DE102016212289A1 - Power electronics arrangement - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird eine Leistungselektronikanordnung (GW), umfassend: – zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1), – ein stranggepresstes Kühlungselement (KE) zur Kühlung der zumindest einen ersten Leistungselektronikeinheit (LE1), das H-förmig ausgebildet ist und zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und einen Querabschnitt (QA) umfasst, wobei die zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und der Querabschnitt (QA) zumindest einen ersten Hohlraum (HR1) an drei Seiten umschließen; – wobei die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1) in dem zumindest einen ersten Hohlraum (HR1) angeordnet ist und mit den zwei Seitenabschnitten (SA1, SA2) und dem Querabschnitt (QA) über jeweils eine flächige Kontaktfläche thermisch verbunden ist.Disclosed is a power electronics assembly (GW), comprising: - at least a first power electronics unit (LE1), - an extruded cooling element (KE) for cooling the at least one first power electronics unit (LE1), which is H-shaped and two side sections (SA1, SA2 ) and a transverse section (QA), the two side sections (SA1, SA2) and the transverse section (QA) enclosing at least one first cavity (HR1) on three sides; - Wherein the at least one first power electronics unit (LE1) is arranged in the at least one first cavity (HR1) and is thermally connected to the two side sections (SA1, SA2) and the transverse section (QA) via a respective areal contact surface.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungselektronikanordnung, insbesondere einen Gleichstromwandler.The present invention relates to a power electronics assembly, in particular a DC-DC converter.

Stand der Technik und Aufgabe der Erfindung:State of the art and object of the invention:

Leistungselektronikanordnungen, insbesondere Gleichstromwandler, weisen technisch bedingt Verlustleistungen auf, welche zur Steigerung der Temperatur an den Leistungselektronikanordnungen führen. Der Temperaturanstieg führt wiederum zum Leistungseinbruch und gar zum Ausfall der Leistungselektronikanordnungen. Power electronics assemblies, in particular DC-DC converters, have power losses due to technical reasons, which lead to an increase in the temperature at the power electronics assemblies. The rise in temperature in turn leads to the power dip and even to the failure of the power electronics assemblies.

Um diesem entgegenzuwirken, bedarf es einer effizienten Kühlung der Leistungselektronikanordnungen.To counteract this, efficient cooling of the power electronics assemblies is required.

Zudem besteht wie bei allen technischen Vorrichtungen die allgemeine Anforderung, die Leistungselektronikanordnungen bzw. Gleichstromwandler in einfacher Weise kostengünstig herzustellen. In addition, as with all technical devices, the general requirement is to manufacture the power electronics assemblies or DC-DC converters in a simple manner in a cost-effective manner.

Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, eine Leistungselektronikanordnung, insbesondere einen Gleichstromwandler, mit einer effizienten Kühlung in einer einfachen Weise kostengünstig herzustellen. Thus, the object of the present invention is to provide a way to inexpensively produce a power electronics assembly, in particular a DC-DC converter, with efficient cooling in a simple manner.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is solved by the subject matter of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Es wird eine Leistungselektronikanordnung, insbesondere ein Gleichstromwandler, bereitgestellt. A power electronics assembly, in particular a DC-DC converter, is provided.

Die Leistungselektronikanordnung umfasst zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit und ein stranggepresstes Kühlungselement zur Kühlung der zumindest einen ersten Leistungselektronikeinheit. Das zumindest eine erste Kühlungselement ist H- bzw. Doppel-T-förmig ausgebildet und umfasst zwei Seitenabschnitte und einen Querabschnitt. Dabei umschließen die zwei Seitenabschnitte und der Querabschnitt zusammen zumindest einen ersten Hohlraum an drei sich angrenzenden Seiten U-förmig. In dem einen ersten Hohlraum ist die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit angeordnet und über jeweils eine flächige Kontaktfläche mit den zwei Seitenabschnitten und dem Querabschnitt flächig thermisch verbunden. The power electronics assembly comprises at least a first power electronics unit and an extruded cooling element for cooling the at least one first power electronics unit. The at least one first cooling element is H- or double-T-shaped and comprises two side sections and a transverse section. In this case, the two side sections and the transverse section together enclose at least a first cavity on three adjoining sides in a U-shape. In the one first cavity, the at least one first power electronics unit is arranged and thermally connected over a respective flat contact surface with the two side sections and the transverse section.

