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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft Komponenten von Leistungselektroniksystemen für Kraftfahrzeuge.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Elektrifizierte Fahrzeuge wie batterieelektrische Fahrzeuge (battery-electric vehicle - BEV), milde Hybridfahrzeuge (mild hybrid-electric vehicle - MHEV) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) umfassen in der Regel Energiespeichervorrichtungen wie Hochspannungs(high voltage - HV)-Batteriesysteme. Diese Systeme beinhalten Komponenten, die die Übertragung von elektrischer Energie ermöglichen und das Temperaturmanagement unterstützen.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Leistungsmodulbaugruppe beinhaltet Leistungsmodule. Die Leistungsmodule weisen jeweils eine Leistungskarte mit einem Substrat, Signalstiften und Leistungsanschlüssen sowie ein an der Leistungskarte überspritztes Gehäuse auf, um einen Durchgang, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, und einen kontinuierlichen ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Durchgang zu definieren. Die Module sind Ende an Ende angeordnet, um einen kontinuierlichen Fluidweg über die Durchgänge zu definieren. Die Leistungsmodulbaugruppe kann eine Endkappe aufweisen, die an mindestens einem der Leistungsmodule angeordnet ist und in Fluidverbindung mit dem kontinuierlichen Fluidweg steht. Der kontinuierliche Fluidweg kann einen Abschnitt eines U-förmigen Kanals bilden. Die Leistungsmodulbaugruppe kann ferner ein Paar Endverteiler umfassen, die an gegenüberliegenden Enden des kontinuierlichen Fluidwegs angeordnet sind und mit diesem in Fluidverbindung stehen. Jedes der Gehäuse kann ferner einen weiteren Durchgang definieren, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Durchgang erstreckt. Die Module können ferner Ende an Ende angeordnet sein, um einen kontinuierlichen Fluidweg über die weiteren Durchgänge zu definieren. Jedes der gegenüberliegenden Enden kann eine Mulde um eine Öffnung des Durchgangs definieren, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist. Einige der gegenüberliegenden Enden können Positionierungsmerkmale des Leistungsmoduls definieren. Die Leistungsmodule können miteinander verbunden sein.
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Ein Leistungsmodul beinhaltet eine Leistungskarte mit einem Substrat, einer Metallschaltanordnung darauf, Signalstiften und Leistungsanschlüssen. Das Leistungsmodul beinhaltet auch ein Gehäuse, das an der Leistungskarte überspritzt ist, um einen Kühlmitteldurchgang zu definieren, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, sodass das Gehäuse einen kontinuierlichen, ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Kühlmitteldurchgang bereitstellt. Das Gehäuse kann ferner einen anderen Kühlmitteldurchgang definieren, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Kühlmitteldurchgang erstreckt. Die gegenüberliegenden Enden können jeweils eine Mulde um eine Öffnung des Kühlmitteldurchgangs definieren, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist. Die gegenüberliegenden Enden können jeweils ein Positionierungsmerkmal definieren, das so konfiguriert ist, dass es mit einem anderen Leistungsmodul zusammenpasst.
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Eine Leistungsmodulbaugruppe beinhaltet Leistungsmodule. Die Leistungsmodule weisen jeweils eine Leistungskarte mit einem Substrat, einer Metallschaltungsanordnung darauf, Signalstiften und Leistungsanschlüssen sowie ein an der Leistungskarte überspritztes Gehäuse auf, um einen Kühlmitteldurchgang zu definieren, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, und um einen kontinuierlichen ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Kühlmitteldurchgang zu definieren. Die Leistungsmodule sind gestapelt, derart, dass sämtliche Kühlmitteldurchgänge parallel sind. Die Leistungsmodulbaugruppe kann ein Paar Endverteiler umfassen, die an entgegengesetzten Enden des kontinuierlichen Fluidwegs angeordnet sind und mit jedem der Kühlmitteldurchgänge in Fluidverbindung stehen. Die Leistungsmodule können mit den Endverteilern verbunden sein. Jedes der Gehäuse kann ferner einen weiteren Kühlmitteldurchgang definieren, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Kühlmitteldurchgang erstreckt. Jedes der gegenüberliegenden Enden kann eine Mulde um eine Öffnung des Kühlmitteldurchgangs definieren, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist. Die Leistungsmodule können miteinander verbunden sein.
