
Jedoch kann die Verkleinerung der Vorrichtung nicht nur aufgrund der Reduzierung der Größe hiervon erreicht werden.
Als ein Beispiel der Restriktionen hierbei ist es nötig, einen Isolationsabstand in einem Abschnitt sicherzustellen, an dem eine Hochspannung angebracht wird, um eine Hochpotenzialdifferenz zu erzeugen.
Damit die Energiekonvertierungsvorrichtung normal arbeitet, ist es notwendig, einen Stromaustritt und einen dielektrischen Durchschlag zu verhindern, und anzuwendende technische Bedingungen sind vorbeschrieben, zum Beispiel durch den Internationalen Standard IEC 60950 (Sicherheit von Informationstechnologieausrüstung), den japanischen Industriestandard JIS 05014 (Mehrlagige Leiterplatten), den JIS D5305-3 (Sicherheitsspezifikationen für elektrische Straßenfahrzeuge, Teil 3: Sicherheit von Personen gegen elektrische Gefahren), usw.
Basierend hierauf ist es in den Fällen, wo eine Potenzialdifferenz zwischen den Elektroden der elektrisch leitenden Mustern und/oder elektrischen Teile besteht, die an der Außenseite am Steuerpaneel freigelegt sind, notwendig, die in einem vorbestimmten Abstand hierzwischen anzuordnen, das heißt, einen vorbestimmten Kriechabstand oder vorbestimmten Raumspalt bereitzustellen.
Zum Beispiel ist die Blockierspannung der Halbleitermodule gemäß der Arbeitsspannung der Energiekonvertierungsvorrichtung ausgewählt, und es gibt 1200 V, 1800 V, usw. als Blockierspannung. In den Fällen, wo der Isolierabstand des Steuerpaneels basierend auf dem Spannungswert der Blockierspannung ausgelegt ist, beträgt der Kriechabstand an einer Potenzialdifferenz von 1200 V ungefähr 6 mm, und derjenige an einer Potenzialdifferenz von 1800 V beträgt ungefähr 9 mm, wie in 29 gezeigt.
Diesbezüglich haben bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik, selbst wenn die Kühlkörper und die Halbleitermodule dickenmäßig dünn ausgebildet werden können, wie in der später zu beschreibenden 7(b) gezeigt, die von den Halbleitermodulen hervorstehenden Signalanschlüsse eine Potenzialdifferenz gemäß dem Arbeitsspannungsbereich der Energiekonvertierungsvorrichtung, so dass die elektrisch leitenden Profile und elektronischen Teile derart angeordnet werden müssen, dass die elektrisch leitenden Profile am Steuerpaneel, die Elektroden der elektronischen Teile, die elektrisch mit den Signalanschlüssen und ähnlichem verbunden sind, einen Kriechabstand entsprechend der Potenzialdifferenz sicherstellen können.
Demnach wird selbst in den Fällen, wo dünne Kühlkörper verwendet werden, das die gesamte Energiekonvertierungsvorrichtung umhüllende Volumen nicht auf ein ausreichendes Maß reduziert, und die von den Halbleitermodulen hervorstehenden Signalanschlüsse müssen gebogen werden, damit sie einen Kriechabstand am Steuerpaneel sicherstellen, wodurch Probleme entstehen, wie zum Beispiel das Hinzufügen von Arbeitsschritten, den Anstieg von Kosten, usw.
Weiter erfordert beim zweiten Stand der Technik die feste Verbindung des Steuerpaneels mit den Halbleitermodulen und den Kühlkörpern die Fixierung hiervon mittels eines hochsteifen Strukturbauteils, separat von der Verbindung hiervon durch die Signalanschlüsse mit geringer Steifigkeit, und demnach wird ein Haltestrukturbauteil bereitgestellt, das eine Festigkeit aufweist, welche eine Vibration des Steuerpaneels unterdrücken kann, weshalb ebenso Probleme bestehen, wie zum Beispiel ein Anstieg des Gewichts der Vorrichtung und eine Verschlechterung der Zusammenbauverarbeitbarkeit.
INHALT DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung soll solche oben genannten Probleme lösen, und es ist ihr Ziel, eine Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug zu erhalten, die klein ausgestaltet und leichtgewichtig ist.
Eine Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß dieser Erfindung ist versehen mit: Einer Vielzahl von Halbleitermodulen, in denen Halbleitereinrichtungen mit einem Harz abgedichtet sind, und von denen jedes einen Modulkörper, einen Eingabeanschluss und einen Ausgabeanschluss aufweist; einem Kühlkörper mit rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt, der Kühlhauptebenen entsprechend an seinen gegenüberliegenden Flächen zum Kühlen dieser Halbleitermodule aufweist; und einer Vielzahl von Steuerpaneelen, die mit den Halbleitermodulen zum Steuern des Antriebs der Halbleitermodule elektrisch verbunden sind; wobei jedes der Halbleitermodule derart angeordnet ist, dass sein Modulkörper eine Hauptebene in Flächenkontakt mit einer der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers aufweist, und jedes der Steuerpaneele gegenüber einer Fläche des Modulkörpers an einer gegenüberliegenden Seite der Hauptfläche hiervon gelegen ist.
