DE102022201035A1 - Inverters with optimized scalability - Google Patents

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DE102022201035A1
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capacitor
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Ivonne Trenz
Michael Kohr
Florian Pahn
Pengshuai Wang
Christian Schanda
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter (10) zum Bestromen eines elektrischen Achsantriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend einen Zwischenkreiskondensator (14), der ein Kondensatorgehäuse (142) aufweist, an dem ein Kondensatoreingang (144) und mehrere Kondensatorausgänge (146A-C) ausgebildet sind, mehrere Phaseneinheiten (16A-C), die jeweils ein oder mehrere Halbbrückenmodule (162A-C, 164A-C, 166A-C) umfassen, die zum Einspeisen eines DC-Stroms mit einem der Kondensatorausgänge (146A-C) elektrisch verbunden und in jeder der Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Reihenrichtung aneinandergereiht sind, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Umfangsrichtung des Kondensatorgehäuses (142) oder eines mit dem Kondensatorgehäuse (142) verbundenen Invertergehäuses (20) verteilt angeordnet sind, mehrere AC-Ausgänge (18A-C), die jeweils mit einer der Phaseneinheiten (16A-C) elektrisch verbunden sind, um mehrere basierend auf dem DC-Strom erzeugte AC-Phasenströme bereitzustellen.The invention relates to an inverter (10) for powering an electric axle drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising an intermediate circuit capacitor (14) which has a capacitor housing (142) on which a capacitor input (144) and a plurality of capacitor outputs (146A- C) are formed, a plurality of phase units (16A-C), each comprising one or more half-bridge modules (162A-C, 164A-C, 166A-C) for feeding a DC current to one of the capacitor outputs (146A-C) are electrically connected and lined up in each of the phase units (16A-C) along a row direction, the phase units (16A-C) being distributed along a circumferential direction of the capacitor case (142) or an inverter case (20) connected to the capacitor case (142). , multiple AC outputs (18A-C), each electrically connected to one of the phase units (16A-C) to provide multiple AC phase currents generated based on the DC current.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter zum Bestromen eines elektrischen Achsantriebs eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs, einen entsprechenden elektrischen Achsantrieb mit einem solchen Wechselrichter sowie ein entsprechendes Fahrzeug mit einem solchen elektrischen Achsantrieb.The invention relates to an inverter for energizing an electric axle drive of an electric vehicle or a hybrid vehicle, a corresponding electric axle drive with such an inverter, and a corresponding vehicle with such an electric axle drive.

Im Stand der Technik sind reine Elektrofahrzeuge sowie Hybridfahrzeuge bekannt, welche ausschließlich bzw. unterstützend von einer oder mehreren elektrischen Maschinen als Antriebsaggregate angetrieben werden. Um die elektrischen Maschinen solcher Elektrofahrzeuge bzw. Hybridfahrzeuge mit elektrischer Energie zu versorgen, umfassen die Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge elektrische Energiespeicher, insbesondere wiederaufladbare elektrische Batterien. Diese Batterien sind dabei als Gleichspannungsquellen ausgebildet, die elektrischen Maschinen benötigen in der Regel jedoch eine Wechselspannung. Daher wird zwischen einer Batterie und einer elektrischen Maschine (E-Maschine) eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridfahrzeugs üblicherweise eine Leistungselektronik mit einem sog. Wechselrichter geschaltet.Purely electric vehicles and hybrid vehicles are known in the prior art, which are driven exclusively or in support of one or more electric machines as drive units. In order to supply the electric machines of such electric vehicles or hybrid vehicles with electric energy, the electric vehicles and hybrid vehicles include electric energy stores, in particular rechargeable electric batteries. These batteries are designed as DC voltage sources, but the electrical machines usually require an AC voltage. Therefore, power electronics with a so-called inverter are usually connected between a battery and an electrical machine (E-machine) of an electric vehicle or a hybrid vehicle.

Derartige Wechselrichter umfassen üblicherweise Halbleiterschaltelemente, die typischerweise aus Transistoren, etwa MOSFETs oder IGBTs, gebildet sind. Dabei ist es bekannt, die Halbleiterschaltelemente als sogenannte Halbbrücken auszugestalten, die über eine Highside-Einrichtung und eine Lowside-Einrichtung verfügen. Diese Highside- bzw. Lowside-Einrichtung umfasst ein oder mehrere parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, die im Betrieb des Wechselrichters gezielt gesteuert werden, um aus einem eingangsseitig der Halbbrücken eingespeisten DC-Strom mehrere voneinander zeitlich versetzte Phasenströme eines AC-Stroms zu erzeugen, wobei die Phasenströme jeweils für sich zeitlich veränderlich sind.Such inverters usually include semiconductor switching elements, which are typically formed from transistors, such as MOSFETs or IGBTs. In this context, it is known to design the semiconductor switching elements as so-called half-bridges, which have a high-side device and a low-side device. This high-side or low-side device comprises one or more semiconductor switching elements connected in parallel, which are controlled in a targeted manner during operation of the inverter in order to generate a plurality of phase currents of an AC current that are offset in time from a DC current fed into the input side of the half bridges, the phase currents each are themselves variable over time.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Wechselrichter sind bauartbedingt in ihrer Skalierbarkeit limitiert. Dies erschwert eine breitgefächerte Anwendung dieser bekannten Wechselrichter für verschiedene Fahrzeugleistungsklassen.The inverters known from the prior art are limited in terms of their scalability due to their design. This makes it difficult for these known inverters to be widely used for different vehicle power classes.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Wechselrichter bereitzustellen, um die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise zu beheben.It is an object of the invention to provide an inverter in order to at least partially eliminate the disadvantages mentioned above.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Wechselrichter, den elektrischen Achsantrieb sowie das Fahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.According to the invention, this object is achieved by the inverter, the electric axle drive and the vehicle according to the independent patent claims. Advantageous refinements and developments of the invention emerge from the dependent patent claims.

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter zum Betreiben eines elektrischen Achsantriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug. Der Wechselrichter umfasst einen Zwischenkreiskondensator, der ein Kondensatorgehäuse aufweist. Am Kondensatorgehäuse ist zum einen ein Kondensatoreingang zum Verbinden mit einer DC-Spannungsquelle, vorzugsweise über einen dazwischen geschalteten DC-Eingang des Wechselrichters, ausgebildet. Zum anderen sind am Kondensatorgehäuse mehrere Kondensatorausgänge zum Verbinden mit mehreren Phaseneinheiten ausgebildet. Der Wechselrichter umfasst die Phaseneinheiten, vorzugsweise drei Phaseneinheiten, um einen dreiphasigen Wechselstrom zu erzeugen. Die Phaseneinheiten umfassen jeweils ein oder mehrere parallelgeschaltete Halbbrückenmodule, die zum Einspeisen eines mittels der DC-Spannungsquelle bereitgestellten DC-Stroms mit einem der Kondensatorausgänge elektrisch verbunden sind. Dies bedeutet, dass jeder Phaseneinheit ein bestimmter Kondensatorausgang fest (bzw. in einer Eins-zu-eins-Entsprechung) zugeordnet ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Halbbrückenmodulen und den Kondenatorausgängen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe mehrerer DC-Stromschienen. Eine Phaseneinheit ist also eine Baugruppe, die einer bestimmten Phase zugeordnet ist und wenigstens ein, bevorzugt wenigstens zwei, insbesondere drei, Halbbrückenmodule aufweist.The invention relates to an inverter for operating an electric axle drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle. The inverter includes an intermediate circuit capacitor, which has a capacitor housing. On the one hand, a capacitor input for connection to a DC voltage source, preferably via a DC input of the inverter connected in between, is formed on the capacitor housing. On the other hand, a plurality of capacitor outputs for connecting to a plurality of phase units are formed on the capacitor housing. The inverter comprises the phase units, preferably three phase units, to generate a three-phase alternating current. The phase units each include one or more half-bridge modules connected in parallel, which are electrically connected to one of the capacitor outputs for feeding in a DC current provided by the DC voltage source. This means that each phase unit is dedicated (or in a one-to-one correspondence) to a specific capacitor output. The electrical connection between the half-bridge modules and the capacitor outputs is preferably made using a number of DC busbars. A phase unit is therefore an assembly that is assigned to a specific phase and has at least one, preferably at least two, in particular three, half-bridge modules.

