DE102018219879B4 - Elektrische verbindungsanordnung - Google Patents

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Abstract

Elektrische Verbindungsanordnung (1), die zwischen einem ersten Satz von Anschlüssen (18, 18') einer ersten elektrischen Vorrichtung (2) und einem zweiten Satz von Anschlüssen (24, 24', 24") einer zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") eine elektrische Verbindung herstellt, wobei die erste elektrische Vorrichtung (2) elektrische Komponenten umfasst, die dazu konfiguriert sind, mit der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") Strom auszutauschen, wobei der erste Satz von Anschlüssen (18, 18') mittels eines Klebers (32) an dem zweiten Satz von Anschlüssen (24, 24', 24") befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (18, 18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) eine Sammelschiene (26) darstellen und die zweite elektrische Vorrichtung (6, 6', 6") ein Leistungsmodul ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Verbindungsanordnung, die dazu konfiguriert ist, zwischen einem ersten Satz von Anschlüssen einer ersten elektrischen Vorrichtung und einem zweiten Satz von Anschlüssen einer zweiten elektrischen Vorrichtung eine elektrische Verbindung herzustellen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine elektrische Verbindungsanordnung, die zwischen einem DC-Link und einem Leistungsmodul eine elektrische Verbindung herstellt.
  • Stand der Technik
  • In Leistungsverteilungssystemen, die zur Übertragung beträchtlicher Mengen von Strom verwendet werden, ist eine Verdrahtung oft nicht machbar. Demgemäß wurden in solchen Leistungsverteilungssystemen über viele Jahre (laminierte) Sammelschienen verwendet.
  • In ihrer einfachsten Form sind Sammelschienen große Leiter, die dazu ausgeformt und konfiguriert sind, große Mengen Strom zu übertragen. Da verfügbare LeistungsTransistor-Technologien fortwährend immer höhere Ströme und/oder Schaltfrequenzen ermöglichen, haben Sammelschienen aufgrund der von ihnen gebotenen Vorteile in der Industrie immer größeres Interesse erregt. Solche Vorteile können geringe Streu-Induktivitäten durch eng gekoppelte leitfähige Ebenen, die durch (eine) isolierende Schicht(en) getrennt sind, ein einfacherer Systemaufbau und verbesserte Zuverlässigkeit sein.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, mittels entweder einer mechanischen, auf einer Schraubenverbindung basierenden Befestigung, mittels Schweißen oder Klemmen eine gute elektrische Verbindung zu Sammelschienen herzustellen. Diese Verfahren sind jedoch ziemlich komplex, zeitraubend und können potentiell die Isolationsschicht der Sammelschienenstruktur beschädigen. Darüber hinaus ist es ein Nachteil, dass die Verwendung von Schrauben ein Entfernen der Sammelschienen-Leiterfläche nötig macht.
  • DE 10 2016 215 982 A1 offenbart ein Leistungsmodul mit mindestens einer Anordnung mindestens eines oder mehrerer Leistungsbauteile sowie mit einer ersten und einer zweiten Metalllage. Die Anordnung ist an einer ersten Seite mittels der ersten Metalllage elektrisch kontaktiert und an einer zweiten, der ersten abgewandten Seite, mittels der zweiten Metalllage elektrisch kontaktiert. Die erste und die zweite Metalllage sind an jeweils einem Kühlkörper flächig angebunden.
  • In DE 10 2013 200 526 A1 ist ein Leistungshalbleitermodul mit einem Substrat und auf dem Substrat angeordneten und mit dem Substrat verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen gezeigt. Das Leistungshalbleitermodul weist eine einstückig ausbildete elektrisch leitende Verbindungsvorrichtung auf, die eine flachen ersten und einen flachen zweiten Anschlussbereich und einen zwischen dem ersten und zweiten Anschlussbereich angeordneten elastischen Bereich aufweist.
  • DE 44 06 418 C1 betrifft einen anisotrop leitenden Kleber mit in einem Basismaterial dispergierten leitfähigen Teilchen. Es ist vorgesehen, dass die Teilchen auf ihrer Oberfläche Abstandsmittel aufweisen.
  • Durch DE 10 2008 045 650 A1 wird eine Stromschiene in Profilausführung vorgeschlagen, welche zwei oder mehrere, in Schienenlängsrichtung parallel zueinander angeordnete und elektrisch voneinander getrennte Teilleiterschienen aufweist.
  • In letzter Zeit wurde erkannt, dass die Verwendung von Siliziumkarbid (SiC)-Halbleitern den Systemwirkungsgrad verbessern kann (geringe Schaltverluste, hohe Leistungsdichte) und eine höhere Betriebstemperatur in Produkten ermöglicht, die verschiedene industrielle Segmente abdecken, einschließlich Hochleistungsanwendungen, wie zum Beispiel erneuerbare Energiesysteme, elektrische Antriebe und Automation. SiC-Leistungsmodule können mit hohen Schaltfrequenzen betrieben werden und in hohen Packungsdichten bereitgestellt werden. Da jedoch niedrigere Induktivitäten schnellere Schaltfrequenzen (oder höhere Spannungen, oder höhere Ströme) ermöglichen, ist es wünschenswert, die Streu-Induktivitäten zu verringern.
  • Es besteht daher ein Bedarf nach einer elektrischen Verbindungsanordnung, welche die parasitäre Induktivität verringern kann.
  • Demnach ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Verbindungsanordnung bereitzustellen, welche die parasitäre Induktivität verringern sowie die leitende Fläche maximieren kann. Ebenso ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Verbindungsanordnung bereitzustellen, die unter der Verwendung eines automatisierten Montageprozesses hergestellt werden kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch eine elektrische Verbindungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst werden. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Unteransprüchen definiert, in der folgenden Beschreibung erläutert und in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.
  • Die elektrische Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung ist eine elektrische Verbindungsanordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen einem ersten Satz von Anschlüssen einer ersten elektrischen Vorrichtung und einem zweiten Satz von Anschlüssen einer zweiten elektrischen Vorrichtung, wobei die erste elektrische Vorrichtung elektrische Komponenten umfasst, die dazu konfiguriert sind, mit der zweiten elektrischen Vorrichtung Strom auszutauschen, wobei der erste Satz von Anschlüssen mittels eines Klebers an dem zweiten Satz von Anschlüssen befestigt ist.
  • Hierdurch ist es möglich, eine elektrische Verbindungsanordnung bereitzustellen, die eine geringere parasitäre Induktivität aufweist, die niedriger als bei den elektrischen Verbindungsanordnung des Standes der Technik ist. Außerdem macht die Erfindung es möglich, eine elektrische Verbindungsanordnung bereitzustellen, die unter der Verwendung eines automatisierten Montagevorgangs hergestellt werden kann.
  • Die elektrische Verbindungsanordnung ist besonders gut für Anwendungen auf dem Automobilsektor und andere Anwendungen geeignet, bei denen eine hohe Leistungsdichte benötigt wird, da ein sehr geringes Volumen verfügbar ist. Solche Anwendungen können Anwendungen im Automobilbau, wie zum Beispiel IGBT-Module (Insulated Gate Bipolar Transistor) und Dioden oder Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor-Module für hybridelektrische Fahrzeuge und elektrische Fahrzeuge einschließen.
