DE102019220010A1 - Halbbrückenmodul eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Halbbrückenmodul (1) eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, mit einem Substrat (3), mit auf einer ersten Seite (3a) des Substrats (3) angeordneten Halbleiter-Schaltelementen (4), mit Leistungsanschlüssen (9), an welche Traktionsenergie übertragende Leistungsleistungen anschließbar sind, mit Signalanschlüssen (10), an welche Signalleitungen anschließbar sind, um die Halbleiter-Schaltelemente (4) zu schalten, mit einer Moldmasse (12), welche das Substrat (3) und die Halbleiter-Schaltelemente (4) an der ersten Seite (3a) des Substrats (3) umgibt, wobei die Leistungsanschlüsse (9) und die Signalanschlüsse (10) allesamt von der ersten Seite (3a) des Substrats (3) aus zugänglich sind, derart, dass sich die Leistungsanschlüsse (9) und die Signalanschlüsse (10) von der ersten Seite (3a) des Substrats (3) aus gesehen durch die Moldmasse (12) hindurch erstrecken und ihrer Durchtrittrichtung durch die Moldmasse (12) gesehen innerhalb einer von dem Substrat (3) aufgespannten Grundfläche angeordnet sind.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Halbbrückenmodul eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs.
- Elektrofahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge nutzen als Antriebsaggregate elektrische Maschinen. Um die elektrischen Maschinen solcher Elektrofahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge mit Traktionsenergie zu versorgen, umfassen die Elektrofahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge weiterhin elektrische Energiespeicher, die als Traktionsbatterien bezeichnet werden. Die Traktionsbatterien sind dabei als Gleichspannungsbatterien ausgebildet, die elektrischen Maschinen benötigen jedoch Wechselspannungen. Daher ist zwischen eine Traktionsbatterie und eine elektrische Maschine eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs eine Leistungselektronik mit einem Traktionsinverter geschaltet. Inverter werden auch als Wechselrichter bezeichnet.
- Traktionsinverter einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs umfassen Halbleiter-Schaltelemente, die typischerweise aus Transistoren gebildet sind. Dabei ist es bekannt, die Halbleiter-Schaltelemente in unterschiedlichen Integrationsgraden bereitzustellen, und zwar entweder als diskrete Einzelschalter mit einem geringen Integrationsgrad jedoch hoher Skalierbarkeit, als Brückenmodule mit einem hohen Integrationsgrad jedoch geringer Skalierbarkeit, sowie als Halbbrückenmodule, die hinsichtlich Integrationsgrad und Skalierbarkeit zwischen Einzelschaltern und Brückenmodulen rangieren. Allen bislang bekannten Ausführungen ist gemeinsam, dass dieselben bedingt durch Streuinduktivität der Kommutierungszelle eine relativ hohe Induktivität im Bereich von einigen 10 nH (Nanohenry) aufweisen. Dies sorgt für hohe Überspannungen beim Schalten der Leistungshalbleiter bzw. zu höheren Schaltverlusten. Des Weiteren bewirken lange Signalanschlüsse mit hoher Induktivität eine schlechtere Schaltbarkeit bzw. Gatekontrolle der Leistungshalbleiter.
- Es besteht Bedarf an einem neuartigen Halbbrückenmodul eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, welches einerseits gut skalierbar ist und andererseits aufgrund seines Integrationsgrads einen geringen Montageaufwand benötigt, und welches darüber hinaus eine geringe Induktivität der Kommutierungszelle sowie Signalanschlüsse aufweist, um elektrische Verluste beim Schalten so gering wie möglich zu halten.
-
US 2018/0114740 A1 - Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Halbbrückenmodul eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Halbbrückenmodul gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
- Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt über ein Substrat. Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt weiterhin über auf einer ersten Seite des Substrats angeordnete Halbleiter-Schaltelemente. Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt weiterhin über eine Moldmasse, welche das Substrat und die Halbleiter-Schaltelemente an der ersten Seite des Substrats umgibt.
- Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt weiterhin über Leistungsanschlüsse, an welche elektrische Traktionsenergie übertragende Leistungsleistungen anschließbar sind. Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt weiterhin über Signalanschlüsse, an welche Signalleitungen anschließbar sind, um die Halbleiter-Schaltelementen zu schalten.