Strangpressen ist ein lang erprobtes kostengünstiges Verfahren zum Urformen von Metallen oder Metalllegierungen. Dadurch, dass das Kühlungselement stranggepresst hergestellt ist, kann die Leistungselektronikanordnung insgesamt in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden. Zudem lassen sich Halbzeuge aus kostengünstigen dennoch stabilen Metallen, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, oder Metalllegierungen, wie z. B. Aluminium- oder Kupferlegierung, mit dem Strangpressverfahren zum Kühlungselement einfach und mit einer geringen Fehlproduktion formen. Extrusion is a long-proven cost-effective process for the primary shaping of metals or metal alloys. The fact that the cooling element is made extruded, the power electronics assembly can be made overall in a simple and cost-effective manner. In addition, semi-finished products from inexpensive yet stable metals, such. As aluminum or copper, or metal alloys, such as. As aluminum or copper alloy, with the extrusion process to the cooling element easily and form with a low false production.

Außerdem lassen sich Kühlstrukturen oder Kühlkanäle sowie weiteren Funktionsabschnitte, wie z. B. Nut oder Federnase zur Herstellung mechanischer Verbindungen, bereits während des Strangpressvorganges einfach und ohne zusätzliche Werkzeuge an dem Kühlungselement formen. In addition, cooling structures or cooling channels and other functional sections, such. B. groove or spring nose for the preparation of mechanical connections, even during the extrusion process easily and without additional tools to form the cooling element.

Durch Ändern der Schnittlängen bei den stranggepressten Profilen und/oder der Strangprofilformen lassen sich das Kühlungselement und somit auch die Leistungselektronikanordnung flexibel skalieren. Dies spart zusätzlich die Herstellungskosten der Leistungselektronikanordnung.By changing the cutting lengths in the extruded profiles and / or the extruded profile shapes, the cooling element and thus also the power electronics assembly can be flexibly scaled. This additionally saves the production costs of the power electronics assembly.

Damit ist eine Möglichkeit bereitgestellt, mit der eine Leistungselektronikanordnung, insbesondere ein Gleichstromwandler, mit einer effizienten Kühlung in einer einfachen und kostengünstigen Weise hergestellt werden kann. Thus, a possibility is provided with which a power electronics assembly, in particular a DC-DC converter, can be manufactured with efficient cooling in a simple and cost-effective manner.

Beispielsweise umfasst die Leistungselektronikanordnung ferner eine zweite Leistungselektronikeinheit. Die zwei Seitenabschnitte und der Querabschnitt umschließen einen zweiten Hohlraum an drei sich angrenzenden Seiten U-förmig. In dem zweiten Hohlraum ist die zweite Leistungselektronikeinheit angeordnet und über jeweils eine flächige Kontaktfläche mit den zwei Seitenabschnitten und dem Querabschnitt flächig thermisch verbunden. For example, the power electronics assembly further includes a second power electronics unit. The two side sections and the transverse section enclose a second cavity on three adjoining sides in a U-shape. In the second cavity, the second power electronics unit is arranged and thermally connected over a respective planar contact surface with the two side sections and the transverse section.

Beispielsweise sind die zwei Seitenabschnitte über den Querabschnitt miteinander einstückig ausgebildet. Dabei werden die zwei Seitenabschnitte und der Querabschnitt beispielsweise aus einem Halbzeug in einem Strangpressvorgang geformt. For example, the two side sections are formed integrally with each other via the transverse section. In this case, the two side sections and the transverse section are formed, for example, from a semifinished product in an extrusion process.

Beispielweise umfassen die erste und/oder die zweite Leistungselektronikeinheit jeweils einen Kondensator, insb. einen Leistungskondensator. For example, the first and / or the second power electronics unit each comprise a capacitor, in particular a power capacitor.

