DE102017104973A1 - Leistungsmodulanordnung mit einem Platzhalter-Modul - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit einem Leistungselektroniksystem mit mehreren Leistungsmoduln (472, 474, 76), die jeweils eine Leistungsstufe (132, 500) und eine Seitentasche umfassen, wobei die Leistungsstufen in einer Anordnung gestapelt sind, so dass die Seitentaschen sich mit den Leistungsstufen überlappen und ein Platzhaltermodul (127) eine erste Kühlmitteltasche aufweist und innerhalb der Anordnung so angeordnet ist, dass die erste Kühlmitteltasche mit einer Seitentasche unter Ausbildung einer Kühlkammer zusammenwirkt.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf Leistungsmodulanordnungen für einen elektrischen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.
• Fahrzeuge wie z. B. batteriebetriebene elektrische Fahrzeuge (BEVs), Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs) und Vollhybrid-Elektrofahrzeuge (FHEVs) enthalten eine Traktionsbatterie-Baugruppe als Energiequelle für einen oder mehrere Elektromotoren. Die Traktionsbatterie umfaßt Komponenten und Systeme zur Unterstützung im Management des Fahrzeugverhaltens und -betriebs. Ein Wechselrichter ist zwischen der Batterie und den Elektromotoren elektrisch angeschlossen, um den von der Batterie kommenden Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, der mit den Elektromotoren kompatibel ist. Der Wechselrichter kann auch als Gleichrichter dienen, um Wechselstrom von den Elektromotoren zu konvertieren, um mit der Batterie kompatiblen Strom zu leiten.
• Aufgrund der Wärmeentwicklung von Leistungsmoduln und der Batterie ist es erwünscht, diese zu kühlen. Daher ist es Aufgabe der Erfindung, die Kühlung zu verbessern.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Leistungsmodulanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
• Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst ein Leistungselektroniksystem mehrere Leistungsmoduln, die jeweils eine Leistungsstufe haben und eine Seitentasche umfassen. Die Leistungsstufen sind in einem Anordnung so gestapelt, dass die Seitentaschen mit den Leistungsstufen überlappen. Ein Platzhalter-Modul definiert eine erste Kühlmitteltasche und ist innerhalb der Anordnung so plaziert, dass die erste Kühlmitteltasche mit einer Seitentasche eine Kühlmittelkammer bildet.
• Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst ein Wechselrichter mehrere Leistungsmoduln, die jeweils eine Leistungsstufe und eine Hauptseite aufweisen, die eine Kühlmitteltasche neben der Leistungsstufe umgrenzen. Die Leistungsmoduln sind in einer Anordnung so gestapelt, dass die Taschen mit den Leistungsstufen überlappen. Ein Platzhalter-Modul ist innerhalb der Anordnung zwischen benachbarten Leistungsmoduln angeordnet und unterteilt die Anordnung in einen ersten und einen zweiten Abschnitt.
• In einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst eine Leistungsmodulanordnung für ein Leistungselektroniksystem mehrere gleiche Leistungsmoduln, die jeweils eine Leistungsstufe und Hauptseiten umfassen, die jeweils eine an die Leistungsstufe angrenzende Tasche besitzen. Die Leistungsmodule sind in einer Anordnung gestapelt, so dass nebeneinanderliegende Taschen Kühlmittelkammern bilden, die mit den Moduln überlappen. Ein Platzhalter-Modul hat die gleiche Form wie die Leistungsmoduln, ist in der Anordnung zwischen zwei benachbarten Leistungsmoduln angeordnet und unterteilt die Anordnung in einen ersten und einen zweiten Abschnitt. Durch die Anordnung kann Kühlmittel durch die Kühlmittelkammern des ersten Teils in einer ersten Richtung und durch die Kühlmittelkammern des zweiten Teils in einer zweiten Richtung strömen.
• Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter anhand von Beispielen und der Zeichnung näher erläutert, wobei sie keineswegs auf die dargestellten Formen begrenzt ist. Darin zeigt.
• 1 ein schematisches Diagramm eines beispielhaften Hybridfahrzeugs
• 2 ein schematisches Diagramm eines variablen Spannungswandlers und eines Wechselrichters
• 3 eine perspektivische Ansicht eines Wechselrichters.
• 4 eine perspektivische Ansicht einer Leistungsmodulanordnung für einen Wechselrichter.
• 5 eine perspektivische Ansicht einer Leistungsstufe.
• 6A eine perspektivische Ansicht eines Leistungsmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel
• 6B eine Rückansicht des Leistungsmoduls von 6A
• 6C eine Vorderansicht des Leistungsmoduls von 6A
• 7 eine Seitenansicht eines Teils der Leistungsmodulanordnung von 4
• 8A eine perspektivische Vorderansicht eines Platzhalter-Moduls für die Leistungsmodulanordnung von 4
• 8B eine perspektivische Rückansicht des Platzhalter-Moduls von 8A
• 9 eine Seitenansicht der Leistungsmodulanordnung von 4
• 10 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Kühlmittelkreislaufs der Leistungsmodulanordnung von 4
• 11 eine perspektivische Ansicht einer Endplatte der Leistungsmodulanordnung von 4
• 12 eine perspektivische Ansicht einer Leistungsmodulanordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
• 13 eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Kühlmittelkreislaufs der Leistungsmodulanordnung von 12
• 14A eine Vorderansicht eines der Leistungsmodule des ersten Satzes von Moduln der Anordnung von 12
• 14B eine Rückansicht eines der Leistungsmodule des ersten Satzes
• 15A eine Vorderansicht eines Leistungsmoduls des zweiten Satzes von Moduln der Anordnung von 12
• 15B eine Rückansicht eines Leistungsmoduls des zweiten Satzes
• 16A eine perspektivische Vorderansicht eines Platzhalter-Moduls der Leistungsmodulanordnung von 12
• 16B eine perspektivische Rückansicht des in 16A gezeigten Platzhalter-Moduls
• 17 eine perspektivische Ansicht einer Leistungsmodulanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
• 18A eine perspektivische Ansicht eines Leistungsmoduls der Anordnung von 17
• 18B eine Rückansicht des Leistungsmoduls von 18A
• 18C eine Vorderansicht des Leistungsmoduls von 18A
• 19 eine Seitenansicht eines Teils der Anordnung von 17
• 20A ist eine perspektivische Vorderansicht eines Platzhalter-Moduls der Anordnung von 17
• 20B eine perspektivische Rückansicht des Platzhalter-Moduls der Anordnung von 17; und
• 21 eine Detailansicht eines Abschnitts der Rückwand des Platzhalter-Moduls der Anordnung von 17.
• Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsbeispielen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsbeispiele verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstäblich; Einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage für den Fachmann, um die vorliegende Erfindung unterschiedlich einzusetzen. Wie dem Fachmann offensichtlich, können verschiedene Merkmale, die mit Bezug auf irgendeine der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in mindestens einer anderen Figur dargestellt sind, um Ausführungsbeispielen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsbeispielen für typische Anwendungen dar. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren der Erfindung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
• Ein Beispiel eines PHEV ist in 1 dargestellt und wird allgemein als Fahrzeug 16 bezeichnet. Das Fahrzeug 16 umfaßt einen Antriebsstrang 12 und wird von mindestens einem Elektromotor 18 mit Hilfe eines Verbrennungsmotors 20 angetrieben Der Elektromotor 18 kann ein Wechselstrom-Elektromotor sein, der als "Motor" 18 in 1 dargestellt ist. Der Elektromotor 18 empfängt elektrischen STrom und liefert ein Drehmoment für den Fahrzeugantrieb. Die Elektromotor 18 fungiert auch als Generator zur Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie durch regeneratives Bremsen.
• Der Antriebsstrang 12 kann eine Leistungsverzeigungskonfiguration sein. Der Antriebsstrang 12 enthält den erste Elektromotor 18 und einen zweite Elektromotor 24. Die zweite Elektromotor 24 kann ein Wechselstrom-Elektro motor sein, der als "Generator" 24 in 1 dargestellt ist. Wie die erste Elektromotor 18 empfängt der zweite Elektromotor 24 elektrischen Strom und liefert Ausgangsdrehmoment. Der zweite Elektromotor 24 fungiert auch als Generator zum Umwandeln mechanischer in elektrische Energie und zur Optimierung des Leistungsflusses durch den Antriebsstrang 12. In anderen Ausführungsbeispielen weist der Antriebsstrang keine Leistungsverzweigungskonfiguration auf.
• Der Antriebsstrang 12 kann eine Planetenradgetriebeeinheit 26 umfassen, die ein Sonnenrad 28, einen Planetenradträger 30 und ein Hohlrad 32 aufweist. Das Sonnenrad 28 ist mit einer Ausgangswelle des zweiten Elektromotors 24 zur Aufnahme von Generatordrehmoment verbunden. Der Planetenradträger 30 ist mit einer Ausgangswelle des Elektromotors 20 zur Aufnahme eines Motordrehmoments verbunden. Die Planetenradgetriebeeinheit 26 kombiniert das Generatordrehmoment und das Elektromotordrehmoment und liefert ein kombiniertes Abtriebsdrehmoment um das Hohlrad 32. Die Planetenradgetriebeeinheit 26 fungiert als stufenloses Getriebe ohne feste oder "gestufte" -Verhältnisse.
• Der Antriebsstrang 12 kann auch eine Einwegkupplung (O.W.C.) und eine Generatorbremse 33 umfassen. Die O.W.C. Ist mit der Ausgangswelle des Verbrennungsmotors 20 verbunden, damit die Ausgangswelle nur in einer Richtung dreht. Die O.W.C. verhindert, dass der Antriebsstrang 12 den Verbrennungsmotor 20 zurückdreht. Die Generatorbremse 33 ist mit der Ausgangswelle des zweiten Elektromotors 24 gekoppelt. Die Generatorbremse 33 kann aktiviert werden, um Drehung der Ausgangswelle des zweiten Elektromotors 24 und des Sonnenrades 28 zu bremsen oder zu hindern. Alternativ kann das OWC und die Generatorbremse 33 durch Steuerstrategien für den Verbrennungsmotor 20 und den zweiten Elektromotor 24 ersetzt werden.
• Der Antriebsstrang 12 kann ferner eine Vorgelegewelle mit Zwischenzahnrädern mit einem ersten Zahnrad 34, einem zweiten Zahnrad 36 und einem dritten Zahnrad 38 aufweisen. Ein Planetenausgangszahnrad 40 ist mit dem Hohlrad 32 verbunden, um Drehmoment zwischen der Planetenradgetriebeeinheit 26 und der Vorgelegewelle zu übertragen. Ein Abtriebszahnrad 42 ist mit einer Ausgangswelle des ersten Elektromotors 18 verbunden. Das Ausgangszahnrad 42 kämmt mit dem zweiten Zahnrad 36 zum Übertragen von Drehmoment zwischen der ersten Elektromotor 18 und der Vorgelegewelle. Ein Getriebeausgangszahnrad 44 ist mit einer Antriebswelle 46 verbunden. Die Antriebswelle 46 ist über ein Differenzial 50 mit einem Paar angetriebener Räder 48 gekoppelt. Das Getriebeausgangszahnrad 44 kämmt mit dem dritten Zahnrad 38 zur Übertragung von Drehmoment zwischen dem Antriebsstrang 12 und den angetriebenen Rädern 48.