Gemäß der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug dieser Erfindung ist jedes der Halbleitermodule derart eingerichtet, dass die Hauptebenen eines Modulkörpers entsprechend in Flächenkontakt mit den Kühlhauptflächen des Kühlkörpers sind, und jedes der Steuerpaneele ist gegenüber einer Fläche des Modulkörpers an einer gegenüberliegenden Seite der Hauptebene hiervon angeordnet. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, eine Energiekonvertierungsvorrichtung bereitzustellen, die klein ausgestaltet und leichtgewichtig ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den begleitenden Zeichnungen:
1 ist eine erklärende Aufbauansicht, die eine Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine Seitenansicht von 1;
3 ist eine Draufsicht von 1;
4(a) ist eine erklärende Ansicht, die eine Anordnungsbeziehung eines Kühlkörpers und Halbleitermodulen zeigt, 4(b) ist eine Seitenansicht von 4(a);
5(a) ist eine erklärende Ansicht, die eine Anordnungsbeziehung eines Kühlkörpers und Halbleitermodulen entsprechend einem ersten Stand der Technik zeigt, 5(b) ist eine Seitenansicht von 5(a);
6 ist eine erklärende Ansicht, die eine Anordnungsbeziehung eines Kühlkörpers, Halbleitermodulen und Steuerpaneelen von 1 zeigt;
7(a) ist eine erklärende Ansicht, die eine Anordnungsbeziehung eines Kühlkörpers und Halbleitermodulen entsprechend einem zweiten Stand der Technik zeigt, 7(b) ist eine erklärende Ansicht, die eine Anordnungsbeziehung eines dünnen Kühlkörpers in 7(a) zeigt;
8(a) ist eine Ansicht, die ein Verbinden oder Anhaften zwischen dem Kühlkörper und den Halbleitermodulen von 1 erklärt, und 8(b) ist eine entlang der Linie A-A in 8(a) entnommene Querschnittsansicht;
9 ist eine erklärende Aufbauansicht, die den Kühlkörper von 1 zeigt;
10 ist eine Querschnittsansicht eines Kühlkörpers, der durch Gießen, Extrusionsformen hergestellt ist;
11 ist eine Explosionsansicht von 10;
12 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13(a) ist eine Ansicht, die ein Koppeln zwischen dem Kühlkörper und den Halbleitermodulen von 12 erklärt, 13(b) ist eine entlang der Linie A-A in 13(a) entnommene Querschnittsansicht;
14(a) ist eine Querschnittsansicht, welche die Energiekonvertierungsvorrichtung von 12 zeigt, 14(b) ist eine entlang der Linie A-A in 14(a) entnommene Querschnittsansicht;
15 ist eine perspektivische Ansicht, die das Glättungskondensatormodul in 12 zeigt;
16 ist ein Schaltplan, die das Halbleitermodul der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug in 12 zeigt;
17 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuerpaneele, die Halbleitermodule und den Anschlussblock in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 12 zeigt (im Fall des Antriebs von zwei Lasten);
18 ist ein Schaltplan in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 12 (im Falle des Antriebs von zwei Lasten sind zusätzlich eine Temperaturerfassungseinheit und eine Erfassungseinheit für den fließenden Strom des Halbleitermoduls weggelassen);
19 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuerpaneele, Halbleitermodule und den Anschlussblock der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Falle des Einzellastantriebs einer einzelnen großen Last zeigt;
20 ist ein Schaltplan in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 19 (im Falle des Einzellastantriebs einer einzelnen großen Last sind zusätzlich eine Temperaturerfassungseinheit und eine Erfassungseinheit für einen fließenden Strom des Halbleitermoduls weggelassen);
21 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Energiekonvertierungsvorrichtung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
22 ist eine Querschnittsansicht, welche die Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 21 zeigt;
23 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuerpaneele, Halbleitermodule und den Anschlussblock in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 21 zeigt (im Falle des Antriebs von zwei Lasten);
24 ist ein Schaltplan in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 21 (im Falle des Antriebs von zwei Lasten sind zusätzlich eine Temperaturerfassungseinheit und eine Erfassungseinheit für den fließenden Strom des Halbleitermoduls weggelassen);
25(a) ist eine Ansicht, wenn der Anschlussblock von der Eingabeanschlussblockseite in 21 betrachtet wird, 25(b) ist eine Draufsicht des Anschlussblocks in 25(a), 25(c) ist eine Ansicht, wenn der Anschlussblock von der Ausgabeanschlussblockseite in 21 betrachtet wird, 3 ist eine Draufsicht von 1;
26(a) ist eine entlang der Linie A-A in 25(a) entnommene Querschnittsansicht, 26(b) ist eine entlang der Linie B-B in 25(a) entnommene Querschnittsansicht, 26(c) ist eine entlang der Linie C-C in 25(a) entnommene Querschnittsansicht;
27 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuerpaneele, die Halbleitermodule und den Anschlussblock in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt (im Falle des Einzellastantriebs einer einzelnen großen Last);
28 ist eine Kreisverbindungsansicht in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 27 (im Falle des Einzellastantriebs einer einzelnen großen Last sind zusätzlich eine Temperaturerfassungseinheit und eine Erfassungseinheit für den fließenden Strom des Halbleitermoduls weggelassen);
29 ist eine Ansicht, welche die benötigte Beziehung zwischen dem Isolierungskriechabstand und der Potenzialdifferenz der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hiernach werden entsprechende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch werden die gleichen oder entsprechende Komponentenbauteile und -teile in den entsprechenden Figuren unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen oder Buchstaben erklärt.
Erste Ausführungsform
1 ist eine erklärende Aufbauansicht, welche die Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine Seitenansicht von 1, und 3 ist eine Draufsicht von 1.
Diese Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug (hiernach einfach als eine Energiekonvertierungsvorrichtung bezeichnet) ist mit einer Vielzahl von Halbleitermodulen 1, mit einem die Halbleitermodule 1 kühlenden Kühlkörper 2 mit rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt, und mit Steuerpaneelen 3 versehen, die den Antrieb der Halbleitermodule 1 steuern.
Jedes der Halbleitermodule 1 ist mit einem Modulkörper 1a mit rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt, der mit einem Harz ausgeformt ist, mit von einer Seitenfläche dieses Modulkörpers 1a vorstehenden und mit einer Energiequelle verbundenen Eingabeanschlüssen 4a, mit einem Ausgabeanschluss 4b, der von der anderen Seitenfläche des Modulkörpers 1a hervorsteht, die gegenüber der einen Seitenfläche angeordnet ist, und der mit einer Last verbunden ist, und mit Signalanschlüssen versehen, die von der Seitenfläche des Modulkörpers 1a hervorstehen und elektrisch mit den Steuerpaneelen 3 verbunden sind.
Jeder Modulkörper 1a weist ein Paar Temperaturerfassungseinheiten, die jeweils eine Temperatur eines Halbleiterchips erfassen, ein Paar Erfassungseinheiten für fließenden Strom, die jeweils eine fließenden Strom erfassen, ein Paar IGBTs in der Gestalt von Halbleitereinrichtungen zum Schalten des Stroms, und ein Paar Rücklaufdioden auf, die entsprechend anti-parallel zu den IGBTs verbunden sind, wobei die zwei Sätze dieser Elemente in Reihe miteinander verbunden sind, und mit einem Harz abgedichtet sind.
Drei Halbleitermodule 1 unter den insgesamt sechs Halbleitermodulen 1 sind derart angeordnet, dass Hauptebenen ihrer Modulkörper 1a (d. h. Ebenen, von denen die Eingabeanschlüsse 4a, die Ausgabeanschlüsse 4b und die Signalanschlüsse nicht hervorstehen, und von denen die Flächengebiete am größten sind) an einer Seite hiervon in Flächenkontakt mit einer Kühlhauptebene des Kühlkörpers 2 befindlich sind (d. h., einer Ebene, von der das Flächengebiet das größte ist), und sind benachbart und in einer Linie zueinander angeordnet.
Die verbleibenden drei Halbleitermodule 1 sind ebenso derart angeordnet, dass ihre Hauptebenen an einer Seite hiervon in Flächenkontakt mit der anderen Kühlhauptebene des Kühlkörpers 2 befindlich sind, und benachbart und in einer Linie zueinander angeordnet sind.
Zusätzlich sind die Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2 keiner spanenden Bearbeitung unterzogen, und weisen im Wesentlichen den gleichen Flachheitsgrad wie diejenigen der Hauptebenen der Modulkörper 1a des Halbleitermoduls 1 auf.
Das zuvor erwähnte Paar Steuerpaneele 3 ist an der Hauptebenenseite der Modulkörper 1a an gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2 entsprechend angeordnet.
Der zuvor erwähnte Kühlkörper 2 ist dünn, wobei eine Dicke T kleiner ist als die Breite W jedes Modulkörpers 1a (ein Abstand zwischen einer Seitenfläche, von der die Eingabeanschlüsse 4a hervorstehen, und eine Seitenfläche, von der die Ausgabeanschlüsse 4b hervorstehen).
