DE102015209352A1 - Power semiconductor module, power converter and vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul (1) für einen Stromrichter (20), insbesondere für einen Stromrichter (20) eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs (21), wobei das Leistungshalbleitermodul (1) aufweist: – ein Gehäuse (2), – eine im Gehäuse (2) angeordnete Leiterplatte (3) mit einer Oberseite (4) und einer Unterseite (5), – zumindest einen auf der Oberseite (4) angeordneten Halbleiterschalter (6), welcher jeweils im Gehäuse (2) angeordnet ist, – zumindest zwei auf der Leiterplatte (3) angeordnete erste Anschlusskontakte (7), – zumindest einen auf der Oberseite (4) angeordneten Kondensator (8), welcher jeweils im Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei der jeweilige Kondensator (8) mit dem jeweiligen Halbleiterschalter (6) und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt (7) elektrisch verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stromrichter (20) aufweisend zumindest ein derartiges Leistungshalbleitermodul (1) sowie ein Fahrzeug (21), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend zumindest einen Elektromotor und einen derartigen Stromrichter (20). Um vergleichsweise kompakte Leistungshalbleitermodule (1) bzw. Stromrichter (20), insbesondere für Fahrzeuge (21), bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass der jeweilige Kondensator (8) ein Dielektrikum umfassend eine Glaskeramik aufweist.The invention relates to a power semiconductor module (1) for a power converter (20), in particular for a power converter (20) of a drive train of a vehicle (21), wherein the power semiconductor module (1) comprises: - a housing (2), - an in housing ( 2) arranged circuit board (3) having an upper side (4) and a lower side (5), - at least one on the upper side (4) arranged semiconductor switch (6), which in each case in the housing (2) is arranged, - at least two on the Circuit board (3) arranged first terminal contacts (7), - at least one on the top (4) arranged capacitor (8), which in each case in the housing (2) is arranged, wherein the respective capacitor (8) with the respective semiconductor switch (6) and the respective first terminal contact (7) is electrically connected. Furthermore, the invention relates to a power converter (20) comprising at least one such power semiconductor module (1) and a vehicle (21), in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising at least one electric motor and such a power converter (20). In order to provide comparatively compact power semiconductor modules (1) or converters (20), in particular for vehicles (21), it is proposed that the respective capacitor (8) comprise a dielectric comprising a glass ceramic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleitermodul für einen Stromrichter, insbesondere für einen Stromrichter eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs,
wobei das Leistungshalbleitermodul aufweist:

  • – ein Gehäuse,
  • – eine im Gehäuse angeordnete Leiterplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite,
  • – zumindest einen auf der Oberseite angeordneten Halbleiterschalter, welcher jeweils im Gehäuse angeordnet ist,
  • – zumindest zwei auf der Leiterplatte angeordnete erste Anschlusskontakte,
  • – zumindest einen auf der Oberseite angeordneten Kondensator, welcher jeweils im Gehäuse angeordnet ist,
wobei der jeweilige Kondensator mit dem jeweiligen Halbleiterschalter und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist.The invention relates to a power semiconductor module for a power converter, in particular for a power converter of a drive train of a vehicle,
wherein the power semiconductor module comprises:
  • A housing,
  • A printed circuit board arranged in the housing with an upper side and a lower side,
  • At least one semiconductor switch arranged on the upper side, which is in each case arranged in the housing,
  • At least two first terminal contacts arranged on the printed circuit board,
  • At least one capacitor arranged on the upper side, which is in each case arranged in the housing,
wherein the respective capacitor is electrically connected to the respective semiconductor switch and the respective first terminal contact.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stromrichter aufweisend zumindest ein derartiges Leistungshalbleitermodul. Furthermore, the invention relates to a power converter having at least one such power semiconductor module.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug bzw. -auto, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend zumindest einen Elektromotor und einen derartigen Stromrichter. Finally, the invention relates to a vehicle, in particular a hybrid or electric vehicle or car, comprising a drive train comprising at least one electric motor and such a power converter.

Derartige Leistungshalbleitermodule und Stromrichter kommen in vielen Anwendungen der Leistungselektronik zum Einsatz. In den derzeit am Markt verfügbaren Wechselrichtern, wie sie z.B. in Elektro- und Hybridfahrzeugen zur Ansteuerung des Elektromotors Verwendung finden, sind in aller Regel Zwischenkreiskondensatoren verbaut. Diese Kondensatoren sind üblicherweise gewickelte Folienkondensatoren. Der Zwischenkreiskondensator hat zum Einen die Aufgabe, die Spannung des Traktionsenergiespeichers, meistens ein Hochvolt-Akkumulator, zu glätten und zum Anderen stellt der Kondensator einen kurzzeitigen, schnellen Energiespeicher dar. Such power semiconductor modules and converters are used in many power electronics applications. In the inverters currently available on the market, e.g. In electric and hybrid vehicles to control the electric motor use, usually DC link capacitors are installed. These capacitors are usually wound film capacitors. The DC link capacitor on the one hand has the task of smoothing the voltage of the traction energy storage, usually a high-voltage battery, and on the other hand, the capacitor is a short-term, fast energy storage.

Durch die hohen Schaltfrequenzen des Wechselrichters wird der Zwischenkreiskondensator fortwährend ge- und entladen. Durch die Umladungsvorgänge entstehen im Kondensator elektrische Verluste in Form von Wärme. Für einen effektiven und effizienten Betrieb des Wechselrichters und um die geforderte Lebensdauer des Kondensators zu gewährleisten, muss die entstehende Verlustwärme aus dem Kondensator abgeführt werden. Due to the high switching frequencies of the inverter, the DC link capacitor is continuously charged and discharged. By the Umladungsvorgänge arise in the capacitor electrical losses in the form of heat. For effective and efficient operation of the inverter and to ensure the required life of the capacitor, the resulting heat loss must be removed from the condenser.

Gemäß aktuellem Stand der Technik werden für Wechselrichter im Automotivebereich, d. h. insbesondere für Anwendungen in Elektro- und Hybridfahrzeugen, Folienkondensatoren eingesetzt. According to the state of the art, inverters in the automotive sector, i. H. used in particular for applications in electric and hybrid vehicles, film capacitors.

Ganz allgemein sind die Zwischenkreiskondensatoren, vor allem bei Anwendungen wie sie in Elektro- und Hybridfahrzeugen vorkommen, in aller Regel an eine Flüssigkeitskühlung angebunden. Derzeit werden folgende technische Lösungen eingesetzt. In general, the DC link capacitors, especially in applications such as those found in electric and hybrid vehicles, usually connected to a liquid cooling. Currently, the following technical solutions are used.