• Das Fahrzeug 16 umfasst eine Energiespeichervorrichtung, wie bspw. eine Traktionsbatterie 52 zum Speichern elektrischer Energie. Die Batterie 52 ist eine Hochspannungsbatterie, die elektrischen Strom abgeben kann, um den ersten Elektromotor 18 und den zweiten Elektromotor 24 zu betreiben. Die Batterie 52 empfängt auch elektrische Energie vom ersten Elektromotor 18 und dem zweiten Elektromotor 24, wenn diese als Generatoren arbeiten. Die Batterie 52 ist ein Batteriepack, das aus mehreren Batteriemoduln (nicht gezeigt) besteht, wobei jedes Batteriemodul mehrere Batteriezellen (nicht gezeigt) enthält. Andere Ausführungsbeispiele des Fahrzeugs 16 berücksichtigen verschiedene Arten von Energiespeichervorrichtungen, wie Kondensatoren und Brennstoffzellen (nicht gezeigt), welche die Batterie 52 ergänzen oder ersetzen. Ein Hochspannungsbus verbindet die Batterie 52 elektrisch mit dem ersten Elektromotor 18 und dem zweiten Elektromotor 24.
• Das Fahrzeug beinhaltet ein Batterieenergiesteuermodul (BECM) 54 zum Steuern der Batterie 52. Das BECM 54 empfängt Eingaben der Fahrzeugzustände und Batteriezustände wie Batterietemperatur, Spannung und Strom. Das BECM 54 berechnet und schätzt die Batterieparameter, wie z. B. den Ladezustand der Batterie und die Batterieleistung. Der BECM 54 liefert die Ausgabe (BSOC, P_cap), die einen Batterieladezustand (BSOC) und eine Batterieleistung (P_cap) anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen anzeigt.
• Das Fahrzeug 16 weist einen Gleichspannungswandler oder variablen Spannungswandler (VVC) 10 und einen Wechselrichter 56 auf. Der VVC 10 und der Wechselrichter 56 sind zwischen der Traktionsbatterie 52 und dem ersten Elektromotor 18 und zwischen der Traktionsbatterie 52 und dem zweiten Elektromotor 24 elektrisch angeschlossen. Der VVC 10 "verstärkt" oder dämpft das Spannungspotential der von der Batterie 52 gelieferten elektrischen Leistung in mindestens einem Ausführungsbeispiel. Der Wechselrichter 56 invertiert den von der Hauptbatterie 52 (durch den VVC 10) gelieferten Gleichstrom in Wechselstrom zum Betrieb der Elektromotoren 18, 24. Der Wechselrichter 56 richtet auch die von den Elektromotoren 18, 24 gelieferte Wechselspannung in Gleichspannung zum Laden der Traktionsbatterie 52 um. Andere Ausführungsbeispiele des Antriebsstrangs 12 umfassen mehrere Wechselrichter (nicht gezeigt), wie etwa einen Wechselrichter, der jedem Elektromotor 18, 24 zugeordnet ist. Der VVC 10 enthält eine Induktoranordnung 14.
• Der Antriebsstrang 12 umfasst ein Getriebesteuermodul (TCM) 58 zum Steuern der Elektromotoren 18, 24 des VVC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 kann unter anderem die Position, Geschwindigkeit und die Leistungsaufnahme der Elektromotoren 18, 24 überwachen. Das TCM 58 überwacht auch elektrische Parameter (z. B. Spannung und Strom) an verschiedenen Stellen innerhalb des VVC 10 und des Wechselrichters 56. Das TCM 58 liefert diesen Informationen entsprechende Ausgangssignale an andere Fahrzeugsysteme.
• Das Fahrzeug 16 umfasst eine Fahrzeugsystemsteuerung (VSC) 60, die mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen zur Koordinierung ihrer Funktion kommuniziert. Obwohl es als einzige Steuerung gezeigt ist, kann die VSC 60 mehrere Steuerungen umfassen, die verwendet werden können, um mehrere Fahrzeugsysteme gemäß einer Gesamtfahrzeugsteuerlogik oder Software zu steuern.
• Die Fahrzeugsteuerungen, einschließlich des VSC 60 und des TCM 58, umfassen im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speichern (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode zum Zusammenwirken, um eine Reihe von Operationen durchzuführen. Die Steuerungen enthalten auch vorgegebene Daten oder "Nachschlagetabellen", die auf Berechnungen und Testdaten basieren und im Speicher gespeichert sind. Die VSC 60 kommuniziert mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen (z. B. dem BECM 54 und dem TCM 58) über eine oder mehrere drahtgebundene oder drahtlose Fahrzeugverbindungen unter Verwendung gemeinsamer Busprotokolle (z. B. CAN und LIN). Der VSC 60 empfängt eine Eingabe (PRND), die eine aktuelle Position des Getriebes 12 anzeigt (z.B. Park, Rückwärts, Neutral oder Antrieb). Der VSC 60 empfängt auch die Eingabe (APP) der Gaspedalstellung. Der VSC 60 liefert eine Ausgabe, die ein gewünschtes Raddrehmoment, eine gewünschte Motordrehzahl und einen Generatorbremsbefehl an den TCM 58 beinhaltet; sowie eine Schütz-Steuerung an das BECM 54.
• Das Fahrzeug 16 beinhaltet ein Motorsteuermodul (ECM) 64 zum Steuern des Verbrennungsmotors 20. Der VSC 60 liefert ein Ausgangssignal (Wunsch-Motordrehmoment) an das ECM 64, das auf mehreren Eingangssignalen einschließlich APP basiert und dem Fahrerwunsch nach Fahrzeugantrieb entspricht.
• Wenn das Fahrzeug 16 ein PHEV ist, kann die Batterie 52 periodisch Wechselstrom von einer externen Stromversorgung oder einem Netz über einen Ladeanschluß 66 empfangen. Das Fahrzeug 16 enthält auch ein an Bord befindliches Ladegerät 68, das Wechselstromenergie vom Ladeanschluß 66 empfängt. Das Ladegerät 68 ist ein Umrichter, der empfangenen Wechselstrom in zum Laden der Batterie 52 geeigneten Gleichstrom umwandelt, wobei das Ladegerät 68 Gleichstrom an die Batterie 52 während des Aufladens liefert. Obwohl im Zusammenhang mit einem PHEV 16 dargestellt und beschrieben, ist selbstverständlich, dass der Wechselrichter 56 in anderen Arten von Elektrofahrzeugen, wie einem HEV oder einem BEV, implementiert werden kann.
• In 2 ist ein elektrisches Schema des VVC 10 und des Wechselrichters 56 gezeigt. Der VVC 10 kann eine oder mehrere Leistungsstufen mit einer Transistorbasierten Schaltanordnung, wie bspw. einer Halbbrücke, umfassen. Jede Leistungsstufe enthält eine erste Schaltkreiseinheit 70 und eine zweite Schaltkreiseinheit 72 zur Verstärkung der Eingangsspannung (V_{_bat}), um eine Ausgangsspannung (V_{_dc}) bereitzustellen. Die erste Schaltkreiseinheit 70 kann einen ersten Transistor 74 umfassen, der parallel zu einer ersten Diode 76 geschaltet ist, wobei aber ihre Polarität umgekehrt ist (antiparallel). Die zweite Schaltkreiseinheit 72 kann einen zweiten Transistor 78 umfassen, der antiparallel zu einer zweiten Diode 80 geschaltet ist. Jeder Transistor 74, 78 kann jeder beliebige Typ eines steuerbaren Schalters sein (z. B. ein isolierter Gate-Bipolartransistor (IGBT) oder Feldeffekttransistor (FET)). Zusätzlich kann jeder Transistor 74, 78 einzeln durch das TCM 58 gesteuert werden. Die Induktoranordnung 14 ist als Eingabeinduktor dargestellt, der zwischen die Traktionsbatterie 52 und die Schaltkreiseinheiten 70, 72 in Reihe geschaltet ist. Der Induktor 14 erzeugt einen Magnetfluss, wenn Strom fließt. Wenn sich der durch den Induktor 14 fließende Strom ändert, wird ein zeitvariables Magnetfeld erzeugt und eine Spannung induziert. Andere Ausführungsbeispiele des VVC 10 umfassen alternative Schaltkreiskonfigurationen.
• Der Wechselrichter 56 kann mehrere Leistungsstufen mit einer Transistor-Schaltkreisanordnung, wie bspw. Halbbrücken, die in einer Baugruppe gestapelt sind, umfassen. Jede Halbbrücke kann eine positive Gleichstromleitung 84 besitzen, die mit einem positiven Gleichstromknoten der Batterie gekoppelt ist, und eine negative Gleichstromleitung 86, die mit einem negativen Gleichstromknoten der Batterie gekoppelt ist. Jede Halbbrücke 82 kann auch eine erste Schaltkreiseinheit 88 und eine zweite Schaltkreiseinheit 90 umfassen. Die erste Schaltkreiseinheit 88 kann einen ersten Transistor 92 umfassen, der parallel zur ersten Diode 94 geschaltet ist. Die zweite Schaltkreiseinheit 90 kann einen zweite Transistor 96, der parallel zur zweiten Diode 98 geschaltet ist, besitzen. Der erste und der zweite Transistor 88, 96 können IGBTs oder FETs sein. Die erste und die zweite Schaltkreiseinheit 88, 90 jeder Halbbrücke 82 wandeln Gleichstrom der Batterie in einen Einphasen-Wechselstromausgang an der Wechselstromleitung 100. Jede Wechselstromleitung 100 ist elektrisch mit dem Elektromotor 18 oder dem Generator 24 verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der VVC 10 zwei Leistungsstufen und der Wechselrichter 9 Leistungsstufen (drei für den Generator 24 und sechs für den Elektromotor 18). In anderen Ausführungsbeispielen umfasst der VVC 10 eine Leistungsstufe und der Wechselrichter sechs Leistungsstufen (drei für den Generator 24 und drei für den Elektromotor 18). Die VVC-Leistungsstufen und die Wechselrichterleistungsstufen können identische Komponenten sein und allgemein als Leistungsstufen 82 bezeichnet werden. Sowohl die VVC-Leistungsstufen als auch die Wechselrichterleistungsstufen können in einem gemeinsamen Stapel angeordnet sein. In 3 kann der Wechselrichter 56 an einer Fahrzeugkomponente 111 angebracht sein, wie bspw. einer Körperstruktur, einem Rahmenelement oder einer Antriebsstrangkomponente. Der Wechselrichter 56 kann eine Leistungsmodulanordnung 113 umfassen, die elektrisch mit einem Leistungsverstärker 114, einer Kondensatorkarte 116 und einer Steuerplatine 118 verbunden ist. Die Leistungsmodulanordnung 113 kann mehrere Leistungsmoduln umfassen, die in einer Anordnung gestapelt sind, die jeweils mindestens eine Halbbrücke, die in einer Leistungsstufe verpackt sind, besitzen.
