DE102022124194A1 - Gleichspannungszwischenkreiskondensator für eine Schaltzelle - Google Patents

Gleichspannungszwischenkreiskondensator für eine Schaltzelle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungszwischenkreiskondensator für eine Schaltzelle. Der DC-Zwischenkreiskondensator (136) ist zum elektrischen Anschluss zwischen mindestens zwei Stromschienen (128, 130) eingerichtet und umfasst ein kapazitives Element (408) und mindestens zwei elektrische Anschlüsse (138, 140), die jeweils elektrisch mit dem kapazitiven Element (408) und einer der Stromschienen (128, 130) verbunden sind. Der Gleichstrom-Zwischenkreiskondensator (136) umfasst ferner eine Platte (412), die so angeordnet ist, dass sie das kapazitive Element (408) kühlt, wobei die Platte (412) ein Halteteil (416) umfasst, um den Gleichstrom-Zwischenkreiskondensator auf einem Kühlkörper (106) zu montieren.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft einen Zwischenkreiskondensator für eine Kondensatoranordnung, wie eine Schaltzelle eines Stromrichters, als Wechselrichter für eine rotierende elektrische Maschine wie einen Motor, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Zwischenkreiskondensatoren bestehen bekanntermaßen aus einem Hauptkörper mit einem kapazitiven Element und zwei elektrischen Anschlüssen. Jeder der elektrischen Anschlüsse ist so angeordnet, dass er elektrisch mit einer Stromschiene verbunden ist. Der Zwischenkreiskondensator kann in ein Gehäuse wie einen Kühlkörper eines Stromrichters integriert werden. Im Allgemeinen wird der Zwischenkreiskondensator wie ein Kühlkörper auf das Gehäuse geklebt/gegossen. Zur Kühlung des Zwischenkreiskondensators kann eine zusätzliche thermische Komponente hinzugefügt werden. Dieses thermische Bauteil ist ein Silikon- oder Gummiband, das zwischen dem Zwischenkreiskondensator und dem Kühlkörper oder direkt auf der Stromschiene angeordnet werden kann. Jede andere Art von Wärmeleitpaste, die elektrisch nicht leitend ist, kann verwendet werden. Mit dieser thermischen Komponente kann die Kühlung des Zwischenkreiskondensators erhöht werden. Die thermische Eigenschaft ist jedoch für Hochleistungsanwendungen wie Elektrofahrzeuge von grundlegender Bedeutung, und die Kühlung durch das thermische Bauteil ist möglicherweise nicht ausreichend.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Gleichspannungskondensator bereitzustellen. Insbesondere soll eine Lösung vorgeschlagen werden, die eine hohe Kühlleistung ermöglicht und einen einfach zu montierenden und kompakten Kondensator bereitstellt.
  • Das Ziel der Erfindung wird erreicht durch einen Gleichspannungs-Zwischenkreiskondensator für eine Schaltzelle, wobei der Gleichspannungs-Zwischenkreiskondensator zum elektrischen Anschluss zwischen mindestens zwei Stromschienen eingerichtet ist und ein kapazitives Element und mindestens zwei elektrische Anschlüsse umfasst, die jeweils mit dem kapazitiven Element und einer der Stromschienen elektrisch verbunden sind. Des Weiteren umfasst der Gleichspannungs-zwischenkreiskondensator eine Platte, die so angeordnet ist, dass sie das kapazitive Element kühlt, wobei die Platte ein Halteteil umfasst, um den Gleichspannungszwischenkreiskondensator an einem Kühlkörper zu montieren.
  • Die Platte ermöglicht es, zwei Funktionen durch eine einzige Komponente zu erfüllen. Die Platte wird nämlich zur Kühlung des Zwischenkreiskondensators und zur Befestigung des Zwischenkreiskondensators auf dem Kühlkörper verwendet. Somit ermöglicht diese Platte einen kompakteren und kostengünstigeren Gleichspannungskondensator. Das zusätzliche Wärmeelement in Form eines Silikon- oder Gummibandes kann entfernt und der Kleber durch die Platte ersetzt werden.