Beispielsweise weisen die zwei Seitenabschnitte und/oder der Querabschnitt Kühlkanäle zum Durchleiten von einem Kühlfluid auf. Das Kühlungselement mit den Kühlkanälen kann die Abwärme von der ersten und/oder der zweiten Leistungselektronikeinheit wirksam abführen, insbesondere mittels eines durch den Kühlkanal durchströmenden Kühlfluides.For example, the two side sections and / or the transverse section have cooling channels for passing a cooling fluid. The cooling element with the cooling channels can dissipate the waste heat from the first and / or the second power electronics unit effectively, in particular by means of a cooling fluid flowing through the cooling channel.

Beispielsweise umfasst die Leistungselektronikanordnung ferner ein stranggepresstes hohlzylinderförmiges Schutzelement, welches das Kühlungselement und die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit und/oder die zweite Leistungselektronikeinheit zumindest teilweise umschließt und die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit vor mechanischer Krafteinwirkung schützt. Das stranggepresste Schutzelement weist ausreichende mechanische Stabilität auf und kann somit die Leistungselektronikschaltung, welche das Schutzelement umschließt, vor äußeren mechanischen Stößen zuverlässig schützen. Damit kann die Leistungselektronikanordnung in technischen Bereichen, wie z. B. in Kraftfahrzeugen, eingesetzt werden, wo die Leistungselektronikanordnung mechanischen Stößen bzw. Vibrationen ausgesetzt ist. For example, the power electronics assembly further comprises an extruded hollow cylindrical protective element, which at least partially surrounds the cooling element and the at least one first power electronics unit and / or the second power electronics unit and protects the at least one first power electronics unit against mechanical force. The extruded protective element has sufficient mechanical stability and can thus reliably protect the power electronics circuit which encloses the protective element from external mechanical shocks. Thus, the power electronics assembly in technical areas, such. As used in motor vehicles, where the power electronics assembly is exposed to mechanical shock or vibration.

Dabei ist die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit beispielsweise über eine weitere flächige Kontaktfläche mit dem Schutzelement flächig thermisch verbunden. Dadurch kann die Abwärme von der zumindest einen ersten Leistungselektronikeinheit auch über das Schutzelement abgeführt werden. In this case, the at least one first power electronics unit is thermally connected, for example, over a further areal contact surface with the protective element. As a result, the waste heat from the at least one first power electronics unit can also be dissipated via the protective element.

Beispielsweise ferner weist die Leistungselektronikanordnung zwischen dem Schutzelement und mindestens einem der zwei Seitenabschnitte ferner mindestens einen dritten Hohlraum auf. Ferner umfasst die Leistungselektronikanordnung beispielweise eine dritte Leistungselektronikeinheit, welche in dem mindestens einen dritten Hohlraum angeordnet ist und über jeweils eine flächige Kontaktfläche mit dem Schutzelement und/oder dem mindestens einen der zwei Seitenabschnitte thermisch verbunden ist.By way of example, the power electronics assembly further has at least one third cavity between the protective element and at least one of the two side sections. Further, the power electronics assembly includes, for example, a third power electronics unit, which is arranged in the at least one third cavity and is thermally connected via a respective flat contact surface with the protective element and / or the at least one of the two side sections.

Beispielsweise umfasst das Schutzelement eine rohr- bzw. zylinderförmige, insb. hohlzylinderförmige, Seitenwand, welche an ihrer Oberfläche (auf Innen- und/oder Außenseite der Seitenwand) eine Kühlstruktur zur Vergrößerung der Kühloberfläche aufweist.For example, the protective element comprises a tubular or cylindrical, in particular hollow cylindrical, side wall, which has on its surface (on the inside and / or outside of the side wall) a cooling structure for enlarging the cooling surface.

Beispielsweise sind das Kühlungselement und das Schutzelement jeweils in einem Stück ausgebildet.For example, the cooling element and the protective element are each formed in one piece.

Beispielsweise bestehen das Schutzelement und das Kühlungselement aus einem und demselben Strangpressprofil. Dadurch können das das Schutzelement und das Kühlungselement aus einem und demselben Halbzeug in einem Fertigungsschritt kostengünstig hergestellt werden. For example, the protective element and the cooling element consist of one and the same extruded profile. As a result, the protective element and the cooling element can be produced inexpensively from one and the same semi-finished product in one production step.