• 4 bis 22 und die zugehörige Diskussion beschreiben Leistungsmodul-Baugruppen – Ausführungsbeispiele und deren Einzelkomponenten. In 4 besitzt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsmodulanordnung 120 mehrere gestapelte Leistungsmoduln 122. Die Leistungsmodulanordnung 120 enthält ein erstes Leistungsmodul 124, das ein Ende des Stapels definiert, und ein letztes Leistungsmodul 126, welches das andere Ende des Stapels definiert. Eine erste Endplatte 128 ist am ersten Modul 124 angeordnet und eine zweite Endplatte 130 ist gegen das letzte Modul 126 angeordnet. Die Endplatten wirken zusammen und sandwhichen den Stapel und können diesen komprimieren, um den Zusammenhalt des Stapels zu unterstützen.. Ein Platzhalter-Modul 127 ist innerhalb des Stapels zwischen zwei benachbarten Leistungsmoduln angeordnet und teilt diesen Stapel in einen ersten und einen zweiten Abschnitt. Das Platzhalter-Modul hat die gleichen Abmessungen wie die Leistungsmoduln, um kohäsiv in den Stapel zu passen. Im Gegensatz zu Leistungsmoduln mit Halbleiterbauelementen besitzt das Platzhalter-Modul keine elektrischen Komponenten. Der Zweck des Platzhalter-Moduls 127 besteht darin, Kühlmittel, das in der Leistungsmodulanordnung 120 fließt, umzuleiten. Das Platzhalter-Modul 127 umfasst Taschen, Kanäle, Anschlüsse und Bohrungen, die das Kühlmittel wie gewünscht transportieren und umleiten. (Dies wird nachfolgend detailliert erläutert.) Durch Einbeziehung des Platzhalter-Moduls 127 kann der Fluss durch den ersten und zweiten Teil des Stapels unterschiedlich sein. Das Platzhalter-Modul 127 kann etwa in der Mitte Stapels angeordnet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die Leistungsmodulanordnung 120 elf Leistungsmoduln, so dass das Dummymodul geringfügig außerhalb des Zentrums liegt, wobei der erste Abschnitt sechs Leistungsmodule und der zweite Abschnitt fünf Leistungsmodule umfasst.
• Die Leistungsmodulanordnung 120 kann durch Klebstoff, Klammern oder Befestigungselemente, die sich durch die Anordnung erstrecken, verbunden werden. Die Leistungsmodule 122 können alle gleich sein, oder die Leistungsmodulanordnung 120 umfasst zwei oder mehr Sätze Leistungsmoduln, die zumindest geringfügig unterschiedlich sind. In der Beispiel-Leistungsmodulanordnung 120 sind alle Leistungsmoduln 122 gleich. Das Ladegerät 68 liefert Gleichstrom zur Batterie 52 während des Wiederaufladens. Obwohl im Zusammenhang mit einem PHEV 16 dargestellt und beschrieben, versteht es sich, dass der Wechselrichter 56 auch in anderen Arten von Elektrofahrzeugen, wie einem HEV oder einem BEV, implementiert werden kann.
• In 5 umfasst jedes Leistungsmodul 122 eine Leistungsstufe 132 mit den Halbleiterbauelementen. Jede Leistungsstufe 132 kann gegenüberliegende Hauptseiten 110, gegenüberliegende Nebenseiten 112, eine Oberseite 138 und einen Boden 140 umfassen. Die Leistungsstufe 132 enthält auch einen positiven Gleichstromversorgungsanschluss 142, einen negativen Gleichstromversorgungsanschluss 144, einen Wechselstromanschluss 146 und Signalstifte 148, die mit den Halbleiterbauelementen der Leistungsstufe 132 elektrisch verbunden sind. Die Anordnung der Anschlüsse und Signalstifte kann je nach Ausführungsbeispiel variieren und ist nicht auf die gezeigte Konfiguration beschränkt. Bspw. können sich die Signalstifte 148 auf der linken Nebenseite 112 befinden und die Anschlüsse 142, 144 und 146 auf der rechten Nebenseite 112. Eine erste Platte 150 bildet die Außenfläche einer der Hauptseiten 134 und die zweite Platte 136 die andere Hauptseite 134 der Leistungsstufe 132. Die Platten 150, 152 können metallisch, aus Kunststoff, aus Komposit oder einer Kombination davon sein. Die Halbleiterbauelemente der Leistungsstufe 132 können mit einem Epoxyharz 154 oder einem anderen Füllstoff gefüllt sein, um die Halbleiterbauelemente von den Platten und anderen Komponenten elektrisch zu isolieren.
• In 6A–6C und 7 kann jedes Leistungsmodul 122 einen Körper 156 mit einer Frontwand 158, einer Rückwand 160, einer rechten Seite 162, einer linken Seite 164, einer Oberseite 166 und einer Unterseite 168 umfassen, die an den Kanten miteinander verbunden sind. Die Frontwand 158 und die Rückwand 160 können als Hauptseiten bezeichnet werden, da sie eine größere Fläche als die anderen Seiten des Körpers haben. Die anderen Seiten des Körpers können als „ Nebenseiten“ bezeichnet werden. Die Leistungsstufe 132 ist zumindest teilweise innerhalb des Körpers angeordnet. Der Körper kann aus Polymer, bspw. einem Epoxidharz, sein, das die Leistungsstufe 132 einkapselt. Teile der Leistungsstufe 132 können durch eine oder mehrere Seiten des Körpers 156 zugänglich sein. Bspw. können die Anschlüsse und die Signalstifte durch die linken und rechten Seiten 162, 164 zugänglich sein und die Hauptseiten 134 durch die Frontwand 158 und/oder die Rückwand 160.
• Je nach Ausführungsbeispiel kann die Leistungsmodulanordnung eine serielle Kühlung, eine Parallelkühlung oder eine Kombination von beiden (hierin als Parallel/Serielle Kühlung oder Serienparallelkühlung in Abhängigkeit von der Konstruktion) aufweisen. Ein Parallel/Seriell-Kreislauf ist ein Fluidkreislauf, der mindestens zwei parallele Kreislaufe enthält, die seriell miteinander verbunden sind. Parallelkühlung und Serielle Kühlung haben Vor- und Nachteile. Parallel ist bevorzugt, wenn der Gesamtdruckverlust ein Anliegen ist. Die Parallelkreise von Kühlkanälen führt zu einem niedrigeren Druckabfall. Darüber hinaus können durch sorgfältige Auslegung des Kühlweges alle Kühlkanäle gleichzeitig die gleiche Menge an Kühlmittel passieren lassen. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere Kühlung jedes Halbleiters. Der Nachteil der Parallelkühlung ist die relativ geringe Durchflussmenge/Kühlkanal. Andererseits hat die Serielle Kühlung eine gleichmäßige Durchflussrate durch alle Kühlkanäle – aber die seriellen Kühlkreisläufe haben typischerweise einen höheren Gesamtdruckabfall, was für einige Systeme ein begrenzender Faktor ist. Die gemischte Parallel/Seriell-Kühlstrategie nutzt den Vorteil sowohl der Parallel- als auch der seriellen Kühlung und verringert die Nachteile. Die Kühlmittelströmungsrate in jedem Kanal ist höher als die eines parallelen Kühldesigns und der Gesamtdruckabfall ist niedriger als der eines seriellen Kühldesigns.
• Das in den 6A–6C dargestellte Leistungsmodul 122 ist für einen Parallel//Seriell-Kühlkreislauf ausgelegt, der erste und zweite Parallelkreisläufe umfasst, die in Reihe geschaltet sind. Im gezeigten Beispiel sind die Leistungsmoduln 122 alle gleich (d.h. als identisch ausgelegt). Jedes Leistungsmodul 122 kann eine Frontwand-Kühlmitteltasche 172 haben, die durch die Frontwand 158 definiert ist. Die Frontwand-Kühlmitteltasche 172 umfasst einen Boden 178 und eine Seitenwand 180, die sich zwischen der Außenfläche 170 der Frontwand 158 und dem Boden 178 erstreckt. Die Leistungsstufe 132 kann im Körper 156 so angeordnet sein, dass Bodenabschnitt 178 durch die erste Platte 150 gebildet wird. Dadurch kann das Kühlmittel direkt über die erste Platte 150 zirkulieren und die Kühleffizienz erhöhen, indem der thermische Widerstand zwischen Kühlmittel und Leistungsstufe 132 entfernt wird.
• Jedes Leistungsmodul 122 kann auch eine Rückwand-Kühlmitteltasche 182 besitzen, die durch die Rückwand 160 definiert ist. Die Rückwand-Kühlmitteltasche 182 umfasst einen Boden 184 und eine Seitenwand 186, die sich zwischen der Außenfläche 188 der Rückwand 160 und dem Boden 184 erstreckt. Die Leistungsstufe 132 kann im Körper 156 so angeordnet sein, dass ein Teil des Bodens 184 durch die zweite Platte 152 gebildet wird. Dadurch kann das Kühlmittel direkt über die zweite Platte 152 zirkulieren und die Kühleffizienz erhöht werden, indem der thermische Widerstand zwischen dem Kühlmittel und der Leistungsstufe 132 entfernt wird.
• Jedes Leistungsmodul 122 umgrenzt Passagen, die sich im allgemeinen durch die Dicke des Körpers erstrecken. (Anmerkung: Die Dicke bezieht sich auf den Abstand zwischen der Frontwand 158 und der Rückwand 160. Die Böden gelten als Teil der Front- oder Rückwand, obwohl sie von der äußersten Oberfläche der Vorder- oder Rückwand nach innen versetzt sind.) Bspw. kann das Leistungsmodul 122 eine erste Passage 194 besitzen, die sich durch den Körper 156 an der unteren rechten Ecke erstreckt. Die erste Passage 194 hat eine Einlassöffnung 196, die durch die äußere Oberfläche 188 der Rückwand 160 definiert ist und eine Austrittsöffnung 198, die durch die äußere Oberfläche 170 der Frontwand 158 verläuft. Eine zweite Passage 200 erstreckt sich durch den Körper 156 an einer oberen rechten Ecke. Die zweite Passage 200 umfasst eine Einlassöffnung 202, die durch den Boden 178 der Frontwand 158 definiert ist und eine Austrittsöffnung 204, die durch den Boden 184 der Rückwand 160 verläuft. Eine dritte Passage 206 erstreckt sich durch den Körper 156 an der unteren linken Ecke und umfasst eine Einlaßöffnung 208 durch den Boden 178 und eine Austrittsöffnung 210 durch den Boden 184. Die zweite Passage 200 und die dritte Passage 206 verbinden fluidisch direkt die Frontwand-Kühlmitteltasche 172 und die Rückwand-Kühlmitteltasche 182, damit Kühlmittel zwischen den gegenüberliegenden Taschen des Leistungsmoduls 122 passieren kann. Die erste Passage 194 steht nicht in direkter Fluidverbindung mit einer Tasche, da die erste Passage 194 nicht mit jeder Tasche verbunden ist.
• In 8A und 8B umfasst das Platzhalter-Modul 127 einen Körper 212 mit einer Frontwand 214, einer Rückwand 216, einer Oberseite 218, einer Unterseite 220 und Seitenwänden 222, die entlang Kanten miteinander verbunden sind. Die Frontwand 214 definiert eine Kühlmitteltasche 224 mit einem Boden 226, der gegenüber einer Außenfläche der Frontwand nach innen zurückspringt, und Seitenwände 230, die sich zwischen dem Boden 226 und der Außenfläche erstrecken. Die vordere Tasche 224 umfasst ein erstes Ende 232 und ein zweites Ende 234. Im Betrieb fließt Kühlmittel vom ersten Ende 232 zum zweiten Ende 234 im Allgemeinen aufwärts. Der Begriff „im Allgemeinen fließt" beschreibt die Gesamtströmungsrichtung des Kühlmittels im Gegensatz zur Durchflussrichtung der einzelnen Moleküle der Flüssigkeit. Bspw. ist der Kühlmittelstrom über die Frontwand 214 im Allgemeinen aufwärts, trotz der Tatsache, dass einige Kühlmittelmoleküle nach links, rechts oder auf einer Diagonale während ihrer Reise vom ersten Ende 232 zum zweiten Ende 234 fließen können. Der Rückwand 216 definiert auch eine Kühlmitteltasche 236 mit einem Boden 238, der von einer Außenfläche der Rückwand 216 nach innen vertieft ist und Seitenwände 240, die sich zwischen dem Boden 238 und der Außenfläche erstrecken. Die Rückwandtasche 236 umfasst ein erstes Ende 242 und ein zweites Ende 244. Im Betrieb fließt Kühlmittel vom ersten Ende 242 zum zweiten Ende 244 in einer im Allgemeinen nach unten. Das Platzhalter-Modul 127 definiert mindestens eine Passage, die sich durch die Dicke des Moduls erstrecken. Bspw. kann das Platzhalter-Modul 127 eine erste Passage 246 umfassen, die sich durch den Körper 212 nahe der unteren rechten Ecke und außerhalb des Umfangs der vorderen und hinteren Kühlmitteltaschen erstreckt. Der erste Passage 246 umfasst eine Einlasssöffnung 250, die durch eine äußere Oberfläche des Rückwands 216 und eine Auslassöffnung 252, die durch eine äußere Oberfläche der Frontwand 214 definiert ist. Eine zweite Passage 248 erstreckt sich durch den Körper 212 nahe einer oberen rechten Ecke des Moduls. Die zweite Passage 248 ist innerhalb des Umfangs der Taschen angeordnet und hat eine Einlasssöffnung 254 durch den Boden 226 der vorderen Tasche und eine Austrittsöffnung 256 durch den Boden 238 der Rückwandtasche. Die zweite Passage 248 verbindet fluidisch die vordere Tasche 224 und die hintere Tasche 236, damit Kühlmittel von der vorderen Tasche 224 zur hinteren Tasche 236 strömen kann.