  • Außerdem kann die Wärmeableitung verbessert werden, da der Zwischenkreiskondensator direkt am Kühlkörper befestigt ist. Es gibt nämlich kein zusätzliches Element ohne thermische Eigenschaften wie den Klebstoff.
  • In einer Ausführungsform ist die Platte in einem gewissen Abstand zu den elektrischen Anschlüssen angeordnet. Die Platte und die elektrischen Anschlüsse sind separate Komponenten. Außerdem besteht kein elektrischer Kontakt zwischen der Platte und den Anschlüssen. Somit ist die Platte von den Anschlüssen elektrisch isoliert. Ebenso ist die Platte von den Stromschienen, die mit den Anschlüssen verbunden sind, elektrisch isoliert. Die Platte und die Stromschienen sind getrennte Bauteile.
  • Nach einer Ausführungsform bildet ein Material mit mindestens einer metallischen Komponente die Platte. Die Kühlung des Zwischenkreiskondensators kann im Vergleich zur Kühlung eines Zwischenkreiskondensators, der ein Silizium- oder Gummiband enthält, erhöht werden.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst der Gleichspannungskondensator auch ein isoliertes Element, das das kapazitive Element umgibt und die Platte teilweise aufnimmt. Das kapazitive Element kann mit dem isolierten Element umspritzt sein. Das isolierte Element kann aus einem Harz bestehen. Das isolierte Element schützt das kapazitive Element vor äußeren Einflüssen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Teil des isolierten Elements zwischen der Platte und dem kapazitiven Element angeordnet. Dadurch ist die Platte elektrisch von dem kapazitiven Element isoliert. Das isolierte Element kann zum Beispiel feuchtigkeitsdicht sein. Auf diese Weise kann der Kondensator vor ungünstigen Umweltbedingungen geschützt werden.
  • Nach einer Ausführungsform befindet sich das Halteteil außerhalb des isolierten Elements. Dadurch wird die Montage des Gleichspannungskondensators auf dem Kühlkörper erleichtert.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Halteteil in einer ersten Richtung eine Länge auf, die größer ist als eine Länge des isolierten Elements in dieser ersten Richtung. Dadurch wird die Montage, insbesondere durch Verschrauben, des Gleichspannungskondensators auf dem Kühlkörper erleichtert. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Halteteil eine Länge in einer ersten Richtung aufweisen, die gleich einer Länge in der ersten Richtung des isolierten Elements ist.
  • Nach einer Ausführungsform umgibt die Platte das kapazitive Element zumindest teilweise. Dadurch wird die Kühlung des kapazitiven Elements erhöht.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Platte auch mindestens ein Seitenteil, das sich von dem Halteteil aus erstreckt.
  • In einer Ausführungsform erstreckt sich das Seitenteil innerhalb des isolierten Elements.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Platte mindestens zwei Seitenteile, die sich jeweils von einer Seite des Halteteils aus erstrecken und das kapazitive Element teilweise umgeben.
  • Die Erfindung betrifft auch eine Schaltzelle, die einen Kühlkörper, mindestens ein Leistungsmodul, das auf dem Kühlkörper montiert ist, mindestens zwei Stromschienen, die jeweils elektrisch mit dem Leistungsmodul verbunden sind, um eine Gleichspannung an das Modul zu liefern, und mindestens einen Gleichspannungs-zwischenkreiskondensator umfasst, der, wie zuvor beschrieben, elektrisch mit den Stromschienen über den elektrischen Anschluss verbunden und auf dem Kühlkörper montiert ist.
  • In einer Ausführungsform wird der Zwischenkreiskondensator durch die Platte hindurch durch Schweißen, Schrauben, Löten oder Nieten auf dem Kühlkörper befestigt. Darüber hinaus kann jede andere Befestigungstechnik verwendet werden.