- Die Leistungsanschlüsse und die Signalanschlüsse des erfindungsgemäßen Halbbrückenmoduls sind allesamt von der ersten Seite des Substrats aus zugänglich, derart, dass sich die Leistungsanschlüsse und die Signalanschlüsse von der ersten Seite des Substrats aus gesehen durch die Moldmasse hindurch erstrecken und ihrer Durchtrittrichtung durch die Moldmasse gesehen innerhalb einer von dem Substrat aufgespannten Grundfläche angeordnet sind.
- Bei dem Substrat kann es sich um ein DBC- (Direct Bonded Copper) Substrat, ein AMB- (Active Metal Brazing) Substrat oder ein IM- (Insulated Metal) Substrat handeln).
- Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul verfügt einerseits über einen gewissen Integrationsgrad und andererseits über eine gute Skalierbarkeit. Es verbindet daher die Vorteile von auf Einzelschaltern beruhenden diskreten Aufbauten mit den Vorteilen von hochintegrierten Leistungsmodulen. Sämtliche Leistungsanschlüsse und Signalanschlüsse erstrecken sich durch die Moldmasse hindurch und sind in ihrer Durchtrittrichtung durch die Moldmasse gesehen innerhalb der vom Substrat aufgespannten Grundfläche angeordnet. Hierdurch ist es möglich, die Leistungsanschlüsse so zueinander auszurichten, dass das Halbbrückenmodul letztendlich eine geringe Streuinduktivität der Kommutierungszelle in der Größenordnung von einigen wenigen Nanohenry aufweist sowie niedrige Streuinduktivitäten der Signalanschlüsse. Beides dient dem Ziel eines möglichst verlustarmen Schaltens.
- Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung der Leistungsanschlüsse und Signalanschlüsse besteht darin, dass sich dieselben nicht mehr zur Seite hin erstrecken und demnach außerhalb der vom Substrat aufgespannten Grundfläche positioniert sind. Hierdurch ergeben sich Bauraumvorteile.
- Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die hohen möglichen elektrischen Isolationsabstände (Kriechstrecken) der Anschlüsse durch die Anordnung auf der Oberseite ohne dabei die Streuinduktivität der Kommutierungszelle signifikant zu erhöhen.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfassen die Leistungsanschlüsse Plus-Anschlüsse, Minus-Anschlüsse und Phase-Anschlüsse. Die Phase-Anschlüsse sind in der Durchtrittrichtung gesehen benachbart zu einem ersten Rand des Substrats und die Minus-Anschlüsse der Durchtrittrichtung gesehen benachbart zu einem dem ersten Rand gegenüberliegenden zweiten Rand des Substrats angeordnet. Die Plus-Anschlüsse sind in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen und den Minus-Anschlüssen mit Abstand zu denselben angeordnet. Die Plus-Anschlüsse sind mit einer ersten flächigen Stromschiene und die Minus-Anschlüsse mit einer zweiten flächigen Stromschiene kontaktiert, wobei die erste und zweite Stromschiene übereinander verlaufen, und wobei zwischen der ersten und zweiten Stromschiene vorzugsweise ein Isolator angeordnet ist. Durch diese Weiterbildung können Streuinduktivitäten des Halbbrückenmoduls weiter reduziert werden. Dasselbe stellt eine super-niederinduktive Kommutierungszelle bereit. Elektrische Verluste können auf ein Minimum reduziert werden.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind erste Signalanschlüsse für ein erstes Halbleiter-Schaltelement in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen und den Plus-Anschlüssen mit Abstand zu denselben angeordnet. Zweite Signalanschlüsse für ein zweites Halbleiter-Schaltelement sind in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Plus-Anschlüssen und den Minus-Anschlüssen mit Abstand zu denselben angeordnet. Hiermit können weitere Bauraumvorteile realisiert werden.
- Sämtliche Leistungsanschlüsse und Signalanschlüsse können in unmittelbarer Nähe zu den Halbleiter-Schaltelementen an geeigneter Stelle positioniert werden. Auf lange Verbindungswege zwischen den Leistungsanschlüssen bzw. Signalanschlüssen und den Halbleiter-Schaltelementen kann so verzichtet werden.
- Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Kühleinrichtung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Halbbrückenmodul verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung eine Sinterverbindung, eine Lötverbindung oder eine Wärmeleitklebverbindung ist. Daraus ergibt sich eine weitestgehend optimierte Wärmeleitfähigkeit vom Halbrückenmodul zur Kühleinrichtung.
- Die Erfindung betrifft weiterhin einen Traktionsinverter für eine Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, umfassend mindestens zwei erfindungsgemäße Halbbrückenmodule.
- Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
-
1 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Halbbrückenmoduls ohne Stromschienen zusammen mit einer externen Kühleinrichtung; -
2 eine Draufsicht des erfindungsgemäße Halbbrückenmoduls ohne Moldmasse; -
3 einen Querschnitt durch2 entlang der Schnittlinie III-III; -
4 eine Seitenansicht des erfindungsgemäße Halbbrückenmoduls zusammen mit der externen Kühleinrichtung und einer externen Leiterplatte; -
5 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsinverters. -
1 bis4 zeigen unterschiedliche Ansichten eines erfindungsgemäßen Halbbrückenmoduls1 eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, wobei in1 und4 das Halbbrückenmodul1 zusammen mit einer Kühleinrichtung2 gezeigt ist, mit welcher das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul1 verbunden werden kann. - Das Halbbrückenmodul
1 verfügt über ein Substrat3 sowie über auf einer ersten Seite3a des Substrats3 angeordnete Halbleiter-Schaltelemente4 . Die Halbleiter-Schaltelemente4 sind aus Halbleiter-Baugruppen5 gebildet, die als Transistoren bereitstellen. - Beim Substrat
3 handelt es sich z.B. um ein DBC (Direct Bonded Copper) Substrat, welches z.B. eine keramische Trägerplatte6 aufweist, die beidseitig mit Kupferschichten7 ,8 beschichtet ist. - Im Bereich der ersten Seite
3a des Substrats3 ist die Kupferschicht8 in mehrere voneinander getrennte Abschnitte8a strukturiert. Auf diesen Abschnitten8a sind unter anderem die Halbleiter-Schaltelemente4 positioniert. - Die auf der gegenüberliegenden zweiten Seite
3b des Substrats3 ausgebildete Kupferschicht7 ist strukturiert und somit nicht vollflächig auf den Keramikträger6 aufgebracht. - Zusätzlich zum Substrat
3 und den Halbleiter-Schaltelementen4 umfasst das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul1 Leistungsanschlüsse9 und Signalanschlüsse10 . - Die Leistungsanschlüsse
9 dienen dem Anschluss von als Stromschienen11 ausgebildeten Leistungsleitungen, die der Übertragung von elektrischer Traktionsenergie dienen. Die Signalanschlüsse10 dienen dem Anschluss von Signalleitungen, um die Halbleiter-Schaltelemente4 zur Steuerung ihres Schaltzustands anzusteuern und demnach zu schalten. - In
4 sind als Stromschienen11 ausgebildete Leistungsleitungen gezeigt, die mit den Leistungsanschlüssen9 verbunden sind. Ferner zeigt4 eine Leiterplatte19 , welche Signalleitungen trägt, die mit den Signalanschlüssen10 des Halbbrückenmoduls1 verbunden sind. In1 ,2 und3 sind die Leistungsleitungen11 und die Leiterplatte19 nicht gezeigt. - Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul
1 umfasst weiterhin eine Moldmasse12 aus insbesondere Kunststoff. Die Moldmasse12 umgibt das Substrat3 sowie die Halbleiter-Schaltelemente4 an der ersten Seite3a des Substrats3 . - Die Leistungsanschlüsse
9 und die Signalanschlüsse10 sind allesamt an dieser ersten Seite3a des Substrats3 zugänglich, wobei sich die Leistungsanschlüsse9 und die Signalanschlüsse10 von der ersten Seite3a des Substrats3 aus gesehen durch die Moldmasse12 hindurch erstrecken und in ihrer Durchtrittrichtung durch die Moldmasse12 gesehen innerhalb einer von dem Substrat3 aufgespannten Grundfläche des Substrats3 angeordnet sind. Diese Grundfläche des Substrats3 ist insbesondere in2 sichtbar und wird von Rändern13 des Substrats3 begrenzt. - Sämtliche Leistungsanschlüsse
9 und Signalanschlüsse10 erstrecken sich demnach im Querschnitt der3 gesehen nach oben, ohne über die Grundfläche des Substrats3 , die von den Rändern13 begrenzt ist, seitlich vorzustehen. - Wie