• In 9 können die Leistungsmoduln 122 in einer Anordnung 258 gestapelt werden, wobei die Frontwand 158 eines Leistungsmoduls 122 an der Rückwand 160 eines benachbarten Moduls angeordnet ist und die Rückwand 160 an der Frontwand 158 eines anderen, benachbart angeordneten Moduls. Eine Dichtung oder andere Dichtungseinrichtung kann zwischen aneinanderliegenden Moduln angeordnet sein, um die Anordnung 258 abzudichten. Benachbarte Frontwand- und Rückwand-Kühlmittel Taschen 172, 182 wirken zusammen und begrenzen einen ersten Satz Kühlkammern 260, die mit den Leistungsmoduln 122 überlappen. Die Frontwand-Kühlmitteltasche 224 des Platzhalter-Moduls 127 wirkt mit einer entsprechenden Rückwandtasche 182 zusammen, um eine weitere Kühlmittelkammer 262 zu definieren und die Rückwandtasche 236 wirkt mit einer entsprechenden Frontwand-Kühlmitteltasche 172 zusammen, um eine weitere Kühlmittelkammer 264 zu definieren.
• Das Platzhalter-Modul 127 teilt die Anordnung in einen Frontabschnitt 266, der die ersten fünf Leistungsmodule besitzt und einen hinteren Abschnitt 268, der die letzten sechs Module enthält. Natürlich kann die Anzahl der Module in den Abschnitten je nach Ausführungsbeispiel variieren. Die Taschen und Passagen des Moduls 127 sind so angeordnet, daß sie den Kühlmittelstrom durch die Anordnung 258 ändern, so daß der Kühlmittelkreislauf innerhalb des Frontabschnitts 266 sich vom Kühlmittelkreislauf im zweiten Abschnitt unterscheidet. 10 zeigt, wie das Platzhalter-Modul verschiedene Kühlmittelkreise innerhalb der vorderen und hinteren Abschnitte des Anordnungs erzeugt.
• Die vordere Endplatte 128 kann eine Front-Tasche 290 definieren, die mit der Frontwand Tasche 224 des ersten Moduls 124 unter Bildung einer Kühlmittelkammer 260a zusammenwirkt. Ein Ende der Frontwand-Tasche 290 kann eine Öffnung einer Passage definieren, der mit der Einlassöffnung 288 verbunden ist, wobei das andere Ende der Frontwand-Tasche 290 mit der Passage 200 des ersten Moduls 124 ausgerichtet ist. Die hintere Endplatte 130 definiert auch eine Rückwand-Tasche 292, die mit der Rückwandtasche 291 des letzten Moduls 126 weitere Kühlmittelkammern 260b bildet.
• 10 zeigt beispielhaft einen parallel/seriellen Kühlkreislauf 270. 10 ist eine schematische Darstellung des Kühlmittelflusses durch die Anordnung 120. Die in 10 gezeigten Leitungen und Kammern sind keine tatsächlichen Strukturkomponenten, die innerhalb der Anordnung 120 angeordnet sind. Vielmehr umfassen die Leistungsmodule und das Platzhalter-Modul 120 Passagen und Taschen, die zusammenwirken, um die Grenzen der Leitungen und der in 10 gezeigten Kammern zu definieren.
• Der Parallel/Serielle Kühlkreislauf 290 enthält einen ersten Kreislauf 272 im Frontabschnitt 266 und einen zweiten Kreislauf 274, der innerhalb des hinteren Abschnitts 268 angeordnet ist. Die erste Kreislauf 272 ist ein Parallelkreislauf, der die Moduln im vorderen Teil kühlt. Der erste Kreislauf beinhaltet eine Zuführleitung 276, die sich entlang eines Bodens des Frontabschnitts erstreckt und eine Rückführleitung 278, die sich entlang einer Oberseite des Frontabschnitts erstreckt. Die Zuführleitung 276 und die Rückführleitung 278 stehen in Fluidverbindung mit jeder Kühlmittelkammer 260 des Frontabschnitts 266 und der Kühlmittelkammer 262, welche die letzte Kühlmittelkammer des ersten Kreislaufs 272 ist. Im Betrieb zirkuliert Kühlmittel von der Versorgungsleitung 276 durch die Kühlmittelkammern im allgemeinen nach oben und in die Rückführleitung 278. Die Zuführleitung 276 ist kein Rohr oder Leitung, sondern wird durch das Zusammenwirken der Kanäle 206 gebildet, welche die Zuführleitung 276 begrenzen. In ähnlicher Weise wird die Rückführleitung 278 durch das Zusammenwirken von Kanälen 200 gebildet, welche zur Bildung der Rückführleitung ausgerichtet sind.
• Der zweite Kreislauf 274 ist ein Parallelkreislauf, der die Moduln im hinteren Abschnitt 268 kühlt. Die zweite Kreislauf 274 beinhaltet eine Zuführleitung 280, die sich entlang einer Oberseite des hinteren Abschnitts erstreckt und eine Rückführleitung 282, die sich entlang einer Unterseite des unteren Teils erstreckt. Die Zuführleitung 280 und die Rückführleitung 282 stehen in Fluidverbindung mit jeder Kühlmittelkammer 260 des hinteren Abschnitts 268 und der Kühlmittelkammer 264, welche die erste Kühlmittelkammer des zweiten Schaltkreises 274 ist. Die Zuführleitung 280 ist durch die zusammenwirkenden Kanäle 200 und die Rückführleitung 282 durch das Zusammenwirken der Kanäle 206 gebildet. Im Betrieb zirkuliert Kühlmittel von der Zuführleitung 280 durch die Kühlmittelkammern im wesentlichen nach unten in die Rückführleitung 282. Bei dieser Ausführungsbeispiel fließt Kühlmittel durch die Kammern im Frontabschnitt 266 in einer ersten Richtung (z. B. nach oben), und durch die Kammern im hinteren Abschnitt 268 in einer zweiten Richtung (z. B. nach unten), die im Wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Richtung ist. In anderen Ausführungsbeispielen kann Kühlmittel in den vorderen und hinteren Abschnitten durch die Kammern in der gleichen Richtung strömen.
• Die Zuführleitung 280 und die Rückführleitung 278 sind axial ausgerichtet und r verbunden. Während die Versorgungsleitung 276 und die Rückführleitung 280 unterschiedliche Namen wegen ihrer Funktion haben, sind sie strukturell eine Leitung, die sich durch die gesamte Anordnung erstreckt. Die Zuführleitung 276 und die Rückführleitung 282 sind ebenfalls axial ausgerichtet, aber nicht miteinander verbunden, da das Platzhalter-Modul 127 keine Passage enthält, die mit den Passagen 206 des Leistungsmoduls 122 fluchtet. Dieser durch das Platzhalter-Modul verursachte Bruch bewirkt, daß die Leitung 280 die Zuführleitung für den zweiten Kreislauf 274 wird und bewirkt, daß die Leitung 282 eine Rückführleitung ist. Auf der Oberseite weist das Platzhalter-Modul 127 eine Passage 248 auf, damit Kühlmittel in der Rückführleitung 278 in die Zuführleitung 280 fließt, um Kühlmittel für den zweiten Kühlkreislauf 274 bereitzustellen. Die Passage 248 verbindet die beiden parallelen Kühlkreisläufe.
• Der Kühlmittelkreislauf 270 kann auch eine Rückführhauptleitung 284 umfassen, die in Fluidverbindung mit der Rückführleitung 282 steht. Die Rückführhauptleitung 284 fördert Kühlmittel von der hinteren Endplatte 130 zur vorderen Endplatte 128, wo sich die Auslassöffnung 286 befindet. Die Zuführleitung 276 ist mit der Einlassöffnung 288 verbunden. Die Einlass- und Auslassöffnungen 288, 286 sind mit Leitungen des Wärmemanagementsystems verbunden. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Rückführhauptleitung 284 weggelassen werden, wenn die Einlass- und Auslassöffnungen auf gegenüberliegenden Endplatten liegen.
• In 11 enthält die hintere Endplatte 130 eine Tasche 294, die mit der Tasche des letzten Moduls 126 unter Bildung einer Kühlmittelkammer 260b zum Zirkulieren von Kühlmittel über die Leistungsstufe des letzten Moduls zusammenwirkt. Die Tasche 294 weist einen Boden 298 auf, der von der Außenfläche der Endplatte 130 nach innen vertieft ist. Die hintere Endplatte 130 umfasst auch einen Kanal 296, der die Rückführleitung 282 und die Rückführhauptleitung 284 fluidisch verbindet. Die Tasche 292 umfasst einen Boden 300, der in die Endplatte tiefer als der Boden 298 eingelassen ist. Die Tasche 292 umfasst auch eine Seitenwand 302 mit einem ersten Abschnitt 304, der sich zwischen der Außenfläche und dem Boden 300 erstreckt, und einem zweiten Abschnitt 306 zwischen dem Boden 298 und dem Boden 300.
• 12 zeigt eine weitere Leistungsmodulanordnung 340, die einen ersten Satz von Leistungsmoduln (A-Modul) 344 und einen zweiten Satz von Leistungsmoduln (B-Moduln) 346 enthält, die abwechselnd entlang der Länge des Stapels angeordnet sind. Eine erste Endplatte 348 und eine zweite Endplatte 350 verbinden den Stapel Leistungsmoduln. Mindestens eine Endplatte kann einen Einlassanschluss 352 und/oder einen Auslassanschluss 354 umfassen, der mit dem Wärmemanagementsystem verbunden ist. Jedes Leistungsmodul enthält Komponenten, die gemeinsam einen Kühlmittelkreislauf definieren, der sich durch die Leistungsmodulanordnung 340 erstreckt, um die Leistungsstufen zu kühlen. Die Anordnung 340 enthält auch ein Platzhalter-Modul 356, das nahe der Mitte des Stapels angeordnet ist.
• Der Kühlmittelkreislauf kann in einem Seriell-/Parallel-Kreislauf angeordnet sein. 13 zeigt ein Beispiel eines Seriell-/Parallel-Kreislaufs 360. Ein Seriell-/Parallel-Kreislauf besteht aus mindestens zwei seriellen Kreislaufen, die parallel geschaltet sind. 13 ist eine schematische Darstellung des Kühlmittelflusses durch die Anordnung 340. Die in 13 gezeigten Leitungen und Kammern sind keine tatsächlichen Komponenten der Anordnung 360. Vielmehr umfassen die Moduln der Anordnung 360 Bohrungen, Kanäle und Taschen, die zusammenwirken, um die Grenzen der Leitungen, Passagen und Kammern des in 13 gezeigten Kühlmittelkreislaufs 360 zu definieren.