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Figurenliste
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- 1A ist eine perspektivische Ansicht eines Leistungsmoduls mit Signalstiften und Leistungsanschlüssen auf gegenüberliegenden Seiten und einem einzelnen integrierten Kühlmittel durchgang.
- 1B ist eine Seitenansicht des Leistungsmoduls aus 1A im Querschnitt.
- 2A ist eine perspektivische Ansicht eines Leistungsmoduls mit den gleichen Signalstiften und Leistungsanschlüssen und zwei integrierten Kühlmitteldurchgängen.
- 2B ist eine Seitenansicht des Leistungsmoduls aus 2A im Querschnitt.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe mehrerer Leistungsmodule ähnlich derjenigen aus 1A und 1B.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe mehrerer Leistungsmodule ähnlich derjenigen aus 2A und 2B.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Baugruppe mehrerer Leistungsmodule ähnlich derjenigen aus 1A und 1B.
- 6 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Baugruppe mehrerer Leistungsmodule ähnlich derjenigen aus 2A und 2B.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Vorliegend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Allerdings sind die offenbarten Ausführungsformen nur beispielhaft, und andere Ausführungsformen können verschiedene und alternative Formen annehmen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind spezifische strukturelle und funktionelle Details, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, die den Durchschnittsfachmann hinsichtlich der unterschiedlichen Anwendungsweisen der vorliegenden Erfindung lehren soll. Wie ein Durchschnittsfachmann verstehen wird, können verschiedene Merkmale, die dargestellt und unter Bezugnahme auf beliebige der Figuren beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Allerdings können verschiedene Kombinationen und Modifikationen von Merkmalen in Übereinstimmung mit den Lehren dieser Offenbarung für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen wünschenswert sein.
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Ein Leistungsmodul oder ein Leistungselektronikmodul bietet eine physische Eingrenzung für mehrere Leistungskomponenten, üblicherweise Leistungshalbleitervorrichtungen. Diese Leistungshalbleiter (oder Chips) sind in der Regel auf ein Leistungselektroniksubstrat, das die Leistungshalbleiter trägt, gelötet oder gesintert und erforderlichenfalls einen elektrischen und Wärmekontakt und eine elektrische Isolierung bereitstellt. Verglichen mit diskreten Leistungshalbleitern in Kunststoffgehäusen bieten Leistungsgehäuse eine höhere Leistungsdichte und sind in vielen Fällen zuverlässiger.
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Bestimmte Leistungsmodule enthalten einen einzigen elektronischen Leistungsschalter (z. B. BJT, GTO, IGBT, JFET, MOSFET usw.) oder eine Diode. Andere Leistungsmodule enthalten mehrere Halbleiterchips, die miteinander verbunden sind, um eine elektrische Schaltung zu bilden. Darüber hinaus können auch andere Komponenten wie Keramikkondensatoren zur Minimierung der Überschreitung der Schaltspannung und NTC-Thermistoren zur Überwachung der Substrattemperatur enthalten sein.
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Beispiele für Topologien für Leistungsmodule sind Schalter (IGBT, MOSFET) mit antiparalleler Diode, Brückengleichrichter mit vier (einphasigen) oder sechs (dreiphasigen) Dioden, Halbbrücke (Umrichterzweig mit zwei Schaltern und deren entsprechenden antiparallelen Dioden) und H-Brücke (vier Schalter und ihre entsprechenden antiparallelen Dioden), Boost- oder Leistungsfaktorkorrektur (Schalter mit Hochfrequenz-Gleichrichterdioden), dreistufiger NPC (I-Typ) (mehrstufiger Umrichterzweig mit vier Schaltern und entsprechenden antiparallelen Dioden), dreistufiger MNPC (T-Typ) (Multilevel-Umrichterzweig mit vier Schaltern und entsprechenden antiparallelen Dioden), Dreiphasenumrichter (sechs Schalter und entsprechende antiparallele Dioden), Leistungsschnittstellenmodul (Eingangsgleichrichter, Leistungsfaktorkorrektur und Umrichterstufen) und integriertes Leistungsmodul (Eingangsgleichrichter, Leistungsfaktorkorrektur und Umrichterstufen mit ihren entsprechenden Gate-Ansteuerschaltungen).