Darüber hinaus weist der Kühlkörper 2 ein Paar Kühlmittelmündungen 50 zum Eintritt und Austritt eines Kühlmediums auf, die entsprechend an seinen gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildet sind, die bezüglich der Kühlhauptebenen hiervon vertikal befindlich sind.
Ebenso ist, wie aus 3 zu sehen, bildet der Kühlkörper 2 an seinen vier Ecken Gehäuseverbindungsteilen 51 aus, die in Richtung des äußeren des Kühlkörpers 2 hervorstehen. Die Halbleitermodule 1, der Kühlkörper 2 und die Steuerpaneele 3, die alle in einem Gehäuse 5 aufgenommen sind, sind durch diese Gehäuseverbindungsteile 51 fest am Gehäuse 5 gesichert.
Gemäß der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser Ausführungsform sind, wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt, die Halbleitermodule 1 an den gegenüberliegenden Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2 angeordnet.
Entsprechend, verglichen mit der zuvor erklärten Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem ersten Stand der Technik, wie in 5(a) und 5(b) gezeigt, kann das durch die Halbleitermodule 1 eingenommene Bodengebiet um die Hälfte reduziert werden, wodurch es möglich wird, die Verkleinerung der Energiekonvertierungsvorrichtung zu erreichen.
Zusätzlich, wie in 6 gezeigt, sind die Steuerpaneele 3 mit den Steuerkreiskomponententeilen 7 an den Seiten gegenüber den Hauptebenen der Halbleitermodule 1 angeordnet, mit denen der Kühlkörper 2 in Kontakt ist.
Bei der zuvor erklärten Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik, wie in 7(a) und 7(b) gezeigt, sind ein Kriechabstand L und ein Kreisbefestigungsgebiet am Steuerpaneel 3 durch die Dicke T des Kühlkörpers 2 betroffen. Zum Beispiel in den Fällen, wo der sehr dünne Kühlkörper 2 verwendet wird, bei dem die Dicke T des Kühlkörpers 2 ausreichend kleiner ist als die Breite W jedes Modulkörpers 1a der Halbleitermodule 1, ist es schwierig, den ausreichenden Kriechabstand L zwischen den Steuerkreiskomponententeilen 7 und dem ausreichenden Kreisbefestigungsgebiet am Steuerpaneel 3 zu sichern.
Auf der anderen Seite kann bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser Ausführungsform die Dicke des Kühlkörpers 2 dünn sein, ohne durch den Einfluss der Arbeitsspannung und der Kreisgröße der Energiekonvertierungsvorrichtung der Steuerpaneele 3 betroffen zu sein, und demnach ist es zusammen mit der Reduzierung des durch die Halbleitermodule 1 eingenommenen Bodengebiets um die Hälfte möglich, eine wesentliche Verkleinerung der Energiekonvertierungsvorrichtung zu erreichen.
Darüber hinaus nimmt bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik, wie in 7(b) gezeigt, die Gesamtgestalt der Hauptkomponententeile inklusive der Steuerpaneele 3 eine teilweise hervorstehende Gestalt ein.
Im Gegensatz hierzu sind bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser Ausführungsform die Modulkörper 1a, der Kühlkörper 2 und die Paneelkörper 3a der Steuerpaneele 3 jeweils von rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt.
Demnach weist ein Hauptkomponententeil 6 der Energiekonvertierungsvorrichtung, die aus den Modulkörpern 1a, dem Kühlkörper 2 und den Paneelkörpern 3a zusammengesetzt ist, einen Gesamtaufbau einer rechtwinkligen Parallelepiped-Gestalt auf, so dass die Installierbarkeit der Energiekonvertierungsvorrichtung inklusive dem Gehäuse 5 an einem Fahrzeug verbessert wird, und zusätzlich hierzu die Energiekonvertierungsvorrichtung auf einfache und robuste Weise fest am Gehäuse 5 gesichert werden kann, weshalb es möglich wird, die Vibrationsbeständigkeit der Energiekonvertierungsvorrichtung zu verbessern.
Weiter sind die Steuerpaneele 3 oberhalb der Halbleitermodule 1 angeordnet, und die Signalanschlüsse stehen in einer Richtung hervor, die senkrecht zur Vorsprungsrichtung der von den Modulkörpern 1a hervorstehenden Eingabeanschlüssen 4a und Ausgabeanschlüssen 4b ist.
Entsprechend können die Signalanschlüsse kurz ausgelegt sein, und zur gleichen Zeit kann der größte Teil der Signalanschlüsse in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung bezüglich des gemäß des Betriebs der Halbleitermodule 1 erzeugten Magnetfelds angeordnet sein. Als ein Ergebnis kann der von den Halbleitermodulen 1 erzeugte und zu den Signalanschlüssen verknüpfte Magnetfluss reduziert werden, und die Anzahl der benötigten Teile für Rauschgegenmaßnahmen kann klein sein, wodurch es möglich wird, die Verkleinerung und Kostenreduzierung der Energiekonvertierungsvorrichtung zu erreichen.
Zusätzlich sind die Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2 in Kontakt mit den Bodenflächen, d. h. entsprechend den Hauptebenen der Modulkörper 1a der Halbleitermodule 1, wobei der Flachheitsgrad mit demjenigen der Bodenflächen vergleichbar ist, ohne die Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2 einer spanenden Bearbeitung unterziehen zu müssen, so dass der thermische Kontaktwiderstand der Kontaktflächen reduziert werden kann, wodurch es möglich wird, die Wärmedissipation der Halbleitermodule 1 zu verbessern.
Es besteht ein Effekt, der die Verkleinerung und Kostenreduzierung des Kühlkörpers 2 oder der Halbleitermodule 1 mit sich bringt, und die gesamte Energiekonvertierungsvorrichtung klein und durch Ausbau kostengünstig macht.
Als nächstes wird basierend auf 8(a) und 8(b) detailliert auf die Struktur des zuvor erwähnten Kühlkörpers 2 Bezug genommen.
8(a) ist eine Ansicht, die ein Verbinden oder Anhaften zwischen dem Kühlkörper 2 und den Halbleitermodulen 1 von 1 erklärt, und 8(b) ist ein entlang der Linie A-A in 8(a) entnommene Querschnittsansicht.
Dieser Kühlkörper 2 ist mit einem Paar oberster Platten 8 versehen, die einen Kühlkörper bilden, und die Kantenabschnitte aufweisen, die entgegen zueinander ausgebildet sind, und mittels Löten miteinander verbunden oder angehaftet sind, eine innerhalb der obersten Platten 8 angeordnete Kühlrippe 9, die aus Metall hergestellt ist, um ein Kontaktgebiet mit dem Kühlmedium zu erhöhen, und die Kühlmittelmündung 50 wird ein Eingang und ein Ausgang für das Kühlmedium. Es ist hier anzumerken, dass die obersten Platten 8 und die Kühlrippe 9, die miteinander verlötet sind, entsprechende Metallstrukturkörper sind.
