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Die Erfindung beschreibt eine leistungselektronische Anordnung, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, mit einem Stromrichtermodul, das eine Schalteinrichtung mit einem Substrat mit einer ersten und einer zweiten Gleichspannungsleiterbahn und hiermit polaritätsrichtig und elektrisch leitend verbunden ein erstes und ein zweites Gleichspannungsanschlusselement aufweist und mit einem ersten und einem zweiten Gleichspannungsverbindungselement, wobei das erste Gleichspannungsanschlusselement polaritätsrichtig und elektrisch leitend mit dem ersten Gleichspannungsverbindungselement verbunden ist und wobei das zweite Gleichspannungsanschlusselement polaritätsrichtig und elektrisch leitend mit dem zweiten Gleichspannungsverbindungselement verbunden ist.
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Die
DE 10 2009 043 181 A1 offenbart eine Stromrichteranordnung mit einer Mehrzahl von Stromrichterbaugruppen mit Kühleinrichtung, mit Leistungshalbleitermodulen und mit einer Kondensatoreinrichtung je Stromrichterbaugruppe. Hierbei ist das Leistungshalbleitermodul zu der Kondensatoreinrichtung benachbart angeordnet. Die Gleichstromlastanschlusselemente des Leistungshalbleitermoduls sind mittels einer flächig ausgebildeten Verschienung mit der Kondensatoreinrichtung verbunden, wobei die flächige Verschienung aus einem ersten und zweiten Metallformkörper mit einer isolierenden Zwischenlage gebildet ist und diese die Kondensatoreinrichtung in mindestens einer Ausrichtung überdeckt. Die Verschienungen zweier benachbart angeordneter Stromrichterbaugruppen sind miteinander niederinduktiv verbindbar, indem die ersten Metallformkörper mittels eines ersten Verbindungskörpers und ersten Verbindungsmitteln verbunden sind und indem die zweiten Metallformkörper mittels eines zweiten Verbindungskörpers und zweiten Verbindungsmitteln verbunden sind. Weiterhin ist der erste Verbindungskörper von dem zweiten Verbindungskörper überdeckt.
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Die
DE 10 2017 109 706 B3 offenbart eine leistungselektronische Anordnung ausgebildet mit einem Stromrichtermodul, mit einem ersten und einem zweiten Gleichspannungsanschlusselement und mit einem ersten und einem zweiten Gleichspannungsverbindungselement, das jeweils polaritätsrichtig und elektrisch leitend mit dem zugeordneten Gleichspannungsanschlusselement verbunden ist, wobei immer das erste und zweite Gleichspannungsanschlusselement, wie auch das erste und zweite Gleichspannungsverbindungselement, mit einer jeweils dazwischen angeordneten Isolationseinrichtung einen Stapel ausbilden, das erste Gleichspannungsanschlusselement in einer ersten Hauptebene eine von ihm umschlossene erste Ausnehmung aufweist, das zweite Gleichspannungsverbindungselement in einer dritten Hauptebene eine von ihm umschlossene zweite, mit der ersten fluchtende, Ausnehmung aufweist, das zweite Gleichspannungsanschlusselement und das erste Gleichspannungsverbindungselement in einer zwischen erster und dritter Hauptebene angeordneten zweiten Hauptebene angeordnet und im Bereich der Ausnehmungen lateral voneinander beabstandet sind. Hierbei reicht eine Klemmeinrichtung elektrisch isoliert durch die erste und zweite Ausnehmung hindurch und bildet somit eine elektrisch leitende Klemmverbindung zwischen dem ersten Gleichspannungsanschlusselement und dem ersten Gleichspannungsverbindungselement sowie zwischen dem zweiten Gleichspannungsanschlusselement und dem zweiten Gleichspannungsverbindungselement aus.
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Die
DE 10 2016 108 562 A1 offenbart ein Halbleiter-Bauelement das Folgendes auf weist: ein Gehäuse; ein Substrat im Inneren des Gehäuses; einen ersten und einen zweiten Halbleiterschaltkreis auf dem Substrat; und einen ersten und einen zweiten planaren Anschluss, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Halbleiterschaltkreis elektrisch verbunden sind, wobei der erste und der zweite planare Anschluss aufeinander gestapelt sind und der erste und der zweite planare Anschluss jeweils von dem Gehäuse abgehen.