• Der Kühlkreislauf 360 enthält einen ersten seriellen Kühlkreislauf 362, der auf einer Seite des Platzhalter-Moduls 356 angeordnet ist, und einen zweiten seriellen Kühlkreislauf 364, die auf der anderen Seite des Platzhalter-Moduls angeordnet ist. Die ersten und zweiten seriellen Kühlkeisläufe 362, 364 teilen sich eine Zuführleitung 366, die sich etwa halb durch die Kraftmodulanordnung 340 erstreckt; beginnend bei der Einlassöffnung 352 und endend am Platzhalter-Modul 356. Der erste serielle Kühlkreislauf 362 beginnt beim Platzhalter-Modul 356 und erstreckt sich in Richtung der ersten Endplatte 348. Dere zweite serielle Kühlkreislauf 364 beginnt beim Platzhalter-Modul 356 und erstreckt sich in Richtung der zweiten Endplatte. Der erste und zweite serielle Kühlkreislauf teilen sich eine Rückführleitung 368. Die Rückführleitung 368 erstreckt sich vollständig durch die Anordnung 340 und beginnt an der zweiten Endplatte 350 und erstreckt sich zur Auslaßöffnung 354. Der Kühlmittelkreislauf 360 kann auch eine tote Leitung 370 ohne Funktion umfassen.. Die tote Leitung 370 erhält kein Kühlmittel, da das Platzhalter-Modul 356 verhindert, dass Kühlmittel von der Zuführleitung 366 in die tote Leitung 370 fließt.
• Der erste Serielle Kühlkreislauf 362 enthält mehrere Kühlmittelkammern 372, die mit den Leistungsmoduln auf der ersten Hälfte der Anordnung 340 überlappen. Die Kühlmittelkammern 372 sind durch in die Moduln eingelassene Taschen definiert, wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird. Jede Kühlkammer 372 ist in Fluidverbindung über Passagen 374 angeschlossen, die sich durch ein Modul erstrecken. Einige Passagen 374, sog. A-Passagen 380, werden durch die A-Moduln 344 definiert, und andere Passagen 374, sog. B-Passagen 382,, sind durch die B-Moduln 346 definiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die A-Passagen 380 auf der Unterseite der Anordnung 340 und die B-Passagen 382 auf der Oberseite der Anordnung 340. Der erste serielle Kreislauf 362 kann so angeordnet sein, dass der Fluß in benachbarten Kühlkammern 372 im Wesentlichen entgegengesetzten Richtung hat. Bspw. fließt das Kühlmittel im allgemeinen nach oben durch einige Kammern und im allgemeinen nach unten durch andere Kammern, wenn die Anordnung 340, wie in 12 gezeigt, orientiert ist.
• Der zweite serielle Kühlmittelkreislauf 364 hat mehrere Kühlmittelkammern 376, die mit den Moduln auf der zweiten Hälfte der Baugruppe 340 überlappen. Jede Kühlkammer 376 ist in Fluidverbindung mit Passagen 378 verbunden, die sich jeweils durch die Module erstrecken. Einige Passagen 378, sog. A-Passagen 384, werden durch die A-Moduln 344 und andere Passagen 374, sog. B-Passagen 386, werden durch die B-Module 346 definiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die A-Passagen 384 auf der Oberseite der Anordnung 340 und die B-Passagen 386 auf dem Boden der Anordnung 340 angeordnet. Die zweite serielle Kühlkreislauf 364 kann so verlaufen, dass der Fluß in benachbarten Kühlkammern 376 im Wesentlichen entgegengesetzte Richtungen hat.
• In 14A und 14B kann jedes A-Modul 344 einen Körper 390 mit einer Frontwand 392 und einer Rückwand 394 umfassen. Die Frontwand 392 kann eine Kühlmitteltasche 396 mit einem Boden, der von einer Außenfläche der Frontrückwand zurückspringt, haben. Die Rückwand 394 kann eine Kühlmitteltasche 398 begrenzen, die einen Boden aufweist, der in einer Außenfläche des Rückwand vertieft ist. Die Kühlmitteltaschen 396, 398 können Kühlmittel über die im Leistungsmodul angeordneten Leistungsstufen zirkulieren. Die A-Moduln 344 können auch mehrere Bohrungen definieren, die sich zwischen der Frontwand 392 und der Rückwand 394 erstrecken. Bspw. können die A-Module 344 eine erste Bohrung 400, eine zweite Bohrung 402 und eine dritte Bohrung 404 umfassen, die auch als Passagen, Löcher, Öffnungen oder Aperturen bezeichnet werden.
• Für die dem ersten seriellen Kühlkreislauf 362 zugeordneten A-Module 344 bilden die Bohrungen 404 einen Abschnitt der Versorgungsleitung 366 und die Bohrungen 400 einen Abschnitt der Rückführleitung 368. Die Bohrungen 402 definieren die A-Passagen 380. Im Betrieb fließt Kühlmittel in die Tasche 398 im Bereich 405 und im allgemeinen nach oben in Richtung der Oberseite und durch die Bohrung 402 zur vorderen Tasche 396. Das Kühlmittel fließt dann nach unten durch die Tasche 396 von der Bohrung 402 zum Bereich 407. Das Fluid fließt dann durch die Bohrung 418 des benachbarten B-Moduls 346 in die nächste Kühlmittelkammer 372.
• Für die dem zweiten seriellen Kühlkreislauf 364 zugeordneten A-Module 344 bilden die Bohrungen 400 einen Abschnitt der toten Leitung 370 und die Bohrungen 404 einen Abschnitt der Rückführleitung 368. Die Bohrungen 402 definieren die A-Passage 384. Im Betrieb fließt Kühlmittel in die Tasche 396 im Bereich 407 und im allgemeinen nach oben in Richtung der Oberseite und durch die Bohrung 402 zur hinteren Tasche 398. Das Kühlmittel strömt dann nach unten durch die Tasche 398 von der Bohrung 402 zum Bereich 405. Das Fluid fließt dann in die Bohrung 418 des benachbarten B-Moduls 346 und in die nächste Kühlmittelkammer 376. Somit ist die Strömungsrichtung durch die vordere Tasche 396 und die hintere Tasche 398 im ersten Kreislauf 362 im wesentlichen entgegengesetzt zu Strömungsrichtungen durch die Taschen im zweiten Kühlkreislauf 364.
• In 14A und 14B kann jedes B-Module 346 einen Körper 406 mit einer Frontwand 408 und einer Rückwand 112 umfassen. Die Frontwand 408 kann eine Kühlmitteltasche 410 mit einem Boden von einer Außenfläche der Front umgrenzen. Die Rückwand 412 kann eine Kühlmitteltasche 414 definieren, die einen Boden aufweist, der in einer Außenfläche der Rückwand vertieft ist. Die Kühlmitteltaschen 410, 414 sind so konfiguriert, dass sie Kühlmittel über die in dem Leistungsmodul angeordnete Leistungsstufe zirkulieren. Die B-Module 346 definieren auch mehrere Bohrungen, die sich zwischen der Frontwand 408 und der Rückwand 412 erstrecken. Bspw. können die B-Module 346 eine erste Bohrung 416, eine zweite Bohrung 418 und eine dritte Bohrung 420 umfassen. Für die dem ersten seriellen Kühlkreislauf 362 zugeordneten B-Module 346 bilden die Bohrungen 416 einen Abschnitt der Versorgungsleitung 366 und die Bohrungen 420 einen Abschnitt der Rückführleitung 368. Die Bohrungen 418 definieren die B-Passage 328. Im Betrieb fließt Kühlmittel in die Tasche 414 im Bereich 424 und im allgemeinen nach unten in Richtung des Bodens zur Bohrung 418 und durch die Bohrung zur vorderen Tasche 410. Das Kühlmittel strömt dann nach oben durch die Tasche 410 von der Bohrung 418 zum Bereich 422. Das Fluid fließt dann durch die Bohrung 402 des benachbarten A-Moduls 344, um in die nächste Kühlmittelkammer 372 einzutreten.
• Für die B-Moduln 346, die dem zweiten seriellen Kühlkreislauf 364 zugeordnet sind, bilden die Bohrungen 416 einen Abschnitt der toten Leitung 370 und die Bohrungen 420 einen Abschnitt der Rückführleitung 368. Die Bohrungen 418 definieren die B-Passage 368. Im Betrieb fließt Kühlmittel in die Tasche 410 im Bereich 422 und im allgemeinen nach unten in Richtung des Bodens und durch die Bohrung 418 zur Rückwandtasche 414. Das Kühlmittel strömt dann nach oben durch die Tasche 414 von der Bohrung 418 zum Bereich 424. Das Fluid fließt dann durch die Bohrung 402 des benachbarten A-Moduls 344 in die nächste Kühlmittelkammer 376. Somit ist die Strömungsrichtung durch die vordere Tasche 408 und die hintere Tasche 414 im ersten Kreislauf 362 im Allgemeinen entgegengesetzt zu den Strömungsrichtungen durch die Taschen im zweiten Kreislauf 364.
• In 16A und 16B umfasst das Platzhalter-Modul 356 einen Körper 426 mit einer Oberseite 425, einem Boden 427, einer Frontwand 428 und einer Rückwand 430. Die Frontwand 428 umfaßt eine Tasche 432, die mit der Rückwandtasche 398 des benachbarten A-Moduls 344 eine der Kühlmittelkammern 372 ausbildet.
• Die Frontwand 428 definiert auch einen Kanal 434 mit einem Boden 436 und einer Seitenwand 438, die sich zwischen dem Boden 436 und der Frontwand des Körpers 426 erstreckt. Der Kanal 434 hat ein linkes Ende 440, das gegen die Bohrung 400 des benachbarten A-Moduls 344 ausgerichtet ist und ein rechtes Ende 442. Eine Bohrung 444 ist im Körper 426 am rechten Ende 442 definiert und erstreckt sich zwischen dem Boden 436 und der Rückwand 430. Der Boden 436 definiert den Einlass 446 der Bohrung 444 und die Rückwand 430 definiert den Auslass 448 der Bohrung. Im Betrieb strömt Kühlmittel durch die Bohrung 402 (die Teil der Zuführleitung 336 ist) und läuft in den Kanal 434. Der Boden 436 leitet das Kühlmittel in Richtung der vertikalen Mittellinie des Platzhalter-Moduls zur Bohrung 444. (Der Boden 436 hindert das Kühlmittel am Einströmen in die Bohrung 416 des benachbarten B-Moduls 346, was die tote Leitung 370 erzeugt.) Kühlmittel fließt dann durch eine Dicke des Platzhalter-Moduls 356 über die Bohrung 444 zur hinteren Tasche 452, die mit der vorderen Tasche 410 des benachbarten B-Moduls 346 eine der Kühlmittelkammern 376 definiert. Von dort fließt das Kühlmittel im Allgemeinen nach unten von der Bohrung 444 zu einer anderen Bohrung 456, die sich durch eine Dicke des Körpers 426 erstreckt. Auf der Frontwand 428 fluchtet die Bohrung 456 mit dem Bereich 405 der Tasche 398; auf der Rückwand 430 fluchtet die Bohrung 456 mit der Bohrung 418 des B-Moduls 346. Ein Teil des Kühlmittels, das nach unten durch die Rückwandtasche 452 fließt, wird durch die Bohrung 456 zum ersten seriellen Kühlkreislauf 362 geleitet und ein Teil des Kühlmittels fließt direkt durch die Bohrung 418 und weiter durch den zweiten seriellen Kühlkreislauf 364. Das Platzhaltermodul 356 definiert auch eine weitere Bohrung 458, die einen Abschnitt der Rückführleitung 368 bildet.
• In 17 enthält ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsmodulanordnung 470 mehrere gestapelte Leistungsmoduln 472. Die Leistungsmodulanordnung 470 umfasst ein erstes Leistungsmodul 474, das ein Ende des Stapels definiert, und ein letztes Leistungsmodul 476, welches das andere Ende des Stapels definiert. Eine erste Endplatte 478 ist am ersten Modul 474 und eine zweite Endplatte 480 gegen das letzte Modul 476 angeordnet. Die Endplatten wirken zusammen und sandwhichen Stapel zwischen sich und können diesen komprimieren, um den Stapel zusammenzuhalten. Ein Platzhalter-Modul 482 ist im Stapel zwischen zwei benachbarten Leistungsmoduln angeordnet und teilt diesen Stapel in einen ersten und einen zweiten Abschnitt. Bei dieser Ausführungsbeispiel sind alle Leistungsmodule 472 gleich.