Die elektrische, mechanische und thermische Auslegung des Kondensators erfolgt derzeit derart, dass die im Zwischenkreiskondensator unter Betrieb auftretenden Temperaturen innerhalb der angestrebten Lebensdauer nicht zur Beschädigung oder Zerstörung führen. In der Regel benötigen solcherart ausgelegte Kondensatoren relativ viel Bauraum. The electrical, mechanical and thermal design of the capacitor currently takes place in such a way that the temperatures occurring in the DC link capacitor during operation do not lead to damage or destruction within the desired service life. As a rule, capacitors designed in this way require a relatively large amount of installation space.

Bei einer ersten Alternative wird der Zwischenkreiskondensator derzeit direkt mit thermisch leitfähigem, aber elektrisch isolierendem Material, z. B. aushärtbarem Flüssigverguss, in eine Gehäusekavität vergossen. Diese Lösung setzt einen Flüssigprozess bzw. Verguss in der Fertigungslinie voraus. In a first alternative, the DC link capacitor is currently directly with thermally conductive, but electrically insulating material, eg. B. curable liquid grout, potted in a housing cavity. This solution requires a liquid process or casting in the production line.

Bei einer zweiten Alternative wird der Zwischenkreiskondensator derzeit ans Gehäuse mittels eines thermisch leitfähigen, aber elektrisch isolierenden Feststoffes, z.B. Wärmeleitfolie oder Wärmeleitkissen, angebunden. In a second alternative, the DC link capacitor is currently attached to the housing by means of a thermally conductive but electrically insulating solid, e.g. Heat-conducting foil or heat-conducting pad, connected.

Aus der DE 10 2013 209 444 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul mit einer Halbleiterschaltung mit einer Mehrzahl von in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Leistungshalbleitern bekannt, wobei ein im gleichen Gehäuse angeordneter und in dem Leistungshalbleitermodul als Zwischenkreiskondensator fungierender Kondensator vorgesehen ist, wobei der Kondensator großflächig auf einen wärmeleitfähigen Träger aufgebracht ist. From the DE 10 2013 209 444 A1 is a power semiconductor module with a semiconductor circuit having a plurality of arranged in a common housing power semiconductors, wherein a arranged in the same housing and in the power semiconductor module acting as a DC link capacitor is provided, wherein the capacitor is applied over a large area on a thermally conductive carrier.

Aus der JP 2000-092 858 A ist ein ähnliches Leistungshalbleitermodul bekannt. From the JP 2000-092 858 A a similar power semiconductor module is known.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, vergleichsweise kompakte Leistungshalbleitermodule bzw. Stromrichter, insbesondere für Fahrzeuge, bereitzustellen. An object of the invention is to provide comparatively compact power semiconductor modules or power converters, in particular for vehicles.

Eine Lösung der Aufgabe ergibt sich bei einem Leistungshalbleitermodul bzw. einem Stromrichter der eingangs genannten Art dadurch, dass der jeweilige Kondensator ein Dielektrikum umfassend eine Glaskeramik aufweist. A solution of the problem results in a power semiconductor module or a power converter of the type mentioned in that the respective capacitor comprises a dielectric comprising a glass ceramic.

Bisher wurden in Leistungshalbleitermodule bzw. Stromrichtern in der Regel Folienkondensatoren mit Polypropylen (PP) oder ähnlichen Kunststoffen als Dielektrikum eingesetzt. Diese haben eine Dielektrizitätszahl von 2,2 für PP bis 3,25 für Polyethylenterephthalat (PET). Die Kapazität eines Kondensators ist dabei direkt proportional zur relativen Dielektrizitätszahl eines Materials. So far, film capacitors with polypropylene (PP) or similar plastics have been used as a dielectric in power semiconductor modules or power converters in the rule. These have a relative permittivity of 2.2 for PP to 3.25 for polyethylene terephthalate (PET). The capacitance of a capacitor is directly proportional to the relative permittivity of a material.

Da die Dielektrizitätszahl von Glaskeramik wesentlich größer als jene von den üblicherweise für Folienkondensatoren verwendeten Kunststoffen ist, kann mit dem jeweilige vorgeschlagenen Kondensator eine höhere Energiedichte erzielt werden. Das heißt, verglichen mit einem Folienkondensator kann eine gewünschte Zielkapazität durch den vorgeschlagenen jeweiligen Glaskeramikkondensator in einem geringeren Bauraum realisiert werden. Since the dielectric constant of glass-ceramic is substantially greater than that of the plastics commonly used for film capacitors, a higher energy density can be achieved with the respective proposed capacitor. That is, compared with a film capacitor, a desired target capacity can be realized by the proposed respective glass-ceramic capacitor in a smaller space.

Bisher werden Folienkondensatoren aus PP oder anderen Kunststoffen in der Regel extern an die Leistungshalbleitermodule angeschlossen bzw. außerhalb der Leistungshalbleitermodule angeordnet. Aufgrund der Strombelastung in den Stromschienen am Kondensator und aufgrund der Rippelstromverluste im Wickel muss der Kondensator zur Entwärmung aktiv an die Kühlung angebunden werden, was bei Folienkondensatoren aufwändig und teuer ist. So far, film capacitors made of PP or other plastics are usually connected externally to the power semiconductor modules or arranged outside the power semiconductor modules. Due to the current load in the busbars on the capacitor and due to the Rippelstromverluste in the winding of the condenser for cooling must be actively connected to the cooling, which is complicated and expensive in film capacitors.

Im Gegensatz dazu erlaubt die Integration des jeweiligen Kondensators mit der Glaskeramik in das Leistungshalbleitermodul einen kompakten Aufbau des Leistungshalbleitermodul bzw. Stromrichters, so dass mehr Bauraum im Stromrichter freigehalten werden kann. Weiterhin wird dadurch ermöglicht, Kosten bei der Stromrichterentwicklung zu sparen sowie insbesondere eine besonders gute Entwärmung zu gewährleisten. Dies wird dadurch erreicht, dass der jeweilige Kondensator zwecks effizienter Kühlanbindung direkt in dem Leistungshalbleitermodul integriert wird, wodurch zusätzlich eine Reduktion der Zuleitungsinduktivität erreicht werden kann. In contrast, the integration of the respective capacitor with the glass ceramic in the power semiconductor module allows a compact design of the power semiconductor module or power converter, so that more space can be kept free in the converter. Furthermore, this makes it possible to save costs in the converter development and in particular to ensure a particularly good heat dissipation. This is achieved by virtue of the fact that the respective capacitor is integrated directly in the power semiconductor module for the purpose of efficient cooling connection, whereby a reduction of the supply line inductance can additionally be achieved.