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Leistungsmodule werden für Stromumwandlungsgeräte wie AC/DC-Stromversorgungen, eingebettete Motorantriebe, industrielle Motorantriebe und unterbrechungsfreie Stromversorgungen verwendet. Sie sind auch in Umrichtern für Produkte für erneuerbare Energien enthalten, darunter elektrifizierte Fahrzeuge, Solarkollektoren, Gezeitenkraftwerke und Windkraftanlagen.
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Hier beschäftigen wir uns mit Leistungsmodulen, die im Zusammenhang mit elektrifizierten Fahrzeugen eingesetzt werden. Bei bestimmten Leistungselektroniksystemen für Fahrzeuge - insbesondere bei Traktionsumrichtern, die unter der Motorhaube untergebracht sind - sind eine hohe Leistungsdichte und ein flacher Aufbau sehr erwünscht. Das Erreichen einiger dieser Ziele kann jedoch durch die typische Anordnung von gestapelten Leistungsmodulen auf einer Kühlplatte erschwert werden. Bei solchen Anordnungen befindet sich das Leistungsmodul auf oder unter einer Kaltplatte, um die Wärmeübertragung zwischen diesen zu erleichtern. Im Gegensatz dazu schlagen wir vor, das Leistungsmodul und den Kühlkörper in eine einzige modulare Komponente zu integrieren, um das Gesamtprofil der Komponenten zu reduzieren: Eine einzelne integrierte Komponente kann im Vergleich zu zwei gestapelten Komponenten ein flacheres Profil bieten. Umspritzungstechniken können beispielsweise verwendet werden, um Kühlmitteldurchgänge benachbart zu einer Leistungsmodulkarte zu erzeugen. Und Schnittstellen zwischen diesen modularen Komponenten können durch Dichtungen, O-Ringe, Klebstoffe, Schweißen usw. abgedichtet werden. Zusätzliche Schnittstellenmerkmale zur Förderung der Passgenauigkeit werden ebenfalls in Betracht gezogen.
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Mit Bezug auf die 1A und 1B umfasst ein Leistungsmodul 10 ein Substrat 12, eine Metallschaltungsanordnung 14 und dergleichen auf dem Substrat 12 und Signalstifte 16 und Leistungsanschlüsse 18, die von gegenüberliegenden Seiten des Substrats 12 vorspringen. Das Substrat 12, die Metallschaltungsanordnung 14, die Signalstifte 16 und die Leistungsanschlüsse 18 sind somit so angeordnet, dass sie eine Leistungskarte 20 bilden. Das Leistungsmodul 10 umfasst ferner ein Gehäuse 22 (z. B. Epoxidharz), das an der Leistungskarte 20 überspritzt ist und einen Kühlmitteldurchgang 24 definiert, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden 26, 28 des Leistungsmoduls 10 erstreckt. Hier ist eine Hauptfläche 30 des Kühlmitteldurchgangs 24 im Allgemeinen parallel zu einer Hauptfläche 32 der Leistungskarte 20. Diese Anordnung maximiert tendenziell die Wärmeübertragung von der Leistungskarte 20 zu dem Kühlmittel, das durch den Kühlmitteldurchgang 24 strömt. Da das Gehäuse 22, das den Kühlmitteldurchgang 24 definiert, zudem Material für einen kontinuierlichen und ununterbrochenen Weg zur Leistungskarte 20 bereitstellt, ist der Wärmeübertragungsweg im Vergleich zu Anordnungen, bei denen ein übliches Leistungsmodul an einer Kaltplatte gestapelt ist, verbessert.
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Das Leistungsmodul 10 kann in Gruppen angeordnet sein, um eine Leistungsmodulbaugruppe für einen Umrichter usw. zu bilden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse 22 in dem Beispiel der 1A und 1B Positionierungsmerkmale 34 an den Enden 26, 28 aufweisen, um das Verriegeln dieser modularen Leistungsmodule 10 zu unterstützen. Das Positionierungsmerkmal 34 am Ende 26 ist in diesem Beispiel ein ausgesparter Bereich. Das Positionierungsmerkmal 34 am Ende 28 ist ein komplementärer vorspringender Bereich (nicht gezeigt). Die Enden 26, 28 können auch Mulden 36 um Öffnungen des Kühlmitteldurchgangs 24 herum definieren, um O-Ringe und dergleichen aufzunehmen, um die Abdichtung zwischen den Leistungsmodulen 10 zu verbessern.