  • Nach einer Ausführungsform umfasst der Kühlkörper eine Kühlkammer, die eine Kühlflüssigkeit enthält.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Schaltzelle eine Vielzahl von einzelnen Zwischenkreiskondensatoren umfassen, die parallel geschaltet sind. Beispielsweise kann die Schaltzelle einzelne Zwischenkreiskondensatoren umfassen, die im Wesentlichen identisch sind. Auf diese Weise wird die Verkettung von Kondensatoren vereinfacht. Eine Kondensatoranordnung kann aber auch aus unterschiedlichen Zwischenkreiskondensatoren bestehen.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Leistungswandler mit einer Schaltzelle, wie zuvor beschrieben. Der Stromrichter bildet zum Beispiel einen Wechselrichter.
  • Darüber hinaus betrifft die Erfindung auch eine rotierende elektrische Maschine mit einem Stromrichter, wie zuvor beschrieben. Die rotierende elektrische Maschine ist zum Beispiel ein Elektromotor. Der Elektromotor ist zum Beispiel mechanisch mit den Rädern eines Elektrofahrzeugs gekoppelt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird nun im Folgenden unter Bezugnahme auf besondere Ausführungsformen näher beschrieben, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
    • 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Beispiels für eine erfindungsgemäße Schaltzelle,
    • 2 ist eine 3D-Ansicht der Schaltzelle aus 1, bei der die Steuerplatine, die Abdeckung und das Federsystem entfernt sind,
    • 3 zeigt einen Zwischenkreiskondensator auf dem Kühlkörper mit mechanischer Verbindung durch die Platte,
    • 4 ist eine 3D-Ansicht eines ersten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichspannungskondensators, bei dem das isolierte Element transparent gemacht wurde,
    • 5 ist eine 3D-Ansicht eines zweiten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichspannungskondensators, bei dem das isolierte Element transparent gemacht wurde,
    • 6 ist eine 3D-Ansicht eines dritten Beispiels eines erfindungsgemäßen Gleichspannungskondensators, bei dem das isolierte Element transparent gemacht wurde,
    • 7 ist eine 3D-Schnittansicht eines Stromrichters mit einem Beispiel einer erfindungsgemäßen Schaltzelle.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Im Allgemeinen werden gleiche oder ähnliche Teile mit gleichen/ähnlichen Namen und Bezugszeichen bezeichnet. Die Angabe der Ausrichtung und der relativen Position bezieht sich auf die zugehörigen Figuren, und die Angabe der Ausrichtung und/oder der relativen Position muss in den verschiedenen Figuren gegebenenfalls entsprechend geändert werden.
  • In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen werden die verschiedenen Teile und Elemente relativ zueinander im Raum unter Bezugnahme auf ein willkürlich ausgerichtetes orthogonales XYZ-Koordinatensystem mit einer X-Richtung, einer Y-Richtung und einer Z-Richtung positioniert. Der Klarheit halber wird die X-Richtung als Links-Rechts-Richtung bezeichnet (in den Figuren zeigt der Pfeil der X-Richtung nach links), die Y-Richtung als Vorne-Rückwärts-Richtung (in den Figuren zeigt der Pfeil der Y-Richtung nach hinten) und die Z-Richtung als Unten-Oben-Richtung (in den Figuren zeigt der Pfeil der Z-Richtung nach oben).
  • Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst die Schaltzelle 100 eine Vielzahl von Leistungsmodulen 102. In dem dargestellten Beispiel sind drei Leistungsmodule 102 vorgesehen. Die Leistungsmodule 102 sind z. B. nebeneinander angeordnet.
  • Die Schaltzelle 100 enthält außerdem eine elektronische Steuerplatine 104 zur Steuerung der Leistungsmodule 102. Die elektronische Steuerplatine 104 erstreckt sich z. B. über die Leistungsmodule 102.