2 und3 am besten entnommen werden kann, umfassen die Leitungsanschlüsse9 Plus-Anschlüsse9a , Minus-Anschlüsse9b und Phase-Anschlüsse9c . Die Plus-Anschlüsse9a der Leistungsanschlüsse9 sind in2 und3 mit einem PlusZeichen, die Minus-Anschlüsse9b mit einem Minus-Zeichen und die Phase-Anschlüsse9c mit einem P-Zeichen gekennzeichnet. In Durchtrittrichtung der Leistungsanschlüsse9 durch die Moldmasse12 gesehen, sind die Phase-Anschlüsse9c benachbart zu einem ersten Rand13 des Substrats3 und die Minus-Anschlüsse9b benachbart zu einem dem ersten Rand13 gegenüberliegenden zweiten Rand13 des Substrats3 angeordnet. Diese beiden Ränder13 bilden dabei Schmalseiten des Substrats3 aus. Die sich zwischen diesen Rändern13 erstreckenden Ränder13 bilden Längsseiten des Substrats3 aus. Die als Plus-Anschlüsse9a ausgebildeten Leistungsanschlüsse9 des erfindungsgemäßen Halbbrückenmoduls1 sind in der Durchtrittrichtung derselben durch die Moldmasse12 gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen9c und den Minus-Anschlüsse9b mit Abstand zu denselben angeordnet.2 und3 kann entnommen werden, dass dabei der Abstand der Plus-Anschlüsse9a zu den Phase-Anschlüssen9c geringer ist als der Abstand der Plus-Anschlüsse9a zu den Minus-Anschlüssen9b . - Wie bereits oben ausgeführt, sind die Leistungsanschlüsse
9 mit als Stromschienen11 ausgebildeten Leistungsleitungen verbunden. Gemäß4 sind die beiden Plus-Anschlüsse9a mit einer ersten gemeinsamen flächigen Stromschiene11a , die Minus-Anschlüsse9b mit einer zweiten gemeinsamen flächigen Stromschiene11b und die Phase-Anschlüsse9c mit einer gemeinsamen dritten flächigen Stromschiene11c kontaktiert. - Dabei erstrecken sich die erste flächige Stromschiene
11a für die beiden Plus-Anschlüsse9a und die zweite flächige Stromschiene11b für die beiden Minus-Anschlüsse9b über den zweiten Rand13 des Substrats3 nach außen, wobei diese beiden Stromschienen11a ,11b für die Plus-Anschlüsse9a und die Minus-Anschlüsse9b abschnittsweise übereinander verlaufen, und zwar unter Zwischenanordnung eines Isolators14 . - Die dritte flächige Stromschiene
11c , mit welcher die beiden Phase-Anschlüsse9c kontaktiert sind, erstreckt sich über den ersten Rand13 des Substrats3 nach außen. - Durch die obige Ausgestaltung der Leistungsanschlüsse
9 sowie Signalanschlüsse10 insbesondere in Kombination mit der Anordnung derselben und der Ausgestaltung sowie Anordnung der Stromschienen11 lassen sich Streuinduktivitäten minimieren, sodass ein niederinduktives Halbbrückenmodul mit Induktivität der Kommutierungszelle in einer Größenordnung von wenigen Nanohenry bereitgestellt werden kann. Hiermit lassen sich elektrische Verluste auf ein Minimum reduzieren. Darüber hinaus ergeben sich Bauraumvorteile, da sämtliche Leistungsanschlüsse9 und Signalanschlüsse10 innerhalb der Grundfläche des Substrats3 angeordnet sind. - Wie am besten
2 und3 entnommen werden kann, sind die Abschnitte8a der auf der ersten Seite3a des Substrats3 ausgebildeten Kupferbeschichtung8 über als z.B. Bond-Verbindungen15 ausgebildete Kontaktierungselemente elektrisch miteinander verbunden. - Gemäß
2 sind auf der Leiterplatte19 sogenannte Gate-Treiber16 angeordnet, die der Ansteuerung, nämlich der Gate-Kontrolle, der Halbleiter-Schaltelemente4 dienen. Die Gate-Treiber16 können über die Signalleitungen10 die Halbleiter-Schaltelemente4 ansteuern. -
2 kann entnommen werden, dass erste Signalanschlüsse10 für ein erstes Halbleiter-Schaltelement4 in der Durchtrittrichtung derselben durch die Moldmasse12 gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen9c und den Plus-Anschlüssen9a mit Abstand zu denselben angeordnet sind, wobei zweite Signalanschlüsse10 für ein zweites Halbleiter-Schaltelement4 in der Durchtrittrichtung durch die Moldmasse12 gesehen zwischen den Plus-Anschlüssen9a und den Minus-Anschlüssen9b mit Abstand zu denselben angeordnet sind. - Wie oben bereits ausgeführt, ist die Moldmasse
12 an der ersten Seite3a des Substrats3 angeordnet und umgibt das Substrat3 zusammen mit den Halbleiter-Schaltelementen4 an der ersten Seite3a . Die Leistungsanschlüsse9 und Signalanschlüsse10 erstrecken sich durch die Moldmasse12 hindurch nach außen. - Auf der gegenüberliegenden Seite