Zusätzlich ergibt sich als Vorteil, dass der jeweilige Kondensator dank der Glaskeramik auch bei vergleichsweise hohen Betriebstemperaturen von bis zu 150 °C, insbesondere bis zu 200 °C, betreibbar ist. Diese Eigenschaft der Glaskeramik erlaubt, den jeweiligen Kondensator in das Leistungshalbleitermodul zu integrieren und den jeweiligen Kondensator somit in diesem zu platzieren. Über das Leistungshalbleitermodul besteht eine optimale Kühlanbindung für den jeweiligen Kondensator mit der Glaskeramik, wohingegen eine vergleichbar gute Kühlanbindung bei einem Folienkondensator nur mit erhöhtem Kostenaufwand erreichbar wäre. Eine besonders gute Kühlanbindung wird insbesondere durch die weiter unten erläuterten metallische Bodenplatte erreicht. In addition, it is advantageous that the respective capacitor, thanks to the glass ceramic even at relatively high operating temperatures of up to 150 ° C, in particular up to 200 ° C, is operable. This property of the glass ceramic allows to integrate the respective capacitor in the power semiconductor module and thus to place the respective capacitor in this. About the power semiconductor module is an optimal cooling connection for the respective capacitor with the glass ceramic, whereas a comparably good cooling connection would be reached in a film capacitor only at an increased cost. A particularly good cooling connection is achieved, in particular, by the metallic base plate explained below.

Als Halbleiterschalter kommen vorzugsweise Transistoren, insbesondere IGBTs, und als Leiterplatte beispielsweise eine PCB (printed circuit board) oder eine DCB-Struktur (direct copper bonded) zum Einsatz. Insbesondere umfasst der Halbleiterschalter eine Halbbrücke mit einem oder mehreren IGBTs und Dioden. Der vorgeschlagene Stromrichter kann beispielsweise als Gleichrichter, Wechselrichter oder Umrichter ausgestaltet sein. Zur Gleichrichtung werden vorzugsweise Gleichrichterdioden oder, um einen Vier-Quadranten-Betrieb zu ermöglichen, weitere Halbleiterschalter verwendet, welche jeweils zwischen einer speisenden Wechselspannung und dem jeweiligen Kondensator geschaltet sind. As a semiconductor switch preferably transistors, in particular IGBTs, and as a printed circuit board, for example, a PCB (printed circuit board) or a DCB structure (direct copper bonded) are used. In particular, the semiconductor switch comprises a half-bridge with one or more IGBTs and diodes. The proposed converter can be designed, for example, as a rectifier, inverter or inverter. For rectification preferably rectifier diodes or, to enable a four-quadrant operation, further semiconductor switches are used, which are each connected between a feeding AC voltage and the respective capacitor.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Leistungshalbleitermodul für einen Betrieb mit einer elektrischen Leistung von zumindest 10 kW, insbesondere von zumindest 25 kW, ausgelegt. In an advantageous embodiment of the invention, the power semiconductor module is designed for operation with an electrical power of at least 10 kW, in particular of at least 25 kW.

Das vorgeschlagene Leistungshalbleitermodul bzw. der vorgeschlagene Stromrichter sind somit besonders zum Einsatz in einem Antriebsstrang in dem vorgeschlagenen Fahrzeug geeignet. Insbesondere ist das Leistungshalbleitermodul dazu geeignet, mit elektrischen Leistungen von bis zu 100 kW betrieben zu werden. Entsprechend sind die Leiterplatte, die Halbleiterschalter sowie der jeweilige Kondensator für derartige Leistungen ausgestaltet. The proposed power semiconductor module or the proposed power converter are thus particularly suitable for use in a drive train in the proposed vehicle. In particular, the power semiconductor module is adapted to be operated with electrical powers of up to 100 kW. Accordingly, the circuit board, the semiconductor switches and the respective capacitor are designed for such services.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt die relative Dielektrizitätszahl der Glaskeramik zumindest 180, insbesondere zumindest 200. In a further advantageous embodiment of the invention, the relative dielectric constant of the glass ceramic is at least 180, in particular at least 200.

Durch die vergleichsweise große Dielektrizitätszahl der Glaskeramik kann mit dem jeweiligen Kondensator eine besonders hohe Energiedichte erzielt werden, wodurch ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht wird. Hierfür können beispielsweise spezielle Glaskeramik-Dielektriken zum Einsatz kommen, deren relative Dielektrizitätszahl beispielsweise 198, 213 oder sogar mehr beträgt. Due to the comparatively large dielectric constant of the glass ceramic, a particularly high energy density can be achieved with the respective capacitor, which allows a particularly compact construction. For this purpose, for example, special glass-ceramic dielectrics may be used whose relative dielectric constant is for example 198, 213 or even more.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an der Unterseite eine metallische Bodenplatte angeordnet, welche im Gehäuse angeordnet ist, wobei die Bodenplatte an ihrer, der Unterseite gegenüberliegenden Seite zumindest einen Vorsprung aufweist, wobei der jeweilige Vorsprung in einen Hohlraum des Gehäuses hineinragt, wobei der jeweilige Vorsprung und der Hohlraum derart ausgestaltet sind, dass die Bodenplatte mittels eines durch den Hohlraum strömenden Kühlmittelstroms kühlbar ist. In a further advantageous embodiment of the invention, a metallic bottom plate is arranged on the underside, which is arranged in the housing, wherein the bottom plate on its, the underside opposite side has at least one projection, wherein the respective projection projects into a cavity of the housing, wherein the respective projection and the cavity are configured such that the bottom plate can be cooled by means of a coolant flow flowing through the cavity.

Vorzugsweise wird für die Bodenplatte ein thermisch gut leitfähiges Material wie Aluminium oder Kupfer verwendet. Auf der dem Hohlraum zugewandten Außenseite der metallischen Bodenplatte befindet sich eine spezielle Struktur in Form von Pins oder Finnen. Das Leistungshalbleitermodul wird mit diesen Pins/Finnen direkt in den Kühlflüssigkeitsstrom eingesetzt und dadurch effizient gekühlt. Insbesondere handelt es sich bei dem Hohlraum um einen Hohlraum auch des Stromrichtergehäuses bzw. des Umrichtergehäuses. Preferably, a thermally highly conductive material such as aluminum or copper is used for the bottom plate. On the cavity facing outside of the metallic bottom plate is a special structure in the form of pins or fins. The power semiconductor module is used with these pins / fins directly into the coolant flow and thus efficiently cooled. In particular, the cavity is a cavity of the converter housing or of the converter housing.