  • Die Schaltzelle 100 umfasst außerdem einen Kühlkörper 106 zur Kühlung der Leistungsmodule 102. Der Kühlkörper 106 umfasst eine Kühlkammer 108, die einen Kühlmittelflusskanal bildet. Die Kühlkammer 108 hat eine Oberseite 112 und eine Unterseite 113, die beide durch den Kühlmittelstrom gekühlt werden. Die Leistungsmodule 102 werden z. B. gegen die Oberseite 112 gedrückt, um gekühlt zu werden.
  • Um die Leistungsmodule 102 an der Oberseite 112 zu halten, umfasst die Schaltzelle 100 beispielsweise eine Abdeckung 114, die sich über die Leistungsmodule 102 erstreckt, beispielsweise zwischen der Steuerplatine 104 und den Leistungsmodulen 102. Die Abdeckung 114 ist z. B. durch Schrauben am Kühlkörper 106 befestigt. Die Schaltzelle 100 umfasst ferner ein Federsystem, das zwischen der Abdeckung 114 und den Leistungsmodulen 102 angeordnet ist. Dieses Federsystem ist so ausgelegt, dass es sich auf die Abdeckung 114 stützt und die Leistungsmodule 102 in Richtung der Oberseite 112 drückt. Das Federsystem umfasst beispielsweise für jedes Leistungsmodul 102 ein flexibles Blatt 116, das zwischen der Abdeckung 114 und dem Leistungsmodul 102 zusammengedrückt wird.
  • Der Kühlkörper 106 umfasst ferner einen Einlassschlauch 118 und einen Auslassschlauch 120 für die Zirkulation der Kühlflüssigkeit innerhalb der Kühlkammer 108. Die Schläuche 118, 120 befinden sich beispielsweise an der rechten bzw. linken Seite der Kühlkammer 108 und ragen senkrecht nach unten aus der Kühlkammer 108 heraus.
  • Die Schaltzelle 100 umfasst ferner unterhalb der Kühlkammer 108 eine positive Stromschiene 128 und eine negative Stromschiene 130, die übereinander gestapelt sind. Beispielsweise erstreckt sich die positive Stromschiene 128 unterhalb der negativen Stromschiene 130. Somit bildet in diesem Beispiel die positive Stromschiene 128 eine untere Stromschiene und die negative Stromschiene 130 eine obere Stromschiene. Zwischen den Stromschienen 128, 130 und/oder zwischen den Stromschienen 128, 130 und dem Kühlkörper 106 kann eine elektrisch isolierende Schicht vorgesehen werden.
  • Die Stromschienen 128, 130 sind so ausgelegt, dass sie eine Gleichspannung UDC aufweisen. Die Stromschienen 128, 130 sind beide mit jedem der Leistungsmodule 102 verbunden, um die Gleichspannung auf die Leistungsmodule 102 zu verteilen.
  • Um die Stromschienen 128, 130 in Position zu halten, enthält die Schaltzelle 100 beispielsweise eine Halterung 132. Die Halterung 132 hat insbesondere einen Boden 134, auf dem sich die Stromschienen 128, 130 erstrecken. Die Halterung 132 ist so am Kühlkörper 106 angebracht, dass sich die Stromschienen 128, 130 zwischen der Unterseite 113 der Kühlkammer 108 und dem Boden 134 der Halterung 132 erstrecken. Auf diese Weise können die Stromschienen 128, 130 durch die Unterseite 113 gekühlt werden.
  • Die Schaltzelle 100 enthält außerdem Gleichspannungs-Zwischenkreiskondensatoren 136, von denen jeder zwei elektrische Anschlüsse 138, 140 hat, die jeweils mit den Stromschienen 128, 130 verbunden sind, um die Gleichspannung aufzunehmen. Diese Zwischenkreiskondensatoren 136 dienen der Glättung der Gleichspannung UDC und werden allgemein als „Zwischenkreiskondensator“ bezeichnet.