3b lässt die Moldmasse12 die Kupferschicht7 des Substrats3 frei. An dieser zweiten Seite3b ist dann das Halbbrückenmodul1 mit der separaten Kühleinrichtung2 , die in1 und4 gezeigt ist, verbunden, und zwar mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, beispielsgemäß über eine Sinterschicht17 . Bei der Kühleinrichtung2 handelt es sich vorzugsweise um einen Wasserkühler.4 zeigt stark schematisiert von Wasser durchströmte Kanäle18 der Kühleinrichtung2 . - Das Halbbrückenmodul
1 verfügt über z.B. zwei Halbleiter-Schaltelemente4 , zwei Plus-Anschlüsse9a , zwei Minus-Anschlüsse9c und zwei Phase-Anschlüsse9c , also über insgesamt sechs Leistungsanschlüsse9 . Sämtliche Leistungsanschlüsse9 sowie Signalanschlüsse10 sind in Durchtrittrichtung durch die Moldmasse12 gesehen innerhalb der Grundfläche des Substrats3 angeordnet. So ist es möglich, mehrere Halbbrückenmodule1 bauraumsparend nebeneinander zu positionieren, ohne dass es erforderlich ist, zwischen benachbarten Brückenmodulen1 einen Freiraum für die Anordnung von Leistungsanschlüssen und Signalanschlüssen vorzusehen. - Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul
1 zeichnet sich durch eine kompakte Bauform und sehr geringe Induktivität aus. Es verbindet die Vorteile von diskreten Einzelschaltern mit den Vorteilen von hochintegrierten Brückenmodulen. Das erfindungsgemäße Halbbrückenmodul1 ist skalierbar, bei der Montage desselben in eine Leistungselektronik kann der Aufwand gering gehalten werden. -
5 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsinverters20 für eine Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs. Der Traktionsinverter20 umfasst beispielsgemäß sechs erfindungsgemäße Halbbrückenmodule1 , wobei die Phasen-Anschlüsse9c von jeweils zwei Halbbrückenmodulen1 über eine gemeinsame dritte Stromschiene11c kontaktiert sind. Die Plus-Anschlüsse9a sowie die Minus-Anschlüsse9b hingegen sind jeweils für alle sechs Halbbrückenmodule1 über eine gemeinsame erste Stromschiene11a bzw. eine gemeinsame zweite Stromschiene11b kontaktiert. Wie zu sehen ist, befinden sich sämtliche Anschlüsse9a ,9b und9c auf der ersten Seite3a des Substrats3 . Mittels einer in5 nicht dargestellten Sinterschicht sind die Halbbrückenmodule1 auf einer als Wasserkühler ausgebildeten Kühleinrichtung2 angeordnet. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Halbbrückenmodul
- 2
- Kühleinrichtung
- 3
- Substrat
- 3a
- erste Seite
- 3b
- zweite Seite
- 4
- Halbleiter-Schaltelement
- 5
- Halbleiter-Baugruppen
- 6
- Trägerplatte
- 7
- Kupferschicht
- 8
- Kupferschicht
- 8a
- Abschnitt
- 9
- Leistungsanschluss
- 9a
- Plus-Anschluss
- 9b
- Minus- Anschluss
- 9c
- Phase- Anschluss
- 10
- Signalanschluss
- 11
- Stromschiene
- 11a
- erste Stromschiene
- 11b
- zweite Stromschiene
- 11c
- dritte Stromschiene
- 12
- Moldmasse
- 13
- Rand
- 14
- Isolator
- 15
- Bond-Verbindung
- 16
- Gate-Driver
- 17
- Sinterschicht
- 18
- Kanal
- 19
- Leiterplatte
- 20
- Traktionsinverter
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 2018/0114740 A1 [0005]
Claims (12)
- Halbbrückenmodul (1) eines Traktionsinverters einer Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, mit einem Substrat (3), mit auf einer ersten Seite (3a) des Substrats (3) angeordneten Halbleiter-Schaltelementen (4), mit Leistungsanschlüssen (9), an welche elektrischeTraktionsenergie übertragende Leistungsleistungen anschließbar sind, mit Signalanschlüssen (10), an welche Signalleitungen anschließbar sind, um die Halbleiter-Schaltelemente (4) zu schalten, mit einer Moldmasse (12), welche das Substrat (3) und die Halbleiter-Schaltelemente (4) an der ersten Seite (3a) des Substrats (3) umgibt, wobei die Leistungsanschlüsse (9) und die Signalanschlüsse (10) allesamt von der ersten Seite (3a) des Substrats (3) aus zugänglich sind, derart, dass sich die Leistungsanschlüsse (9) und die Signalanschlüsse (10) von der ersten Seite (3a) des Substrats (3) aus gesehen durch die Moldmasse (12) hindurch erstrecken und ihrer Durchtrittrichtung durch die Moldmasse (12) gesehen innerhalb einer von dem Substrat (3) aufgespannten Grundfläche angeordnet sind.