Mittels der Bodenplatte kann die während des Betriebs des Leistungshalbleitermoduls entstehende Abwärme gut abtransportiert werden, wozu der jeweilige Vorsprung beispielsweise als Kühlfinne oder Kühldom ausgestaltet ist. Während des Betriebs kann der jeweilige Vorsprung die Abwärme gut an ein Kühlmittel abgeben, welches an der Bodenplatte entlang strömt und den jeweiligen Vorsprung umströmt. By means of the bottom plate, the heat generated during operation of the power semiconductor module waste heat can be easily removed, for which purpose the respective projection is configured, for example, as Kühlfinne or cooling dome. During operation, the respective projection can deliver the waste heat well to a coolant, which flows along the bottom plate and flows around the respective projection.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem jeweiligen Kondensator und der Leiterplatte eine Sinterschicht angeordnet, wobei der jeweilige Kondensator mittels Sintern mit der Leiterplatte verbunden ist. In a further advantageous embodiment of the invention, a sintered layer is arranged between the respective capacitor and the printed circuit board, wherein the respective capacitor is connected by sintering to the printed circuit board.

Durch die Sinterschicht werden ein guter Wärmeübergang vom jeweiligen Kondensator zur Bodenplatte sowie eine stabile mechanische Befestigung des jeweiligen Kondensators an der Bodenplatte gewährleistet. Beispielsweise weist die Sinterschicht eine Sinterpastenlage, beispielsweise in Form einer Silberpaste, auf, so dass der Sintervorgang insbesondere als Silber-Sintern bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen durchgeführt werden kann. Als Vorteil ergibt sich hierbei eine vergleichsweise niedrige Verarbeitungstemperatur. The sintered layer ensures good heat transfer from the respective condenser to the base plate and stable mechanical fastening of the respective capacitor to the base plate. For example, the sintered layer has a sintered paste layer, for example in the form of a silver paste, so that the sintering process can be carried out in particular as silver sintering at comparatively low temperatures. The advantage here is a comparatively low processing temperature.

Prinzipiell ist alternativ denkbar, den jeweiligen Kondensator mittels einer Lötverbindung auf der Bodenplatte zu befestigen. In principle, it is alternatively conceivable to fasten the respective capacitor to the bottom plate by means of a solder connection.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung fungiert der jeweilige Kondensator als Zwischenkreiskondensator, wobei die ersten Anschlusskontakte einen Anschluss für das Plus-Potential des Zwischenkreises sowie einen Anschluss für das Minus-Potential des Zwischenkreises umfassen. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective capacitor acts as an intermediate circuit capacitor, wherein the first connection contacts comprise a connection for the positive potential of the intermediate circuit and a connection for the negative potential of the intermediate circuit.

Insbesondere wird der jeweilige Kondensator somit als Zwischenkreiskondensator des als Gleichrichter, Wechselrichter oder Umrichter ausgestaltet werden Stromrichters eingesetzt. Hierzu verfügt der jeweilige Kondensator vorzugsweise über eine Kapazität, welche insbesondere dazu ausreicht, dass Leistungshalbleitermodul mit einer elektrischen Leistung von zumindest 10 kW bzw. zumindest 25 kW zu betreiben. In particular, the respective capacitor is thus used as a DC link capacitor of the rectifier, inverter or converter converter are used. For this purpose, the respective capacitor preferably has a capacitance which is sufficient, in particular, to operate the power semiconductor module with an electrical power of at least 10 kW or at least 25 kW.

Die ersten Anschlusskontakte können beispielsweise für die Plus- und Minus-Stromschienen des Zwischenkreises des Stromrichters verwendet werden bzw. als solche ausgestaltet werden. The first connection contacts can be used for example for the positive and negative busbars of the intermediate circuit of the power converter or be designed as such.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Leistungshalbleitermodul dabei zumindest zwei, auf der Leiterplatte angeordnete zweite Anschlusskontakte zum Anschluss einer Wechselspannung auf, wobei der jeweilige Leistungshalbleiter mit dem jeweiligen Kondensator und dem jeweiligen zweiten Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the power semiconductor module in this case has at least two, arranged on the circuit board second terminal contacts for connecting an AC voltage, wherein the respective power semiconductor is electrically connected to the respective capacitor and the respective second terminal contact.

Somit kann dem jeweiligen Kondensator die Energie beispielsweise aus einem Wechselspannungsnetz, insbesondere nachdem die Wechselspannung gleichgerichtet wurde, zugeführt werden. Thus, the energy can be supplied to the respective capacitor, for example from an AC voltage network, in particular after the AC voltage has been rectified.

Umgekehrt ist auch denkbar, dass die Gleichspannung des jeweiligen Kondensators mittels des jeweiligen Leistungshalbleiters in eine Wechselspannung wechselgerichtet wird, um anschließend beispielsweise zum Betrieb eines Elektromotors des Fahrzeugs verwendet zu werden. Hierzu können insbesondere drei zweite Anschlusskontakte und beispielsweise sechs Halbleiterschalter für eine dreiphasige Wechselspannung vorgesehen sein, wofür insbesondere auch zwei oder mehr der vorgeschlagenen Kondensatoren zum Einsatz kommen können. Conversely, it is also conceivable that the DC voltage of the respective capacitor is reversed by means of the respective power semiconductor in an AC voltage to be used subsequently, for example, to operate an electric motor of the vehicle. For this purpose, in particular three second connection contacts and, for example, six semiconductor switches for a three-phase alternating voltage can be provided, for which in particular two or more of the proposed capacitors can be used.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der jeweilige Kondensator auf jenem Bereich der Oberseite angeordnet, welcher zwischen dem jeweiligen Halbleiterschalter und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt liegt. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective capacitor is arranged on that region of the upper side which lies between the respective semiconductor switch and the respective first terminal contact.

Eine derartige Anordnung des jeweiligen Kondensators in Bezug auf den jeweiligen Halbleiterschalter und den jeweiligen ersten Anschlusskontakt erlaubt einen kompakten räumlichen Aufbau des Leistungshalbleitermoduls. Zusätzlich werden lange und umständlich zu führende Zuleitungen vermieden, wodurch Leitungsinduktivitäten verringert werden können, wodurch letztendlich höhere Ströme in kürzerer Zeit geschalten werden können, ohne gefährliche Überspannungen am jeweiligen Halbleiterschalter zu erzeugen. Such an arrangement of the respective capacitor with respect to the respective semiconductor switch and the respective first connection contact allows a compact spatial structure of the power semiconductor module. In addition, long and cumbersome leads are avoided, which can reduce line inductances, ultimately allowing higher currents to be switched in less time without creating dangerous overvoltages on the respective semiconductor switch.