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Die
DE 10 2014 115 847 A1 offenbart ein Leistungshalbleitermodul. Dieses weist ein Modulgehäuse auf, sowie einen Schaltungsträger mit einem dielektrischen Isolationsträger und mit einer oberen Metallisierungsschicht, die auf eine Oberseite des dielektrischen Isolationsträgers aufgebracht ist. Auf dem Schaltungsträger ist Halbleiterbauelement angeordnet. Außerdem weist das Leistungshalbleitermodul einen elektrisch leitenden Anschlussblock auf, der fest und elektrisch leitend mit dem Schaltungsträger und/oder mit dem Halbleiterbauelement verbunden ist und der ein Gewinde aufweist, das von der Außenseite des Modulgehäuses her zugänglich ist.
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In Kenntnis des genannten Standes der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine leistungselektronische Anordnung mit einem Stromrichtermodul und ein Verfahren zu deren Herstellung vorzustellen, wobei die Verbindung von Gleichspannungsanschlusselementen des Stromrichtermoduls zu Gleichspannungsverbindungselementen zur externen Verbindung des Stromrichtermoduls niederinduktiv und stoffschlüssig ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine leistungselektronische Anordnung mit einem Stromrichtermodul, das eine Schalteinrichtung mit einem Substrat mit einer ersten und einer zweiten Gleichspannungsleiterbahn und hiermit polaritätsrichtig und elektrisch leitend verbunden ein erstes und ein zweites Gleichspannungsanschlusselement aufweist und mit einem ersten und einem zweiten Gleichspannungsverbindungselement, wobei das erste Gleichspannungsanschlusselement polaritätsrichtig und elektrisch leitend mit dem ersten Gleichspannungsverbindungselement mittels einer ersten stoffschlüssigen Verbindung verbunden ist, wobei das zweite Gleichspannungsanschlusselement polaritätsrichtig und elektrisch leitend mit dem zweiten Gleichspannungsverbindungselement, nachdem das zweite Gleichspannungsanschlusselemente oder das zweite Gleichspannungsverbindungselement in einem Biegebereich verbogen wurde, mittels einer zweiten stoffschlüssigen Verbindung verbunden ist, wobei jeweils im Bereich der Verbindungen zwischen Gleichspannungsanschlusselement und zugeordnetem Gleichspannungsverbindungselement das erste und zweite Gleichspannungsanschlusselement, wie auch das erste und zweite Gleichspannungsverbindungselement, mit einer jeweils dazwischen angeordneten Isolationseinrichtung in Normalenrichtung betrachtet einen Stapel ausbilden, wobei entweder das erste Gleichspannungsanschlusselement (50) oder das erste Gleichspannungsverbindungselement (60) mindestens im Bereich einer der Verbindungen (70,72) auf einer Auflageeinrichtung (20) aufliegt, und wobei die jeweilige stoffschlüssige Verbindung als Laserschweißverbindung ausgebildet ist, bei der die Laserstrahlen aus der gleichen Richtung auf jeweilige Oberflächenschweißabschnitte (520, 522, 620, 622) eingewirkt haben.
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Unter der Normalenrichtung soll hier die Normalenrichtung der Hauptflächen der jeweiligen Anschluss- oder Verbindungselemente im Bereich der stoffschlüssigen Verbindungen verstanden werden. Diese Anschluss- und Verbindungselemente weisen dort jeweilige Oberflächenverbindungsabschnitte auf, die ebenfalls in diese Normalenrichtung ausgerichtet sind. Wobei hierbei unter dem Begriff in Normalenrichtung ausgerichtet, sowohl die positive, wie auch die negative Normalenrichtung verstanden wird.
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Es kann bevorzugt sein, wenn die erste Verbindung senkrecht zur Normalenrichtung, also lateral, von der zweiten Verbindung beabstandet ist und die Verbindungen keinen Überlappungsbereich miteinander aufweisen.