Darüber hinaus sind drei Stiftschrauben 10 entsprechend durch Löten mit gegenüberliegenden Kühlhauptebenen der Kühlplatten 8 verbunden, die sich in Flächenkontakt mit den Hauptebenen der Modulkörper 1a der Halbleitermodule 1 befinden. Jede dieser Stiftschrauben 10 weist einen Spitzenendenabschnitt auf, der durch ein Loch 11 gelangt, das durch einen entsprechenden Modulkörper 1a ausgebildet ist, und eine Mutter 12 ist derart an einer entsprechenden Stiftschraube 10 aufgeschraubt, dass jedes Halbleitermodul 1 fest am Kühlkörper 2 gesichert ist.
10 und 11 sind Querschnittsansichten eines Kühlkörpers 2A, der durch Gießen, Extrusionsausformen oder ähnlichem hergestellt ist.
Bei dem mittels einer dieser Techniken hergestellten Kühlkörper 2A ist es notwendig, um die Rippen 9A mit großen Wärmedissipationsgebieten auszubilden, die hinsichtlich der Kühlfähigkeit exzellent sind, nicht nur die Rippen 9A dick herzustellen, sondern wegen verschiedener Restriktionen, wie zum Beispiel einen geschmolzenen Metallfluss zur Zeit des Gießens, der Festigkeit einer für eine Extrusion verwendete Form, usw., ebenso die obersten Platten 8a.
Zusätzlich ist es notwendig, die Länge der Rippen 9A zu erhöhen, um ein ausreichendes Kontaktgebiet zwischen den Rippen 9A und dem Kühlmedium sicherzustellen.
Darüber hinaus war es beim Gießen oder Extrusionsausformen notwendig, um die Halbleitermodule 1 an gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2A anzuordnen, zwei oder mehr Komponententeile auszuformen und sie durch ein Abdichtbauteil oder eine Einheit 15 zusammenzubauen, welche dazu dient, den Austritt des Kühlmediums zu verhindern.
Im Gegensatz hierzu kann gemäß dem Kühlkörper 2 dieser Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, der dünne Kühlkörper 2 leicht mit einem hohlen Strömungsdurchgang hergestellt werden, wodurch es möglich wird, die Energiekonvertierungsvorrichtung zu verkleinern.
Weiter sind in den 10 und 11 die Halbleitermodule 1 und der Kühlkörper 2A durch Verschrauben der durch die Löcher 11 in den Halbleitermodulen 1 gelangenden Schrauben 14 fest aneinander gesichert, wobei die Innengewinde 13 in den obersten Platten 8A ausgebildet sind.
Um entsprechend die Innengewinde 13 mit einer vorbestimmten Länge auszubilden, um eine benötigte Fixierfestigkeit zu erhalten, ist es notwendig, die obersten Platten 8A dick auszubilden, und deshalb war aus dieser Sicht eine Verschlankung des Kühlkörpers 2A ebenso schwierig. Auf der anderen Seite sind gemäß dem Kühlkörper 2 dieser Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, die Stiftschrauben 10 aufrecht an gegenüberliegenden Seiten der oberen Platten 8 ausgebildet, und die Halbleitermodule 1 können durch Verschrauben der Muttern 12 über entsprechende Spitzenendabschnitte der Stiftschrauben 10 mit dem Kühlkörper 2 verpresst und fixiert werden.
Das bedeutet, es ist unnötig, die Innengewinde 13 mit hoher Festigkeit für festes Befestigen der Halbleitermodule 1 am Kühlkörper 2a herzustellen, und demnach kann der Kühlkörper 2 dünn und schlank ausgestaltet werden, wodurch die Energiekonvertierungsvorrichtung verkleinert werden kann.
Zusätzlich kann die verlötete Verbindung der Stiftschrauben 10 mit den obersten Platten 8 zusammen mit der verlöteten Verbindung der Kanten des Paars der oberen Platten 8 ausgeführt werden. Beim Herstellungsverfahren des Kühlkörpers 2 wird ein zusätzliches Verfahren zur Hinzufügung der Stiftschrauben 10 überflüssig, so dass der dünne Kühlkörper 2 einfach hergestellt werden kann.
Es ist hier anzumerken, dass jede der 1, 2 und 6 eine erklärende Ansicht ist, und in Realität die Halbleitermodule 1 und die Steuerpaneele 3 voneinander getrennt sind.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird auf eine Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, jedoch wird in der folgenden Beschreibung der Fokus auf einen Aufbau gelegt, der von demjenigen der Energiekonvertierungsvorrichtung der ersten Ausführungsform verschieden ist.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Energiekonvertierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 13(a) ist eine Ansicht, die ein Koppeln zwischen dem Kühlkörper 2B und den Halbleitermodulen 1 von 12 erklärt, und 13(b) ist eine entlang der Linie A-A in 13(a) entnommene Querschnittsansicht. 14(a) ist eine Querschnittsansicht, welche die Energiekonvertierungsvorrichtung von 12 zeigt, und 14(b) ist eine entlang der Linie A-A in 14(a) entnommene Querschnittsansicht.
Bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser Ausführungsform weist jedes der Halbleitermodule 1 ein Loch 11 auf, das im Wesentlichen in der Mitte hiervon hier hindurch ausgebildet ist. Der Kühlkörper 2B weist eine Vielzahl von Löchern 18 auf, die hier hindurch an Orten ausgebildet sind, die den Löchern 11 der Halbleitermodule 1 gegenüber liegen.
Ein Paar der Halbleitermodule 1 und der Kühlkörper 2B sind fest aneinander gesichert, wobei gegenüberliegenden Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2B entsprechend in Flächenkontakt mit den Hauptebenen der Halbleitermodule 1 befindlich sind, indem eine Mutter 12 über einen Spitzenendabschnitt einer durch die Löcher 11, 18 gelangenden Schraube 14 geschraubt wird.
Wie der Kühlkörper 2 der ersten Ausführungsform, der unter Verwendung der Stiftschrauben 10 fest an die Halbleitermodule 1 gekoppelt oder befestigt ist, kann ein Kühlkörper verwendet werden, der dünner ist als derjenige bei der konventionellen Energiekonvertierungsvorrichtung.
Jedoch wird die Festigkeit der Stiftschrauben 10 aufgrund des heißen Erwärmens hiervon zu der Zeit verringert, wenn die Stiftschrauben 10 mittels Löten an den oberen Platten 8 angebunden werden, so dass es in den Fällen, wo es notwendig ist, die Halbleitermodule 1 stark an den Kühlkörper 2 zu drücken und zu fixieren, schwierig ist, einen benötigten Festigkeitsgrad sicherzustellen, weshalb die Vielzahl der Stiftschrauben 10 verwendet werden muss, und demnach ein entsprechend großer Verbindungsraum benötigt wird, wodurch es schwierig wird, die Energiekonvertierungsvorrichtung zu verkleinern.