• In 18A–18C und 19 kann jedes Leistungsmodul 472 einen Körper 484 mit einer Frontwand 486, einer Rückwand 488, einer rechten Seite 490, einer linken Seite 492, einer Oberseite 494 und einer Unterseite 498 umfassen, die an den Kanten miteinander verbunden sind. Die Leistungsstufe 500 ist zumindest teilweise innerhalb des Körpers angeordnet. Der Körper 484 kann ein Polymer oder Epoxidharz sein, das die Leistungsstufe 500 einkapselt. Teile der Leistungsstufe 500 können durch eine oder mehrere Seiten des Körpers 484 zugänglich sein. Bspw. können die Anschlüsse und Signalstifte durch die linken und rechten Seiten 490, 492 verlaufen und die Hauptseiten 502 der Leistungsstufe durch die Vorder- und Rückwand 486, 488 zugänglich sein.
• Die Leistungsmodule 472 können gestapelt sein, wobei die Frontwand 486 eines Moduls 472 an der Rückwand eines benachbarten Moduls und die Rückwand 488 an der Frontwand eines anderen benachbarten Moduls angeordnet ist. Eine Dichtung oder andere Dichtungseinrichtung kann zwischen aneinanderliegenden Moduln zur Abdichtung des Stapels angeordnet sein
• Ein Kühlmittelkreislauf kann innerhalb der Leistungsmodulanordnung 470 definiert sein, um Kühlmittel über die Leistungsstufen 500 zur Kühlung der Halbleiterbauelemente zu zirkulieren. Die Endplatten 478, 480 und die Leistungsmodule 472 umfassen jeweils Öffnungen, Bohrungen, Taschen und Kanäle, die in Fluidverbindung miteinander stehen und den Kühlmittelkreislauf bilden. Der Kühlmittelkreislauf kann ein seriell-/paralleler Kühlkreislauf sein.
• Jedes Leistungsmodul 122 kann eine vordere Kühlmitteltasche 504 definieren, die durch die Frontwand 486 definiert ist. Die Tasche 504 umfasst einen Boden und eine Seitenwand zwischen der Außenfläche der Frontwand 486 und dem Boden. Die Leistungsstufe 500 kann so im Körper 484 angeordnet sein, dass ein Teil des Bodens durch eine Platte der Leistungsstufe gebildet wird. Dadurch kann das Kühlmittel direkt über die Leistungsstufe 500 zirkulieren, um die Kühleffizienz zu erhöhen, indem der thermische Widerstand zwischen dem Kühlmittel und der Leistungsstufe 500 entfernt wird.
• Eine Übergangspassage 506 ist im Körper 484 definiert und erstreckt sich zwischen der Frontwand 486 und der Rückwand 488, um benachbarte Kühlmitteltaschen fluidisch zu verbinden. Der Boden gilt als Teil der Frontwand, obwohl er von der äußersten Oberfläche der Front nach innen vertieft ist. Die Übergangspassage 506 umfasst einen ersten Anschluss 508 und einen zweiten Anschluss 510 in der Rückwand 488. Die Passage 506 kann sich diagonal erstrecken (d.h. die Passage erstreckt sich durch den Körper in einem schrägen Winkel relativ zur Front- oder Rückwand) durch den Körper 484, so dass die Öffnungen 508, 510 axial versetzt zueinander angeordnet sind, um die Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Längsmittellinie 512 des Körpers 484 zu platzieren. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Passage 506 schräg verlaufen, so dass die Öffnungen auf gegenüberliegenden Seiten der radialen Mittellinie 514 des Körpers 156 liegen.
• Jeder Anschluss liegt neben einem Eingang des benachbarten Kühlmittelkanals. Die Rückwände 488 können im wesentlichen flach sein oder eine Tasche umfassen, die mit der der vorderen Tasche 504 zusammenpaßt. Im zusammengebauten Zustand bildet die Rückwand 488 mit der Frontwand 486 eines benachbarten Leistungsmoduls eine Decke für die Tasche 504 und eine Kühlmittelkammer oder einen Kanal. Die Leistungsstufe 500 kann im Körper 484 so positioniert sein, dass die zweite Platte des Leistungsmoduls einen Abschnitt der Außenfläche der Rückwand 486 bildet. In einigen Ausführungsbeispielen kann die zweite Platte im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche des Rückwand abschließen Hierin bedeutet "im wesentlichen bündig" zwei Flächen, die um weniger oder gleich 2 Millimeter versetzt sind. Dadurch wird die zweite Platte direkt mit dem durch den Kühlmittelkanal 504 zirkulierenden Kühlmittel in Berührung gebracht.
• Der Kühlmittelkanal 504 kann U-förmig sein, wobei die ersten und zweiten Enden 518, 520 oberhalb der Oberseite 516 der Leistungsstufe 500 positioniert sind und einen ersten Abschnitt aufweisen, der sich vom ersten Ende über die Leistungsstufe 132 zu einer Windung erstreckt, die sich nahe des Bodens 522 der Leistungsstufe 500 befindet, und einen zweiten Abschnitt, der sich vom Windungsabschnitt zum zweiten Ende 520 erstreckt. In anderen Ausführungsbeispielen kann der Kanal bspw. gerade, Z-förmig oder W-förmig sein.
• Jedes Leistungsmodul 122 kann auch eine Bohrung 524 definieren, die sich zwischen der Frontwand 486 und der Rückwand 488 in einem Winkel erstreckt, der im Wesentlichen senkrecht zur Frontwand oder der Rückwand ist. Jede Bohrung 524 ist mit anderen ausgerichtet, um eine sich axial durch den Stapel erstreckende Leitung zu bilden.
• In den 20A, 20B und 21 umfasst das Platzhalter-Modul 482 eine Frontwand 526 und eine Rückwand 528. Die Frontwand 526 ist gegen eine Rückwand eines der Leistungsmoduln 472 angeordnet und die Rückwand 528 gegen die Frontwand eines anderen Leistungsmoduls. Das Platzhalter-Modul 482 ändert den Fluß des Kühlmittelkreislaufs und teilt den Kühlmittelkreislauf in eine erste und eine zweite Schleife. Die Leistungsmodulanordnung 470 ist so angeordnet, dass Kühlmittel zuerst die Frontwand 526 des Platzhalter-Moduls berührt. Das Platzhalter-Modul 482 definiert einen ersten Kanal 530 mit einem Einlassende 538, in den Kühlmittel in den Platzhalter-Modul 482 einfließt, und ein Auslassende 540 mit einer Auslassöffnung 536 die sich zur Rückwand 528 erstreckt. Ein zweiter Kanal 534 liegt in der Rückwand 528 und umfasst ein Einlassende 542, das Kühlmittel durch die Öffnung 536 aufnimmt, und ein Auslassende 544, das mit einem Einlassende eines benachbarten Kühlmittelkanals fluchtet. Ein Teil des Kühlmittels, das in das Platzhalter-Modul einfließt, fließt über den Kanal 534 zum benachbarten Leistungsmodul. In der Frontwand 526 ist eine U-förmige Tasche 548 definiert. In einigen Ausführungsbeispielen kann die Tasche anders geformt sein. Die U-förmige Tasche 548 weist einen Anschluss 550 an einem Einlassende 552 der Tasche 548, und ein Auslassende 554, das mit dem Einlassanschluss 510 eines benachbarten Leistungsmoduls 472 ausgerichtet ist, auf. Die U-förmige Tasche 548 ist in fluidisch mit dem Kanal 434 über eine Passage 546 verbunden. Die Passage 546 leitet einen Teil des Kühlmittels von der Rückwand 528 zur Tasche 548 auf der Frontwand 526. Das Platzhalter-Modul 482 besitzt auch eine Bohrung 556, die sich zwischen der Frontwand 526 und der Rückwand 528 erstreckt.
• In 22 ist ein seriell-/parallel Kühlkreislauf 558 für die Leistungsmodulanordnung 470 gezeigt. Der Kühlmittelkreislauf 558 enthält einen ersten seriellen Kühlkreislauf 560 auf einer Seite des Platzhalter-Moduls 482, und einen zweite seriellen Kühlkreislauf 562 auf der anderen Seite des Platzhalter-Moduls. Der erste Kreislauf 560 enthält mehrere Kühlmittelkammern 563, die durch das Zusammenwirken der Taschen 548 und der Frontwand oder Rückwand der Leistungsmoduln 472 gebildet werden. Der zweite Kreislauf 562 enthält auch mehrere Kühlkammern 564. Die Kammern 563 des ersten Kreislaufs 560 leiten Fluß im Allgemeinen nach unten und die Kammern 564 leiten Fluß im Allgemeinen nach unten, wenn die Leistungsmodulanordnung 470 wie in 17 gezeigt, ausgerichtet ist. Der Kühlkreislauf 558 umfasst eine Zuführleitung 566, die durch Zusammenwirken der Bohrungen 524 der Leistungsmodule im ersten Abschnitt der Anordnung 470 gebildet ist. Die Zuführleitung 557 erstreckt sich von der Einlassöffnung 574 zum Kanal 530 des Platzhalter-Moduls. Der Boden des Kanals 530 verhindert, dass das Kühlmittel zu den Bohrungen 524 der Leistungsmodule im zweiten Teil zirkuliert. Somit definieren die Bohrungen 524 des zweiten Teils eine tote Leitung 570, die kein Kühlmittel aufweist. Sobald das Kühlmittel den Kanal 530 erreicht, zirkuliert ein Teil des Kühlmittels in die Kühlmittelkammern 564 des zweiten Kreislaufs 562 und ein anderer Teil des Kühlmittels in die Kühlkammern 563 des ersten Kühlkreislaufs 560. Die Überkreuz-Passagen 506a fördern Kühlmittel zwischen den Kammern 563 und die Überkreuz-Passagen 506b fördern Kühlmittel zwischen den Kammern 564. Der zweite Kühlkreislauf 562 enthält eine Rückführleitung 568, die durch das Zusammenwirken der Bohrungen 525 in jedem Leistungsmodul 472 und der Bohrung 456 des Platzhalter-Moduls gebildet ist. Der Durchfluss durch den ersten seriellen Kühlkreislauf 560 erfolgt in Richtung der Auslassöffnung 572; somit ist eine Rücklaufleitung nicht erforderlich.
• Während Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, sollen diese keineswegs alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibend und nicht beschränkend, und selbstverständlich können verschiedene Änderungen vorgenommen werde, ohne vom Kern und Umfang der Erfindung abzuweichen. Wie beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispielen kombiniert werden, um weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Während verschiedene Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, die Vorteile bieten oder gegenüber anderen Ausführungsbeispielen oder Ausführungsbeispielen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Merkmale bevorzugt sein können, erkennt der Fachmann, dass ein oder mehrere Merkmale verschlechtert sein können, um die erwünschten Gesamtsystemattribute, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen, zu erzielen. Diese Attribute können einschließen, sind aber nicht beschränkt auf Kosten, Robustheit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Montagevereinfachung usw. Als solche werden Ausführungsbeispiele beschrieben, die weniger wünschenswert als andere Ausführungsbeispiele des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere Merkmale sind, sie liegen aber keineswegs außerhalb des Schutzumfangs der Erfindung und können für bestimmte Anwendungen erwünscht sein.
• Bezugszeichenliste