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Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Auflageeinrichtung, die vorzugsweise entweder als Teil eines Gehäuses der Schalteinrichtung oder als Teil einer Kühleinrichtung ausgebildet ist. Hierbei kann das erste Gleichspannungsanschlusselement oder das erste Gleichspannungsverbindungselement im Bereich der, vorzugsweise direkt benachbart zur, ersten Verbindung mittels einer Klemmeinrichtung auf der Auflageeinrichtung angeordnet sein. Hierbei kann die Klemmeinrichtung als Schraubverbindung und mit einer Schraube zumindest teilweise umfassenden Isolierstoffhülse ausgebildet sein und somit elektrisch isoliert durch eine Ausnehmung des ersten Gleichspannungsanschlusselements hindurchreicht und vorzugsweise ebenfalls durch eine Ausnehmung des zweiten Gleichspannungsverbindungselements hindurchreichen.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das erste Gleichspannungsanschlusselement in einer ersten Hauptebene angeordnet ist, das zweite Gleichspannungsanschlusselement und das erste Gleichspannungsverbindungselement in einer zweiten Hauptebene angeordnet ist und das zweite Gleichspannungsverbindungselement in einer dritten Hauptebene angeordnet sind oder wobei das erste Gleichspannungsverbindungselement in einer ersten Hauptebene angeordnet ist, das zweite Gleichspannungsverbindungselement und das erste Gleichspannungsanschlusselements in einer zweiten Hauptebene angeordnet sind und das zweite Gleichspannungsanschlusselements in einer dritten Hauptebene angeordnet ist und die Hauptebenen in Normalenrichtung gestapelt angeordnet sind.
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Grundsätzlich kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Isolationseinrichtungen der beiden Stapel im Bereich zwischen der ersten und zweiten Verbindung sich gegenseitig überlappen.
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Vorteilhafterweise ist das jeweilige Gleichspannungsanschlusselement als Metallfolie oder Metallblech, mit einer Dicke von bevorzugt 300 µm bis 2000 µm, insbesondere bevorzugt von 500 µm bis 1500 µm, ausgebildet. Ebenso vorteilhafterweise ist die jeweilige Isolationseinrichtung aus einem Material der Materialgruppe der Kunststoffe mit hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit, insbesondere aus Polyimid, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer oder Flüssigkristallpolymer, mit einer Dicke von bevorzugt 50 µm bis 500 µm, insbesondere bevorzugt von 75 µm bis 150 µm, ausgebildet.
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Grundsätzlich kann die Gleichspannungsverbindungselemente die Gleichspannungsversorgung des Stromrichtermoduls ausbilden und hierbei vorzugsweise als Teil einer Kondensatoreinrichtung ausgebildet sein.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Verfahren zur Ausbildung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgenden Schritten:
- a. Anordnen des Stromrichtermoduls mit einem ersten und einem zweiten Gleichspannungsanschlusselement zu einer Kondensatoreinrichtung mit einem ersten und zweiten Gleichspannungsverbindungselement derart, dass hierbei ein Oberflächenverbindungsabschnitt des ersten Gleichspannungsverbindungselements auf einem zugeordneten Oberflächenverbindungsabschnitt des ersten Gleichspannungsanschlusselements zu liegen kommt und dass hierbei ein dem Oberflächenverbindungsabschnitt des ersten Gleichspannungsanschlusselements oder des ersten Gleichspannungsverbindungselements, der einem zugeordneten Oberflächenschweißabschnitt gegenüberliegt, für eine Schweißeinrichtung zugänglich ist, wobei das zweite Gleichspannungsanschlusselement oder das zweite Gleichspannungsverbindungselement im Bereich ihrer jeweiligen Oberflächenverbindungsabschnitte voneinander beabstandet angeordnet sind und vorzugsweise einen Winkel zueinander aufweisen;
- b. Ausbilden der ersten Verbindung durch Verschweißen mittels eines Laserschweißverfahren des ersten Gleichspannungsverbindungselements mit dem ersten Gleichspannungsanschlusselement;
- c. Anordnen eines Oberflächenverbindungsabschnitts des zweiten Gleichspannungsverbindungselements auf einem zugeordneten Oberflächenverbindungsabschnitt des zweiten Gleichspannungsanschlusselements indem das zweite Gleichspannungsanschlusselemente oder das zweite Gleichspannungsverbindungselement in einem Biegebereich verbogen wird;
- d. Ausbilden der zweiten Verbindung durch Verschweißen mittels eines Laserschweißverfahrens, des zweiten Gleichspannungsverbindungselements mit dem zweiten Gleichspannungsanschlusselement an einem zweiten Oberflächenschweißabschnitt, wobei die Laserstrahlen bei beiden Laserschweißverfahren aus der gleichen, vorzugsweise aus negativer Normalenrichtung auf die jeweiligen Oberflächenschweißabschnitte einwirken.