Kurze Beschreibung der Zeichnung:Brief description of the drawing:

Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:In the following, an exemplary embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings is explained in more detail. Showing:

1 in einer schematischen Querschnittansicht einen Gleichstromwandler gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 1 in a schematic cross-sectional view of a DC-DC converter according to an embodiment of the invention;

2 in einer schematischen Schrägansicht ein Schutzelement und ein Kühlungselement des in 1 dargestellten Gleichstromwandlers. 2 in a schematic oblique view, a protective element and a cooling element of the in 1 illustrated DC-DC converter.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen:Detailed description of the drawings:

1 zeigt in einer schematischen Querschnittdarstellung einen Gleichstromwandler GW für einen elektrischen Antrieb eines Hybridelekktro-/Elektrofahrzeugs. 1 shows a schematic cross-sectional view of a DC converter GW for an electric drive of a hybrid electric / electric vehicle.

Der Gleichstromwandler GW umfasst ein Schutzelement SE, welches aus einem metallischen Halbzeug durch Strangpressen hergestellt ist und ein Gehäuseteil des Gleichstromwandlers GW ausbildet.The DC-DC converter GW comprises a protective element SE, which is produced from a metallic semi-finished product by extrusion molding and forms a housing part of the DC-DC converter GW.

Das Schutzelement SE umfasst eine rohrförmige, insb. hohlzylinderförmige Seitenwand SW, welche einen im Wesentlichen zylinderförmigen Innenraum mit einem rechteckigen Querschnitt umschließt. Auf einer von dem Innenraum abgewandten Oberfläche weist die Seitenwand SW eine rippenartige Kühlstruktur KS auf, welche die Kühloberfläche des Schutzelements SE vergrößert und somit die Kühlleistung des Schutzelements SE verbessert.The protective element SE comprises a tubular, in particular hollow cylindrical side wall SW, which encloses a substantially cylindrical interior with a rectangular cross section. On a surface facing away from the interior, the side wall SW has a rib-like cooling structure KS, which increases the cooling surface of the protective element SE and thus improves the cooling performance of the protective element SE.

Der Gleichstromwandler GW umfasst ferner ein Kühlungselement KE, welches aus einem weiteren metallischen Halbzeug durch Strangpressen hergestellt ist und einen im Wesentlichen H- bzw. Doppel-T-förmigen Querschnitt aufweist. Dieses Halbzeug kann auch andere Querschnitt-Formen, wie z. B. L-, U-Profile oder ähnliches, aufweisen.The DC-DC converter GW further comprises a cooling element KE, which is made of a further metallic semi-finished product by extrusion and has a substantially H- or double-T-shaped cross-section. This semi-finished product can also other cross-sectional shapes, such. B. L-, U-profiles or the like.

Das Kühlungselement KE umfasst zwei Seitenabschnitte SA1, SA2 und einen Querabschnitt QA, wobei die beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 über den Querabschnitt QA miteinander in einem Stück verbunden sind. The cooling element KE comprises two side sections SA1, SA2 and a transverse section QA, wherein the two side sections SA1, SA2 are connected together in one piece via the transverse section QA.

Im Innenraum des Schutzelements SE weist der Gleichstromwandler GW zwischen dem Querabschnitt QA und den beiden Seitenabschnitten SA1, SA2 einen ersten und einen zweiten Hohlraum HR1, HR2 auf, welche sich auf zwei voneinander abgewandten Seiten des Querabschnitts QA befinden und jeweils von der Seitenwand SW des Schutzelements SE, den beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 (bzw. deren jeweiligen linksseitigen Teilbereiche) und dem Querabschnitt QA an vier sich angrenzenden Seiten umschlossen sind. In the interior of the protective element SE, the DC-DC converter GW between the transverse section QA and the two side sections SA1, SA2 on a first and a second cavity HR1, HR2, which are located on two opposite sides of the transverse section QA and in each case of the side wall SW of the protective element SE, the two side portions SA1, SA2 (or their respective left-side portions) and the Transverse QA are enclosed on four adjacent sides.

Zwischen der Seitenwand SW des Schutzelements SE und jeweils einem der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 weist der Gleichstromwandler GW jeweils einen dritten und einen vierten Hohlraum HR3, HR4 auf, welche von der Seitenwand SW und den jeweiligen Seitenabschnitten SA1, SA2 an vier sich angrenzenden Seiten umschlossen sind. Between the side wall SW of the protective element SE and in each case one of the two side sections SA1, SA2, the DC converter GW has in each case a third and a fourth cavity HR3, HR4, which are enclosed by the side wall SW and the respective side sections SA1, SA2 at four adjoining sides are.