Das Halbbrückenmodul im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine modular ausgelegte Brückenschaltanordnung, die eine Modulhighside und eine Modullowside umfasst. Somit ist in jedem einzelnen Halbbrückenmodul eine vollständige Halbbrücke ausgebildet. Die Modulhighside und die Modullowside umfassen jeweils ein oder mehrere parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, die vorzugsweise als Transistoren, etwa MOSFETs und/oder IGBTs, ausgebildet sind. In jeder der Phaseneinheiten sind die Modulhighsides zueinander parallelgeschaltet und bilden eine gemeinsame Highside-Einrichtung der gesamten Phaseneinheit. Zugleich sind die Modullowsides in jeder der Phaseneinheiten ebenfalls zueinander parallelgeschaltet und bilden eine gemeinsame Lowside-Einrichtung der gesamten Phaseneinheit. Dies bedeutet, dass je nach Leistungsklasse des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs, in dem ein elektrischer Achsantrieb mit dem erfindungsgemäßen Wechselrichter integriert wird, die durch Phaseneinheiten jeweils tragbare maximale Strommenge durch eine geeignete Wahl der Anzahl an Halbbrückenmodulen pro Phaseneinheit nach oben oder unten skalierbar ist.The half-bridge module within the meaning of the present invention is a modular bridge switching arrangement that includes a module high side and a module low side. A complete half-bridge is thus formed in each individual half-bridge module. The module high side and the module low side each comprise one or more semiconductor switching elements connected in parallel, which are preferably in the form of transistors, for example MOSFETs and/or IGBTs. In each of the phase units, the module highsides are connected in parallel to one another and form a common highside device for the entire phase unit. At the same time, the module lowsides in each of the phase units are also connected in parallel to one another and form a common lowside device for the entire phase unit. This means that depending on the power class of the electric or hybrid vehicle in which an electric axle drive is integrated with the inverter according to the invention, the maximum amount of current that can be carried by phase units can be scaled up or down by a suitable choice of the number of half-bridge modules per phase unit.

Jedes Halbbrückenmodul verfügt über mehrere Leistungsanschlüsse zum Einspeisen des DC-Stroms und zum Abgeben der Phasenströme sowie über mehrere Signalanschlüsse zum Übertragen von Steuersignalen zum Ansteuern der Halbleiterschaltelemente. Vorzugsweise sind die Halbleiterschaltelemente, die Leistungsanschlüsse und die Signalanschlüsse mit einem stromisolierenden Material verkleidet, sodass nur Endabschnitte der Leistungsanschlüsse und/oder Signalanschlüsse über mehrere Oberflächen der Verkleidung hinausragen. Die Verkleidung kann durch eine Vergussmasse gebildet sein, die mittels Umspritzens der jeweiligen Halbbrückenmodule entsteht. Die Endabschnitte der Leistungsanschlüsse und/oder Signalanschlüsse sind weiter vorzugsweise von einer Seitenfläche der Verkleidung ausgehend vertikal nach oben gebogen, sodass diese vorteilhafterweise von oben kontaktierbar sind.Each half-bridge module has multiple power connections for feeding in the DC current and outputting the phase currents, as well as multiple signal connections for transmitting control signals for driving the semiconductor switching elements. Preferably, the semiconductor switching elements, the power connections and the signal connections are covered with a current-insulating material so that only end sections of the power connections and/or signal connections protrude beyond several surfaces of the cover. The cladding can be formed by a casting compound that is created by overmolding the respective half-bridge modules. The end sections of the power connections and/or signal connections are also preferably bent vertically upwards, starting from a side surface of the casing, so that they can advantageously be contacted from above.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung sind die Halbbrückenmodule in jeder der Phaseneinheiten entlang einer Reihenrichtung angeordnet bzw. aneinandergereiht. Die Phaseneinheiten sind gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung entlang einer Umfangsrichtung des Kondensatorgehäuses oder eines mit dem Kondensatorgehäuse verbundenen Invertergehäuses verteilt angeordnet bzw. an diesem befestigt. Beispielsweise weist das Kondensatorgehäuse und/oder das Invertergehäuse einen rechteckigen, etwa quadratischen Querschnitt in horizontaler Richtung auf. In diesem Fall kann, wenn der Wechselrichter drei Phaseneinheiten umfasst, jede der drei Phaseneinheiten an einem von drei Rändern des rechteckigen bzw. quadratischen Umfangs befestigt sein, sodass die jeweilige Reihenrichtung zum zugehörigen Rand parallel steht. Das Kondensatorgehäuse bzw. das Invertergehäuse kann jedoch mit einer beliebigen Querschnittsform in horizontaler Richtung ausgebildet sein. Unter „Ränder“ können unter Umständen auch verschiedene Abschnitte einer geometrischen Form, etwas eines Kreises oder Halbkreises, verstanden werden.According to a first aspect of the invention, the half-bridge modules are arranged or lined up in each of the phase units along a row direction. According to the first aspect of the invention, the phase units are distributed along a circumferential direction of the capacitor case or an inverter case connected to the capacitor case or are fixed thereto. For example, the capacitor case and/or the inverter case has a rectangular, approximately square cross section in the horizontal direction. In this case, if the inverter comprises three phase units, each of the three phase units can be attached to one of three edges of the rectangular or square perimeter so that the respective row direction is parallel to the associated edge. However, the capacitor case and the inverter case may be formed with any cross-sectional shape in the horizontal direction. "Borders" may also mean different sections of a geometric shape, such as a circle or semicircle.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung sind die sind die Halbbrückenmodule in jeder der Phaseneinheiten entlang einer Querrichtung des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses aneinandergereiht. Die Phaseneinheiten sind gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung entlang einer zur Querrichtung senkrechten Längsrichtung des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses verteilt an diesem befestigt.According to a second aspect of the invention, the half-bridge modules in each of the phase units are lined up along a transverse direction of the capacitor case or the inverter case. According to the second aspect of the invention, the phase units are distributedly attached to the capacitor case or the inverter case along a longitudinal direction perpendicular to the transverse direction.