Vorzugsweise ist der jeweilige Kondensator direkt zwischen dem jeweiligen Halbleiterschalter und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt angeordnet. Insbesondere sind somit keine weiteren Bauelemente oder dergleichen zwischen dem jeweiligen Kondensator einerseits und dem jeweiligen Halbleiterschalter bzw. dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt andererseits angeordnet. Preferably, the respective capacitor is arranged directly between the respective semiconductor switch and the respective first terminal contact. In particular, no further components or the like are thus arranged between the respective capacitor on the one hand and the respective semiconductor switch or the respective first connection contact on the other hand.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der jeweilige Kondensator über eine jeweilige elektrische Verbindungsleitung mit dem jeweiligen Halbleiterschalter verbunden, wobei die Induktivität der jeweiligen Verbindungsleitung höchstens 6 nH, insbesondere höchstens 2 nH, beträgt. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective capacitor is connected via a respective electrical connecting line with the respective semiconductor switch, wherein the inductance of the respective connecting line is at most 6 nH, in particular at most 2 nH.

Die jeweilige elektrische Verbindungsleitung weist somit eine sehr geringe Induktivität von lediglich höchstens 6 nH bzw. höchstens 2nH auf, was mehrere Vorteile mit sich bringt. Beispielsweise erlaubt dies eine höhere Zwischenkreisspannung als bei vergleichbaren Leistungshalbleitermodulen, bei welchen der jeweilige Kondensator außerhalb des Modulgehäuses über eine längere Verbindungsleitung angeschlossen ist. Außerdem wird durch die vorgeschlagene Verbindungsleitung auch die Abschalt-Überspannung reduziert. The respective electrical connection line thus has a very low inductance of only at most 6 nH or at most 2nH, which brings several advantages. For example, this allows a higher DC link voltage than at comparable power semiconductor modules, in which the respective capacitor is connected outside the module housing via a longer connecting line. In addition, the cut-off overvoltage is reduced by the proposed connection line.

Legt man eine Induktivität der Verbindungsleitung von 1,2 nH pro Millimeter Leitungslänge zu Grunde, kann der Wert von höchstens 6 nH beispielsweise durch eine Verbindungsleitung erreicht werden, die nicht länger als 5 mm ist. Assuming an inductance of the connecting line of 1.2 nH per millimeter cable length, the value of at most 6 nH can be achieved, for example, by a connecting line which is not longer than 5 mm.

Die vergleichsweise sehr geringe Induktivität der jeweiligen Verbindungsleitung ermöglicht das Schalten höherer Ströme in kürzerer Zeit, ohne gefährliche Überspannungen am jeweiligen Halbleiterschalter zu erzeugen. Insbesondere kann durch eine derart geringe Induktivität der jeweiligen Verbindungsleitung zuverlässig verhindert werden, dass bei schnellem Schalten der Halbleiterschalter zu hohe Schaltüberspannungen am Halbleiterschalter auftreten, welche zu dessen Zerstörung führen könnten. The comparatively very low inductance of the respective connecting line makes it possible to switch higher currents in a shorter time, without generating dangerous overvoltages on the respective semiconductor switch. In particular, can be reliably prevented by such a low inductance of the respective connecting line that at fast switching of the semiconductor switches to high switching overvoltages occur on the semiconductor switch, which could lead to its destruction.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der jeweilige Kondensator eine Kapazität in der Größenordnung von 100 µF auf. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective capacitor has a capacity of the order of 100 μF.

Das derart ausgestaltete Leistungshalbleitermodul ist besonders gut für den Einsatz in einem Stromrichter eines Fahrzeugantriebsstrangs geeignet, da eine ausreichende elektrische Leistung zur Verfügung gestellt werden kann. The thus designed power semiconductor module is particularly well suited for use in a power converter of a vehicle drive train, since a sufficient electrical power can be provided.

Für den Antriebsstrang eines Fahrzeugs können beispielsweise drei Module vorgesehen sein, von denen jedes einen Kondensator mit einer Kapazität von einem Drittel der Zielkapazität des Zwischenkreises aufweist. Alternativ wäre auch denkbar, jeweils einen Kondensator mit einer etwas kleineren Kapazität zu verwenden und den Zwischenkreis durch einen externen Kondensator zu unterstützen, dessen Kapazität etwa 40–60 % der Zielkapazität des Zwischenkreises beträgt. Bei einer angestrebten elektrischen Leistung des jeweiligen Leistungshalbleitermoduls von mehreren 10 kW beträgt die genannte Zielkapazität beispielsweise 600 µF bis 1 mF. Vorzugsweise ist das jeweilige Leistungshalbleitermodul für eine elektrische Leistung von zumindest 10 kW, insbesondere zumindest 25 kW, und der entsprechende Stromrichter für eine elektrische Leistung von mehreren 10 kW, insbesondere bis zu 100 kW und ggf. darüber hinaus, ausgelegt. For the drive train of a vehicle, for example, three modules may be provided, each of which has a capacitor with a capacity of one third of the target capacity of the intermediate circuit. Alternatively, it would also be conceivable to use in each case a capacitor with a somewhat smaller capacitance and to support the intermediate circuit by means of an external capacitor whose capacitance is approximately 40-60% of the target capacitance of the intermediate circuit. For a desired electrical power of the respective power semiconductor module of several 10 kW, said target capacity is, for example, 600 μF to 1 mF. The respective power semiconductor module is preferably designed for an electrical power of at least 10 kW, in particular at least 25 kW, and the corresponding power converter for an electrical power of several 10 kW, in particular up to 100 kW and possibly beyond.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Leistungshalbleitermodul dazu ausgelegt, während einer Schaltdauer von 100 ns bis 200 ns des jeweiligen Halbleiterschalters zumindest zeitweise einen momentanen Strom von zumindest 1350 A zu schalten. In a further advantageous embodiment of the invention, the power semiconductor module is designed to switch at least temporarily a momentary current of at least 1350 A during a switching period of 100 ns to 200 ns of the respective semiconductor switch.