Der Gleichstromwandler GW umfasst ferner eine Leistungselektronikschaltung bekannter Art mit Leistungskondensatoren, Spulen und Halbbrücken, welche in vier Leistungselektronikeinheiten LE1, LE2, LE3 und LE4 aufgeteilt ist, welche wiederum in den oben genannten vier Hohlräumen HR1, HR2, HR3, HR4 verteil angeordnet sind. The DC converter GW further comprises a power electronics circuit of known type with power capacitors, coils and half-bridges, which is divided into four power electronics units LE1, LE2, LE3 and LE4, which in turn are distributed in the above-mentioned four cavities HR1, HR2, HR3, HR4.

Hierbei umfassen die erste und die zweite Leistungselektronikeinheiten LE1, LE2 jeweils einen Leistungskondensator, welche jeweils von einer elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Moldmasse MM oder Isolierschicht umschlossen und jeweils in einem des ersten und des zweiten Hohlraumes HR1, HR2 angeordnet sind. In this case, the first and the second power electronics units LE1, LE2 each include a power capacitor, each of which is surrounded by an electrically insulating and thermally conductive molding compound MM or insulating layer and are each arranged in one of the first and second cavities HR1, HR2.

Über die Moldmasse MM bzw. Isolierschicht ist die erste Leistungselektronikeinheit LE1 an vier sich angrenzenden Oberflächen mit jeweiligen dem ersten Hohlraum HR1 zugewandten Oberflächen der Seitenwand SW des Schutzelements SE, der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 sowie dem Querabschnitt QA flächig thermisch leitend verbunden. Via the molding compound MM or insulating layer, the first power electronics unit LE1 is thermally conductively connected on four adjoining surfaces with respective surfaces of the side wall SW of the protective element SE facing the first cavity HR1, the two side sections SA1, SA2 and the transverse section QA.

Analog ist die zweite Leistungselektronikeinheit LE2 auch über die Moldmasse MM oder Isolierschicht an vier sich angrenzenden Oberflächen mit jeweiligen dem zweiten Hohlraum HR2 zugewandten Oberflächen der Seitenwand SW des Schutzelements SE, der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 sowie dem Querabschnitt QA flächig thermisch leitend verbunden.Analogously, the second power electronics unit LE2 is also thermally conductively connected via the molding compound MM or insulating layer on four adjoining surfaces with respective surfaces of the side wall SW of the protective element SE facing the second cavity HR2, the two side sections SA1, SA2 and the transverse section QA.

Die dritte und die vierte Leistungselektronikeinheiten LE3, LE4 umfassen weitere Schaltungskomponenten der Leistungselektronikschaltung, wie z. B. Halbbrücken mit Halbleiterschaltern und Spulen, und sind jeweils in einem des dritten bzw. dem vierten Hohlraumes HR3, HR4 angeordnet. The third and fourth power electronics units LE3, LE4 comprise further circuit components of the power electronics circuit, such. B. half bridges with semiconductor switches and coils, and are each arranged in one of the third and the fourth cavity HR3, HR4.

Auf jeweils einer dem dritten bzw. dem vierten Hohlraum HR3, HR4 zugewandten Seite weist jeder der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 jeweils eine im Wesentlichen ebene Kontaktfläche KF1, KF2 auf, auf der jeweils die dritte und die vierte Leistungselektronikeinheit LE3, LE4 verteilt angeordnet sind. On each of the third and the fourth cavity HR3, HR4 side facing each of the two side portions SA1, SA2 each have a substantially planar contact surface KF1, KF2, on each of the third and fourth power electronics unit LE3, LE4 are arranged distributed.