Der Wechselrichter umfasst ferner mehrere AC-Ausgänge, die jeweils mit einer der Phaseneinheiten elektrisch verbunden sind, um mehrere basierend auf dem DC-Strom erzeugte AC-Phasenströme bereitzustellen. Jede Phaseneinheit ist dazu ausgebildet, einen der Phasenströme basierend auf dem DC-Strom zu erzeugen. Die AC-Ausgänge umfassen vorzugsweise jeweils eine AC-Stromschiene, die mit einem oder mehreren AC-Leistungsanschlüssen der zugehörigen Phaseneinheit elektrisch verbunden ist.The inverter further includes multiple AC outputs, each electrically connected to one of the phase units to provide multiple AC phase currents generated based on the DC current. Each phase unit is configured to generate one of the phase currents based on the DC current. The AC outlets preferably each include an AC power rail electrically connected to one or more AC power terminals of the associated phase unit.

Erfindungsgemäß ist daher ein Wechselrichter realisiert, bei dem der Zwischenkreiskondensator gleichzeitig mit mehreren Phaseneinheiten verschaltet ist und diesen daher zur Verfügung steht. Eine kompakte Bauweise ist hierdurch erzielt, wobei der Herstellungsaufwand vergleichsweise reduziert ist.According to the invention, an inverter is therefore implemented in which the intermediate circuit capacitor is simultaneously connected to a plurality of phase units and is therefore available to them. A compact design is achieved in this way, with the production costs being comparatively reduced.

Gemäß einer Ausführungsform stehen die Reihenrichtungen benachbarter Phaseneinheiten senkrecht oder gewinkelt zueinander. Wenn das Kondensatorgehäuse bzw. das Invertergehäuse horizontal einen beispielhaften rechteckigen Querschnitt aufweist, können die Phaseneinheiten jeweils entlang eines der vier Ränder angeordnet sein. In diesem Fall stehen die Reihenrichtungen benachbarter Phaseneinheiten senkrecht zueinander. Wenn das Kondensatorgehäuse bzw. das Invertergehäuse horizontal einen beispielhaften Querschnitt mit mehreren zueinander gewinkelten Rändern aufweist, können die Phaseneinheiten jeweils entlang dieser Ränder angeordnet sein. In diesem Fall stehen die Reihenrichtungen benachbarter Phaseneinheiten gewinkelt zueinander.According to one embodiment, the row directions of adjacent phase units are perpendicular or at an angle to one another. If the capacitor case or the inverter case has an exemplary rectangular cross-section horizontally, the phase units can each be arranged along one of the four edges. In this case, the row directions of adjacent phase units are perpendicular to each other. If the capacitor housing or the inverter housing has an exemplary horizontal cross-section with a plurality of edges angled towards one another, the phase units can each be arranged along these edges. In this case, the row directions of adjacent phase units are at an angle to one another.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind die Phaseneinheiten auf einer Oberseite des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses angeordnet. Die Oberseite des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses erstreckt sich entlang einer horizontalen Ebene und zeigt vertikal nach oben. Diese Maßnahme ermöglicht einen Wechselrichter mit einer besonders kompakten Bauform, da die Phaseneinheiten vertikal mit dem Kondensatorgehäuse bzw. dem Invertergehäuse räumlich überlappen. Es ist daher nicht erforderlich, zusätzliche seitliche Bauräume zum Platzieren der Phaseneinheiten bereitzustellen.According to a further embodiment, the phase units are arranged on a top side of the capacitor housing or the inverter housing. The top of the capacitor case or the inverter case extends along a horizontal plane and points vertically upwards. This measure enables an inverter with a particularly compact design, since the phase units spatially overlap vertically with the capacitor housing or the inverter housing. It is therefore not necessary to provide additional lateral space for placing the phase units.

Gemäß einer weiteren Ausführung erstrecken sich die AC-Ausgänge an einem zusätzlichen Rand des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses seitlich über die Oberseite des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses hinaus. Wenn das Kondensatorgehäuse oder das Invertergehäuse horizontal einen beispielhaften rechteckigen Querschnitt aufweist, können die drei Phaseneinheiten an drei der vier Ränder der rechteckigen Oberseite des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses angeordnet sein. Am vierten Rand können die AC-Ausgänge bzw. die AC-Stromschienen über den vierten Rand hinaus nach Außen geführt sein, um einen seitlichen Anschluss an die E-Maschine zu erleichtern.According to a further embodiment, the AC outlets extend laterally beyond the top of the capacitor housing or the inverter housing at an additional edge of the capacitor housing or the inverter housing. When the capacitor case or the inverter case has an exemplary rectangular cross-section horizontally, the three phase units can be arranged on three of the four edges of the rectangular top of the capacitor case or the inverter case, respectively. At the fourth edge, the AC outputs or the AC busbars can be routed to the outside beyond the fourth edge in order to facilitate a lateral connection to the electric machine.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind die AC-Ausgänge in einem durch die Reihenrichtungen begrenzten Innenbereich auf der Oberseite des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses angeordnet. Wenn die Phaseneinheiten jeweils entlang eines der Ränder des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses angeordnet sind, können die Phaseneinheiten einen Innenraum einschließen. Durch den hieraus resultierenden Innenraum ist ein Bauraum geschaffen, der zum Platzieren der AC-Ausgänge bzw. AC-Stromschienen zwecks eines oberseitigen Anschlusses an die E-Maschine besonders geeignet ist.According to a further embodiment, the AC outputs are arranged in an inner area delimited by the row directions on the upper side of the capacitor housing or the inverter housing. When the phase units are each arranged along one of the edges of the capacitor case and the inverter case, respectively, the phase units can enclose an inner space. The interior space resulting from this creates a space that is particularly suitable for placing the AC outputs or AC busbars for the purpose of a top-side connection to the electric machine.

Gemäß einer weiteren Ausführung sind die Phaseneinheiten auf einer Oberseite des Invertergehäuses, welches das Kondensatorgehäuse vorzugsweise aufnimmt oder zumindest teilweise umschließt, außenseitig einer Oberseite des Kondensatorgehäuses angeordnet. Diese Anordnung der Phaseneinheiten begünstigt eine vorteilhafterweise flache Bauform des Wechselrichters.According to a further embodiment, the phase units are arranged on a top side of the inverter housing, which preferably accommodates or at least partially encloses the capacitor housing, on the outside of a top side of the capacitor housing. This arrangement of the phase units favors an advantageously flat design of the inverter.