10

variabler Spannungswandler (VVC)

12

Getriebe

14

Wandleranordnung

16

Fahrzeug

18

Elektromotor

20

Verbrennungsmotor

24

zweiter Elektromotor

26

Planetenradgetriebe

28

Sonnenrad

30

Planetenradträger

32

Hohlrad

33

Generatorbremse

34

erstes Zahnrad

36

zweites Zahnrad

38

drittes Zahnrad

40

Planetenradabtriebszahnrad

42

Abtriebszahnrad

44

Getriebeausgangszahnrad

45

Antriebswelle

48

angetriebene Räder

50

Differenzial

52

Traktionsbatterie

54

Batteriemagementmodul (BECM)

56

Wandler, Wechselrichter

56

Getriebesteuermodul (TCM)

60

Fahrzeugsystemsteuerung (VSC)

64

Motorsteuerungsmodul ECM

66

Port

68

Bordladegerät

70

erste Schalteinheit

72

zweite Schalteinheit

74

erster Transistor

76

erste Diode

78

zweiter Transistor

80

zweite Diode

82

Halbbrücke

84

positive Gleichstromleitung

86

negative Gleichstromleitung

88

erste Schalteinheit

90

zweite Schalteinheit

92

erster Transistor

94

erste Diode

96

zweiter Transistor

100

Wechselstromleitung.