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Mit Bezug auf die 2A und 2B umfasst ein Leistungsmodul 110 ein Substrat 112, eine Metallschaltungsanordnung 114 und dergleichen auf dem Substrat 112 und Signalstifte 116 und Leistungsanschlüsse 118, die von derselben Seite des Substrats 112 vorspringen. (Gleich nummerierte Elemente in den Abbildungen können ähnliche Beschreibungen haben.) Das Substrat 112, die Metallschaltungsanordnung 114, die Signalstifte 116 und die Leistungsanschlüsse 118 sind somit so angeordnet, dass sie eine Leistungskarte 120 bilden. Das Leistungsmodul 110 umfasst ferner ein Gehäuse 122 (z.B. Epoxidharz), das an der Leistungskarte 120 überspritzt ist und Kühlmitteldurchgänge 124, 125 auf beiden Seiten davon definiert, die sich zwischen gegenüberliegenden Enden 126, 128 des Leistungsmoduls 110 erstrecken. Ähnlich dem Beispiel der 1A und 1B ist die Anordnung der Kühlmitteldurchgänge 124, 125 im Allgemeinen parallel zur Leistungskarte 120, um die Wärmeübertragung von der Leistungskarte 120 auf das Kühlmittel zu maximieren, das durch die Kühlmitteldurchgänge 124, 125 strömt.
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Das Leistungsmodul 110 kann in Gruppen angeordnet sein, um eine Leistungsmodulbaugruppe usw. zu bilden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse 122 Positionierungsmerkmale 134 an den Enden 126, 128 aufweisen, um das Verriegeln dieser modularen Leistungsmodule 110 zu unterstützen. Das Positionierungsmerkmal 134 am Ende 126 ist ein ausgesparter Bereich (nicht gezeigt). Und das Positionierungsmerkmal 134 am Ende 128 ist ein komplementärer vorspringender Bereich. Im Gegensatz zu dem Beispiel der 1A und 1B beinhaltet das Gehäuse 122 keine Mulden um die Öffnungen der Kühlmitteldurchgänge 124, 126.
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Mit Bezug auf 3 umfasst eine Leistungsmodulbaugruppe 238 drei Leistungsmodule 210 und Endverteiler 240. Jedes der Leistungsmodule 210 umfasst unter anderem Signalstifte 216, Leistungsanschlüsse 218 und ein Gehäuse 222. Die Leistungsmodule 210 sind in einer Reihe und Ende an Ende gestapelt, derart, dass ihre Kühlmitteldurchgänge (die dem Kühlmitteldurchgang 24 der 1A und 1B entsprechen) so ausgerichtet sind, dass sie einen kontinuierlichen Fluidweg zwischen den Endverteilern 240 bilden. In diesem Beispiel wird Klebstoff verwendet, um die Leistungsmodule 210 miteinander zu verbinden.
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Die Endverteiler 240 umfassen jeweils einen Einlass/Auslass 242 und einen Auslass/Einlass 244 (abhängig von der Kühlmittelfströmungsrichtung). Der Einlass/die Auslässe 242 können mit einem Kraftfahrzeugkühlmittelzufuhrsystem (nicht gezeigt) verbunden sein, derart, dass Kühlmittel zwischen den Endverteilern 240 und durch die Kühlmitteldurchgänge der Leistungsmodule 210 geleitet werden kann.
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Mit Bezug auf 4 umfasst eine Leistungsmodulbaugruppe 338 drei Leistungsmodule 310 und Endverteiler 340. Jedes der Leistungsmodule 310 umfasst unter anderem Signalstifte 316, Leistungsanschlüsse 318 und ein Gehäuse 322. Die Leistungsmodule 310 sind in zwei Dreierreihen und Ende an Ende gestapelt, so dass ihre Kühlmitteldurchgänge (die den Kühlmitteldurchgängen 124, 125 der 2A und 2B entsprechen) so ausgerichtet sind, dass sie kontinuierliche Fluidwege zwischen den Endverteilern 340 bilden. In diesem Beispiel sind die Endverteiler 340 so angeordnet, dass sie auf die Leistungsmodule 310 eine Klemmkraft ausüben.