Vorzugsweise erstrecken sich die AC-Ausgänge von den Phaseneinheiten ausgehend jeweils in einer vom Kondensatorgehäuse abgewandten Richtung. Dies erleichtert das Anschließen der AC-Ausgänge an die E-Maschine. Weiter vorzugsweise weist das Invertergehäuse mehrere zur Oberseite senkrechte Umfangsseiten auf, wobei die AC-Ausgänge von den Phaseneinheiten um einen Winkel, vorzugsweise einen Rechtswinkel, zu den Umfangsseiten hingebogen sind. Diese Maßnahme nutzt vorteilhafterweise die Höhe des Invertergehäuses und ermöglicht eine flache und gleichzeitig seitlich kompakte Bauform des Wechselrichters.Preferably, the AC outputs each extend from the phase units in a direction away from the capacitor housing. This makes it easier to connect the AC outputs to the electric machine. More preferably, the inverter housing has a plurality of peripheral sides perpendicular to the top, with the AC outputs from the phase units being bent toward the peripheral sides at an angle, preferably a right angle. This measure advantageously utilizes the height of the inverter housing and enables the inverter to have a flat and, at the same time, laterally compact design.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Phaseneinheiten jeweils auf einer Umfangsseiten des Kondensatorgehäuses oder des Invertergehäuses angeordnet. Das Kondensatorgehäuse bzw. das Invertergehäuse kann beispielsweise kastenförmig ausgebildet sein und vier zur Oberseite senkrecht stehende Umfangsseiten aufweisen. Die Phaseneinheiten weisen vorzugsweise jeweils eine Treibereinrichtung auf, die an der zugehörigen Umfangsseite des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses angebracht, wobei der Wechselrichter eine Steuereinrichtung umfasst, die auf einer Oberseite des Kondensatorgehäuses bzw. des Invertergehäuses angebracht ist. Das Invertergehäuse kann zwischen den Phaseneinheiten und dem Kondensatorgehäuse angeordnet und als Zwischenplatte ausgebildet sein. Eine solche Anordnung der Phaseneinheiten ermöglicht eine seitlich kompakte Bauform des Wechselrichters.According to a further embodiment, the phase units are each arranged on a peripheral side of the capacitor housing or the inverter housing. The capacitor housing or the inverter housing can be box-shaped, for example, and have four peripheral sides perpendicular to the upper side. The phase units preferably each have a driver device which is attached to the associated peripheral side of the capacitor housing or the inverter housing, with the inverter comprising a control device which is attached to a top side of the capacitor housing or the inverter housing. The inverter housing can be arranged between the phase units and the capacitor housing and can be designed as an intermediate plate. Such an arrangement of the phase units enables a laterally compact design of the inverter.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Phaseneinheiten jeweils einen Kühlkörper auf, auf dem die Halbbrückenmodule angebracht sind. Der Kühlkörper ist daher ein für die Halbbrückenmodule der jeweiligen Phaseneinheiten gemeinsamer Kühlkörper. Je nach Anzahl der Halbbrückenmodule kann der Kühlkörper mit einer geeigneten Dimension ausgebildet sein. Diese Maßnahme ermöglicht eine wirksame lokale Kühlung der Halbbrückenmodule. Die verschiedenen Kühlkörper sind vorzugsweise voneinander räumlich getrennt.According to a further embodiment, the phase units each have a heat sink on which the half-bridge modules are attached. The heat sink is therefore a common heat sink for the half-bridge modules of the respective phase units. Depending on the number of half-bridge modules, the heat sink can be designed with a suitable dimension. This measure enables effective local cooling of the half-bridge modules. The various heat sinks are preferably spatially separated from one another.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst zumindest eine der Phaseneinheiten zumindest drei Halbbrückenmodule. Diese Maßnahme ermöglicht einen Wechselrichter, dessen maximale Strommenge besonders einfach nach der Leistungsklasse des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs skalierbar ist. Beispielsweise können bei höheren Fahrzeugleistungen die mehreren Halbbrückenmodule eingesetzt werden, wobei jede Phaseneinheit einem Phasenstrom zugeordnet ist. Bei niedrigeren Fahrzeugleistungen kann nur ein Teil der Halbbrückenmodule, z.B. ein oder zwei von drei, eingesetzt und die anderen Halbbrückenmodule deaktiviert werden.According to a further embodiment, at least one of the phase units comprises at least three half-bridge modules. This measure enables an inverter whose maximum amount of electricity can be scaled particularly easily according to the power class of the electric or hybrid vehicle. For example, the multiple half-bridge modules can be used in the case of higher vehicle outputs, with each phase unit being assigned to a phase current. At lower vehicle powers, only part of the half-bridge modules, e.g. one or two out of three, can be used and the other half-bridge modules can be deactivated.

In der vorliegenden Erfindung wird eine zwischen den Phaseneinheiten und dem Zwischenkreiskondensator befindliche Lagerplatte - unabhängig von ihrer Form - als Invertergehäuse bezeichnet. Die Lagerplatte ist bevorzugt mit dem Außengehäuse des Inverters, das in den Figuren nicht dargestellt ist, fest verbunden und damit Teil des Gehäuses. Alternativ kann das als Invertergehäuse bezeichnete Bauteil als eigenständiges Teil angesehen werden und dementsprechend als Lagerplatte o.ä. benannt werden.In the present invention, a bearing plate located between the phase units and the intermediate circuit capacitor - regardless of its shape - is referred to as an inverter housing. The bearing plate is preferably firmly connected to the outer housing of the inverter, which is not shown in the figures, and is therefore part of the housing. Alternatively, the component referred to as the inverter housing can be regarded as an independent part and accordingly named as a bearing plate or similar.

Im Invertergehäuse verläuft bevorzugt wenigstens ein Kühlkanal, um Kühlfluid zu den Kühlkörpern zu führen. Dann kann das Invertergehäuse auch Kühlelement genannt werden.At least one cooling channel preferably runs in the inverter housing in order to conduct cooling fluid to the heat sinks. Then the inverter housing can also be called a cooling element.

Insbesondere kann das Kühlmedium auch ausschließlich im Invertergehäuse geführt werden. Die Kühlkörper dienen dann lediglich der Temperaturspreizung, sind aber im eigentlichen Sinne keine Kühlkörper mehr.In particular, the cooling medium can also be guided exclusively in the inverter housing. The heatsinks then only serve to spread the temperature, but are no longer really heatsinks.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen elektrischen Achsantrieb mit einem solchen Wechselrichter sowie ein Fahrzeug mit einem solchen elektrischen Achsantrieb. Daraus ergeben sich die bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wechselrichter beschriebenen Vorteile auch für den erfindungsgemäßen Wechselrichter und das erfindungsgemäße Fahrzeug.The invention also relates to an electric axle drive with such an inverter and a vehicle with such an electric axle drive. This also results in the advantages already described in connection with the inverter according to the invention for the inverter according to the invention and the vehicle according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example using the embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer allgemeinen Ausführungsform in einer Draufsicht,
  • 2 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Seitenansicht,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Draufsicht,
  • 4 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Draufsicht,
  • 5 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Perspektivansicht,
  • 6 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Perspektivansicht,
  • 7 eine schematische Darstellung des Wechselrichters aus 6 in einer Perspektivansicht,
  • 8 eine schematische Darstellung des Wechselrichters aus 6 in einer weiteren Perspektivansicht,
  • 9 eine schematische Darstellung eines Wechselrichters gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Perspektivansicht,
  • 10 eine schematische Darstellung des Wechselrichters aus 9 in einer seitlichen Schnittansicht, wobei jeder Phaseneinheit ein Folienkondensator zugeordnet ist,
  • 11 eine schematische Darstellung des Wechselrichters aus 9 in einer seitlichen Schnittansicht, wobei die Phaseneinheiten einen gemeinsamen Folienkondensator teilen.
Show it:
  • 1 a schematic representation of an inverter according to a general embodiment in a plan view,
  • 2 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a side view,
  • 3 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a plan view,
  • 4 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a plan view,
  • 5 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a perspective view,
  • 6 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a perspective view,
  • 7 a schematic representation of the inverter 6 in a perspective view,
  • 8th a schematic representation of the inverter 6 in another perspective view,
  • 9 a schematic representation of an inverter according to a further embodiment in a perspective view,
  • 10 a schematic representation of the inverter 9 in a side sectional view, with each phase unit being assigned a film capacitor,
  • 11 a schematic representation of the inverter 9 in a side sectional view, with the phase units sharing a common film capacitor.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units and comparable components are denoted by the same reference symbols across the figures. These objects, functional units and comparable components are designed to be identical in terms of their technical features, unless the description explicitly or implicitly states otherwise.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Wechselrichters 100 gemäß einer allgemeinen Ausführungsform in einer beispielhaften Draufsicht. Der Wechselrichter 100 umfasst einen Zwischenkreiskondensator 14, mehrere Phaseneinheiten 16A-C und mehrere AC-Ausgänge 18A-C. 1 12 shows a schematic representation of an inverter 100 according to a general embodiment in an exemplary plan view. Inverter 100 includes a link capacitor 14, multiple phase units 16A-C, and multiple AC outputs 18A-C.