Wie die erste und die zweite Leistungselektronikeinheit LE1, LE2 sind die dritte und die vierte Leistungselektronikeinheit LE3, LE4 ebenfalls jeweils von einer elektrisch isolierenden und thermisch leitenden Moldmasse MM oder Isolierschicht umschlossen und über die Moldmasse MM bzw. Isolierschicht mit der Seitenwand SW des Schutzelements SE und den jeweiligen Seitenabschnitten SA1, SA2 thermisch verbunden. Like the first and the second power electronics unit LE1, LE2, the third and the fourth power electronics unit LE3, LE4 are likewise each enclosed by an electrically insulating and thermally conductive molding compound MM or insulating layer and via the molding compound MM or insulating layer with the side wall SW of the protective element SE and the respective side portions SA1, SA2 thermally connected.

Die Seitenwand SW des Schutzelements SE, die beiden Seitenabschnitte SA und der Querabschnitt QA des Kühlungselements KE weisen gegenüber den zuvor beschriebenen Hohlräumen HR1, HR2, HR3, HR4 räumlich isolierten Kühlkanäle KK auf, durch welche Kühlflüssigkeit zur Kühlung der Leistungselektronikschaltung bzw. die vier Leistungsschaltungseinheiten LE1, LE2, LE3, LE4 strömen kann.The side wall SW of the protective element SE, the two side sections SA and the cross section QA of the cooling element KE have compared to the previously described cavities HR1, HR2, HR3, HR4 spatially isolated cooling channels KK, through which cooling liquid for cooling the power electronics circuit or the four power circuit units LE1 , LE2, LE3, LE4 can flow.

Durch die Aufteilung der Leistungselektronikschaltung in den vier Leistungsschaltungseinheiten LE1, LE2, LE3, LE4 und die getrennte Anordnung dieser vier Leistungsschaltungseinheiten LE1, LE2, LE3, LE4 in vier voneinander getrennten Hohlräumen HR1, HR2, HR3, HR4 kann der Gleichstromwandler GW kompakt gebaut werden. By dividing the power electronics circuit in the four power circuit units LE1, LE2, LE3, LE4 and the separate arrangement of these four power circuit units LE1, LE2, LE3, LE4 in four separate cavities HR1, HR2, HR3, HR4, the DC-DC converter GW can be made compact.

Dadurch, dass die vier Hohlräume HR1, HR2, HR3, HR4 von dem stabilen Schutz- und Kühlungselement SE, KE umschlossenen sind und die vier Leistungsschaltungseinheiten LE1, LE2, LE3, LE4 über die Moldmasse MM oder Isolierschicht über vier Seiten zwischen dem Schutz- und dem Kühlungselement SE, KE befestigt sind, werden diese auch vor mechanischen Stößen und Vibrationen wirksam geschützt.Characterized in that the four cavities HR1, HR2, HR3, HR4 are enclosed by the stable protection and cooling element SE, KE and the four power circuit units LE1, LE2, LE3, LE4 on the molding compound MM or insulating layer on four sides between the protective and the cooling element SE, KE are secured, they are also effectively protected against mechanical shocks and vibrations.

Die Abwärme, welche während des Betriebs des Gleichstromwandlers GW in den Leistungsschaltungseinheiten LE1, LE2, LE3, LE4 entsteht, wird an die Kühlstruktur KS des Schutzelements SE sowie an die durch die Kühlkanäle KK fließenden Kühlflüssigkeit weitergeleitet und abgeführt.The waste heat which arises during the operation of the DC converter GW in the power circuit units LE1, LE2, LE3, LE4 is forwarded to the cooling structure KS of the protective element SE and to the cooling liquid flowing through the cooling channels KK and discharged.

2 zeigt ein hohlzylinderförmiges Schutzelement SE mit einer rechteckigen bzw. quadratischen Seitenwand SW. Das Kühlungselements KE ist in einem von dem Schutzelement SE umrandeten Innenraum eingesteckt. Dabei erstrecken sich das Schutzelement SE und das Kühlungselements KE zueinander quasi koaxial. 2 shows a hollow cylindrical protective element SE with a rectangular or square side wall SW. The cooling element KE is plugged into an area bordered by the protective element SE. In this case, the protective element SE and the cooling element KE extend quasi coaxially to one another.