110

Hauptseite

111

Fahrzeugkomponente

112

linke Nebenseite

113

Leistungsmodulanordnung

114

Leistungsverstärker

116

Kondensatorkarte

118

Steuerplatine

120

Leistungsmodulanordnung

122

Leistungsmodul

124

erstes Leistungsmodul

126

letztes Leistungsmodul

127

Platzhalter-Modul 127

128

erste Endplatte

130

zweite Endplatte

132

Leistungsstufe

134

Hauptseite

136

zweite Platte

138

Oberseite

140

Boden

142

positiver Gleichstromversorgungsanschluss

144

negativen Gleichstromversorgungsanschluss

146

Wechselstromanschluss

148

Signalstifte

150

erste Platte

152

zweite Platte

154

Epoxyharz

156

Körper

158

Frontwand

160

Rückwand

162

rechte Seite

164

linke Seite

166

Oberseite

168

Unterseite

172

erste Kühlmitteltasche

174

erstes Kühlmittelkanalende

176

zweites Kühlmittelkanalende

178

Kühlmittelkanalboden

180

Seitenwand

182

Rückwand-Kühlmitteltasche

184

Boden

186

Seitenwand

190

radiale Mittellinie

192

Außenfläche der Rückseite

194

Rückführpassage

198

Austrittsöffnung

200

zweite Passage

202

Einlassanschluss.

204

Austrittsöffnung

206

dritte Passage/Kanal

208

Einlaßöffnung

210

Austrittsöffnung

212

Körper

214

Frontwand

216

Rückwand

218

Oberseite

220

Unterseite

222

Seitenwand

224

vordere Tasche

226

Boden

228

Außenfläche

230

Seitenwand

232

erstes Ende

234

zweites Ende

236

zweite Kühlmitteltasche

238

Boden

240

242

erstes Ende

244

zweites Ende

246

erste Passage

248

zweite Passage

250

Einlassöffnung

252

Auslassöffnung)

254

zweiter Satz Leistungsmoduln (B-Module),

255

Auslassanschluss

256

Endplatte

258

Endplatte

259

erstes Modul

260

ersten Satz Kühlmittelkammern

260a

Kühlmittelkammer

260b

Kühlmittelkammer

261

letztes Modul

262

letzte Kühlmittelkammer

264

Kühlmittelkammer

266

Frontabschnitt

268

hinterer Abschnitt

269

Seiten

270

Parallel/Seriell Kühlkreislauf

272

erster Kreislauf

274

zweiter Kreislauf, Parallelkreislauf

276

Zuführleitung

278

Rückführleitung

279

Seiten

280

Zuführleitung

282

Rückführleitung

284

Rückführhauptleitung

286

Auslassöffnung

288

Einlaßöffnung

290

Tasche

290

Boden

292

Seitenwand

294

Tasche

296

zweites Ende des Frontkühlmittelkanals

298

Rückkanal 298

291

Rückwandtasche 291

292

Tasche

296

Kanal

298

Boden

300

Boden

302

Seitenwand

304

erster Abschnitt

306

zweiter Abschnitt

308

zweites Ende des hinteren Kanals 298

310

erste Passage durch Körper 260

310a

Kühlmittelpassage.

312

Eingangsöffnung

314

Auslassöffnung im Boden 300

316

Frontkühlmittelkanal

318

Einlaß des Frontkanals 316a

324

Seitenwand

326

hinterer Rück-Kühlmittelkanal in der Rückseite 274

332

Boden

334

Seitenwand

336

Außenfläche

338

Außenfläche der Rückwand 274

340

Leistungsmodulanordnung

340

a Kühlmittelpassage,

342

Eintrittsöffnung

344

ersten Satz von Moduln (A-Modul)

346

zweiten Satz von Leistungsmoduln (B-Moduln)

346a

erste Kühlkammer

346b

letzte Kühlkammer

348

Rückführleitung/erste Endplatte

350

zweite Endplatte

352

Einlassanschluss

354

Auslassanschluss

356

Platzhalter-Modul

360

Kühlkreislauf

362

erster serieller Kreislauf

364

zweiter serieller Kreislauf

366

Zuführleitung

368

Rückführleitung, erstes Ende

372

Kühlmittelkammer

374

Passage

370

tote Leitung

374

Passage

376

Passage

378

Passage

380

A-Passage

382

B-Passage

390

Körper

392

Frontwand

394

Rückwand

396

Kühlmitteltasche

398

Kühlmitteltasche

400

erste Bohrung

402

zweite Bohrung

404

dritte Bohrung

405

Bereich

405

Körper

407

Bereich

408

Frontwand

410

vordere Kühlmitteltasche

412

Rückwand

414

Kühlmitteltasche.

416

erste Bohrung 416

418

zweite Bohrung 418

420

dritte Bohrung

422

Versorgungsverteiler

424

Bereich

425

Oberseite

426

Körper

427

Boden

428

Frontwand

430

Rückwand

432

Tasche

430

Rückwand

434

Kanal

436

Boden

438

Seitenwand

440

linkes Kanalende

442

rechtes Kanalende

444

Bohrung

446

bohrungseinlaß

448

Bohrungseinlass

450

Auslassende

452

Rückwandtasche,

454

456

Bohrung

458

Bohrung

460

Körper

462

Frontseite der B-Moduln

464

Rückseite

466

Kühlmittelkanal

468

Einlass

470

Leistungsmodulanordnung

472

Leistungsmodul

474

erstes Leistungsmodul

476

letztes Leistungsmodul

478

erste Endplatte

480

zweite Endplatte

482

Platzhalter-Modul

484

Körper

486

Frontwand

488

Rückwand

490

rechte Seite

492

linke Seite

494

Oberseite

496

Unterseite

498

Boden v 496

500

Leistungsstufe

502

Hauptseite

504

Kühlmitteltasche

506

Übergangspassage

506a

Überkreuz-Passage

508

erster Anschluss

510

Einlaßanschluß

512

Längsmittellinie

514

radiale Mittellinie.

516

Oberseite der Leistungsstufe 500

518

erstes Ende

520

zweites Ende

522

Boden der Leistungsstufe 500

524

Bohrung.

526

Frontwand

528

Rückwand.

530

erster Kanal

532

Einlassende

534

zweiter Kanal

536

Auslassöffnung

540

Ausslaßende

542

Einlassende 2

544

Auslassende

546

Passage

548

U-förmige Tasche

550

Anschluss

552

Einlassende

556

Bohrung

557

Zuführleitung

558

Seriell/Parallel Kühlkreislauf

560

erster serieller Kreislauf

562

zweiter serieller Kreislauf

563

Kühlmittelkammer

564

Kühlmittelkammer

566

Zuführleitung

568

Rückführleitung

570

tote Leitung

574

Einlassöffnung

572

Auslassöffnung

Claims (7)

1. Wechselrichter mit: mehreren Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476), die jeweils eine Leistungsstufe (132, 500) und eine Hauptseite (134, 502) umfassen, die eine Kühlmitteltasche benachbart zur Leistungsstufe (132, 500) besitzt und in einer Anordnung derart gestapelt sind, dass die Taschen mit den Leistungsstufen (132, 500) überlappen; und einem Platzhaltermodul (127, 356, 482) innerhalb der Anordung zwischen benachbarten Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476), das die Anordnung in einen ersten und einen zweiten Abschnitt unterteilt.
2. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) gleich sind und das Platzhaltermodul (127, 356, 482) gleiche Form wie die Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) hat.
3. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) so gestapelt sind, dass überlappende angrenzende Taschen zusammenwirken, um mit den Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) überlappende Kühlmittelkammern zu definieren.
4. Wechselrichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung so ausgebildet ist, dass Kühlmittel durch die Kühlmittelkammern des ersten Teils in einer ersten Richtung strömt und Kühlmittel durch die Kühlmittelkammern des zweiten Teils in einer zweiten Richtung strömt.
5. Wechselrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Richtung im Allgemeinen von einem Bodenabschnitt der Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) zu einem oberen Teil der Leistungsmoduln (122, 124, 126; 472, 474, 476) hin verläuft und die zweite Richtung im Allgemeinen vom oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt gerichtet ist.
6. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leistungsmodul (122, 124, 126; 472, 474, 476) mindestens zwei Kühlmittelpassagen definiert, wobei das Platzhaltermodul mindestens eine Kühlmittelpassage definiert und jedes Leistungsmodul (122, 124, 126; 472, 474, 476) mehr Kühlmittelpassagen als das Platzhaltermodul (127, 356, 482) aufweist
7. Wechselrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kondensatorkarte (116), die mit jeder Leistungsstufe (132, 500) elektrisch verbunden ist; und einen Leistungsverstärkerschaltkreis (114), der elektrisch mit jeder Leistungsstufe (132, 500) verbunden ist.

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