Der Zwischenkreiskondensator 14 weist ein Kondensatorgehäuse 142 auf, das einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt in der Zeichenebene mit vier Rändern 1422A-C, 1423 umfasst. Im Inneren des Kondensatorgehäuses 142 ist zumindest ein Folienkondensator („Wickel“) angeordnet, wobei zusätzlich zumindest ein Entstörkondenator („Y-Kondensator“ oder „Elektrolytkondensator“) im Kondensatorgehäuse 142 bevorzugt enthalten sein kann. Der Zwischenkreiskondensator 14 weist ferner einen Kondensatoreingang 144 mit einem pluspoligen Anschluss 144a und einem minuspoligen Anschluss 144b auf, um einen mittels einer hier nicht gezeigten DC-Spannungsquelle, die vorzugsweise eine Fahrzeugbatterie aufweist, erzeugten DC-Strom einzuspeisen.The intermediate circuit capacitor 14 has a capacitor housing 142, which has a rectangular, in particular square, cross section in the plane of the drawing with four edges 1422A-C, 1423. At least one film capacitor (“coil”) is arranged inside the capacitor housing 142 , with at least one interference suppression capacitor (“Y capacitor” or “electrolytic capacitor”) preferably additionally being able to be contained in the capacitor housing 142 . The intermediate circuit capacitor 14 also has a capacitor input 144 with a positive-pole connection 144a and a negative-pole connection 144b in order to feed in a DC current generated by means of a DC voltage source (not shown here), which preferably has a vehicle battery.

Die Phaseneinheiten 16A-C sind auf einer Oberseite 1424 des Kondensatorgehäuses 142 befestigt. Dabei umfassen die Phaseneinheiten 16A-C jeweils mehrere (hier beispielhaft drei) Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C. Jedes der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C ist eine modular ausgelegte Brückenschaltanordnung, die eine hier nicht näher gezeigte Modulhighside und Modullowside umfasst. Somit ist in jedem einzelnen Halbbrückenmodul 162A-C, 164A-C, 166A-C eine vollständige Halbbrücke bewerkstelligt. Die Modulhighside und die Modullowside umfassen jeweils ein oder mehrere parallelgeschaltete Halbleiterschaltelemente, die vorzugsweise als Transistoren, etwa MOSFETs und/oder IGBTs, ausgebildet sind. In jeder der Phaseneinheiten 16A-C sind die Modulhighsides zueinander parallelgeschaltet und bilden eine gemeinsame Highside-Einrichtung der gesamten Phaseneinheit 16A-C. Zugleich sind die Modullowsides in jeder der Phaseneinheiten 16A-C ebenfalls zueinander parallelgeschaltet und bilden eine gemeinsame Lowside-Einrichtung der gesamten Phaseneinheit 16A-C. Dies bedeutet, dass je nach Leistungsklasse des Elektro- bzw. Hybridfahrzeugs, in dem ein elektrischer Achsantrieb mit dem erfindungsgemäßen Wechselrichter 100 integriert wird, die durch Phaseneinheiten jeweils tragbare maximale Strommenge durch eine geeignete Wahl der Anzahl an Halbbrückenmodulen 162A-C, 164A-C, 166A-C pro Phaseneinheit 16A-C nach oben oder unten skalierbar ist.The phase units 16A-C are mounted on a top 1424 of the capacitor case 142. FIG. In this case, the phase units 16A-C each include a plurality (here, for example, three) half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C. Each of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C is a modular bridge switching arrangement that includes a module high side and module low side, not shown in detail here. Thus, a full half-bridge is accomplished in each individual half-bridge module 162A-C, 164A-C, 166A-C. The module high side and the module low side each comprise one or more semiconductor switching elements connected in parallel, which are preferably in the form of transistors, for example MOSFETs and/or IGBTs. In each of the phase units 16A-C, the module highsides are connected in parallel with one another and form a common highside device for the entire phase unit 16A-C. At the same time, the module lowsides in each of the phase units 16A-C are also connected in parallel with one another and form a common lowside device for the entire phase unit 16A-C. This means that depending on the performance class of the electric or hybrid vehicle in which an electric axle drive with the inverter 100 according to the invention is integrated, the maximum amount of current that can be carried by phase units can be increased by a suitable choice of the number of half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C per phase unit 16A-C scalable up or down.

Jedes Halbbrückenmodul 162A-C, 164A-C, 166A-C verfügt über mehrere hier nicht näher gezeigte Leistungsanschlüsse zum Einspeisen des DC-Stroms und zum Abgeben der Phasenströme sowie über mehrere hier nicht näher gezeigte Signalanschlüsse zum Übertragen von Steuersignalen zum Ansteuern der Halbleiterschaltelemente. Vorzugsweise sind die Halbleiterschaltelemente, die Leistungsanschlüsse und die Signalanschlüsse mit einem stromisolierenden Material verkleidet, sodass nur Endabschnitte der Leistungsanschlüsse und/oder Signalanschlüsse über mehrere Oberflächen der Verkleidung hinausragen. Die Verkleidung kann durch eine Vergussmasse gebildet sein, die mittels Umspritzens der jeweiligen Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C entsteht. Die Endabschnitte der Leistungsanschlüsse und/oder Signalanschlüsse sind weiter vorzugsweise von einer Seitenfläche der Verkleidung ausgehend vertikal nach oben gebogen, sodass diese vorteilhafterweise von oben kontaktierbar sind.Each half-bridge module 162A-C, 164A-C, 166A-C has a number of power connections, not shown in detail here, for feeding in the DC current and for outputting the phase currents, as well as a number of signal connections, not shown in detail here, for transmitting control signals for driving the semiconductor switching elements. The semiconductor switching elements, the power connections and the signal connections are preferably covered with a current-insulating material, so that only end sections of the power connections and/or of the signal connectors extend beyond several surfaces of the fairing. The cladding can be formed by a casting compound that is created by overmolding the respective half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C. The end sections of the power connections and/or signal connections are also preferably bent vertically upwards, starting from a side surface of the casing, so that they can advantageously be contacted from above.