  • Der erste Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung bezieht sich auf zwei oder mehr Anschlüsse. Desgleichen bedeutet auch der zweite Satz von Anschlüssen der zweiten elektrischen Vorrichtung zwei oder mehr Anschlüsse. Auf diese Weise können der erste Satz und der zweite Satz von Anschlüssen zwei, drei oder mehr Anschlüsse beinhalten.
  • Die erste elektrische Vorrichtung umfasst elektrische Komponenten, die dazu konfiguriert sind, mit der zweiten elektrischen Vorrichtung Strom auszutauschen. Der Begriff „Strom austauschen“ schließt die Optionen „Strom liefern an“ und/oder „Strom empfangen von“ mit ein.
  • In manchen Anwendungen, einschließlich aktive Filter, Bremsen von Fahrzeugen/Kränen/Liften, bei denen Gruppen von Motor-Controllern eine Sammelschienenversorgung gemeinsam nutzen und/oder bei denen Gruppen von Motor-Controllern parallel arbeiten, kann Strom in die eine oder die andere Richtung fließen.
  • Die Erfindung führt eine elektrische Verbindung ein, bei der der erste Satz von Anschlüssen mittels eines Klebers mit dem zweiten Satz von Anschlüssen verbunden ist. Hierdurch können die Nachteile der Lösungen des Standes der Technik, bei denen Schraub-, Klemm- oder Schweißverbindungen eingesetzt werden, vermieden werden.
  • Gleichzeitig bietet die Verwendung von Kleber eine feste und zuverlässige mechanische Fixierung der elektrisch verbundenen Anschlüsse. Demgemäß stellt die Erfindung eine einfache und zuverlässige Alternative zu den Lösungen des Standes der Technik bereit.
  • In einer Ausführungsform umfasst die erste elektrische Vorrichtung elektrische Komponenten, die dazu konfiguriert sind, einen Gleichstrom (Direct Current/DC) an die zweite elektrische Vorrichtung zu liefern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Vorrichtung ein DC-Link. Erfindungsgemäß ist die zweite elektrische Vorrichtung ein Leistungsmodul.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die erste elektrische Vorrichtung elektrische Komponenten, die dazu konfiguriert sind, einen Wechselstrom (Alternating Current/AC) an die zweite elektrische Vorrichtung zu liefern.
  • In einer Ausführungsform ist die elektrische Verbindungsanordnung als eine Gate-TreiberVerbindung angewendet, bei der Stifte mit einer gedruckten Leiterplatte (Printed Circuit Board / PCB) elektrisch verbunden sind.
  • In einer anderen Ausführungsform sind die Anschlüsse der ersten Vorrichtung als eine oder mehrere vorstehende Strukturen vorgesehen, die von einer oder mehreren Strukturen der ersten elektrischen Vorrichtung vorstehen.
  • Erfindungsgemäß stellen die Anschlüsse der ersten elektrischen Vorrichtung eine Sammelschiene dar.
  • Es kann vorteilhaft sein, wenn die erste elektrische Vorrichtung ein Gehäuse umfasst und dass die Sammelschiene von einer Oberfläche des Gehäuses vorsteht.
  • Der Kleber kann eine geeignete Art von Kleber sein. Es wird jedoch vorgezogen, wenn der Kleber eine oder mehrere elektrisch leitfähige Komponenten umfasst, um sicherzustellen, dass die elektrische Leitfähigkeit des Klebers ausreichend hoch ist.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn der Kleber eine oder mehrere elektrisch leitfähige Komponenten und ein leitfähiges Kunstharz umfasst.
  • In einer Ausführungsform beinhalten die eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Komponenten leitfähige Partikel, vorzugsweise Metallpartikel. Hierdurch ist es möglich, einen Kleber bereitzustellen, der eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Komponenten Silberpartikel. Hierdurch wird es möglich, einen elektrisch hoch-leitfähigen Kleber bereitzustellen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kleber ein leitfähiges klebefähiges SilberEpoxidharz.
  • In einer Ausführungsform sind der erste Satz von Anschlüssen mit Schlitzen ausgestattet, die dazu konfiguriert sind, die Anschlüsse der zweiten Vorrichtung aufzunehmen. Hierdurch ist es möglich, die Anschlüsse der zweiten Vorrichtung in die Schlitze der Anschlüsse der ersten Vorrichtung einzuführen und den ersten Satz von Anschlüssen und die Anschlüsse der zweiten Vorrichtung in einer Weise elektrisch und mechanisch zu verbinden, in der die Kontaktflächen der verbundenen Anschlüsse durch die Schlitzstrukturen geschützt sind. Ferner können die Schlitze als Führungsstrukturen verwendet werden, die eine korrekte relative Positionierung der Anschlüsse ermöglicht, die elektrisch und mechanisch zu verbinden sind. Die Anschlüsse, die Schlitze oder sowohl die Anschlüsse als auch die Schlitze können unter der Verwendung von Kleber vorbehandelt sein.
  • In einer anderen Ausführungsform sind der zweite Satz von Anschlüssen (der zweiten Vorrichtung) mit Schlitzen ausgestattet, die dazu konfiguriert sind, die Anschlüsse der ersten elektrischen Vorrichtung aufzunehmen. Dies kann aufgrund der oben angegebenen Argumente ein Vorteil sein.
  • In einer Ausführungsform sind die Schlitze entlang einer Geraden angeordnet. Eine „Konfiguration entlang einer Geraden“ ermöglicht das Vorsehen einer kompakten und kostengünstigen Anschlusskonfiguration.
  • In einer Ausführungsform erstrecken sich die Schlitze parallel zueinander, wobei ein erster Schlitz auf einer ersten Höhe angeordnet ist und ein zweiter Schlitz auf einer zweiten Höhe angeordnet ist, die sich von der ersten Höhe unterscheidet. Hierdurch ist es möglich, einen Anschluss/eine Sammelschiene (der/die mit Schlitzen ausgestattet ist) zu verwenden, die zwei parallele plattenförmige, geschichtete Strukturen umfasst.
  • In einer Ausführungsform ist ein einzelner Schlitz auf einer ersten Höhe angeordnet und sind zwei zusätzliche Schlitze auf einer anderen Höhe angeordnet. Hierdurch ist es möglich, einen Anschluss (der mit Schlitzen ausgestattet ist) anzuwenden, der zwei parallele plattenartige geschichtete Strukturen umfasst, und drei Anschlüsse mit den plattenartigen geschichteten Strukturen zu verbinden.
  • In einer Ausführungsform ist ein erster einzelner Schlitz auf einer ersten Höhe und ein zweiter einzelner Schlitz auf einer anderen Höhe angeordnet.