  • Die Schaltzelle kann aus einer Vielzahl von einzelnen Zwischenkreiskondensatoren 136 bestehen, die parallel geschaltet sind. Die Schaltzelle kann beispielsweise aus einzelnen Zwischenkreiskondensatoren bestehen, die im Wesentlichen identisch sind.
  • Jedes Leistungsmodul 102 ist beispielsweise dafür ausgelegt, eine Umwandlung zwischen der Gleichspannung UDC und einer entsprechenden Wechselspannung vorzunehmen, wobei es sich bei der Wechselspannung beispielsweise um die Phasenspannungen einer elektrischen Maschine handeln könnte. Jedes Leistungsmodul 102 verfügt über einen externen Anschluss 202, der zur Bereitstellung dieser Wechselspannung dient. Jedes Leistungsmodul 102 umfasst zusätzlich zu dem externen Wechselstromanschluss 202 einen externen Anschluss 302, der als positiv bezeichnet wird, und einen externen Anschluss 304, der als negativ bezeichnet wird, die dazu bestimmt sind, mit der positiven Stromschiene 128 bzw. der negativen Stromschiene 130 verbunden zu werden. Im dargestellten Beispiel sind für jedes Leistungsmodul 102 zwei negative externe Anschlüsse 304 vorgesehen. Diese externen Anschlüsse 202, 302, 304 sind beispielsweise in Form von Flachschienen ausgeführt.
  • Um die Spannungsumwandlung durchzuführen, umfasst jedes Leistungsmodul 102 mindestens einen Schaltarm und somit in einem Gehäuse 305 zwei Schalter 306, 308, die in einem Mittelpunkt miteinander verbunden sind. Der Mittelpunkt ist mit dem externen Wechselstromanschluss 202 verbunden, um die Wechselspannung bereitzustellen. Der Schaltarm ist zwischen den externen Anschlüssen 302, 304 angeschlossen, um die Gleichspannung UDC bereitzustellen. Diese Schalter 306, 308 sind in 2 nur für eines der Leistungsmodule 102 schematisch dargestellt und aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht für die anderen.
  • Jeder Schalter 306, 308 ist vorzugsweise ein steuerbarer Halbleiterschalter, z. B. ein Transistorschalter wie ein Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOS-FET) oder ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) oder ein Galliumnitrid-Feldeffekttransistor (GaNFET).
  • Jedes Leistungsmodul 102 hat auch Steuerstifte 312, die es insbesondere der Steuerplatine 104 ermöglichen, das Schalten der Schalter 306, 308 zu steuern.
  • Wie in den 4, 5 und 6 dargestellt, umfasst jeder Zwischenkreiskondensator 136 einen Hauptkörper 402. Der Hauptkörper 402 umfasst beispielsweise ein kapazitives Element 408 und ein isoliertes Element 410, das das kapazitive Element 408 abdeckt. Das kapazitive Element 408 ist der Teil des Zwischenkreiskondensators 136, in dem elektrische Energie gespeichert wird. Das kapazitive Element ist zum Beispiel eine gewickelte metallisierte Kunststofffolie. Das isolierte Element 410 kann eine Ummantelung sein. Das isolierte Element 410 besteht z. B. aus Harz.
  • Jeder elektrische Anschluss 138, 140 umfasst einen inneren Abschnitt 404 innerhalb des Hauptkörpers 402 und einen äußeren Abschnitt 406 außerhalb des Hauptkörpers 402. Der innere Abschnitt 404 jedes Anschlusses 138, 140 erstreckt sich beispielsweise in das isolierte Element 410, um das kapazitive Element 408 zu verbinden. Der äußere Abschnitt 406 jedes Anschlusses 138, 140 weist einen Verbindungsabschnitt 414 auf, der dazu bestimmt ist, z. B. durch Schweißen mit einer der Stromschienen 128, 130 elektrisch verbunden zu werden.