Die Phaseneinheiten 16A-C umfassen außerdem jeweils einen Kühlkörper 168A-C, der vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer gebildet ist. Wie hier beispielhaft gezeigt wird in jeder Phaseneinheit 16A-C der Kühlkörper 168A-C von allen Halbbrückenmodulen 162A-C, 164A-C, 166A-C von oben beaufschlagt, sodass der Kühlkörper 168A-C als gemeinsamer Kühler für alle Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C der jeweiligen Phaseneinheit 16A-C fungiert. Die Halbleiterschaltelemente (hier nicht gezeigt) der jeweiligen Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C sind vorzugsweise auf einem mehrschichtigen Substrat (hier nicht gezeigt) angebracht, welches eine obere Metalllage, eine untere Metalllage und eine dazwischen angeordnete Isolationslage umfasst. Die untere Metalllage ist weiter vorzugsweise oberseitig des Kühlkörpers 168A-C an diesen angebunden, um eine thermische Kopplung zwischen dem Kühlkörper 168A-C und den auf der oberen Metalllage angebrachten Halbleiterschaltelementen herzustellen.The phase units 16A-C also each include a heat sink 168A-C, preferably formed of aluminum or copper. As shown here by way of example, in each phase unit 16A-C the heat sink 168A-C is acted upon by all half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C from above, so that the heat sink 168A-C acts as a common cooler for all half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C of the respective phase unit 16A-C. The semiconductor switching elements (not shown here) of the respective half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C are preferably mounted on a multi-layer substrate (not shown here) which comprises an upper metal layer, a lower metal layer and an insulating layer arranged in between. The bottom metal layer is also preferably bonded to the heat sink 168A-C on top of the heat sink 168A-C to provide thermal coupling between the heat sink 168A-C and the semiconductor switching elements mounted on the top metal layer.

Zwischen dem Zwischenkreiskondensator 14 und den Phaseneinheiten 16A-C sind mehrere pluspolige und minuspolige DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C angeordnet, die jeweils mit einem pluspoligen bzw. minuspoligen Kondensatorausgang 146A-C, 148A-C des Zwischenkreiskondensators 14 elektrisch verbunden oder einteilig ausgebildet sind. Die bevorzugt einteilige Bauweise der DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C und der Kondensatorausgänge 146A-C, 148A-C sind in einer seitlichen Schnittansicht in 2 beispielhaft ersichtlich. Die DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C erstrecken sich in der jeweiligen Phaseneinheit 16A-C entlang einer Reihenrichtung, in der die Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C nebeneinander angeordnet oder aneinandergereiht sind. Diese großflächige Bauart der DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C ermöglicht eine vergleichsweise geringe DC-seitige Stromdichte, sodass die durch den DC-Strom verursachte Wärme reduziert ist und der Wechselrichter 100 besser vor einer Überhitzung geschützt ist.A plurality of positive-pole and negative-pole DC busbars 152A-C, 154A-C are arranged between the intermediate circuit capacitor 14 and the phase units 16A-C, which are each electrically connected to a positive-pole or negative-pole capacitor output 146A-C, 148A-C of the intermediate circuit capacitor 14 or are in one piece are trained. The preferred one-piece construction of the DC bus bars 152A-C, 154A-C and the capacitor outlets 146A-C, 148A-C are shown in a side sectional view in FIG 2 visible as an example. The DC bus bars 152A-C, 154A-C extend in the respective phase unit 16A-C along a row direction in which the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C are arranged side by side or in a row. This large-area design of the DC busbars 152A-C, 154A-C enables a comparatively low current density on the DC side, so that the heat caused by the DC current is reduced and the inverter 100 is better protected against overheating.

Über die DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C wird der DC-Strom in die Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C der Phaseneinheiten 16A-C eingespeist. Dazu sind die DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C mit den pluspoligen bzw. minuspoligen DC-Leistungsanschlüssen (hier nicht gezeigt) der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C elektrisch verbunden. Die mittels Schaltens der in den Halbbrückenmodulen 162A-C, 164A-C, 166A-C verbauten Halbleiterschaltelemente basierend auf dem eingespeisten DC-Strom erzeugten Phasenströme werden über AC-Leistungsanschlüsse (hier nicht gezeigt) aus den Halbbrückenmodulen 162A-C, 164A-C, 166A-C jeweils in eine AC-Stromschiene 183A-C geleitet. Wie in 1 beispielhaft gezeigt, umfassen die AC-Stromschienen 183A-C jeweils mehrere modulseitige Kontakte, wobei jedem Halbbrückenmodul 162A-C, 164A-C, 166A-C zwei Kontakte zugeordnet sind. Der jeweilige Phasenstrom entsteht daher durch Zusammenführen mehrerer Zweigströme der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C und fließt über einen länglichen Abschnitt der zugehörigen AC-Stromschiene 183A-C bis zu einem AC-Ausgang 18A-C. Die AC-Ausgänge 18A-C sind, wie in 1 beispielhaft gezeigt, mit den AC-Stromschienen 183A-C jeweils einteilig ausgebildet. Alternativ ist eine zweiteilige Bauart, bei der die AC-Ausgänge 18A-C jeweils als eine als auf einem Endabschnitt der zugehörigen AC-Stromschienen 183A-C angebrachte Lasche ausgebildet sind, ebenfalls denkbar.The DC current is fed into the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C of the phase units 16A-C via the DC busbars 152A-C, 154A-C. For this purpose, the DC busbars 152A-C, 154A-C are electrically connected to the plus-pole or minus-pole DC power connections (not shown here) of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C. The phase currents generated by switching the semiconductor switching elements installed in the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C based on the fed-in DC current are taken out of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C each routed into an AC power rail 183A-C. As in 1 shown by way of example, the AC busbars 183A-C each include a plurality of module-side contacts, with each half-bridge module 162A-C, 164A-C, 166A-C being assigned two contacts. The respective phase current is therefore created by combining several branch currents of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C and flows over an elongated section of the associated AC busbar 183A-C to an AC output 18A-C. The AC outputs 18A-C are, as in 1 shown by way of example, are each formed integrally with the AC bus bars 183A-C. Alternatively, a two-part design, in which the AC outputs 18A-C are each designed as a lug attached to an end section of the associated AC busbars 183A-C, is also conceivable.

Die Phaseneinheiten 16A-C sind jeweils an einem Rand 1422A-C des Kondensatorgehäuses 142 angeordnet. Die AC-Ausgänge 18A-C erstrecken sich an einem zusätzlichen bzw. vierten Rand 1423 des Kondensatorgehäuses 142 seitlich über Letzteres hinaus. Diese Anordnung der Phaseneinheiten 16A-C ermöglicht eine effiziente Bauraumnutzung, sodass eine kompakte Bauform des Wechselrichters 100 realisiert ist.The phase units 16A-C are located at an edge 1422A-C of the capacitor case 142, respectively. The AC outlets 18A-C extend laterally beyond the capacitor case 142 at an additional or fourth edge 1423 thereof. This arrangement of the phase units 16A-C enables efficient use of space, so that a compact design of the inverter 100 is realized.