  • In einer Ausführungsform umfasst jeder Anschluss der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen Teil, wobei die planen Teile in einer planen Konfiguration angeordnet sind. Hierdurch sind die planen Teile dafür optimiert, dass sie mit entsprechenden Anschlüssen elektrisch verbunden werden, die eine plane Struktur haben. Auf diese Weise können die planen Teile mit diesen planen Strukturen unter der Verwendung eines Klebers verbunden werden, und zwar in einer Weise, bei der eine starke mechanische Fixierung erreicht werden kann.
  • In einer Ausführungsform umfasst jeder Anschluss der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen Teil, wobei die planen Teile an einer entsprechenden planen Struktur oben an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung und/oder unten an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung befestigt sind. Hierdurch ist es möglich, die elektrisch zu Verbindendenden Anschlüsse in einer einfachen Weise zu verbinden. Es kann vorteilhaft sein, wenn jeder Anschluss der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen Teil umfasst, wobei die planen Teile an einer entsprechenden planen Struktur oben an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung befestigt werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst jeder Anschluss der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen Teil, wobei die planen Teile an einer entsprechenden planen Struktur unten an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung befestigt sind.
  • In einer Ausführungsform umfasst jeder Anschluss der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen Teil, wobei eine erste Teilmenge der planen Teile an einer entsprechenden planen Struktur oben an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung befestigt ist, wobei eine zweite Teilmenge der planen Teile unten an dem ersten Satz von Anschlüssen der ersten elektrischen Vorrichtung befestigt ist.
  • In manchen Ausführungsformen kann es ein Vorteil sein, wenn eine elektrisch isolierende Struktur mindestens einen Teil der Anschlüsse der ersten elektrischen Vorrichtung und/oder die Anschlüsse der zweiten elektrischen Vorrichtung abdeckt. Hierdurch ist es möglich, Anschlüsse unterschiedlicher elektrischer Polarität/ unterschiedlichen elektrischen Potenzials nebeneinander auf der gleichen Höhe vorzusehen, indem die nebeneinanderliegenden Anschlüsse unter der Verwendung der isolierenden Struktur elektrisch gegeneinander isoliert werden.
  • In einer Ausführungsform ist eine Isolationsstruktur zwischen einem ersten Anschluss der ersten elektrischen Vorrichtung und einem zweiten Anschluss der ersten elektrischen Vorrichtung sandwichartig angeordnet. Hierdurch kann die erste elektrische Vorrichtung zwei geschichtete plattenartige elektrisch getrennte Anschlüsse aufweisen. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Anschlussstruktur, die verwendet werden kann, um eine Sammelschiene bereitzustellen.
  • In einer Ausführungsform ist die Isolationsstruktur als ein einstückiger Körper ausgebildet, der einen distalen Teil eines Anschlusses der zweiten elektrischen Vorrichtung umgibt. Hierdurch kann die Isolationsstruktur den distalen Teil eines Anschlusses der zweiten elektrischen Vorrichtung gegenüber ihrer Umgebung (zum Beispiel Anschlussstrukturen, die unterschiedliche Polaritäten / ein anderes elektrisches Potenzial haben) elektrisch gegeneinander isolieren.
  • In einer Ausführungsform umfassen die Anschlüsse der zweiten elektrischen Vorrichtung einen planen distalen Teil und eine proximale nicht-plane gekrümmte Struktur.
    Es kann von Vorteil sein, wenn die nicht-plane gekrümmte Struktur (entlang der Längsachse des Anschlusses gesehen) einen S-förmigen Querschnitt hat.
  • Es kann von Vorteil sein, wenn ein erster Anschluss und ein zweiter Anschluss der ersten elektrischen Vorrichtung übereinander angeordnet sind, wobei jeder Anschluss eine untere Oberfläche und eine obere Oberfläche aufweist, wobei die obere Oberfläche des ersten Anschlusses gegen die untere Oberfläche des zweiten Anschlusses stößt, wobei der erste Anschluss einen dicken Teil umfasst, der sich von dem unteren Teil des ersten Anschlusses in mindestens einen Teil des zweiten Anschlusses, vorzugsweise zur oberen Oberfläche des zweiten Anschlusses erstreckt (wie in 7A gezeigt). Diese Ausführungsform ermöglicht es, eine Sammelschiene bereitzustellen, bei der eine elektrische Verbindung zwischen entsprechenden Anschlüssen durch Kleben der Anschlüsse der zweiten elektrischen Vorrichtung (zum Beispiel eines Leistungsmoduls) direkt auf die obere Oberfläche der Sammelschiene erreicht werden kann.
  • In einer Ausführungsform ist die Dicke des Klebers kleiner als 0,1 mm.
    Es kann vorzuziehen sein, dass die Dicke des Klebers im Bereich von größer 0,0 mm bis kleiner gleich 0,05 mm liegt. In einer Ausführungsform ist die Dicke des Klebers kleiner als 0,02 mm, vorzugsweise kleiner als 0,01 mm.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird besser verständlich aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen. Die beiliegenden Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung und sind daher für die vorliegende Erfindung nicht einschränkend. In den Zeichnungen zeigt:
    • 1A eine perspektivische Darstellung einer vorbekannten Verbindungsanordnung, über die ein DC-Link mit einem Leistungsmodul elektrisch verbunden wird;
    • 1B eine Seitenansicht der in 1A dargestellten Verbindungsanordnung;
    • 2A eine Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung,
    • 2B eine Nahansicht eines Teils der in 2A dargestellten Verbindungsanordnung;
    • 3A eine schematische Vorderansicht von drei Anschlüssen (einer Sammelschiene) einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
    • 3B eine schematische Vorderansicht der in 3A dargestellten Anschlüsse in einer Konfiguration, in der sie mit Anschlüssen eines Leistungsmoduls elektrisch verbunden sind;
    • 3C einen Verfahrensschritt, bei dem ein einzelnes Leistungsmodul mit Anschlüssen einer Sammelschiene elektrisch verbunden wird;
    • 4A einen Nahansicht des in 3C dargestellten Verfahrensschritts;
    • 4B das Leistungsmodul und ein Gehäuse des in 4A dargestellten DC-Links, die miteinander verbunden sind;
    • 5A eine Verbindungsanordnung, bei der ein erstes Leistungsmodul mit einer Sammelschiene elektrisch verbunden ist;
    • 5B die in 5A dargestellte Verbindungsanordnung in einer Konfiguration, in der drei Leistungsmodule mit der Sammelschiene elektrisch verbunden wurden;
    • 5C eine Seitenansicht der in 5B dargestellten Verbindungsanordnung;
    • 6A eine Verbindungsanordnung, bei der ein erstes Leistungsmodul mit einer Sammelschiene elektrisch verbunden ist;
    • 6B eine Nahansicht von drei Anschlüssen eines Leistungsmoduls, das mit einer Sammelschiene elektrisch verbunden ist;
    • 6C eine Vorderansicht von drei Anschlüssen, die mit der in 6B dargestellten Sammelschiene verbunden sind;
    • 7A eine Verbindungsanordnung, bei der drei Anschlüsse mittels eines Klebers an der oberen Seite einer Sammelschiene befestigt sind;
    • 7B die in 7A dargestellte Verbindungsanordnung in einer Konfiguration, in der die drei Anschlüsse auf die obere Seite der Sammelschiene geklebt wurden;
    • 8A eine Verbindungsanordnung, bei der drei Anschlüsse mittels eines Klebers an der unteren Seite einer Sammelschiene befestigt sind;
    • 8B die in 8A dargestellte Sammelschiene in einer Konfiguration, in der sie auf den Kopf gestellt wurde;
    • 8C die in 8A dargestellte Verbindungsanordnung in einer Konfiguration, in der die drei Anschlüsse auf die untere Seite der Sammelschiene geklebt wurden;
    • 9A eine Verbindungsanordnung, bei der ein erstes Leistungsmoduls und ein zweites Leistungsmodul mit einer Sammelschiene elektrisch verbunden wurden;
    • 9B die in 9A dargestellte Sammelschiene in einer Konfiguration, in der keine Leistungsmodule elektrisch mit der Sammelschiene verbunden wurden;
    • 9C eine schematische Vorderansicht von Anschlüssen eines Leistungsmoduls, das an einer Sammelschiene einer Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung befestigt wurde; und
    • 9D eine schematische Vorderansicht von Anschlüssen eines Leistungsmoduls, das an einer Sammelschiene einer Verbindungsanordnung gemäß der Erfindung befestigt wurde.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Es wird nun im Einzelnen auf die Zeichnungen eingegangen, um die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen.