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Die Oberflächenverbindungsabschnitte kennzeichnen hierbei diejenigen Abschnitte der Anschluss- und Verbindungselemente innerhalb derer die stoffschlüssige Verbindung, also die Laserschweißverbindung ausgebildet ist. Die jeweiligen Oberflächenschweißabschnitte kennzeichnen diejenigen Abschnitte der Anschluss- und Verbindungselemente auf die der Laser zur Ausbildung der Verbindungen einwirkt.
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Selbstverständlich können, sofern dies nicht per se oder explizit ausgeschlossen ist, die im Singular genannten Merkmale, insbesondere das Stromrichtermodul, auch mehrfach in der erfindungsgemäßen Anordnung vorhanden sein.
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Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend und im Folgenden genannten und erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen und unabhängig davon ob sie im Rahmen der Anordnung oder des Verfahrens offenbart sind.
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Weitere Erläuterungen der Erfindung, vorteilhafte Einzelheiten und Merkmale, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den 1 bis 11 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung, oder von jeweiligen Teilen hiervon.
- 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer ersten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung in Schnittansicht während des Verfahrensschritts b).
- 2 zeigt diese leistungselektronische Anordnung während des Verfahrensschritts d).
- 3 zeigt in dreidimensionaler Teilansicht ein Stromrichtermodul einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung.
- 4 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer zweiten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung in Schnittansicht.
- 5 zeigt in dreidimensionaler Teilansicht das Stromrichtermodul dieser erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung.
- 6 zeigt eine Kondensatoreinrichtung zur Verbindung mit diesem Stromrichtermodul.
- 7 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer dritten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung in Schnittansicht während des Verfahrensschritts b).
- 8 zeigt wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 9 zeigt in dreidimensionaler Ansicht eine erfindungsgemäße leistungselektronische Anordnung.
- 10 und 11 zeigen diese leistungselektronische Anordnung in verschiedenen dreidimensionalen Ansichten während des Verfahrensschritts b).
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1 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer ersten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung 1 in Schnittansicht während des Verfahrensschritts b), während 2 diese leistungselektronische Anordnung 1 während des Verfahrensschritts d) zeigt. In beiden Figuren dargestellt ist ein Stromrichtermodul 2, das eine Schalteinrichtung 4 aufweist, die auf einer metallischen Grundplatte 3, die hier als Flüssigkeitskühleinrichtung ausgebildet ist, angeordnet ist. Diese Schalteinrichtung 4 weist zur elektrischen Isolation gegenüber der Flüssigkeitskühleinrichtung 3 und thermischen Ankopplung an die Flüssigkeitskühleinrichtung 3 einen Isolierstoffkörper 40, ausgebildet als Keramikkörper, auf. Dieser Keramikkörper 40 weist auf seiner der Flüssigkeitskühleinrichtung 3 abgewandten Seite eine Mehrzahl von Leiterbahnen 42 auf, die im Betrieb der Schalteinrichtung 4 unterschiedliche Potentiale aufweisen. Eine dieser Leiterbahnen 42, eine erste Gleichspannungsleiterbahn, weist ein erstes Gleichspannungspotential auf, während eine weitere, eine zweite Gleichspannungsleiterbahn, ein zweites Gleichspannungspotential aufweist. Beispielhaft bildet die Schalteinrichtung 4 eine Stromrichterschaltung aus.
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Auf mindestens einer dieser Leiterbahnen 42, die gemeinsam mit dem Isolierstoffkörper 40 das Substrat der Schalteinrichtung 4 ausbilden sind fachüblich Leistungshalbleiterbauelemente 44 angeordnete und schaltungsgerecht verbunden. Die Verbindung ist in dieser Ausführung als fachüblicher Folienverbund 46 aus alternierend gestapelten elektrisch leitenden und elektrisch isolierenden Folien ausgebildet.