Im Gegensatz hierzu sind bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß dem zweiten Stand der Technik jedes Paar Halbleitermodule 1 und der Kühlkörper 2B durch Aufschrauben einer Mutter 12 an einem Spitzenendabschnitt einer durch die Löcher 11, 18 gelangenden Schraube 14 fest aneinander gesichert. Als ein Ergebnis tritt die Reduzierung der Festigkeit der Stiftschrauben 10 aufgrund des heißen Erwärmens zur Zeit des Lötens wie in der ersten Ausführungsform nicht auf, so dass es möglich ist, die Halbleitermodule 1 am Kühlkörper 2B in einem Raum zu befestigen, der zum Verbinden benötigt wird, indem eine minimale Anzahl an Schrauben, d. h. 14 Schrauben, verwendet wird.
Aus diesem Grund wird in den Fällen, wo es nötig ist, die Halbleitermodule 1 an den Kühlkörper 2B in einer festen und starken Weise anzudrücken und zu fixieren, kein großer Verwendungsraum benötigt, wodurch es möglich wird, die Energiekonvertierungsvorrichtung zu verkleinern.
Zusätzlich wird bei der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Glättungskondensatormodul 17 in einem Gehäuse 5 aufgenommen (lediglich eine Bodenfläche hiervon ist in 12 gezeigt), wobei das Glättungskondensatormodul 17 mit den Eingabeanschlüssen 4a der Halbleitermodule 1 zum Glätten der Eingabespannung der Halbleitermodule 1 verbunden ist. Als ein Glättungskondensator wird zum Beispiel ein Folienkondensator verwendet.
Dieses Glättungskondensatormodul 17 ist mit einer Vielzahl von Folienkondensatoreinrichtungen 30 versehen, und einem Niederinduktionsanschluss 34, der die Vielzahl der Folienkondensatoreinrichtungen 30 und einen Anschlussblock 16 miteinander verbindet, wobei der Anschlussblock 16 dazu dient, die Eingabeanschlüsse 4a der Halbleitermodule 1, wie in 15 gezeigt, zu fixieren.
Der Niederinduktionsanschluss 34 ist derart aufgebaut, dass eine positive Elektrodenplatte 31 und eine negative Elektrodenplatte 32 durch dazwischen ein Isolationsmaterial 33 gelegenes benachbart zueinander angeordnet sind.
Zusätzlich ist das Glättungskondensatormodul 17 mit einem boxförmigen Behälter 36 versehen, der einen Öffnungsabschnitt 35 aufweist, der an einer Seite des Niederinduktionsanschlusses 34 ausgebildet ist, mit einer Vielzahl von Befestigungsfüßen 37, die integral mit dem Behälter 36 ausgebildet sind, damit der Behälter 36 mit dem Gehäuse 5 miteinander verbunden werden, und mit einer Vielzahl von Kühlkörperanbringungsteilen 38, die integral mit dem Behälter 36 ausgebildet sind, damit der Behälter 36 und den Kühlkörper 2B miteinander verbunden werden, wobei die Folienkondensatoreinrichtungen 30, die im Behälter 36 angeordnet sind, und Anschlüsse derart mit einem Harz abgedichtet und eingekapselt sind, dass sie mit dem Behälter 36 vereint sind.
Dieses Glättungskondensatormodul 17 ist mittels der Befestigungsbauteile an vier Befestigungsfüßen 37 am Gehäuse 5 fest befestigt.
Zusätzlich ist das Glättungskondensatormodul 17 mittels der Befestigungsbauteile an acht Kühlkörperanbringungsteilen 38 am Kühlkörper 2B fest angebracht, und ist in naher Umgebung zu einer Unterfläche einer unteren Seite eines des Steuerpaneel-Paars 3 angeordnet.
Im Kühlkörper 2B der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform sind die Halbleitermodule 1 an gegenüberliegenden Kühlhauptflächen des Kühlkörpers 2 entsprechend befestigt, und demnach kann die Energiekonvertierungsvorrichtung verkleinert werden, indem der Kühlkörper 2B dünn oder schlank ausgeführt wird.
Jedoch in den Fällen, wo der Kühlkörper 2B weiter in einer viel dünneren Gestalt ausgeführt wird, damit die Energiekonvertierungsvorrichtung klein wird, ist die Dicke T des Kühlkörpers 2B bezüglich der Länge L2 des Kühlkörpers 2B kleiner (der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen hiervon, von denen die Eingabeanschlüsse 4a und Ausgabeanschlüsse 4b nicht hervorstehen), und demnach ist die Steifigkeit der Längsrichtung des Kühlkörpers 2B gering, weshalb eine Möglichkeit besteht, dass der Kühlkörper 2B aufgrund einer externen Kraft verändert wird, wie zum Beispiel der zur Zeit der tatsächlichen Verwendung der Energiekonvertierungsvorrichtung aufgebrachten Vibration.
Jedoch ist gemäß der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser zweiten Ausführungsform der Kühlkörper 2B durch die Vielzahl der Kühlkörperanbringungsteile 38 am Glättungskondensatormodul 17 angebunden oder befestigt, welches eine größere Steifigkeit aufweist als der Kühlkörper 2B, und bei dem die Folienkondensatoreinrichtungen 30 mit dem Harz im boxförmigen Behälter 36 abgedichtet sind, das einen größeren Querschnitt aufweist als der Kühlkörper 2B. Als ein Ergebnis wird eine Verformung des Kühlkörpers 2B verhindert, wodurch die Vibrationsbeständigkeit hiervon verbessert wird.
Es ist hier anzumerken, dass die vorliegende Erfindung selbst am unterhalb des Glättungskondensatormoduls 17 angeordneten Kühlkörper 2B angewandt werden kann.
Darüber hinaus sind die integral zueinander befindlichen Halbleitermodule 1, der Kühlkörper 2B und die Steuerpaneele 3 mittels der Befestigungsfüße 37 durch das Glättungskondensatormodul 17 am Gehäuse 5 fest gesichert, und demnach ist es beim Zusammenbau der Energiekonvertierungsvorrichtung möglich, unter Verwendung des Glättungskondensatormoduls 17 als eine Basis die Energiekonvertierungsvorrichtung zusammenzubauen.
Als ein Ergebnis hiervon gibt es selbst bei Bedingungen, bei denen die Gestalt des Gehäuses aufgrund der Restriktion der Befestigungsorte des Gehäuses 5 kompliziert wird, keine Auswirkung auf das Zusammenbauverfahren der Energiekonvertierungsvorrichtung und der Hauptkomponententeile der Energiekonvertierungsvorrichtung, und es wird möglich, Verbesserungen bei der Vielseitigkeit der Energiekonvertierungsvorrichtung, eine Kostenreduzierung aufgrund der Abzweigung von Komponententeilen und Zusammenbaueinrichtungen und die Verkürzung des Entwicklungszyklus zu erreichen.