  • 1A veranschaulicht eine perspektivische Darstellung einer vorbekannten Verbindungsanordnung 101, über die ein DC-Link 2 mechanisch und elektrisch mit einem Leistungsmodul 6 verbunden ist. Der DC-Link 2 umfasst ein Gehäuse 4 und eine Vielzahl von Anschlüssen 8, 8', 8" einer Sammelschiene. Diese Anschlüsse 8, 8', 8" stehen von einer vorderen Oberfläche des Gehäuses 4 vor und sind mit einer mittig angeordneten Bohrung 13 ausgestattet. Das Leistungsmodul 6 ist elektrisch und mechanisch an den Anschlüssen 8 der Sammelschiene des DC- Links 2 mittels Schrauben 10,10' befestigt, die durch die Bohrungen 12 in den Anschlüssen 14 des Leistungsmoduls 6 und durch die Bohrungen 13 in den Anschlüssen 8 der Sammelschiene geführt sind. Jede Schraube 10, 10' ist in eine Mutter 16 (siehe 1B) eingeschraubt, die an der unteren Seite der Anschlüsse 8 der Sammelschiene angeordnet ist. Hierdurch können die Schrauben 10, 10' die Anschlüsse 8 der Sammelschiene und die Anschlüsse 14 des Leistungsmoduls 6 mechanisch in Kontakt miteinander halten, sodass ein elektrischer Kontakt aufrechterhalten wird.
  • 1B veranschaulicht eine Seitenansicht der in 1A dargestellten Verbindungsanordnung 101 des Standes der Technik. Es ist zu sehen, dass das Leistungsmodul 6 sich in der Erstreckung des Anschlusses 8 der Sammelschiene erstreckt. Der Anschluss 8 der Sammelschiene ist zwischen dem Anschluss 14 des Leistungsmoduls 6 und der unterhalb des distalen Teils des Anschlusses 8 angeordneten Mutter 16 sandwichartig angeordnet.
  • Bei der Verwendung der Verbindungsanordnung 101 des Standes der Technik müssen die Anschlüsse 8, 8', 8", 14 mit Durchgangsbohrungen 12, 13 ausgestattet werden. Demgemäß wird aufgrund der Verringerung der Leiterfläche, wenn Löcher 12, 13 vorgesehen werden, die Stromdichte verringert. Darüber hinaus besteht ein beträchtliches Risiko einer Beschädigung der Isolationsschichten der Sammelschiene während der Montage. Außerdem ist der Montagevorgang schwierig zu automatisieren und daher ungeeignet zur Verwendung in industriellen Prozessen der Automobilindustrie mit großen Stückzahlen.
  • Andere Lösungen des Standes der Technik, wie zum Beispiel Laser-Schweißen, bergen die Gefahr einer Beschädigung der Isolation der Sammelschiene, weil der Laser-Schweißvorgang Wärme erzeugt.
  • 2A veranschaulicht eine elektrische Verbindungsanordnung 1 gemäß der Erfindung. Die Verbindungsanordnung 1 wird zum elektrischen Verbinden eines Leistungsmoduls 6 (einer zweiten elektrischen Vorrichtung) und eines DC-Links 2 (einer elektrische Verbindungsvorrichtung 2) verwendet, der eine Kondensatorbank umfasst, die innerhalb eines Gehäuses 4 angeordnet ist. Eine Sammelschiene, die einen oberen Anschluss 18', der ein positives Potenzial hat, und einen unteren Anschluss 18 umfasst, der ein negatives Potenzial hat, steht von der Vorderseite des Gehäuses 4 vor. Der obere Anschluss ist plattenförmig und ist mit einer rechteckigen Öffnung/einem rechteckigen Schlitz ausgestattet, durch den sich ein Anschluss 24 des Leistungsmoduls 6 erstreckt. Ein Isolationsmaterial 20 trennt den Anschluss 24' des Leistungsmoduls 6 von dem oberen Anschluss 18' elektrisch.
  • Der Anschluss 24' ist an dem unteren Anschluss 18 der Sammelschiene des DC-Links 2 mittels eines leitfähigen Klebers, wie zum Beispiel eines leitfähigen, klebefähigen Silber-Epoxidharzes, befestigt. Demgemäß brauchen keine Löcher in die Anschlüsse 18, 18', 24' gebohrt zu werden. Auf diese Weise wird das Risiko einer Beschädigung der Isolationsschichten der Sammelschiene ausgeschlossen. Außerdem ist es möglich, den Montagevorgang zu automatisieren, der auf diese Weise dazu geeignet ist, in industriellen Prozessen der Automobilindustrie mit großen Stückzahlen eingesetzt zu werden.
  • 2B veranschaulicht eine transparente Nahansicht der in 2A gezeigten Verbindungsanordnung 1. Die Anschlüsse 24, 24', 24" des Leistungsmoduls sind mittels eines Klebers an den Anschlüssen 18, 18' der Sammelschiene befestigt. Das Leistungsmodul umfasst drei Anschlüsse 24, 24', 24", die jeweils mit einem planen Teil 34, 34', 34" und einer nicht-planen gekrümmten Struktur 36, 36', 36" ausgestattet sind. Die planen Teile 24, 24" der Anschlüsse 24, 24" des Leistungsmoduls sind an dem oberen Anschluss 18' der Sammelschiene befestigt, während der plane Teil 34' des Anschlusses 24' das Leistungsmoduls an dem unteren Anschluss 18 der Sammelschiene befestigt ist.