Wie in 1 beispielhaft gezeigt, sind in zumindest einer der Phaseneinheiten 16A-C, vorzugsweise bei allen (drei) Phaseneinheiten 16A-C, drei Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C enthalten. Diese Anordnung ermöglicht eine besonders hohe Skalierbarkeit der mittels der Phaseneinheiten 16A-C tragbaren Ströme. Bei niedrigeren Fahrzeugleistungsklassen kann beispielsweise pro Phaseneinheit 16A-C ein einziges Halbbrückenmodul 162A-C, 164A-C, 166A-C verwendet werden.As in 1 shown by way of example, three half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C are contained in at least one of the phase units 16A-C, preferably in all (three) phase units 16A-C. This arrangement enables a particularly high scalability of the currents that can be carried by the phase units 16A-C. In the case of lower vehicle power classes, for example, a single half-bridge module 162A-C, 164A-C, 166A-C can be used per phase unit 16A-C.

In 2 ist der Wechselrichter 100 aus 1 in einer seitlichen Schnittansicht schematisch dargestellt, wobei der Wechselrichter 100 einen abgewandelten Aufbau annimmt. Zwischen den Phaseneinheiten 16A-C und dem Zwischenkreiskondensator 14 (bzw. Dem Kondensatorgehäuse 142) ist nämlich ein Invertergehäuse 20 angeordnet. Das Invertergehäuse 20 weist eine Plattenform auf und kann daher als Zwischenplatte verstanden werden. Das Invertergehäuse 20 wird oberseitig von den Phaseneinheiten 16A-C, insbesondere den Kühlkörpern 168A-C, und unterseitig vom Zwischenkreiskondensator 14 belegt und kann als Kühlreservoir für diese Bauteile fungieren. Ferner ist in 2 eine Steuereinrichtung 12 mit einer Leiterplatte gezeigt. Die Steuereinrichtung 12 umfasst mehrere auf der Leiterplatte angebrachte elektronische Bauteile zum Ansteuern der einzelnen Halbleiterschaltelemente der Phaseneinheiten 16A-C.In 2 the inverter 100 is off 1 is shown schematically in a side sectional view, with the inverter 100 adopting a modified structure. An inverter housing 20 is namely arranged between the phase units 16A-C and the intermediate circuit capacitor 14 (or the capacitor housing 142). The inverter case 20 has a plate shape and therefore can be understood as an intermediate plate. The inverter housing 20 is occupied by the phase units 16A-C, in particular the heat sinks 168A-C, on the upper side and by the intermediate circuit capacitor 14 on the lower side and can act as a cooling reservoir for these components. Furthermore, in 2 a control device 12 is shown with a printed circuit board. The control device 12 comprises a number of electronic components mounted on the printed circuit board for driving the individual semiconductor switching elements of the phase units 16A-C.

3 zeigt einen Wechselrichter 101 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Draufsicht. Das Invertergehäuse 20 kann an einer Seite Vorsprünge aufweisen. Auch in dieser Ausführungsform umfasst der Wechselrichter 101 beispielhaft drei Phaseneinheiten 16A-C, von denen zwei Phaseneinheiten 16A,C an zwei einander gegenüberliegenden Rändern 206A, C des fußseitigen Abschnittes und eine Phaseneinheit 16B an einem zu den Rändern 206A,C im Wesentlichen senkrechten kopfseitigen Rand 206A angeordnet sind. Dadurch, dass die Kühlkörper 168A-C jeweils eine längliche Bauform entlang der Reihenrichtung der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C aufweisen. 3 10 shows an inverter 101 according to a further embodiment in a schematic plan view. The inverter case 20 may have protrusions on one side. In this embodiment, too, the inverter 101 comprises, by way of example, three phase units 16A-C, two of which phase units 16A,C on two opposite edges 206A,C of the foot-side section and one phase unit 16B on a head-side edge which is essentially perpendicular to the edges 206A,C 206A are arranged. Because the heat sinks 168A-C each have an elongate shape along the row direction of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C.

Der Wechselrichter 101 aus 3 zeigt den in 1 gezeigten Wechselrichter 100 in einem leicht tieferen Detaillierungsgrad. Die Phaseneinheiten 16A-C sind DC-seitig mit den DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C und AC-seitig mit den AC-Stromschienen 183A-C elektrisch verbunden. Die DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C und die Kondensatorausgänge 146A-C, 148A-C sind in dieser Ausführungsform vorzugsweise zweiteilig ausgebildet. Zum Aufbau der zweiteiligen Bauweise wird auf die seitliche Schnittansicht der einzelnen Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C in 10 verwiesen. In den DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C sind jeweils mehrere Öffnungen zum oberseitigen Durchführen der Signalanschlüsse 167 vorgesehen. Die AC-Stromschienen 183A-C weisen auch hier mehrere modulseitige Kontakte zum Anbinden an die AC-Leistungsanschlüsse der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C sowie einen länglichen Abschnitt auf, der sich bis zu den AC-Ausgängen 18A-C erstrecken. Die AC-Ausgänge 18A-C ragen seitlich über einen fußseitigen Rand 207 des Invertergehäuses 20 hinaus.The inverter 101 off 3 shows the in 1 Inverter 100 shown in a slightly lower level of detail. The phase units 16A-C are electrically connected to the DC busbars 152A-C, 154A-C on the DC side and to the AC busbars 183A-C on the AC side. In this embodiment, the DC bus bars 152A-C, 154A-C and the capacitor outputs 146A-C, 148A-C are preferably formed in two parts. To set up the two-part design, refer to the side sectional view of the individual half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C in 10 referred. A plurality of openings are provided in each of the DC busbars 152A-C, 154A-C for passing the signal connections 167 through at the top. The AC bus bars 183A-C also have several module-side contacts for connecting to the AC power connections of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C and an elongated section that extends to the AC outlets 18A-C extend. The AC outputs 18A-C protrude laterally beyond an edge 207 of the inverter housing 20 on the foot side.

In 4 ist ein Wechselrichter 102 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Draufsicht gezeigt. Auch hier sind die Phaseneinheiten 16A-C ähnlich wie bei der in 3 gezeigten Ausführungsform auf dem Invertergehäuse 20 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach 4 sind die Phaseneinheiten 16A-C dreiecksförmig angeordnet. Entsprechend verlaufen die beiden einander gegenüberliegenden Ränder 206A,C, an denen jeweils eine der Phaseneinheiten 16A-C angeordnet ist, nicht wie bei der in 3 gezeigten Ausführungnsform parallel, sondern gewinkelt zueinander. Diese Bauform ermöglicht einen durch die Phaseneinheiten 16A-C eingeschlossenen Innenbereich 205 auf der Oberseite 202 des Invertergehäuses 20. Die AC-Ausgänge 18A-C sind im Innenbereich 205 angeordnet, was eine kompakte Bauweise des Wechselrichters 102 begünstigt.In 4 an inverter 102 according to a further embodiment is shown in a schematic plan view. Again, the phase units 16A-C are similar to the one in 3 shown embodiment on the inverter housing 20 is arranged. In the embodiment according to 4 the phase units 16A-C are arranged in a triangular shape. Correspondingly, the two opposite edges 206A, C, on which one of the phase units 16A-C is arranged, do not extend as in the case of FIG 3 shown embodiment parallel, but angled to each other. This design enables an inner area 205 enclosed by the phase units 16A-C on the upper side 202 of the inverter housing 20. The AC outputs 18A-C are arranged in the inner area 205, which promotes a compact construction of the inverter 102.