Zusätzlich sind, ähnlich zu den Halbleitermodulen 1 der ersten Ausführungsform, die Halbleitermodule 1 dieser zweiten Ausführungsform aus einem Paar einer ersten und zweiten Gruppe von folgenden Komponentenelementen aufgebaut, die in Reihe miteinander verbunden werden und mit einem Harz abgedichtet werden, wie in 16 gezeigt. Jede dieser ersten und zweiten Gruppe weist eine Temperaturerfassungseinheit 21, welche die Temperatur des Halbleiterchips erfasst, eine Erfassungseinheit für den fließenden Strom 22, welche einen fließenden Strom erfasst, einen IGBT 19, der eine Energiehalbleitereinrichtung zum Schalten eines Stroms ist, und einen FWDi (Free Wheeling Diode) 20 auf, der antiparallel mit dem IGBT 19 verbunden ist.
Zusätzlich ist jedes Halbleitermodul 1 im Wesentlichen in der Mitte hiervon mit einem Loch 11 versehen, das zum Fixieren hiervon am Kühlkörper 2B verwendet wird.
Jedoch, anders als die Halbleitermodule 1 der ersten Ausführungsform, sind die Eingabeanschlüsse 4a und die Ausgabeanschlüsse 4b entsprechend an der gleichen Seitenfläche jedes Modulkörpers 1a angeordnet, und die Signalanschlüsse 4c sind an einer Seitenfläche jedes Modulkörpers 1a gegenüber der Seitenfläche angeordnet, an der die Eingabeanschlüsse 4a und die Ausgabeanschlüsse 4b angeordnet sind.
Gemäß den Halbleitermodulen 1 dieser zweiten Ausführungsform ist, anders als bei der ersten Ausführungsform, ein Drei-Phasen-Inverter aus drei Halbleitermodulen 1 zusammengesetzt, die an einer Seite des Kühlkörpers 2B angeordnet sind, und demnach sind zwei Drei-Phasen-Inverter zum Antreiben von zwei Lasten an gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2B aufgebaut.
17 ist eine perspektivische Explosionsansicht, welche die Steuerpaneele 3, die Halbleitermodule 1 und den Anschlussblock 16 in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 12 zeigt, und 18 ist ein Schaltplan in der Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 12.
In dieser Energiekonvertierungsvorrichtung sind eine erste Last 23a und eine zweite Last 23b durch eine Energiequelle 24, das Glättungskondensatormodul 17 und die Halbleitermodule 1 derart elektrisch miteinander verbunden, dass das Antreiben der ersten Last 23a und der zweiten Last 23b mittels der sechs Halbleitermodule 1 gesteuert wird.
Zusätzlich sind die Eingabeanschlüsse 4a und Ausgabeanschlüsse 4b an einer Fläche der Energiekonvertierungsvorrichtung angeordnet, so dass lediglich ein zur Handhabung eines Starkstroms eingerichteter Anschlussblock 16, der zum Verbinden zwischen den Eingabeanschlüssen 4a und den Anschlüssen des Glättungskondensatormoduls 17, und zwischen den Ausgabeanschlüssen 4b und einem ersten Lastverbindungsanschluss 56 und einem zweiten Lastverbindungsanschluss 57 verwendet wird, für die zwei Drei-Phasen-Inverter zusammen verwendet werden muss. Verglichen mit den Halbleitermodulen 1 der ersten Ausführungsform, bei denen die Eingabeanschlüsse 4a und die Ausgabeanschlüsse 4b entsprechend in wechselweise verschiedenen Richtungen angeordnet sind, kann die Reduzierung der Anzahl der Komponententeile erreicht werden.
Es sei hier angemerkt, dass ein Bezugszeichen 55 Verbindungsanschlüsse zum Verbinden des Glättungskondensatormoduls 17 mit dem Anschlussblock 16 bezeichnet.
Zusätzlich sind diejenigen Abschnitte, in denen die Steuerpaneele 3 und die Signalanschlüsse 4c der Halbleitermodule 1 miteinander mittels Löten verbunden sind, an einem Ort A an einer Seite des Steuerpaneels 3 konzentriert oder gesammelt, wie in 17 gezeigt, weshalb es möglich wird, die Verkleinerung der Steuerpaneele 3 zu erreichen, und demnach die Verkleinerung der Energiekonvertierungsvorrichtung aufgrund der Reduzierung in einem Gebiet, in dem Komponententeile durch Restriktionen hinsichtlich Verbesserungen der Zusammenbaueffizienz oder des Lötbetriebs nicht befestigt werden können.
Es sei hier angemerkt, dass durch Verändern des Anschlussaufbaus innerhalb des Anschlussblocks 16, um die Verbindungen zwischen den Halbleitermodulen 1 und einer Energiequelle 24 und einer Last 23c neu anzuordnen, wie in 19 und 20 gezeigt, hierdurch die Halbleitermodule 1 parallel angeordnet werden können (siehe Bezugszeichen B in 20), es ebenso möglich wird, die Energiekonvertierungsvorrichtung in eine einzelne Last zu verändern, welche die einzelne Last 23c einer einzelnen großen Last steuert, die durch die Ausgabeanschlüsse 4b und einen Lastverbindungsanschluss 58 verbunden sind.
Gemäß den Halbleitermodulen 1 dieser Ausführungsform sind all die Eingabeanschlüsse 4a und Ausgabeanschlüsse 4b der Halbleitermodule 1 an einen Anschlussblock 16 gesammelt und verbunden. Mit dieser Anordnung kann das Hinzufügen und die Reduzierung von neuen oder existierenden Komponententeilen ebenso wie die Veränderung des Zusammenbauverfahrens mit einer Veränderung der Bedingung der Energiekonvertierungsvorrichtung, das Hinzufügen eines neuen Modells, usw. klein ausgestaltet werden, und es wird möglich, Verbesserungen der Vielseitigkeit der Energiekonvertierungsvorrichtung, eine Kostenreduzierung aufgrund der Gemeinsamkeit der Komponententeile und die Verkürzung des Entwicklungszyklus zu erreichen.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird auf eine Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen.
In der folgenden Beschreibung wird der Fokus auf einen von demjenigen der Energiekonvertierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform verschiedenen Aufbau gelegt.
21 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Energiekonvertierungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 22 ist eine Querschnittsansicht, welche die Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug von 21 zeigt.
Bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform weist jedes der Halbleitermodule 1 ein im Wesentlichen in der Mitte hiervon hier hindurch ausgebildetes Loch 11 auf. Ein Kühlkörper 2B weist ein Loch 18 auf, das in seinem zu diesem Loch 11 weisenden Abschnitt hier hindurch ausgebildet ist. Ein Paar von drei Sätzen der Halbleitermodule 1 ist an gegenüberliegenden Seiten des Kühlkörpers 2B entsprechend angeordnet. Ein Verstärkungsbalken 25a eines kanalförmigen Querschnitts, der sich in der Längsrichtung des Kühlkörpers 2B erstreckt, ist durch eine Niederhaltfeder 26 an den Halbleitermodulen 1 an einer oberen Flächenseite des Kühlkörpers 2B befestigt.
Ein Verstärkungsbalken 25b, der sich in einer Längsrichtung des Kühlkörpers 2B erstreckt, ist durch eine Niederhaltfeder 26 an den Halbleitermodulen 1 an einer unteren Flächenseite des Kühlkörpers 2B befestigt.