  • Es ist zu sehen, dass der plane Teil 34' des Anschlusses 24' des Leistungsmoduls von einem Isolationsring 20 umgeben ist. Demgemäß isoliert der Isolationsring 20 den Anschluss 24' des Leistungsmoduls und den oberen Anschluss 18' der Sammelschiene elektrisch.
  • Der obere Anschluss 18' der Sammelschiene ist mit einem ersten Schlitz 22 ausgestattet, der dazu angeordnet und konfiguriert ist, den planen Teil 34 eines ersten Anschlusses 24 des Leistungsmoduls aufzunehmen. In gleicherweise ist der obere Anschluss 18' der Sammelschiene mit einem zweiten Schlitz 22' ausgestattet, der dazu angeordnet und konfiguriert ist, den planen Teil 34' des zweiten Anschlusses 24' des Leistungsmoduls und den den planen Teil 34' umgebenden Isolationsring 20 aufzunehmen. Der obere Anschluss 18' der Sammelschiene umfasst ferner einen dritten Schlitz 22", der dazu angeordnet und konfiguriert ist, den planen Teil 34" eines dritten Anschlusses 24" des Leistungsmoduls aufzunehmen.
  • Die planen Teile 34, 34', 34' der Anschlüsse 24, 24', 24" sind mittels eines Klebers an den Anschlüssen 18, 18' der Sammelschiene befestigt. Ein Kleber kann an einer der beiden zu verbindenden Oberflächen 34, 34', 34", 18, 18' vorgesehen sein. Nachdem die planen Teile 34, 34', 34' der Anschlüsse 24, 24', 24" in die Schlitze 22', 22" eingeführt wurden, kann der Kleber (zum Beispiel ein leitfähiges Epoxidharz) innerhalb von 24 Stunden bei Raumtemperatur (ungefähr 22°C) aushärten. Ein schnellerer Aushärtvorgang kann erreicht werden, indem eine höhere Aushärttemperatur (z.B. 15 Minuten bei 65°C oder ungefähr 7 Minuten bei 125°C, z.B. unter der Verwendung einer Heißpresse) angewendet wird.
  • 3A veranschaulicht eine schematische Vorderansicht eines Teils eines Gehäuses 4 eines DC-Links, der dem in 2A Dargestellten entspricht. Die Anschlüsse 18, 18' einer Sammelschiene stehen von dem Gehäuse 4 vor. Der untere Anschluss 18 der Sammelschiene ist mit einem einzigen Schlitz 22' ausgestattet, der dazu konfiguriert ist, einen Anschluss 24' (siehe 3B) eines Leistungsmoduls aufzunehmen. Der obere Anschluss 18' der Sammelschiene ist mit zwei Schlitzen 22, 22" ausgestattet, die auf jeder Seite des einzelnen Schlitzes 22' des unteren Anschlusses 18 der Sammelschiene angeordnet sind. Diese zwei Schlitze 22, 22" sind dazu konfiguriert, zwei entsprechende Anschlüsse 24, 24" (siehe 3B) des Leistungsmoduls aufzunehmen.
  • Ein Isolationsring 20, der dem in 2A und 2B Gezeigten entspricht, ist dazu angeordnet, den unteren Anschluss 18 und der oberen Anschluss 18' der Sammelschiene voneinander zu trennen. Zusätzliche Isolationsstrukturen 20', 20", 20"', 20"" sind an der freien Oberfläche des oberen Anschlusses 18' und des unteren Anschlusses 18' der Sammelschiene und zwischen dem oberen Anschluss 18' und dem unteren Anschluss 18' der Sammelschiene vorgesehen. Die Schlitze 22, 22', 22" sind auf der gleichen Höhe vorgesehen und liegen auf diese Weise auf einer Geraden.
  • 3B veranschaulicht eine schematische Vorderansicht der Anschlüsse 18, 18' der in 3A dargestellten Sammelschiene in einer Konfiguration, in der die Anschlüsse 18, 18' der Sammelschiene in den Anschlüssen 24, 24', 24" eines Leistungsmoduls aufgenommen (und auf diese Weise elektrisch mit ihnen verbunden) sind. Es ist zu sehen, dass alle drei Anschlüsse 24, 24', 24" entlang einer waagrechten Geraden angeordnet sind.
  • 3C veranschaulicht einen Verfahrensschritt, bei dem drei Anschlüsse 24, 24', 24" eines ersten Leistungsmoduls 6 mit entsprechenden Anschlüssen einer Sammelschiene 26 elektrisch verbunden werden. Die Sammelschiene 26 ist mit drei Schlitzen 22, 22', 22" ausgestattet, die dazu konfiguriert und angeordnet sind, die distalen planen Teile der drei Anschlüsse 24, 24', 24" eines ersten Leistungsmoduls 6 aufzunehmen. Die Schlitze 22, 22', 22" sind dazu konfiguriert, die Anschlüsse 24, 24', 24" aufzunehmen, wenn das Leistungsmodul 6 in einer Richtung senkrecht zur Längsachse Y der Sammelschiene 26 zur Sammelschiene 26 hinbewegt wird.
  • Die Anschlüsse 24, 24', 24" können mittels eines Klebers, der auf den Anschlüssen 24, 24', 24" und/oder innerhalb der Schlitze 22, 22', 22" der Sammelschiene 26 vorgesehen wird, bevor die Anschlüsse 24, 24', 24" in die Schlitze 22, 22', 22" der Sammelschiene 26 eingeführt werden, an den Anschlüssen der Sammelschiene 26 befestigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Kleber eine oder mehrere elektrisch leitfähige Komponenten (z.B. leitfähige Partikel, wie zum Beispiel Silberpartikel). In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kleber ein leitfähiges klebefähiges Silber-Epoxidharz.
  • 4A veranschaulicht eine Nahansicht des in 3C gezeigten Verfahrensschrittes. Es ist zu sehen, dass der erste Anschluss 24 des Leistungsmoduls 6 in einen ersten Schlitz 22 der Sammelschiene eingeführt wird, dass der zweite Anschluss 24' das Leistungsmoduls 6 in einen zweiten Schlitz 22' der Sammelschiene 26 eingeführt wird und dass der dritte Anschluss 24" des Leistungsmoduls 6 in einen dritten Schlitz 22" der Sammelschiene 26 eingeführt wird.
  • 4B veranschaulicht, wie das Leistungsmodul 6 und das Gehäuse 4 des in 4A gezeigt DC-Links 2 aneinander befestigt sind.
  • 5A veranschaulicht eine Verbindungsanordnung 1, bei der ein erstes Leistungsmodul 6 mit einer Sammelschiene 26 elektrisch verbunden ist. Die Anschlüsse des Leistungsmoduls 6 sind mittels eines (nicht gezeigten) Klebers an entsprechenden Anschlüssen der Sammelschiene 26 befestigt. Die Sammelschiene 26 steht von dem Gehäuse 4 eines DC-Links 2 vor.