  • In den hier dargestellten Beispielen sind beide äußeren Abschnitte 406 nebeneinander auf derselben Seite des Zwischenkreiskondensators 136 angeordnet. Ferner erstreckt sich in diesen Beispielen jeder innere Abschnitt 404 in eine jeweilige Seite des Zwischenkreiskondensators 136, so dass das kapazitive Element 408 zwischen ihnen angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist jeder Anschluss 138, 140 oder zumindest sein äußerer Abschnitt 406 aus einem einzigen gefalteten flachen Blech gebildet.
  • Der Gleichspannungs-Zwischenkreiskondensator 136 umfasst ferner eine Platte 412, die zur Kühlung des kapazitiven Elements 408 angeordnet ist. Die Platte 412 umfasst ein Halteteil 416 zur Montage des Zwischenkreiskondensators auf dem Kühlkörper 106 und, in diesem Beispiel, zwei Seitenteile 418, die sich von dem Verbindungsabschnitt 414 aus erstrecken. Beispielsweise erstreckt sich jedes Seitenteil 418 von jeder Seite des Verbindungsabschnitt 414, so dass sich das kapazitive Element 408 zwischen den beiden Seitenteilen 418 befindet.
  • In den hier gezeigten Beispielen erstreckt sich jedes Seitenteil 418 im Großen und Ganzen senkrecht zum Halteteil 416.
  • Das Halteteil 416 erstreckt sich außerhalb des isolierten Elements 410 und die Seitenteile 418 erstrecken sich im Wesentlichen innerhalb des isolierten Elements 410.
  • Die Platte 412 erstreckt sich mit Abstand zum kapazitiven Element 408. Daher besteht kein elektrischer Kontakt zwischen der Platte und insbesondere zwischen den Seitenteilen 418 und dem kapazitiven Element 408. Ferner kann ein Teil des isolierten Elements 410 zwischen der Platte 412 und insbesondere den Seitenteilen 418 und dem kapazitiven Element 408 angeordnet sein.
  • Die Platte 412 erstreckt sich in einem Abstand zu den elektrischen Anschlüssen 138, 140. Daher besteht kein elektrischer Kontakt zwischen der Platte und insbesondere zwischen den Seitenteilen 418 und den elektrischen Anschlüssen 138, 140. Ferner kann ein Teil des isolierten Elements 410 zwischen der Platte 412 und insbesondere den Seitenteilen 418 und den elektrischen Anschlüssen 138, 140 angeordnet sein.
  • Die Platte 412 erstreckt sich mit Abstand zu den Stromschienen 128, 130. Daher gibt es keinen elektrischen Kontakt zwischen der Platte und den Stromschienen 128, 130.
  • In dem in den 4 bis 6 dargestellten Beispiel weist die Platte 412 eine Öffnung 420 auf, die so angeordnet ist, dass sie zumindest teilweise mindestens einen elektrischen Anschluss 138, 140 aufnimmt. Diese Öffnung 420 ermöglicht eine Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche zwischen der Platte 412 und dem kapazitiven Element 408, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen ihnen vermieden wird.
  • Die Öffnung 420 kann in einem Seitenteil 418 der Platte 412 ausgebildet sein. Genauer gesagt umfasst hier jedes Seitenteil 418 eine Öffnung 420, die teilweise einen elektrischen Anschluss 138, 140 aufnimmt.
  • Die Öffnung 420 kann zum Beispiel eine Kerbe sein.
  • Der Zwischenkreiskondensator 136 ist durch das Halteteil 416 der Platte 412 fest mit dem Kühlkörper 106 verbunden.
  • Im Beispiel von 4 ist das Halteteil 416 der Platte 412 durch Schweißen oder Löten mit dem Kühlkörper 106 verbunden. Mit dieser Konfiguration wird ein optimaler Wärmeaustausch zwischen der Platte und dem Kühlkörper erreicht. Dazu weist das Halteteil 416 eine ebene Fläche 422 auf, die in direktem Kontakt mit dem Kühlkörper 106 steht. Die Länge und die Breite des Halteteils 416 können kleiner sein als die jeweilige Länge und Breite des isolierten Elements 410.