Mit dem derart ausgestalteten Leistungshalbleitermodul kann besonders gut die Antriebsleistung für einen Stromrichter eines Fahrzeugantriebsstrangs bereitgestellt werden. Insbesondere kann damit einen Betrieb mit einer elektrischen Leistung von zumindest 10 kW, insbesondere von zumindest 25 kW, für das Leistungshalbleitermodul und mehreren 10 kW, insbesondere bis zu 100 kW und ggf. darüber hinaus, für den Stromrichter gewährleistet werden. With the power semiconductor module configured in this way, the drive power for a power converter of a vehicle drive train can be provided particularly well. In particular, this can ensure operation with an electrical power of at least 10 kW, in particular of at least 25 kW, for the power semiconductor module and several 10 kW, in particular up to 100 kW and possibly beyond, for the power converter.

Vorteilhafterweise ist der jeweilige Kondensator dabei wie oben erläutert auf jenem Bereich der Oberseite angeordnet, welcher zwischen dem jeweiligen Halbleiterschalter und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt liegt. Insbesondere beträgt die Induktivität der jeweiligen Verbindungsleitung höchstens 6 nH, insbesondere höchstens 2 nH, weiter oben ausgeführt. As described above, the respective capacitor is advantageously arranged on that region of the upper side which lies between the respective semiconductor switch and the respective first connection contact. In particular, the inductance of the respective connecting line is at most 6 nH, in particular at most 2 nH, explained above.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls, 1 a first embodiment of the proposed power semiconductor module,

23 ein zweites Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls, 2 - 3 A second embodiment of the proposed power semiconductor module,

45 ein drittes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls, und 4 - 5 a third embodiment of the proposed power semiconductor module, and

6 ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs. 6 an embodiment of the proposed vehicle.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls 1, wobei eine Draufsicht dargestellt ist. 1 shows a first embodiment of the proposed power semiconductor module 1 , wherein a plan view is shown.

Das Leistungshalbleitermodul 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich angedeutet ist. Im Gehäuse 2 ist eine Leiterplatte 3 mit einer Oberseite 4 und einer Unterseite 5, welche 1 nicht zu sehen ist, angeordnet. Auf der Oberseite 4 der Leiterplatte 3 sind ein Halbleiterschalter 6, zwei erste Anschlusskontakte 7 sowie ein Kondensator 8 innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. Der Kondensator 8 ist mit dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt 7 und über eine elektrische Verbindungsleitung 14 mit dem Halbleiterschalter 6 elektrisch verbunden. Der Kondensator 8 weist ein Dielektrikum, welches eine Glaskeramik aufweist, auf. The power semiconductor module 1 has a housing 2 on, which is merely indicated for reasons of clarity. In the case 2 is a circuit board 3 with a top 4 and a bottom 5 , Which 1 not seen, arranged. On the top 4 the circuit board 3 are a semiconductor switch 6 , two first connection contacts 7 as well as a capacitor 8th inside the case 2 arranged. The capacitor 8th is with the respective first connection contact 7 and via an electrical connection line 14 with the semiconductor switch 6 electrically connected. The capacitor 8th has a dielectric, which has a glass ceramic on.

Insbesondere umfasst der Halbleiterschalter 6 eine Halbbrücke mit einem oder mehreren IGBTs und Dioden. Vorzugsweise ist das Leistungshalbleitermodul 1 für einen Betrieb mit einer elektrischen Leistung von zumindest 10 kW, insbesondere von zumindest 25 kW, ausgelegt. Insbesondere beträgt die relative Dielektrizitätszahl der Glaskeramik zumindest 180, insbesondere zumindest 200. Beispielsweise fungiert der Kondensator 8 als Zwischenkreiskondensator, wobei die beiden ersten Anschlusskontakte 7 einen Anschluss für das Plus-Potenzial des Zwischenkreises sowie einen Anschluss für das Minus-Potenzial des Zwischenkreises umfassen. In particular, the semiconductor switch comprises 6 a half bridge with one or more IGBTs and diodes. Preferably, the power semiconductor module 1 for operation with an electric power of at least 10 kW, in particular of at least 25 kW, designed. In particular, the relative dielectric constant of the glass ceramic is at least 180, in particular at least 200. For example, the capacitor functions 8th as a DC link capacitor, wherein the two first connection contacts 7 a connection for the positive potential of the DC link and a connection for the negative potential of the DC link.

Vorteilhafterweise ist der Kondensator 8 auf jenem Bereich der Oberseite 4 angeordnet, welcher zwischen dem Halbleiterschalter 6 und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt 7 liegt, wie in 1 angedeutet ist. Insbesondere beträgt die Induktivität der Verbindungsleitung 14 höchstens 6 nH, insbesondere höchstens 2 nH. Beispielsweise weist der Kondensator 8 eine Kapazität in der Größenordnung von 100 µF auf. Vorzugsweise ist das Leistungshalbleitermodul 1 dazu ausgelegt, während einer Schaltdauer von 100 ns bis 200 ns des Halbleiterschalters 6 zumindest zeitweise einen momentanen Strom von zumindest 1350 A zu schalten. Advantageously, the capacitor 8th on that area of the top 4 arranged, which between the semiconductor switch 6 and the respective first connection contact 7 lies, as in 1 is indicated. In particular, the inductance of the connecting line 14 at most 6 nH, in particular at most 2 nH. For example, the capacitor has 8th a capacity of the order of 100 μF. Preferably, the power semiconductor module 1 designed for a switching period of 100 ns to 200 ns of the semiconductor switch 6 at least temporarily switching a momentary current of at least 1350 A.

Die 2 und 3 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls 1, wobei in 2 eine Draufsicht und in 3 ein Querschnitt dargestellt sind. Gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dabei gleiche Gegenstände. Da das zweite Ausführungsbeispiel Ähnlichkeiten mit dem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert. The 2 and 3 show a second embodiment of the proposed power semiconductor module 1 , where in 2 a top view and in 3 a cross section are shown. Same reference numerals as in 1 denote the same objects. Since the second embodiment has similarities with the first embodiment, some differences will be explained below.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Leistungshalbleitermoduls 1 weist drei Halbleiterschalter 6 auf, welche über eine jeweilige elektrische Verbindungsleitung 14 mit dem Kondensator 8 verbunden sind. Zwischen dem Kondensator 8 und der Leiterplatte 3 ist dabei eine Sinterschicht 13 angeordnet, wobei der Kondensator 8 mittels Sintern mit der Leiterplatte 3 verbunden ist. The second embodiment of the power semiconductor module 1 has three semiconductor switches 6 on, which via a respective electrical connection line 14 with the capacitor 8th are connected. Between the capacitor 8th and the circuit board 3 is a sintered layer 13 arranged, the capacitor 8th by sintering with the circuit board 3 connected is.