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Die Endverteiler 340 umfassen jeweils einen Einlass/Auslass 342 und einen Auslass/Einlässe 344. Der Einlass/die Auslässe 342 können mit einem Kraftfahrzeugkühlmittelzufuhrsystem (nicht gezeigt) verbunden sein, derart, dass Kühlmittel zwischen den Endverteilern 340 und durch die Kühlmitteldurchgänge der Leistungsmodule 310 geleitet werden kann.
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Mit Bezug auf 5 umfasst eine Leistungsmodulbaugruppe 438 drei Leistungsmodule 410 und Endverteiler 440. Jedes der Leistungsmodule 410 umfasst unter anderem Signalstifte 416, Leistungsanschlüsse 418 und ein Gehäuse 422. Die Leistungsmodule 410 sind aufeinander gestapelt, derart, dass ihre Kühlmitteldurchgänge (die den Kühlmitteldurchgängen 24 der 1A und 1B entsprechen) so ausgerichtet sind, dass sie zwischen den Endverteilern 440 parallel zueinander sind. In diesem Beispiel sind die Endverteiler 440 so angeordnet, dass sie auf die Leistungsmodule 410 eine Klemmkraft ausüben, und es wird Klebstoff verwendet, um das Gehäuse 422 zusammen zu verbinden.
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Die Endverteiler 440 umfassen jeweils einen Einlass/Auslass 442 und einen Auslass/Einlässe 444. Der Einlass/die Auslässe 442 können mit einem Kraftfahrzeugkühlmittelzufuhrsystem (nicht gezeigt) verbunden sein, derart, dass Kühlmittel zwischen den Endverteilern 440 und durch die Kühlmitteldurchgänge der Leistungsmodule 410 geleitet werden kann.
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Mit Bezug auf 6 umfasst eine Leistungsmodulbaugruppe 538 sechs Leistungsmodule 510, einen Endverteiler 546 und eine Rückführkappe 548. Der Endverteiler 546 umfasst hier jeweils Einlässe/Auslässe 550 und Auslässe/Einlässe 552. Die Rückführkappe 548 beinhaltet einen Durchgang 554.
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Jedes der Leistungsmodule 510 umfasst unter anderem Signalstifte 516, Leistungsanschlüsse 518 und ein Gehäuse 522. Die Leistungsmodule 510 sind in zwei einzelnen Reihen und Ende an Ende gestapelt, derart, dass ihre Kühlmitteldurchgänge (die dem Kühlmitteldurchgang 24 der 1A und 1B entsprechen) so ausgerichtet sind, dass sie einen mit dem Durchgang 554 kontinuierlichen U-förmigen Fluidweg zwischen dem Einlass/den Auslässen 550 bilden.
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Der Einlass/die Auslässe 550 können mit einem Kraftfahrzeugkühlmittelzufuhrsystem (nicht gezeigt) verbunden sein, derart, dass Kühlmittel dazwischen und durch den U-förmigen Fluidweg strömen kann, den die Leistungsmodule 510 und die Rückführkappe 548 definieren.
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Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind beschreibende und nicht einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung und der Ansprüche abzuweichen. Einige Anordnungen können zum Beispiel unterschiedliche Modul-an-Modul-Positionierungsmerkmale, wie zum Beispiel Passstifte und Bohrungen usw., beinhalten, während anderen diese fehlen können. Kühlmitteldurchgänge müssen nicht rechteckig sein. Sie können stattdessen zylindrisch oder S-förmig sein, wenn es die Kühlanforderungen vorschreiben. Die 1A und 1B zeigen einen einzelnen Kühlmitteldurchgang 24. Es können auch zwei oder mehr - auf derselben oder gegenüberliegenden Seite der Leistungskarte 20 - verwendet werden. Und obwohl die 2A und 2B zwei Kühlmitteldurchgänge 124, 125 zeigen, kann ein einzelner Kühlmitteldurchgang ausreichen. Gruppen von drei und sechs Leistungsmodulen wurden in verschiedenen Konfigurationen dargestellt. Es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Leistungsmodulen wie gewünscht miteinander gruppiert werden. Weitere Anordnungen sind ebenfalls vorgesehen.