  • Im Beispiel der 5 und 6 ist das Halteteil 416 der Platte 412 durch Verschrauben oder Vernieten mit dem Kühlkörper 106 verbunden. Zu diesem Zweck weist das Halteteil 416 Löcher 426 auf. Die Löcher können an einem Verlängerungsteil 428 angeordnet sein, das sich von einem Zentralkörper 430 des Halteteils 416 aus erstreckt. Das Verlängerungsteil 428 erstreckt sich hier in einer Ebene, die den Zentralkörper 430 umfasst.
  • Im Beispiel von 5 umfasst das Halteteil 416 vier Löcher 426, die jeweils an einem Verlängerungsteil 428 angeordnet sind. Außerdem erstreckt sich hier jedes Verlängerungsteil 428 von einer Ecke des Zentralkörpers 430, so dass das Halteteil 416 eine H-Form aufweist.
  • Im Beispiel von 6 umfasst das Halteteil 416 vier Löcher 426, die paarweise an zwei Verlängerungsteilen 428 angeordnet sind. Ferner erstreckt sich hier jedes Verlängerungsteil 428 in zwei entgegengesetzte Richtungen der gleichen Achse, so dass der Zentralkörper 430 zwischen den beiden Verlängerungsteilen 428 angeordnet ist.
  • Außerdem kann das Halteteil 416 Indexierungsmittel 424, wie Öffnungen, aufweisen, um den Zwischenkreiskondensator 136 korrekt auf dem Kühlkörper 106 zu positionieren.
  • Die Platte 412 besteht aus einem Material, das mindestens eine metallische Komponente enthält. Die Platte besteht zum Beispiel aus Aluminium, Stahl oder Kupfer.
  • Vorzugsweise ist die Platte 412 aus einer einzigen Platte geformt, d. h. sie ist ein einteiliges Element.
  • Zum Beispiel wird die Platte 412 durch Falten einer flachen Platte zu den Seitenteilen 418 geformt. Für Erfordernisse des Herstellungsverfahrens kann die Platte 412 und insbesondere die Seitenteile 418, Verarbeitungskerben 432 aufweisen.
  • Ein vereinfachtes Beispiel für den Herstellungsprozess des Gleichstrom-Zwischenkreiskondensators 136 ist wie folgt: Die Platte 412 wird zuerst umgeformt, dann wird die Platte gegenüber dem kapazitiven Element 408 und den elektrischen Anschlüssen 138, 140 positioniert, dann werden alle genannten Elemente mit dem isolierten Element 410 umspritzt.
  • Bei jedem Zwischenkreiskondensator 136 ist der positive elektrische Anschluss 138 z. B. durch Schweißen mit einem Anschlussabschnitt der oberen Stromschiene 130 verbunden. Der negative elektrische Anschluss 140 ist z. B. durch Schweißen mit einem Anschlussabschnitt der unteren Stromschiene 128 verbunden.
  • In 7 ist die Schaltzelle 100 beispielsweise als Teil eines elektrischen Systems, z. B. einer Stromrichterleitung für einen Wechselrichter 702, dargestellt.
  • Der Wechselrichter 702 umfasst beispielsweise einen EMV-Filter 704, der zwischen den beiden Stromschienen 128, 130 angeschlossen ist, und ein Hauptgehäuse 706, in dem der EMV-Filter 704 und die Schaltzelle 100 untergebracht sind.
  • Das Hauptgehäuse 706 umfasst beispielsweise einen Hauptteil 708 mit einer oberen Öffnung 710 und einer Abdeckung (nicht dargestellt), die zum Verschließen der oberen Öffnung 710 geeignet ist. Das Hauptgehäuse 706 umfasst außerdem beispielsweise eine untere Öffnung 712 für den Durchgang der Zwischenkreiskondensatoren 136 und eine Abdeckung 714 zum Verschließen der unteren Öffnung 712.