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Zur externen Verbindung weist das Stromrichtermodul 2 zwei Gleichspannungsanschlusselemente 50, 52 auf, die jeweils mit einer der Gleichspannungspotential führenden Gleichspannungsleiterbahnen 42 elektrisch leitend verbunden sind. Diese Verbindung ist fachüblich, hier ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Drucksinterverbindung, ausgebildet. Diese Gleichspannungsanschlusselemente 50, 52 dienen der Verbindung zu zugeordneten Gleichspannungsverbindungselementen 60, 62, die bevorzugt mit einer Kondensatoreinrichtung (vgl. 6) verbunden sind. Vor und auch noch während des Verfahrensschritts b) sind die Gleichspannungsverbindungselement 60, 62 im Bereich ihrer jeweiligen Oberflächenverbindungsabschnitte 600,620, also derjenigen Abschnitte die mit den zugeordneten Oberflächenverbindungsabschnitten 500,520 der Gleichspannungsanschlusselemente 50, 52 verbunden werden sollen, voneinander beabstandet angeordnet und weisen hierzu einen Winkel, hier rein beispielhaft einen rechten Winkel, zueinander auf. Dieser Winkel wird gebildet durch eine Abkantung des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 an einem Biegebereich 624.
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Während des Verfahrensschritts b) liegt das erste Gleichspannungsanschlusselement 50 bereits auf einer Auflagefläche 240 des Gehäuses 20 auf. Das zweite Gleichspannungsanschlusselement 52 endet gegenüber dem ersten Gleichspannungsanschlusselement 50 zurückversetzt, wodurch dessen Oberflächenverbindungsabschnitt 500 von oben, also in negativer Normalenrichtung, also auch negativer z-Richtung, zugänglich ist. Hierauf wurde im Verfahrensschritt a) der Oberflächenverbindungsabschnitt 600 des ersten Gleichspannungsverbindungselement 60 angeordnet. Auf dessen gegenüberliegender Oberfläche befindet sich sein Oberflächenschweißabschnitt 602. Durch Einwirkung eines ersten Laserstrahls 700 eines Schweißlasers auf diesen Oberflächenschweißabschnitt 602 wird eine erste Schweißverbindung 70, vgl. 2, ausgebildet.
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Im Rahmen des folgenden Verfahrensschritts c) wird der Oberflächenverbindungsabschnitt 620 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 auf dem zugeordneten Oberflächenverbindungsabschnitt 520 des zweiten Gleichspannungsanschlusselements 52 angeordnet. Hierzu wird im Biegebereich 624 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 der abgekantete Abschnitt derart gebogen, dargestellt durch den gestrichelten gebogenen Pfeil, dass beide Gleichspannungsverbindungselement 60,62 wieder über die gesamte dargestellte Länge parallel zueinander verlaufen.
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Dargestellt in 2 wird nun durch Einwirkung eines zweiten Laserstrahls 720 eines Schweißlasers auf den Oberflächenschweißabschnitt 622 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 eine zweite Verbindung 72, vgl. 4, hier also eine zweite Schweißverbindung, diejenige zwischen dem zweiten Gleichspannungsanschlusselement 52 und dem zweiten Gleichspannungsverbindungselement 62 ausgebildet.
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Im Bereich der Verbindung zwischen Gleichspannungsanschlusselementen 50, 52 und Gleichspannungsverbindungselementen 60, 62 bilden somit das erst Gleichspannungsanschlusselement 50 und das zweite Gleichspannungsanschlusselement 52 einen Stapel aus, wobei zwischen den beiden Gleichspannungsanschlusselementen 50, 52, und beispielhaft in 4 dargestellt, eine Isolationseinrichtung 54 angeordnet ist. Hierbei liegt das erste Gleichspannungsanschlusselement 50 auf der Auflagefläche 240 des nur teilweise dargestellten Gehäuses 20 des Stromrichtermoduls 2 auf. Dieses Gehäuse 20 ist in dieser Ausgestaltung nur als Teilgehäuse 22 ausgebildet, umschließt die Schalteinrichtung 4 nicht vollständig, wie dies möglich wäre.