Die beiden Seitenabschnitte SA1, SE2 des Doppel-T- bzw. H-förmigen Kühlungselements KE erstrecken sich von einer Innenseite der Seitenwand SW des Schutzelements SE zu einer hierzu entgegengesetzten Innenseite der Seitenwand SW des Schutzelements SE. Stirnseiten des Kühlungselements KE bzw. der beiden Seitenabschnitte SA1, SE2 kontaktieren – insb. unter Presssitz, ggfs. durch die Elastizität des Kühlungselements KE – die Innenseite der Seitenwand SW des Schutzelements SE. The two side sections SA1, SE2 of the double-T or H-shaped cooling element KE extend from an inner side of the side wall SW of the protective element SE to an inner side of the side wall SW of the protective element SE opposite thereto. End sides of the cooling element KE or the two side sections SA1, SE2 contact - in particular under interference fit, possibly by the elasticity of the cooling element KE - the inside of the side wall SW of the protective element SE.

Das Kühlungselement KE mit den beiden Seitenabschnitten SA1, SE2 und dem Querabschnitt QA teilt den Innenraum des Schutzelements SE in vier Hohlräume HR1, HR2, HR3, HR4 auf. The cooling element KE with the two side sections SA1, SE2 and the transverse section QA divides the interior of the protective element SE into four cavities HR1, HR2, HR3, HR4.

Dabei ist der erste Hohlraum HR1 von linksseitigen Teilbereichen der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2, dem Querabschnitt QA sowie einem zwischen den linksseitigen Teilbereichen der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 befindlichen Abschnitt der Seitenwand SW an vier Seiten umschlossen. In this case, the first cavity HR1 is surrounded by left-side partial areas of the two side sections SA1, SA2, the transverse section QA and a section of the side wall SW located between the left-side partial areas of the two lateral sections SA1, SA2 on four sides.

Analog ist der zweite Hohlraum HR2 von rechtsseitigen Teilbereichen der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2, dem Querabschnitt QA sowie einem zwischen den rechtsseitigen Teilbereichen der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 befindlichen Abschnitt der Seitenwand SW an vier Seiten umschlossen.Analogously, the second cavity HR2 is surrounded by right-hand partial regions of the two side sections SA1, SA2, the transverse section QA and a section of the side wall SW located between the right-side partial regions of the two lateral sections SA1, SA2 on four sides.

Der dritte und der vierte Hohlraum HR3, HR4 sind jeweils von einem der beiden Seitenabschnitte SA1, SA2 und jeweils einem von diesem Seitenabschnitt SA1, SA2 von dem ersten und dem zweiten Hohlraum HR1, HR2 räumlich getrennten, U-förmigen Abschnitt der Seitenwand SW an vier Seiten umschlossen.The third and fourth cavities HR3, HR4 are each of one of the two side sections SA1, SA2 and one of this side portion SA1, SA2 of the first and the second cavity HR1, HR2 spatially separated, U-shaped portion of the side wall SW at four Enclosed pages.

Claims (10)