Ein Paar Halbleitermodule 1 und der Kühlkörper 2B sind fest aneinander gesichert, wobei sich die gegenüberliegenden Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 2B entsprechend in Flächenkontakt mit den Hauptebenen der Halbleitermodule 1 befinden, indem der Spitzenendabschnitt jeder Schraube 14 eingeschraubt wird, die durch ein Loch im oberen Verstärkungsbalken 25a, ein Loch in der oberen Niederhaltfeder 26, ein Loch 11 in einem oberen Halbleitermodul 1, ein Loch 18 im Kühlkörper 2B, ein Loch 11 im unteren Halbleitermodul 1 und ein Loch in der unteren Niederhaltfeder 26 in den unteren Verstärkungsbalken 25b gelangt.
Bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser Ausführungsform wird eine Axialkraft oder Spannung jeder Schraube 14 durch die Verstärkungsbalken 25a, 25b in der Längsrichtung des Kühlkörpers 2B mittels der Niederhaltfedern 26 verteilt, wobei der Verstärkungsbalken 25a eine Lochstruktur aufweist, und wobei der Verstärkungsbalken 25b eine Innengewindestruktur aufweist, und sie wird weiter in der Richtung der Breite W der Halbleitermodule 1 mittels der Niederhaltfedern 26 verteilt, wodurch die Halbleitermodule 1 viel fester und stärker gegen den Kühlkörper 2B gedrückt werden.
Durch Verwendung der im Verstärkungsbalken 25b ausgebildeten Innengewindestruktur anstelle der Muttern 12 der zweiten Ausführungsform wird zusätzlich die Eingliederung der Muttern 12 und die Reduzierung der Anzahl der Komponententeile ausgeführt.
Darüber hinaus sind bei den Halbleitermodulen 1 dieser dritten Ausführungsform die Eingabeanschlüsse 4a und Signalanschlüsse 4c an einer Seitenfläche des Seitenflächenpaars jedes Halbleitermoduls 1 im Wesentlichen vertikal zur Hauptebenenfläche hiervon angeordnet, die sich in Kontakt mit einer entsprechenden Kühlhauptfläche des Kühlkörpers 2B befindet, und die Ausgabeanschlüsse 4b und Signalanschlüsse 4c sind an der anderen Seitenfläche jedes Halbleitermoduls 1 gegenüber der einen Seitenfläche angeordnet.
Zusätzlich hat das an einer Seite des Kühlkörpers 2B angeordnete Glättungskondensatormodul 17 seine Anschlüsse direkt mit den Eingabeanschlüssen 4a der Halbleitermodule 1 verbunden.
Gemäß der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform sind die Eingabeanschlüsse 4a und die Ausgabeanschlüsse 4b separat an gegenüberliegenden Seiten der Halbleitermodule 1 separat angeordnet, so dass die Anordnung und die Gestalt der Eingabeanschlüsse 4a bestimmt werden kann, ohne durch den Einfluss der Anordnung der Ausgabeanschlüsse 4b beeinflusst zu werden.
Weiter ist das Glättungskondensatormodul 17 in naher Umgebung der Halbleitermodule 1 angeordnet, und die Eingabeanschlüsse 4a der Halbleitermodule 1 und der Anschluss des Glättungskondensatormoduls 17 sind direkt miteinander verbunden. Mit einer solchen Anordnung wird es möglich, die Abstände zwischen den Eingabeanschlüssen 4a und dem Glättungskondensatormodul 17 auf ein wesentliches Maß zu verkürzen, verglichen mit dem Fall, wo das Glättungskondensatormodul 17 wie in der zweiten Ausführungsform entfernt von den Halbleitermodulen 1 angeordnet ist.
Durch Verkürzen der Abstände zwischen den Eingabeanschlüssen 4a der Halbleitermodule 1 und den Anschlüssen des Glättungskondensatormoduls 17 kann zusätzlich eine Verkabelungsinduktion verringert werden, wodurch es ebenso möglich ist, die Umschaltspannungsspitzen zu verringern, die zu der Zeit des Umschaltens der Energiekonvertierungsvorrichtungen, wie zum Beispiel den IGBTs 19, in den Halbleitermodulen 1 erzeugt werden.
Darüber hinaus wird es in den Fällen möglich, wo die Blockierspannung der Halbleitermodule 1 groß genug ist, und Umschaltüberspannungen erlaubt oder toleriert werden können, die Reduzierung des in den Energiehalbleitereinrichtungen erzeugten Umschaltverlusts zu erreichen, indem die Umschaltgeschwindigkeit der Energiehalbleitereinrichtungen erhöht wird, weshalb es möglich wird, die Verkleinerung des Kühlkörpers 22 oder die Verkleinerung und Kostenreduzierung der Halbleitermodule 1 zu erreichen, und demnach wird es ebenso möglich, die Verkleinerung der Energiekonvertierungsvorrichtung als Ganzes zu erreichen.
Zusätzlich sind bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform, wie in 25 und 26 gezeigt, ein Paar Eingabeanschlussblöcke 16b, die mit den Eingabeanschlüssen 4a verbunden werden können, an einem Kantenabschnitt des Kühlkörpers 22 an den gegenüberliegenden Seiten hiervon an der Seite des Glättungskondensatormoduls 17 angeordnet, damit sie sich in der Längsrichtung des Kühlkörpers 2B erstrecken.
Ein Paar Ausgabeanschlussblöcke 16c, die mit den Ausgabeanschlüssen 4b verbunden werden können, sind an einem Kantenabschnitt des Kühlkörpers 22 an den gegenüberliegenden Seiten hiervon an einer vom Glättungskondensatormodul 17 entfernten Seite angeordnet, damit sie sich in der Längsrichtung des Kühlkörpers 22 erstrecken.
Die Eingabeanschlussblöcke 16b und die Ausgabeanschlussblöcke 16c weisen jeweils darin Metallanschlüsse 27 auf, von denen ein Teil des Querschnitts in einer im Wesentlichen L-förmigen Gestalt ausgebildet ist. Jeder dieser Metallanschlüsse 27 ist derart gebogen, dass ein Seitenabschnitt im Wesentlichen parallel zu den Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 22 angeordnet ist, und der andere Seitenabschnitt hiervon ist im Wesentlichen vertikal zu den Kühlhauptebenen des Kühlkörpers 22 angeordnet.
Es sei hier angemerkt, dass in den 25 und 26 ein Bezugszeichen 60 Eingabeanschlussverbindungsteile kennzeichnet, und ein Bezugszeichen 61 Ausgabeanschlussverbindungsteile kennzeichnet.
Bei der Energiekonvertierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform wird der Kühlkörper 2B, der eine dünne Gestalt und möglicherweise eine verringerte Steifigkeit aufweist, durch das Glättungskondensatormodul 17 mit hoher Steifigkeit gestützt, dennoch ist bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform das Glättungskondensatormodul 17 an einer Seite des Kühlkörpers 2B angeordnet, so dass die Verstärkung des Kühlkörpers 2B durch das Glättungskondensatormodul 17 nicht erreicht werden kann.