- Halbbrückenmodul nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsanschlüsse (9) Plus-Anschlüsse (9a), Minus-Anschlüsse (9b) und Phase-Anschlüsse (9c) umfassen, wobei die Phase-Anschlüsse (9c) in der Durchtrittrichtung gesehen benachbart zu einem ersten Rand (13) des Substrats (3) und die Minus-Anschlüsse (9b) der Durchtrittrichtung gesehen benachbart zu einem dem ersten Rand gegenüberliegenden zweiten Rand (13) des Substrats (3) angeordnet sind, wobei die Plus-Anschlüsse (9a) in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen (9c) und den Minus-Anschlüssen (9b) mit Abstand zu denselben angeordnet sind. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Plus-Anschlüsse (9a) mit einer ersten Stromschiene (11a) und die Minus-Anschlüsse (9b) mit einer zweiten Stromschiene (11b) kontaktiert sind, die zu übereinander verlaufen. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromschiene (11a) und die zweite Stromschiene (11b) über den zweiten Rand (13) des Substrats (3) nach außen geführt sind. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten Stromschiene (11a) und der zweiten Stromschiene (11b) ein Isolator (14) angeordnet ist. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 3 oder4 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stromschiene (11a) und/oder die zweite Stromschiene (11b) eine Kunststoffumspritzung aufweisen. - Halbbrückenmodul nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsanschlüsse (9) Plus-Anschlüsse (9a), Minus-Anschlüsse (9b) und Phase-Anschlüsse (9c) umfassen, wobei die Phase-Anschlüsse (9c) mit einer dritten Stromschiene (11v) kontaktiert sind, der über den ersten Rand (13) des Substrats (3) nach außen geführt ist. - Halbbrückenmodul nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsanschlüsse (9) Plus-Anschlüsse (9a), Minus-Anschlüsse (9b) und Phase-Anschlüsse (9c) umfassen, wobei erste Signalanschlüsse (10) für ein erstes Halbleiter-Schaltelement (4) in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Phase-Anschlüssen (9c) und den Plus-Anschlüssen (9a) mit Abstand zu denselben angeordnet sind, zweite Signalanschlüsse (10) für ein zweites Halbleiter-Schaltelement (4) in der Durchtrittrichtung gesehen zwischen den Plus-Anschlüssen (9a) und den Minus-Anschlüssen (9b) mit Abstand zu denselben angeordnet sind. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Signalanschlüsse (10) und die zweite Signalanschlüsse (10c) mit einer Leiterplatte (19) kontaktiert sind. - Halbbrückenmodul nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass die Moldmasse (12), welche das Substrat (3) und die Halbleiter-Schaltelemente (4) an der ersten Seite (3a) des Substrats (3) umgibt, das Substrat (3) an einer gegenüberliegenden zweite Seite (3b) desselben zumindest teilweise freilässt, wobei an dieser zweiten Seite (3b) des Substrats (3) das Halbbrückenmodul mit einer separaten Kühleinrichtung (2) verbunden ist. - Halbbrückenmodul nach
Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung mittels einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Halbbrückenmodul verbunden ist, wobei die stoffschlüssige Verbindung eine Sinterverbindung, eine Lötverbindung oder eine Wärmeleitklebverbindung ist. - Traktionsinverter (20) für eine Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs, umfassend mindestens drei Halbbrückenmodule nach mindestens einem der
Ansprüche 1 bis11 .
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