  • Um den Aushärtungsvorgang zu beschleunigen, wird eine Heizvorrichtung 28, die einen unteren Teil 30 und einen oberen Teil 30' umfasst, angewendet. Der obere Teil 30' der Heizvorrichtung 28 wird mit dem oberen Teil der Sammelschiene 26 in Kontakt gebracht, während der untere Teil 30 der Heizvorrichtung 28 mit dem unteren Teil der Sammelschiene 26 in Kontakt gebracht wird. Demgemäß ist die Heizungsvorrichtung 28 dazu angeordnet, die Sammelschiene 26 von oben und von unten zu wärmen.
  • Die Heizungsvorrichtung 28 erwärmt die Sammelschiene 26 vorzugsweise und beaufschlagt die Sammelschiene 26 gleichzeitig mit einer Druckkraft, um den Wärmetransfer von der Heizungsvorrichtung 28 zur Sammelschiene 26 und auf diese Weise den auszuhärtenden Kleber zu optimieren. Deshalb ist es möglich, eine kurze Aushärtezeit, wie zum Beispiel 7 Minuten, zu erreichen, wenn die Heizvorrichtung auf 125°C erwärmt ist. Die Temperatur des Aushärtvorgangs muss gemäß der maximal zulässigen Temperatur ausgewählt und optimiert werden, der das Isolationsmaterial, das Gehäuse, die Kondensatoren und andere Elemente, die an derselben Sammelschienenanordnung befestigt sind, ausgesetzt werden können.
  • 5B veranschaulicht die in 5A gezeigte Verbindungsanordnung 1 in einer Konfiguration, in der drei Leistungsmodule 6, 6', 6" mittels eines Klebers elektrisch mit der Sammelschiene 26 verbunden sind. Die Sammelschiene 26 entspricht der in 5A Gezeigten und umfasst ein Gehäuse 4, von dem die Sammelschiene 26 vorsteht. Die Anschlüsse der Leistungsmodule 6, 6', 6" sind an entsprechenden Anschlüssen der Sammelschiene 26 in derselben Weise wie anhand von 5A erläutert befestigt.
  • 5C veranschaulicht eine Seitenansicht der in 5B gezeigten Verbindungsanordnung 1. Es ist zu sehen, dass das Leistungsmodul 6" mit dem Gehäuse 4 eines DC-Links mittels eines Anschlusses 24" elektrisch verbunden ist, der an einem Anschluss befestigt wurde, der in dem oberen Anschluss 18' der Sammelschiene 26 des DC-Links 2 vorgesehen ist. Der obere Anschluss 18' ist gegen den unteren Anschluss 18 mittels einer Isolationsschicht 20"" elektrisch isoliert. Außerdem sind der obere Anschluss 18' und der untere Anschluss 18 durch Isolationsschichten 20" bzw. 20'" abgedeckt.
  • 6A veranschaulicht eine Verbindungsanordnung 1, bei der die Anschlüsse eines Leistungsmoduls 6 mit entsprechenden Anschlüssen einer Sammelschiene 26 eines DC-Links 2 elektrisch verbunden sind. Die Sammelschiene 26 steht von dem Gehäuse 4 des DC-Links 2 vor und ist mit Anschlüssen ausgestattet, die dazu konfiguriert sind, mit entsprechenden Anschlüssen (siehe 6B und 6C) des Leistungsmoduls 6 elektrisch verbunden zu werden.
  • 6B veranschaulicht einen Nahansicht von drei Anschlüssen 24, 24', 24" eines Leistungsmoduls, die mit Anschlüssen 18, 18' einer Sammelschiene 26 elektrisch verbunden werden. Die Anschlüsse 24, 24', 24" eines Leistungsmoduls sind mittels eines Klebers an den Anschlüssen 18, 18' befestigt. Eine Isolationsschicht 20"" isoliert den oberen Anschluss 18' gegen den unteren Anschluss 18 der Sammelschiene 26 des Gehäuses 4 des DC-Links 2 elektrisch.
  • 6C veranschaulicht eine Vorderansicht der drei Anschlüsse 24, 24', 24" eines mit den Anschlüssen 18, 18* der in 6B dargestellten Sammelschiene verbundenen Leistungsmoduls. Es ist zu sehen, dass der zweite Anschluss 24' auf einer ersten Höhe Hi angeordnet ist und dass der erste Anschluss 24 und der dritte Anschluss 24" auf einer zweiten Höhe H2 angeordnet sind. Eine Isolationsschicht 20"" ist zwischen dem oberen Anschluss 18' und dem unteren Anschluss 18 angeordnet. Eine obere Isolationsschicht 20" bedeckt den oberen Anschluss 18', und eine untere Isolationsschicht 20"' bedeckt den unteren Anschluss 18 der Sammelschiene. 7A veranschaulicht eine Verbindungsanordnung 1, bei der drei Anschlüsse 24, 24', 24" mittels eines Klebers an der oberen Seite einer Sammelschiene 26 befestigt sind.
  • Der erste Anschluss 24 umfasst einen nicht-planen Teil 36 und einen planen Teil 34, der eine Längsachse X hat, wobei der plane Teil 34 dazu konfiguriert ist, an dem oberen Anschluss 18' der Sammelschiene 26 befestigt zu werden.
  • Der dritte Anschluss 24" umfasst einen nicht-planen Teil 36" und einen planen Teil 34", die eine Längsachse X" haben, wobei der plane Teil 34" dazu konfiguriert ist, an dem oberen Anschluss 18' der Sammelschiene 26 befestigt zu werden.
    Der zweite Anschluss 24' umfasst einen nicht-planen Teil 36' und einen planen Teil 34', die eine Längsachse X' haben, und der plane Teil 34' ist dazu konfiguriert, an dem Teil des unteren Anschlusses 18 der Sammelschiene 26 befestigt zu werden, der zwischen den Teilen der oberen Anschlüsse 18' angeordnet ist. Bevor die Anschlüsse 24, 24', 24" an der Sammelschiene 26 befestigt werden, wird Kleber (z.B. ein leitfähiges klebefähiges Silber-Epoxidharz) an der unteren Seite der Anschlüsse 24, 24', 24" und/oder an den Teilen der Anschlüsse 18, 18" vorgesehen, an denen die Anschlüsse 24, 24', 24" für eine Befestigung konfiguriert sind. Ein Isolationsring 20 umgibt der unteren Anschluss 18 der Sammelschiene 26 und isoliert sie dadurch gegen den oberen Anschluss 18' der Sammelschiene 26 elektrisch.
  • 7B veranschaulicht die in 7A gezeigte Verbindungsanordnung 1 in einer Konfiguration, in der die drei Anschlüsse 24, 24', 24" auf die obere Seite der Sammelschiene 26 geklebt wurden. Demgemäß wurde eine elektrische Verbindung zwischen den planen Teilen 34, 34', 34" der Anschlüsse 24, 24', 24" und den entsprechenden Anschlüssen 18, 18' der Sammelschiene 26 hergestellt. Der Isolationsring 20 isoliert den oberen Anschluss 18' elektrisch gegen den unteren Anschluss 18 der Sammelschiene 26. Die nicht-planen Teile 36, 36', 36" der drei Anschlüsse 24, 24', 24" erstrecken sich in der Erstreckung der planen Teile 34, 34', 34" und stehen von der Sammelschiene 26 vor.