Im Gegensatz hierzu ist bei der Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform die Steifigkeit in der Längsrichtung des Kühlkörpers 2B verbessert, indem die mit den Metallanschlüssen 27 mit im Wesentlichen L-förmigem Querschnitt darin ausgebildeten Anschlussblöcke 16b, 16c an den gegenüberliegenden rechten und linken Seitenflächen ebenso wie an den gegenüberliegenden Vorder- und Rückseitenflächen des Kühlkörpers 2B entlang der Längsrichtung hiervon angeordnet werden.
Mit einer solchen Anordnung kann die Verformung des dünnen Kühlkörpers 2B verhindert werden, wodurch es möglich wird, die Vibrationsbeständigkeit hiervon zu verbessern. Zusätzlich sind einige Abschnitte der Metallanschlüsse 27 innerhalb der Anschlussblöcke 16b, 16c nahe dem Kühlkörper 2B, so dass ein Kühlen der Metallanschlüsse 27 ebenso ausgeführt werden kann.
Entsprechend ist es möglich, den Temperaturanstieg der Metallanschlüsse 27 aufgrund des Durchgangs des elektrisches Stroms zu unterdrücken, und demnach wird es ebenso möglich, die Verkleinerung und Kostenreduzierung der Energiekonvertierungsvorrichtung aufgrund der Reduzierung der Größe der Querschnittsgebiete der Metallanschlüsse 27 zu erreichen.
Darüber hinaus weist die Energiekonvertierungsvorrichtung dieser dritten Ausführungsform ähnlich zur Energiekonvertierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform sechs hieran befestigte Halbleitermodule 1 auf, und wie in 23 und 24 gezeigt, wird bei dieser Energiekonvertierungsvorrichtung das Antreiben der ersten Last 23a und der zweiten Last 23b mittels der sechs Halbleitermodule 1 gesteuert.
Es sei hier angemerkt, dass es durch Verändern der Anschlusskonstruktionsseite der Eingabeanschlussblöcke 16b und der Ausgabeanschlussblöcke 16c, um die Verbindungen zwischen den Halbleitermodulen 1 und der Energiequelle 24 und der Last 23c neu anzuordnen, wie in 27 und 28 gezeigt, wodurch die Halbleitermodule 1 parallel angeordnet werden, ebenso möglich ist, die Energiekonvertierungsvorrichtung in eine einzelne große Last umzuwandeln, welche die einzelne Last 23c der durch die Ausgabeanschlüsse 4b und den Lastverbindungsanschluss 58 verbundenen einzelnen großen Last steuert.
Bei den Halbleitermodulen 1 dieser dritten Ausführungsform stehen die Eingabeanschlüsse 4a und die Ausgabeanschlüsse 4b der Halbleitermodule 1, wie in 27 gezeigt, entsprechend in unterschiedlichen Richtungen hiervon hervor, und zwar anders als in der zweiten Ausführungsform, dennoch sind die Eingabeanschlüsse 4a kollektiv oder konzentriert an der Seitenfläche einer Seite der Halbleitermodule 1 angeordnet, und somit, selbst wenn die Komponententeile für die Eingabeanschlussblöcke 16b und das Glättungskondensatormodul 17 für eine Energiekonvertierungsvorrichtung jeglichen Aufbaus abgeleitet werden können.
Dementsprechend sind Verbesserungen der Vielseitigkeit der Energiekonvertierungsvorrichtung, die Kostenreduzierung aufgrund der Änderung der Komponententeile, die Verkürzung des Entwicklungszyklus nicht schlechter verglichen mit der Energiekonvertierungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform, und die gleichen Effekte wie diejenigen bei der zweiten Ausführungsform können ebenso bei der dritten Ausführungsform erhalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001-168278 [0004]
JP 2005-73374 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 60950 [0025]
JIS 05014 [0025]
JIS D5305-3 [0025]

Claims

Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst: eine Vielzahl von Halbleitermodulen (1), in denen Halbleitereinrichtungen mit einem Harz abgedichtet sind, und von denen jedes einen Modulkörper (1a), einen Eingabeanschluss (4a) und einen Ausgabeanschluss (4b) aufweist; einen Kühlkörper (2, 2A, 2B) mit rechtwinkliger Parallelepiped-Gestalt, der entsprechend Kühlhauptebenen an gegenüberliegenden Flächen hiervon zum Kühlen dieser Halbleitermodule (1) aufweist; und eine Vielzahl von Steuerpaneelen (3), die mit den Halbleitermodulen (1) zum Steuern des Antriebs der Halbleitermodule (1) elektrisch verbunden sind; wobei jedes der Halbleitermodule (1) derart angeordnet ist, dass sein Modulkörper (1a) eine in Flächenkontakt mit einer der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers (2) befindliche Hauptebene aufweist; und jedes der Steuerpaneele (3) gegenüber einer Fläche des Modulkörpers (1a) an einer gegenüberliegenden Seite der Hauptebene hiervon angeordnet ist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2, 2A, 2B) eine Dicke aufweist, die kleiner ist als eine Breite zwischen einer ersten Seitenfläche des Modulkörpers (1a), von welcher der Eingabeanschluss (4a) hervorsteht, und einer zweiten Seitenfläche des Modulkörpers (1a) gegenüber der ersten Seitenfläche.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtgestalt der Energiekonvertierungsvorrichtung eine rechtwinklige Parallelepiped-Gestalt ist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2, 2A, 2B) aus einer Vielzahl von durch Löten miteinander verbundenen Metallstrukturen zusammengesetzt ist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptebene des Modulkörpers (1a) einen Planheitsgrad gleich demjenigen der Kühlhauptflächen des Kühlkörpers (2, 2A, 2B) aufweist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stiftschraube (10) zum festen Befestigen der Halbleitermodule (1) aufrecht an jeder der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers (2) ausgebildet ist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2B) ein Loch (18) zum festen Befestigen der Halbleitermodule (1) aufweist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingabeanschluss (4a) und der Ausgabeanschluss (4b) an einer Seitenfläche des Kühlkörpers (2, 2A, 2B) angeordnet sind.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingabeanschluss (4a) an einer Seitenfläche der gegenüberliegenden Seitenflächen des Kühlkörpers (2, 2A, 2B) angeordnet ist, und der Ausgabeanschluss (4b) an der anderen Seitenfläche des Kühlkörpers (2, 2A, 2B) gegenüber der einen Seitenfläche hiervon angeordnet ist.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) fest an einem Glättungskondensatormodul (17) gesichert ist, das eine Eingabespannung der oberhalb oder unterhalb der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers (2) angeordneten Halbleitermodule (1) glättet.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Glättungskondensatoren zum Glätten einer Eingabespannung der Halbleitermodule (1) in einer Richtung entlang der Kühlhauptebenen des Kühlkörpers (2B) parallel angeordnet sind.
Energiekonvertierungsvorrichtung zur Verwendung in einem Fahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlussblock (16b, 16c), der einen mit einem Harz ausgeformten Metallanschluss aufweist, an einer Seitenfläche des Kühlkörpers (2B) angeordnet ist, und dieser Anschlussblock (16b, 16c) fest am Kühlkörper (2B) gesichert ist.