Leistungselektronikanordnung (GW), umfassend: – zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1), – ein stranggepresstes Kühlungselement (KE) zur Kühlung der zumindest einen ersten Leistungselektronikeinheit (LE1), das H-förmig ausgebildet ist und zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und einen Querabschnitt (QA) umfasst, wobei die zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und der Querabschnitt (QA) zusammen zumindest einen ersten Hohlraum (HR1) an drei Seiten umschließen; – wobei die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1) in dem zumindest einen ersten Hohlraum (HR1) angeordnet ist und mit den zwei Seitenabschnitten (SA1, SA2) und dem Querabschnitt (QA) über jeweils eine flächige Kontaktfläche thermisch verbunden ist. Power electronics assembly (GW), comprising: At least a first power electronics unit (LE1), - An extruded cooling element (KE) for cooling the at least one first power electronics unit (LE1), which is H-shaped and comprises two side sections (SA1, SA2) and a transverse section (QA), wherein the two side sections (SA1, SA2) and the transverse section (QA) together enclose at least a first cavity (HR1) on three sides; - Wherein the at least one first power electronics unit (LE1) is arranged in the at least one first cavity (HR1) and is thermally connected to the two side sections (SA1, SA2) and the transverse section (QA) via a respective areal contact surface. Leistungselektronikanordnung (GW) nach Anspruch 1, ferner umfassend: – eine zweite Leistungselektronikeinheit (LE2); – wobei die zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und der Querabschnitt (QA) einen zweiten Hohlraum (HR2) an drei Seiten umschließen; – wobei die zweite Leistungselektronikeinheit (LE2) in dem zweiten Hohlraum (HR2) angeordnet ist und mit den zwei Seitenabschnitten (SA1, SA2) und dem Querabschnitt (QA) über jeweils eine flächige Kontaktfläche thermisch verbunden ist. The power electronics assembly (GW) of claim 1, further comprising: A second power electronics unit (LE2); - Wherein the two side sections (SA1, SA2) and the transverse section (QA) enclose a second cavity (HR2) on three sides; - Wherein the second power electronics unit (LE2) in the second cavity (HR2) is arranged and is thermally connected to the two side portions (SA1, SA2) and the transverse portion (QA) via in each case a flat contact surface. Leistungselektronikanordnung (GW) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) über den Querabschnitt (QA) miteinander einstückig ausgebildet sind. A power electronic device (GW) according to claim 1 or 2, wherein the two side portions (SA1, SA2) are formed integrally with each other via the transverse portion (QA). Leistungselektronikanordnung (GW) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Leistungselektronikeinheit (LE1) einen Kondensator, insb. einen Leistungskondensator, umfasst. Power electronics assembly (GW) according to one of the preceding claims, wherein the first power electronics unit (LE1) comprises a capacitor, in particular a power capacitor. Leistungselektronikanordnung (GW) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) und/oder der Querabschnitt (QA) Kühlkanäle (KK) zum Durchleiten von einem Kühlfluid aufweisen.Power electronics assembly (GW) according to one of the preceding claims, wherein the two side sections (SA1, SA2) and / or the transverse section (QA) cooling channels (KK) for the passage of a cooling fluid. Leistungselektronikanordnung (GW) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend: – ein stranggepresstes hohlzylinderförmiges Schutzelement (SE) zum Schutz der zumindest einen ersten Leistungselektronikeinheit (LE1) vor mechanischer Krafteinwirkung, welches das Kühlungselement (KE) und die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1) zumindest teilweise umschließt.Power electronics assembly (GW) according to one of the preceding claims, further comprising: - An extruded hollow cylindrical protective element (SE) for protecting the at least one first power electronics unit (LE1) against mechanical force, which at least partially surrounds the cooling element (KE) and the at least one first power electronics unit (LE1). Leistungselektronikanordnung (GW) nach Anspruch 6, wobei die zumindest eine erste Leistungselektronikeinheit (LE1) über eine weitere flächige Kontaktfläche mit dem Schutzelement (SE) thermisch verbunden ist. Power electronics assembly (GW) according to claim 6, wherein the at least one first power electronics unit (LE1) via a further flat contact surface with the protective element (SE) is thermally connected. Leistungselektronikanordnung (GW) nach Anspruch 6 oder 7, ferner umfassend: – mindestens einen dritten Hohlraum (HR3) zwischen dem Schutzelement (SE) und mindestens einem der zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2); – eine dritte Leistungselektronikeinheit (LE3), welche in dem mindestens einen dritten Hohlraum (HR3) angeordnet ist und über jeweils eine flächige Kontaktfläche mit dem Schutzelement (SE) und/oder dem mindestens einen der zwei Seitenabschnitte (SA1, SA2) thermisch verbunden ist. The power electronics assembly (GW) of claim 6 or 7, further comprising: - At least one third cavity (HR3) between the protective element (SE) and at least one of the two side sections (SA1, SA2); - A third power electronics unit (LE3), which is arranged in the at least one third cavity (HR3) and is thermally connected via a respective planar contact surface with the protective element (SE) and / or the at least one of the two side sections (SA1, SA2). Leistungselektronikanordnung (GW) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Kühlungselement (KE) und das Schutzelement (SE) jeweils in einem Stück ausgebildet sind.Power electronics assembly (GW) according to one of claims 6 to 8, wherein the cooling element (KE) and the protective element (SE) are each formed in one piece. Leistungselektronikanordnung (GW) nach Anspruch 9, wobei das Schutzelement (SE) und das Kühlungselement (KE) aus einem und demselben Strangpressprofil bestehen. Power electronics assembly (GW) according to claim 9, wherein the protective element (SE) and the cooling element (KE) consist of one and the same extruded profile.
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