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Im Bereich des Oberflächenverbindungsabschnitts 500 des ersten Gleichspannungsanschlusselements 50 definiert dessen Verlauf eine erste Hauptebene HE1. Der Bereich des Oberflächenverbindungsabschnitts 520 des zweiten Gleichspannungsanschlusselements 52 und des Oberflächenverbindungsabschnitts 600 des ersten Gleichspannungsverbindungselements 60 definiert eine, in Normalenrichtung N, hier also in positiver z-Richtung, unmittelbar auf die erste folgende, zweite Hauptebene HE2. Der Bereich des Oberflächenverbindungsabschnitts 620 des Oberflächenverbindungsabschnitts 620 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 definiert eine, in Richtung von der Kühleinrichtung weg, also in Normalenrichtung N, unmittelbar auf die zweite folgende, dritte Hauptebene HE3.
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Das Gehäuse 20 des Stromrichtermoduls 2 selbst ist ausgebildet aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff, hier einem Polyphenylensulfid der zusätzlich eine hohe Biegesteifigkeit aufweist. Die Gleichspannungsanschlusselemente 50, 52, wie auch die Gleichspannungsverbindungselemente 60, 62, sind als dünne Metallbleche, hier genauer Kupferbleche, mit einer Dicke von 700µm ausgebildet. Die Isolationseinrichtung 54, 64 sowohl zwischen den Gleichspannungsanschlusselementen 50, 52 wie auch zwischen den Gleichspannungsverbindungselementen 60, 62 ist aus einem Kunststoff mit hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit hier aus Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer oder Flüssigkristallpolymer mit einer Dicke von 100µm ausgebildet.
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3 zeigt in dreidimensionaler Teilansicht ein Stromrichtermodul einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung, wie unter 1 und 2 beschrieben. Zusätzlich dargestellt ist hier noch ein Deckelementen 26 des Gehäuses 20.
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4 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer zweiten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung 1 in Schnittansicht. Diese unterscheidet sich von der ersten Ausgestaltung dadurch, dass hier noch eine als Schraubverbindung 740 ausgebildete Klemmeinrichtung 74 zusätzlich vorhanden ist. 5 zeigt in dreidimensionaler Teilansicht das Stromrichtermodul 2 dieser erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung. 6 zeigt eine Kondensatoreinrichtung 8 mit Kondensatorelementen 80 und Gleichspannungsverbindungselementen 60,62 zur Verbindung mit dem Stromrichtermodul.
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Hierbei weist das erste Gleichspannungsanschlusselement 50 eine erste Ausnehmung 500 auf, das zweite Gleichspannungsanschlusselement 52 ist gegenüber dieser ersten Ausnehmung 510 zurückversetzt und weist einen seitlichen Einzug auf. In analoger Weise weist zweite Gleichspannungsverbindungselement 62 eine zweite Ausnehmung 610 auf, das erste Gleichspannungsverbindungselement 52 endet gegenüber dieser ersten Ausnehmung 510 zurückversetzt und weist einen seitlichen Einzug auf. Weiterhin weist das Gehäuse 20 ebenfalls eine zur ersten Ausnehmung 510 fluchtende dritte Ausnehmung 210 auf. Alle Ausnehmungen 210,510,650 sind zueinander fluchtend angeordnet, wobei die Schraube der Schraubverbindung 740 durch alle Ausnehmungen 210,510,650 hindurch reicht und die Anschluss- und Verbindungselemente auf dem Gehäuse 20 fixiert. Alternativ, allerdings nicht dargestellt, kann die Schraube der Schraubverbindung auch in eine mit einem Innengewinde versehene weitere Ausnehmung der Kühleinrichtung eingreifen und somit zusätzlich das Stromrichtermodul auf dieser fixieren.
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7 zeigt schematisch einen Ausschnitt einer dritten Ausgestaltung einer leistungselektronischen Anordnung 1 in Schnittansicht während des Verfahrensschritts b). Im Gegensatz zur ersten Ausgestaltung gemäß den 1 bis 3 liegt hierbei das erste Gleichspannungsverbindungselement 60 elektrisch isoliert, im Übrigen direkt und damit thermisch hervorragend leitend auf der Kühleinrichtung 3 auf. Diese weist hierzu rein beispielhaft eine Erhöhung 30 mit einer Auflagefläche 340 auf.