Weiterhin sind zwei zweite Anschlusskontakte 16 vorgesehen, welche über nicht näher dargestellte Verbindungen mit dem jeweiligen Leistungshalbleiter 6 verbunden sind. Beispielsweise wird an den beiden Anschlusskontakten 16 eine Wechselspannung angeschlossen, welche das Leistungshalbleitermodul 1 speist. Furthermore, there are two second connection contacts 16 provided, which via not shown connections with the respective power semiconductor 6 are connected. For example, at the two connection contacts 16 connected an AC voltage, which is the power semiconductor module 1 fed.

Zusätzlich ist eine metallische Bodenplatte 9 an der Unterseite 5 der Leiterplatte 3 und innerhalb des Gehäuses 2 angeordnet, wobei die Bodenplatte 9 an ihrer, der Unterseite 5 gegenüberliegenden Seite mehrere Vorsprünge 10 aufweist und der jeweilige Vorsprung 10 in einen Hohlraum 11 des Gehäuses 2 hineinragt. Der jeweilige Vorsprung 10 und der Hohlraum 11 sind dabei derart ausgestaltet, dass die Bodenplatte 9 mittels eines durch den Hohlraum 11 strömenden Kühlmittelstroms 12 kühlbar ist. In addition, there is a metallic bottom plate 9 on the bottom 5 the circuit board 3 and inside the case 2 arranged, with the bottom plate 9 at her, the bottom 5 opposite side several projections 10 and the respective projection 10 in a cavity 11 of the housing 2 protrudes. The respective lead 10 and the cavity 11 are designed such that the bottom plate 9 by means of a through the cavity 11 flowing coolant flow 12 is coolable.

Die 4 und 5 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Leistungshalbleitermoduls 1, wobei in 4 eine Draufsicht und in 5 ein Querschnitt dargestellt sind. Da das dritte Ausführungsbeispiel Ähnlichkeiten mit dem zweiten Ausführungsbeispiel aufweist, werden im Folgenden einige Unterschiede erläutert. The 4 and 5 show a third embodiment of the proposed power semiconductor module 1 , where in 4 a top view and in 5 a cross section are shown. Since the third embodiment is similar to the second embodiment, some differences will be explained below.

Zusätzlich sind drei Halbleiterelemente 15 vorgesehen, welche beispielsweise elektrisch zwischen den beiden zweiten Anschlusskontakten 16, insbesondere der speisenden Wechselspannung, und dem Kondensator 8 angeordnet sind. Die Halbleiterelemente 15 werden beispielsweise zur Gleichrichtung der Wechselspannung verwendet und sind hierfür vorzugsweise als Gleichrichterdioden oder, um einen Vier-Quadranten-Betrieb zu ermöglichen, als weitere Halbleiterschalter ausgestaltet. In addition, there are three semiconductor elements 15 provided, for example, electrically between the two second terminal contacts 16 , in particular the feeding AC voltage, and the capacitor 8th are arranged. The semiconductor elements 15 For example, they are used for rectifying the alternating voltage and are preferably designed as rectifier diodes or, in order to enable four-quadrant operation, as further semiconductor switches.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Fahrzeugs 21. Das Fahrzeug 21 ist beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgestaltet und weist einen Antriebsstrang umfassend einen Stromrichter 20 mit einem Leistungshalbleitermodul 1 auf. 6 shows an embodiment of the proposed vehicle 21 , The vehicle 21 is designed for example as an electric or hybrid vehicle and has a drive train comprising a power converter 20 with a power semiconductor module 1 on.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Leistungshalbleitermodul für einen Stromrichter, insbesondere für einen Stromrichter eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs, wobei das Leistungshalbleitermodul aufweist:

  • – ein Gehäuse,
  • – eine im Gehäuse angeordnete Leiterplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite,
  • – zumindest einen auf der Oberseite angeordneten Halbleiterschalter, welcher jeweils im Gehäuse angeordnet ist,
  • – zumindest zwei auf der Leiterplatte angeordnete erste Anschlusskontakte,
  • – zumindest einen auf der Oberseite angeordneten Kondensator, welcher jeweils im Gehäuse angeordnet ist,
wobei der jeweilige Kondensator mit dem jeweiligen Halbleiterschalter und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Stromrichter aufweisend zumindest ein derartiges Leistungshalbleitermodul sowie ein Fahrzeug, insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend zumindest einen Elektromotor und einen derartigen Stromrichter. In summary, the invention relates to a power semiconductor module for a power converter, in particular for a power converter of a drive train of a vehicle, wherein the power semiconductor module comprises:
  • A housing,
  • A printed circuit board arranged in the housing with an upper side and a lower side,
  • At least one semiconductor switch arranged on the upper side, which is in each case arranged in the housing,
  • At least two first terminal contacts arranged on the printed circuit board,
  • At least one capacitor arranged on the upper side, which is in each case arranged in the housing,
wherein the respective capacitor is electrically connected to the respective semiconductor switch and the respective first terminal contact. Furthermore, the invention relates to a power converter having at least one such power semiconductor module and a vehicle, in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising at least one electric motor and such a power converter.

Um vergleichsweise kompakte Leistungshalbleitermodule bzw. Stromrichter, insbesondere für Fahrzeuge, bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass der jeweilige Kondensator ein Dielektrikum umfassend eine Glaskeramik aufweist.In order to provide comparatively compact power semiconductor modules or power converters, in particular for vehicles, it is proposed that the respective capacitor has a dielectric comprising a glass ceramic.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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  • JP 2000-092858 A [0012] JP 2000-092858A [0012]

Claims (13)