  • 8A veranschaulicht eine Verbindungsanordnung 1, bei der drei Anschlüsse 24, 24', 24" mittels eines Klebers 32 an der unteren Seite einer Sammelschiene 26 befestigt sind. Es ist zu sehen, dass die obere Seite der planen Teile 34, 34', 34" der Anschlüsse 24, 24', 24" mit Kleber 32 versehen sind. Auf der anderen Seite sind die nicht-planen Teile 36, 36', 36" der drei Anschlüsse 24, 24', 24" nicht mit Kleber versehen.
  • Die Sammelschiene 26 umfasst zwei obere Anschlüsse 18' und einen unteren Anschluss 18. Der obere Anschluss 18' umfasst zwei Teile, die sich durch die gesamte Dicke der Sammelschiene 26 erstrecken. Demgemäß ist die untere Seite der Sammelschiene 26 dazu konfiguriert, die planen Teile 34, 34', 34" der Anschlüsse 24, 24', 24" aufzunehmen und dadurch die planen Teile 34, 34', 34" der Anschlüsse 24, 24', 24" sowohl mit den oberen Anschlüssen 18' als auch dem unteren Anschluss 18 elektrisch zu verbinden. Eine Isolationsstruktur 20 umgibt die Teile der oberen Anschlüsse 18', die neben dem mittigen Teil des unteren Anschlusses 18 angeordnet sind.
  • 8B veranschaulicht die Sammelschiene 26, die in 8A dargestellt ist, in einer Konfiguration, in der sie auf den Kopf gestellt wurde. Es ist zu sehen, dass die Isolationsstruktur 20 die oberen Anschlüsse 18' umgibt und dadurch den unteren Anschluss 18 gegen die oberen Anschlüsse 18' elektrisch isoliert. Die Sammelschiene 26 steht von dem Gehäuse 4 des DC-Links vor.
  • 8C veranschaulicht die in 8A gezeigte Verbindungsanordnung 1 in einer Konfiguration, in der die drei Anschlüsse 24, 24', 24" auf die Unterseite der Sammelschiene 26 geklebt wurden. Die Anschlüsse 24, 24', 24" umfassen eine nicht-plane gekrümmte Struktur, die von der Sammelschiene 26 vorsteht, und einen planen Teil, der auf den entsprechenden Anschluss 18, 18' der Sammelschiene 26 geklebt wurde. Es ist zu sehen, dass die Isolationsstrukturen 20 die Anschlüsse 18, 18' der Sammelschiene 26 elektrisch voneinander trennen.
  • 9A veranschaulicht eine Verbindungsanordnung 1, bei der ein erstes Leistungsmodul 6 und ein zweites Leistungsmodul 6' mit einer Sammelschiene 26 eines Gehäuses 4 eines DC-Links elektrisch verbunden wurden. 9B veranschaulicht die in 9A dargestellte Sammelschiene in einer Konfiguration, in der keine Leistungsmodule elektrisch mit der Sammelschiene 26 verbunden wurden. Die Sammelschiene 26 steht von der Vorderseite des Gehäuses 4 des DC- Links vor. Drei Kontaktflächen 25, 25', 25" sind auf der oberen Oberfläche des oberen Anschlusses 18' der Sammelschiene 26 vorgesehen. Diese Kontaktflächen 25, 25', 25" können vorzugsweise plan sein und aus Metall, wie zum Beispiel Kupfer, bestehen, sodass sie einen guten elektrischen Kontakt herstellen, wenn die entsprechenden Anschlüsse 24, 24', 24" der Leistungsmodule elektrisch mit ihnen verbunden werden.
  • 9C veranschaulicht eine schematische Vorderansicht der Anschlüsse des ersten Leistungsmoduls 6, das an der in 9A dargestellten Sammelschiene 26 befestigt ist, und 9D veranschaulicht eine schematische Vorderansicht von Anschlüssen des zweiten Leistungsmoduls 6', das an der in 9A dargestellten Sammelschiene 26 befestigt ist.
  • 9C veranschaulicht, dass ein Anschluss 24' des ersten Leistungsmoduls 6 auf die obere Oberfläche des unteren Anschlusses 18 der Sammelschiene geklebt ist und dass die verbleibenden zwei Anschlüsse 24, 24" des ersten Leistungsmoduls 6 auf die Kontaktflächen 25, 25" (siehe 9B) der oberen Oberfläche des oberen Anschlusses 18' der Sammelschiene geklebt sind. Eine Isolationsschicht 20 ist zwischen dem oberen Anschluss 18' und dem unteren Anschluss 18 der Sammelschiene angeordnet, weil diese Anschlüsse 18, 18' unterschiedliche elektrische Potenziale haben. Die Isolationsschicht 20 kann bis zu dem Leistungsmodul-Gehäuse geführt werden, um die Abstands- und Kriech-Anforderungen (die durch die entsprechenden Normen festgelegt sind) gemäß der Nennspannung, der Materialqualität und spezifischen Umgebungsbedingungen der Anwendung zu erfüllen.
  • 9D veranschaulicht, dass ein erster Anschluss 24' des zweiten Leistungsmoduls 6' auf die Kontaktfläche 25' (siehe 9B) der oberen Oberfläche des unteren Anschlusses 18 der Sammelschiene geklebt ist und dass ein weiterer Anschluss 24 des zweiten Leistungsmoduls 6' auf die obere Oberfläche des oberen Anschlusses 18' der Sammelschiene geklebt ist. Eine Isolationsschicht 20 ist zwischen dem oberen Anschluss 18' und dem unteren Anschluss 18 der Sammelschiene angeordnet. Die Isolationsschicht 20 kann bis zu dem Leistungsmodul-Gehäuse geführt werden, um die Abstands- und Kriech-Anforderungen (die durch die entsprechenden Normen festgelegt sind) gemäß der Nennspannung, der Materialqualität und spezifischen Umgebungsbedingungen der Anwendung zu erfüllen. Keine zusätzlichen Isolationsstrukturen sind in dieser Lösung nötig, in der die Anschlüsse 18, 18' der Sammelschiene 26 zwischen den Anschlüssen 24, 24', 24" der Leistungsmodule 6, 6' sandwichartig angeordnet sind.