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Das erste Gleichspannungsanschlusselemente 50 liegt mit seinem Oberflächenverbindungsabschnitt 500 auf dem Oberflächenverbindungsabschnitt 600 des ersten Gleichspannungsverbindungselements 60 auf. Durch Einwirkung eines ersten Laserstrahls 700 eines Schweißlasers auf den, dem Oberflächenverbindungsabschnitt 600 des ersten Gleichspannungsverbindungselements 60 gegenüberliegenden, Oberflächenschweißabschnitt 602 wird eine erste Schweißverbindung ausgebildet.
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Im Anschluss daran wird in einem Verfahrensschritt c) der Oberflächenverbindungsabschnitt 520 des zweiten Gleichspannungsanschlusselement 52 auf dem Oberflächenverbindungsabschnitt 620 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 angeordnet. Hierzu wird das zweite Gleichspannungsanschlusselement 52 in einem Biegebereich 524 abgekantet. Gleichzeitig wird auch eine erste Isolationseinrichtung 54 mit abgekantet und liegt dann auf dem ersten Gleichspannungsanschlusselement 50 auf und überlappt dieses sodass es auch die zweite Isolationseinrichtung 64 teilweise überlappt.
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In einem Verfahrensschritt d) wird dann durch Einwirkung eines zweiten Laserstrahls 720 eines Schweißlasers auf den, dem Oberflächenverbindungsabschnitt 620 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 gegenüberliegenden, Oberflächenschweißabschnitt 622 wird eine zweite Schweißverbindung zwischen dem zweiten Gleichspannungsanschlusselement 52 und dem zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 ausgebildet.
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8 zeigt wesentliche Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in Draufsicht aus Normalenrichtung N, also aus z-Richtung, auf die Anschluss- und Verbindungselemente.
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Oben dargestellt ist ein erstes Gleichspannungsanschlusselement 50 mit seinem Oberflächenverbindungsabschnitt 500, sowie ein zweites Gleichspannungsanschlusselement 52 mit seinem Oberflächenverbindungsabschnitt 520.
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In der Mitte dargestellt ist zusätzlich ein erstes Gleichspannungsverbindungselement 60, das mit seinem Oberflächenverbindungsabschnitt auf dem Oberflächenverbindungsabschnitt 500 des ersten Gleichspannungsanschlusselements 50 aufliegt. Weiterhin dargestellt ist der dem Oberflächenverbindungsabschnitt 600 gegenüber liegende Oberflächenschweißabschnitt 602 jeweils des ersten Gleichspannungsverbindungselements 60. Die Laserspur 704, die bei der Ausbildung der ersten Verbindung mittels Laserschweißen auf diesem Oberflächenschweißabschnitt 602 entsteht, ist ebenfalls dargestellt.
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Das zweite Gleichspannungsverbindungselement 60 ragt hier abschnittsweise aus der Zeichnungsebene heraus in Normalenrichtung N und ist hierzu in seinem Biegebereich 624 abgekantet.
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Unten dargestellt ist das zweite Gleichspannungsverbindungselement 62 nach dem Umbiegen an seinem Biegebereich 624, wodurch nun dessen Oberflächenverbindungsabschnitt 620 auf dem Oberflächenverbindungsabschnitt 520 des zweiten Gleichspannungsanschlusselements 52 aufliegt. Dies Verbindung zwischen diesen Oberflächenverbindungsabschnitten erfolgt durch Laserschweißen. Die Laserspur 724, die bei der Ausbildung der zweiten Verbindung auf dem Oberflächenschweißabschnitt 622 des zweiten Gleichspannungsverbindungselements 62 entsteht ist ebenfalls, dargestellt.
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9 zeigt in dreidimensionaler Ansicht eine erfindungsgemäße leistungselektronische Anordnung. 10 und 11 zeigen diese leistungselektronische Anordnung in verschiedenen dreidimensionalen Ansichten während des Verfahrensschritts b). Alle wesentlichen dargestellten Elemente sind oben bereits beschrieben.