Leistungshalbleitermodul (1) für einen Stromrichter (20), insbesondere für einen Stromrichter (20) eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs (21), wobei das Leistungshalbleitermodul (1) aufweist: – ein Gehäuse (2), – eine im Gehäuse (2) angeordnete Leiterplatte (3) mit einer Oberseite (4) und einer Unterseite (5), – zumindest einen auf der Oberseite (4) angeordneten Halbleiterschalter (6), welcher jeweils im Gehäuse (2) angeordnet ist, – zumindest zwei auf der Leiterplatte (3) angeordnete erste Anschlusskontakte (7), – zumindest einen auf der Oberseite (4) angeordneten Kondensator (8), welcher jeweils im Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei der jeweilige Kondensator (8) mit dem jeweiligen Halbleiterschalter (6) und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt (7) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Kondensator (8) ein Dielektrikum umfassend eine Glaskeramik aufweist. Power semiconductor module ( 1 ) for a power converter ( 20 ), in particular for a power converter ( 20 ) of a drive train of a vehicle ( 21 ), wherein the power semiconductor module ( 1 ): - a housing ( 2 ), - one in the housing ( 2 ) arranged circuit board ( 3 ) with a top side ( 4 ) and a bottom ( 5 ), - at least one on the top ( 4 ) arranged semiconductor switch ( 6 ), which in each case in the housing ( 2 ), - at least two on the printed circuit board ( 3 ) arranged first connection contacts ( 7 ), - at least one on the top ( 4 ) arranged capacitor ( 8th ), which in each case in the housing ( 2 ), wherein the respective capacitor ( 8th ) with the respective semiconductor switch ( 6 ) and the respective first connection contact ( 7 ) is electrically connected, characterized in that the respective capacitor ( 8th ) comprises a dielectric comprising a glass ceramic. Leistungshalbleitermodul (1) nach Anspruch 1, wobei das Leistungshalbleitermodul (1) für einen Betrieb mit einer elektrischen Leistung von zumindest 10 kW, insbesondere von zumindest 25 kW, ausgelegt ist. Power semiconductor module ( 1 ) according to claim 1, wherein the power semiconductor module ( 1 ) is designed for operation with an electrical power of at least 10 kW, in particular of at least 25 kW. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die relative Dielektrizitätszahl der Glaskeramik zumindest 180, insbesondere zumindest 200, beträgt. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the relative dielectric constant of the glass ceramic is at least 180, in particular at least 200. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an der Unterseite (5) eine metallische Bodenplatte (9) angeordnet ist, welche im Gehäuse (2) angeordnet ist, wobei die Bodenplatte (9) an ihrer, der Unterseite (5) gegenüberliegenden Seite zumindest einen Vorsprung (10) aufweist, wobei der jeweilige Vorsprung (10) in einen Hohlraum (11) des Gehäuses (2) hineinragt, wobei der jeweilige Vorsprung (10) und der Hohlraum (11) derart ausgestaltet sind, dass die Bodenplatte (9) mittels eines durch den Hohlraum (11) strömenden Kühlmittelstroms (12) kühlbar ist. Power semiconductor module ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein at the bottom ( 5 ) a metallic base plate ( 9 ) is arranged, which in the housing ( 2 ) is arranged, wherein the bottom plate ( 9 ) at her, the underside ( 5 ) opposite side at least one projection ( 10 ), wherein the respective projection ( 10 ) into a cavity ( 11 ) of the housing ( 2 ), whereby the respective projection ( 10 ) and the cavity ( 11 ) are configured such that the bottom plate ( 9 ) by means of a through the cavity ( 11 ) flowing coolant flow ( 12 ) is coolable. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem jeweiligen Kondensator (8) und der Leiterplatte (3) eine Sinterschicht (13) angeordnet ist, wobei der jeweilige Kondensator (8) mittels Sintern mit der Leiterplatte (3) verbunden ist. Power semiconductor module ( 1 ) according to any one of the preceding claims, wherein between the respective capacitor ( 8th ) and the printed circuit board ( 3 ) a sintered layer ( 13 ), wherein the respective capacitor ( 8th ) by sintering with the printed circuit board ( 3 ) connected is. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Kondensator (8) als Zwischenkreiskondensator fungiert, wobei die ersten Anschlusskontakte (7) einen Anschluss für das Plus-Potential des Zwischenkreises sowie einen Anschluss für das Minus-Potential des Zwischenkreises umfassen. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the respective capacitor ( 8th ) acts as a DC link capacitor, wherein the first terminal contacts ( 7 ) comprise a connection for the positive potential of the intermediate circuit and a connection for the negative potential of the intermediate circuit. Leistungshalbleitermodul (1) nach Anspruch 6, wobei das Leistungshalbleitermodul (1) zumindest zwei, auf der Leiterplatte (3) angeordnete zweite Anschlusskontakte (16) zum Anschluss einer Wechselspannung aufweist, wobei der jeweilige Leistungshalbleiter (6) mit dem jeweiligen Kondensator (8) und dem jeweiligen zweiten Anschlusskontakt (16) elektrisch verbunden ist. Power semiconductor module ( 1 ) according to claim 6, wherein the power semiconductor module ( 1 ) at least two, on the circuit board ( 3 ) arranged second connection contacts ( 16 ) for connecting an AC voltage, wherein the respective power semiconductor ( 6 ) with the respective capacitor ( 8th ) and the respective second connection contact ( 16 ) is electrically connected. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Kondensator (8) auf jenem Bereich der Oberseite (4) angeordnet ist, welcher zwischen dem jeweiligen Halbleiterschalter (6) und dem jeweiligen ersten Anschlusskontakt (7) liegt. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the respective capacitor ( 8th ) on that area of the top ( 4 ) is arranged, which between the respective semiconductor switch ( 6 ) and the respective first connection contact ( 7 ) lies. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Kondensator (8) über eine jeweilige elektrische Verbindungsleitung (14) mit dem jeweiligen Halbleiterschalter (6) verbunden ist, wobei die Induktivität der jeweiligen Verbindungsleitung (14) höchstens 6 nH, insbesondere höchstens 2 nH, beträgt. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the respective capacitor ( 8th ) via a respective electrical connection line ( 14 ) with the respective semiconductor switch ( 6 ), wherein the inductance of the respective connecting line ( 14 ) is at most 6 nH, in particular at most 2 nH. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der jeweilige Kondensator (8) eine Kapazität in der Größenordnung von 100 µF aufweist. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the respective capacitor ( 8th ) has a capacity of the order of 100 μF. Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leistungshalbleitermodul (1) dazu ausgelegt ist, während einer Schaltdauer von 100 ns bis 200 ns des jeweiligen Halbleiterschalters (6) zumindest zeitweise einen momentanen Strom von zumindest 1350 A zu schalten. Power semiconductor module ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the power semiconductor module ( 1 ) is designed, during a switching period of 100 ns to 200 ns of the respective semiconductor switch ( 6 ) at least temporarily switch a current of at least 1350 A current. Stromrichter (20) aufweisend zumindest ein Leistungshalbleitermodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Power converter ( 20 ) comprising at least one power semiconductor module ( 1 ) according to any one of the preceding claims. Fahrzeug (21), insbesondere Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend einen Antriebsstrang umfassend zumindest einen Elektromotor und einen Stromrichter (20) nach Anspruch 12.Vehicle ( 21 ), in particular hybrid or electric vehicle, comprising a drive train comprising at least one electric motor and a power converter ( 20 ) according to claim 12.
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