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Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen zu weiteren Ausführungsformen kombiniert werden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt wurden. Obwohl verschiedene Ausführungsformen als im Hinblick auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften Vorteile bereitstellend oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik bevorzugt hätten beschrieben werden können, wird ein Fachmann erkennen, dass in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften Kompromisse eingegangen werden können, um gewünschte Attribute des Systems insgesamt zu erzielen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängig sind. Zu diesen Attributen gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Kosten über die Lebensdauer hinweg, Marktgängigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Stands der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungsmodulbaugruppe bereitgestellt, aufweisend Leistungsmodule, die jeweils eine Leistungskarte mit einem Substrat, Signalstiften und Leistungsanschlüssen sowie ein an der Leistungskarte überspritztes Gehäuse aufweisen, um einen Durchgang, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, und einen kontinuierlichen ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Durchgang zu definieren, wobei die Module Ende an Ende angeordnet sind, um einen kontinuierlichen Fluidweg über die Durchgänge zu definieren.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Endkappe gekennzeichnet, die an mindestens einem der Leistungsmodule angeordnet ist und in Fluidverbindung mit dem kontinuierlichen Fluidweg steht.
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Gemäß einer Ausführungsform bildet der kontinuierliche Fluidweg einen Abschnitt eines U-förmigen Kanals.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Paar Endverteiler gekennzeichnet, die an gegenüberliegenden Enden des kontinuierlichen Fluidwegs angeordnet sind und mit diesem in Fluidverbindung stehen.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert jedes der Gehäuse ferner einen weiteren Durchgang, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Durchgang erstreckt, und wobei die Module ferner Ende an Ende angeordnet sind, um einen weiteren kontinuierlichen Fluidweg über die weiteren Durchgänge zu definieren.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert jedes der gegenüberliegenden Enden eine Mulde um eine Öffnung des Durchgangs, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform definieren einige der gegenüberliegenden Enden Positionierungsmerkmale des Leistungsmoduls.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Leistungsmodule miteinander verbunden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungsmodul bereitgestellt, aufweisend eine Leistungskarte mit einem Substrat, Metallschaltungsanordnungen darauf, Signal stiften und Leistungsanschlüssen sowie ein an der Leistungskarte überspritztes Gehäuse auf, um einen Kühlmitteldurchgang zu definieren, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, derart, dass das Gehäuse einen kontinuierlichen ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Kühlmitteldurchgang bereitstellt.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert das Gehäuse ferner einen weiteren Kühlmitteldurchgang, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Kühlmitteldurchgang erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert jedes der gegenüberliegenden Enden eine Mulde um eine Öffnung des Kühlmitteldurchgangs, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform definieren die gegenüberliegenden Enden jeweils ein Positionierungsmerkmal, das so konfiguriert ist, dass es mit einem anderen Leistungsmodul zusammenpasst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Leistungsmodulbaugruppe bereitgestellt, aufweisend Leistungsmodule, die jeweils eine Leistungskarte mit einem Substrat, einer Metallschaltungsanordung darauf, Signalstiften und Leistungsanschlüssen sowie ein an der Leistungskarte überspritztes Gehäuse aufweisen, um einen Kühlmitteldurchgang zu definieren, der sich zwischen gegenüberliegenden Enden des Leistungsmoduls erstreckt, und einen kontinuierlichen ununterbrochenen Wärmeweg von der Leistungskarte zum Kühlmitteldurchgang zu definieren, wobei die Leistungsmodule derart gestapelt sind, dass sämtliche Kühlmitteldurchgänge parallel sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch ein Paar Endverteiler gekennzeichnet, die an gegenüberliegenden Enden des kontinuierlichen Fluidwegs angeordnet sind und mit jedem der Kühlmitteldurchgänge in Fluidverbindung stehen.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Leistungsmodule mit Endverteilern verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert jedes der Gehäuse ferner einen weiteren Kühlmitteldurchgang, der sich zwischen den gegenüberliegenden Enden auf einer Seite der Leistungskarte gegenüber dem Kühlmitteldurchgang erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform definiert jedes der gegenüberliegenden Enden eine Mulde um eine Öffnung des Kühlmitteldurchgangs, die zur Aufnahme einer Dichtung konfiguriert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Leistungsmodule miteinander verbunden.