  • Der Wechselrichter 702 ist beispielsweise als Teil einer rotierenden elektrischen Maschine wie ein Elektromotor konzipiert. Der Elektromotor ist z. B. mechanisch mit den Rädern eines Elektrofahrzeugs verbunden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass Kombinationen oder verschiedene Modifikationen der verschiedenen Varianten im Lichte der vorherigen Offenbarung möglich sind.

Claims (15)

  1. Gleichstrom-Zwischenkreiskondensator für eine Schaltzelle, wobei der Gleichstrom-Zwischenkreiskondensator (136) so beschaffen ist, dass er elektrisch zwischen mindestens zwei Stromschienen (128, 130) angeschlossen werden kann, und ein kapazitives Element (408) und mindestens zwei elektrische Anschlüsse (138, 140) umfasst, die jeweils elektrisch mit dem kapazitiven Element (408) und mit einer der Stromschienen (128, 130) verbunden sind, wobei der Gleichstrom-Zwischenkreiskondensator (136) dadurch gekennzeichnet ist, dass er ferner eine Platte (412) umfasst, die so angeordnet ist, dass sie das kapazitive Element (408) kühlt, wobei die Platte (412) ein Halteteil (416) zum Montieren des Gleichstrom-Zwischenkreiskondensators an einem Kühlkörper (106) umfasst.
  2. Zwischenkreiskondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Platte (412) in einem Abstand zu den elektrischen Anschlüssen (138, 140) angeordnet ist.
  3. Zwischenkreiskondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Material mit mindestens einer metallischen Komponente die Platte (412) bildet.
  4. Zwischenkreiskondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei er auch ein isoliertes Element (410) umfasst, das das kapazitive Element (408) umgibt und teilweise die Platte (412) aufnimmt.
  5. Zwischenkreiskondensator nach Anspruch 4, wobei ein Teil des isolierten Elements (410) zwischen der Platte (412) und dem kapazitiven Element (408) angeordnet ist.
  6. Zwischenkreiskondensator nach Anspruch 4 oder 5, wobei sich das Halteteil (416) außerhalb des isolierten Elements (410) befindet.
  7. Zwischenkreiskondensator nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Halteteil (416) eine Länge in einer ersten Richtung aufweist, die größer oder gleich einer Länge in der ersten Richtung des isolierten Elements (410) ist.
  8. Zwischenkreiskondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Platte (412) das kapazitive Element (408) zumindest teilweise umgibt.
  9. Zwischenkreiskondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Platte (412) auch mindestens ein Seitenteil (418) aufweist, das sich von dem Halteteil (416) aus erstreckt.
  10. Zwischenkreiskondensator nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei sich das Seitenteil (418) innerhalb des isolierten Elements (410) erstreckt.
  11. Zwischenkreiskondensator nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Platte mindestens zwei Seitenteile (418) aufweist, die sich jeweils von einer Seite des Halteteils (416) aus erstrecken und das kapazitive Element (410) teilweise umgeben.
  12. Schaltzelle, umfassend: - einen Kühlkörper (106), - mindestens ein Leistungsmodul (102), das auf dem Kühlkörper (106) montiert ist, - mindestens zwei Stromschienen (128, 130), die jeweils elektrisch mit dem Leistungsmodul (102) verbunden sind, um eine Gleichspannung (UDC) an das Modul zu liefern, - mindestens einen Zwischenkreiskondensator (136) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der über den elektrischen Anschluss (138, 140) elektrisch mit den Stromschienen (128, 130) verbunden und auf dem Kühlkörper (106) montiert ist.
  13. Schaltzelle nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Zwischenkreiskondensator (136) durch die Platte (412) hindurch auf dem Kühlkörper (106) durch Schweißen oder Schrauben oder Löten oder Nieten befestigt ist.
  14. Schaltzelle nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kühlkörper (106) eine Kühlkammer (108) umfasst, die eine Kühlflüssigkeit enthält.
  15. Stromrichter mit einer Schaltzelle (100) nach einem der Ansprüche 12 bis 14.
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