  • Die Kontaktflächen 25, 25', 25" des oberen Anschlusses 18' und des (nicht gezeigten) unteren Anschlusses 18 können vorzugsweise mit einem elektrisch leitfähigen Kleber, wie zum Beispiel einem leitfähigen klebefähigen Silber-Epoxidharz, vorbeschichtet werden, bevor die planen Teile der Anschlüsse 24, 24', 24" der Leistungsmodule 6, 6' mit den Kontaktflächen 25, 25', 25" des oberen Anschlusses 18' und des unteren Anschlusses 18 in Kontakt gebracht werden. Wenn die planen Teile der Anschlüsse 24, 24', 24" der Leistungsmodule 6, 6' mit den Kontaktflächen 25, 25', 25" des oberen Anschlusses 18' und des unteren Anschlusses 18 in Kontakt gebracht werden, kann der Kleber bei Raumtemperatur (ungefähr 22°C) innerhalb von 24 Stunden oder schneller (durch Anwendung einer höheren Aushärtetemperatur, wie zum Beispiel 15 Minuten 0 bei 65°C oder ungefähr 7 Minuten bei 125°C (z.B. durch die Verwendung einer Heißpresse, wie anhand von 2B erläutert) ausgehärtet werden. Die Temperatur des Aushärtvorgangs muss gemäß der maximal zulässigen Temperatur ausgewählt und optimiert werden, der das Isolationsmaterial, das Gehäuse, die Kondensatoren und andere Elemente, die an derselben Sammelschienenanordnung befestigt sind, ausgesetzt werden können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektrische Verbindungsanordnung
    2
    Erste elektrische Vorrichtung (DC-Link)
    4
    Gehäuse
    6, 6', 6"
    Zweite elektrische Vorrichtung (Leistungsmodul)
    8, 8', 8"
    Anschluss der Sammelschiene
    10, 10'
    Schraube
    12
    Bohrung
    13
    Bohrung
    14
    Anschluss (des Leistungsmoduls)
    16
    Mutter
    18, 18'
    Anschluss (der Sammelschiene)
    20, 20', 20", 20"', 20""
    Elektrische Isolationsstruktur
    22, 22', 22"
    Schlitz
    24, 24', 24"
    Anschluss (des Leistungsmoduls)
    25, 25', 25"
    Kontaktfläche
    26
    Sammelschiene
    28
    Heizungsvorrichtung
    30
    unterer Teil
    30'
    oberer Teil
    32
    Kleber
    34, 34', 34"
    planer Teil
    36, 36', 36"
    nicht-plane gekrümmte Struktur
    38
    dicker Teil
    101
    elektrische Anordnung des Standes der Technik
    Hi, H2
    Höhe
    X, X', X", Y
    Längsachsen

Claims (15)

  1. Elektrische Verbindungsanordnung (1), die zwischen einem ersten Satz von Anschlüssen (18, 18') einer ersten elektrischen Vorrichtung (2) und einem zweiten Satz von Anschlüssen (24, 24', 24") einer zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") eine elektrische Verbindung herstellt, wobei die erste elektrische Vorrichtung (2) elektrische Komponenten umfasst, die dazu konfiguriert sind, mit der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") Strom auszutauschen, wobei der erste Satz von Anschlüssen (18, 18') mittels eines Klebers (32) an dem zweiten Satz von Anschlüssen (24, 24', 24") befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (18, 18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) eine Sammelschiene (26) darstellen und die zweite elektrische Vorrichtung (6, 6', 6") ein Leistungsmodul ist.
  2. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrische Vorrichtung (2) ein DC-Link ist.
  3. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kleber (32) eine oder mehrere elektrisch leitfähige Komponenten und ein leitfähiges Epoxidharz umfasst.
  4. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder die mehreren elektrisch leitfähigen Komponenten leitfähige Partikel, vorzugsweise aus Silber, umfassen.
  5. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Anschlüssen (18, 18') mit Schlitzen (22, 22', 22") versehen ist, die dazu konfiguriert sind, die Anschlüsse (24, 24', 24") der zweiten Vorrichtung (6, 6', 6") aufzunehmen.
  6. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitze (22, 22', 22") auf einer Geraden angeordnet sind.
  7. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze (22, 22', 22") parallel zueinander erstrecken, wobei ein erster Schlitz (22) auf einer ersten Höhe (H1) angeordnet ist und ein zweiter Schlitz (22') auf einer zweiten, anderen Höhe (H2) angeordnet ist.
  8. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss (24, 24', 24") der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") einen planen Teil (34, 34', 34") umfasst, wobei die planen Teile (34, 34', 34") in einer planen Konfiguration angeordnet sind.
  9. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anschluss (24, 24', 24") der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") einen planen Teil (34, 34', 34") umfasst, wobei die planen Teile (34, 34', 34") an einer entsprechenden planen Struktur oben am ersten Satz von Anschlüssen (18, 18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) und/oder unten an dem ersten Satz von Anschlüssen (18, 18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) befestigt sind.
  10. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Isolationsstruktur (20, 20', 20", 20"', 20"") mindestens einen Teil der Anschlüsse (18, 18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) und/oder der Anschlüsse (24, 24', 24") der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") abdeckt.
  11. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur (20) zwischen einem ersten Anschluss (18) der ersten elektrischen Vorrichtung (2) und einem zweiten Anschluss (18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) sandwichartig angeordnet ist.
  12. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsstruktur (20) als ein einstückiger Körper ausgebildet ist, der einen distalen Teil eines Anschlusses (24, 24', 24") der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") umgibt.
  13. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (24, 24', 24") der zweiten elektrischen Vorrichtung (6, 6', 6") einen planen distalen Teil (34, 34', 34") und eine proximale nicht-plane gekrümmte Struktur (36, 36', 36") umfassen.
  14. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Anschluss (18) und ein zweiter Anschluss (18') der ersten elektrischen Vorrichtung (2) übereinander angeordnet sind, wobei jeder Anschluss (18, 18') eine untere Oberfläche und eine obere Oberfläche aufweist, wobei die obere Oberfläche des ersten Anschlusses (18) an die untere Oberfläche des zweiten Anschlusses (18') anstößt, wobei der erste Anschluss (18) einen dicken Teil (38) umfasst, der sich von dem unteren Teil des ersten Anschlusses in mindestens einem Teil des zweiten Anschlusses (18') vorzugsweise zu der oberen Oberfläche des zweiten Anschlusses (18') erstreckt.
  15. Elektrische Verbindungsanordnung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Klebers (32) weniger als 0,1 mm, vorzugsweise in dem Bereich von größer 0,0 mm bis kleiner gleich 0,05 mm, beträgt.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4406418C1 (de) 1994-02-28 1995-07-13 Bosch Gmbh Robert Anisotrop elektrisch leitender Kleber
DE102008045650A1 (de) 2008-09-02 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Stromschiene und Stromschienensystem in Flachprofil-Ausführung mit mehreren Teilleiterschienen mit Ausnehmung an der Schmalseite zum Einrasten von Kontaktfederelementen
DE102013200526A1 (de) 2013-01-16 2014-07-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102016215982A1 (de) 2016-08-25 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul, Verfahren zur Herstellung und Leistungselektronikschaltung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4406418C1 (de) 1994-02-28 1995-07-13 Bosch Gmbh Robert Anisotrop elektrisch leitender Kleber
DE102008045650A1 (de) 2008-09-02 2010-03-04 Siemens Aktiengesellschaft Stromschiene und Stromschienensystem in Flachprofil-Ausführung mit mehreren Teilleiterschienen mit Ausnehmung an der Schmalseite zum Einrasten von Kontaktfederelementen
DE102013200526A1 (de) 2013-01-16 2014-07-17 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
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