5 zeigt einen Wechselrichter 103 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Perspektivansicht. Hier sind die Phaseneinheiten 16A-C an sich ähnlich zur in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform ausgebildet. Im Unterschied zur dortigen Ausführungsform sind die Phaseneinheiten 16A-C um den Zwischenkreiskondensator 14 herum angeordnet. Dafür ist der Zwischenkreiskondensator 14 in das Invertergehäuse 20 hineingezogen. Das Invertergehäuses 20 ist dabei U-förmig ausgebildet und weist drei Schenkel 206A-C auf, wobei benachbarte Schenkel 206A,B und 206B,C zueinander senkrecht stehen. An diesen Schenkeln 206A-C sind die Phaseneinheiten 16A-C angeordnet. Alternativ kann das Invertergehäuse 20 eine Ausnehmung aufweisen, in die der Zwischenkreiskondensator 14 aufgenommen ist. Die Phaseneinheiten 16A-C sind ebenfalls an drei Rändern 1422A-C des Kondensatorgehäuses 142 angeordnet. Im Unterschied zur in 1 gezeigten Ausführungsform befinden sich die Phaseneinheiten 16A-C jedoch von der Oberseite 1424 des Kondensatorgehäuses 142 seitlich getrennt. Die AC-Stromschienen 183A-C sind von den Phaseneinheiten 16A-C ausgehend jeweils zu einer Umfangsseite 204A-C des Invertergehäuses 20 hingebogen. Wie in 5 schematisch und beispielhaft gezeigt, sind die AC-Stromschienen 183A-C teilweise mit einem stromisolierenden Material verkleidet, vorzugsweise mit einem Spritzgussmaterial umspritzt. 5 10 shows an inverter 103 according to a further embodiment in a schematic perspective view. Here the phase units 16A-C are per se similar to those in FIGS 1 until 3 embodiment shown formed. In contrast to the embodiment there, the phase units 16A-C are arranged around the intermediate circuit capacitor 14. For this purpose, the intermediate circuit capacitor 14 is pulled into the inverter housing 20 . The inverter housing 20 is U-shaped and has three legs 206A-C, with adjacent legs 206A,B and 206B,C being perpendicular to one another. The phase units 16A-C are arranged on these legs 206A-C. Alternatively, the inverter housing 20 can have a recess in which the intermediate circuit capacitor 14 is accommodated. The phase units 16A-C are also located on three edges 1422A-C of the capacitor case 142. FIG. In contrast to the in 1 However, in the embodiment shown, the phase units 16A-C are laterally separated from the top 1424 of the capacitor case 142 . The AC bus bars 183A-C are bent from the phase units 16A-C to a peripheral side 204A-C of the inverter housing 20, respectively. As in 5 shown schematically and by way of example, the AC bus bars 183A-C are partially clad with a current insulating material, preferably overmolded with an injection molding material.

Die 6-8 zeigen einen Wechselrichter 104 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform sind die Phaseneinheiten 16A-C auf der Höhe der Seitenwände des Zwischenkreiskondensators 14 angeordnet. Dabei sind sie senkrecht zur Oberseite ausgerichtet. Dabei weist das Invertergehäuse 20 eine Kastenform mit einer Oberseite 202 und drei zur Oberseite 202 senkrechte Umfangsseiten 204A-C auf, auf denen die Phaseneinheiten 16A-C angebracht sind. Die Oberseite 202 und die Umfangsseiten 204A-C definieren einen Innenraum, des Invertergehäuses 20, in dem der Zwischenkreiskondensator 14 aufgenommen ist. Zwischen den Phaseneinheiten 16A-C und dem Zwischenkreiskondensator 14 sind wie bei den anderen Ausführungesformen die DC-Stromschienen 152A-C, 154A-C elektrisch verbindend angeordnet.The 6-8 FIG. 1 shows an inverter 104 according to another embodiment. In contrast to that in the 1 until 3 In the embodiment shown, the phase units 16A-C are arranged at the level of the side walls of the intermediate circuit capacitor 14. They are aligned perpendicular to the top. In this case, the inverter housing 20 has a box shape with a top 202 and three peripheral sides 204A-C perpendicular to the top 202, on which the phase units 16A-C are attached. The top 202 and peripheral sides 204A-C define an interior of the inverter housing 20 in which the link capacitor 14 is housed. As in the other embodiments, the DC busbars 152A-C, 154A-C are arranged in an electrically connecting manner between the phase units 16A-C and the intermediate circuit capacitor 14 .

Wie in 6 schematisch gezeigt, ist auf der Oberseite 202 des Invertergehäuses 20 die Steuereinrichtung 12 mit einer im Wesentlichen parallel zur Oberseite 202 ausgerichtete Hauptleiterplatte vorgesehen. Die Hauptleiterplatte ist mittels mehrerer in 7-8 gezeigter Positionierelemente 2022 am Invertergehäuse 20 angebracht und ausgerichtet. Die Steuereinrichtung 12 ist dazu ausgebildet, Steuersignale zum Ansteuern der einzelnen in den Halbbrückenmodulen 162A-C, 164A-C, 166A-C verbauten Halbleiterschaltelemente zu erzeugen. Gleichzeitig weisen die Phaseneinheiten 16A-C jeweils eine Treibereinrichtung 170A-C auf, die eine im Wesentlichen parallel zur zugehörigen Umfangsseite 204A-C ausgerichtete Leiterplatte umfasst. Die Treibereinrichtung 170A-C ist dazu ausgebildet, der Steuersignale der Steuereinrichtung 12 an die Halbleiterschaltelemente zu übertragen.As in 6 shown schematically, is on the top 202 of the inverter housing 20, the control device 12 with a substantially parallel to Top 202 aligned main circuit board provided. The main circuit board is connected by means of several in 7-8 shown positioning elements 2022 attached to the inverter housing 20 and aligned. The control device 12 is designed to generate control signals for driving the individual semiconductor switching elements installed in the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C. At the same time, the phase units 16A-C each have a driver device 170A-C, which comprises a circuit board aligned essentially parallel to the associated peripheral side 204A-C. The driver device 170A-C is designed to transmit the control signals of the control device 12 to the semiconductor switching elements.

Die AC-Stromschienen 183A-C des Wechselrichter 104 weisen ebenfalls mehrere modulseitige Kontakte auf, die mit den AC-Leistungsanschlüssen der Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C elektrisch verbunden sind. Wie in den Ansichten von 7-8 näher gezeigt, verlaufen zwei der drei AC-Stromschienen 183A,C von den Phaseneinheiten 16A-C ausgehend zunächst entlang der Oberseite und erstrecken sich über die Umfangsseite 204B, an der die mittlere Phaseneinheit 16B angeordnet ist, seitlich hinaus.The AC power rails 183A-C of the inverter 104 also have a plurality of module-side contacts that are electrically connected to the AC power terminals of the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C. As in the views of 7-8 shown in more detail, two of the three AC bus bars 183A,C run from the phase units 16A-C first along the top and extend laterally beyond the peripheral side 204B on which the middle phase unit 16B is arranged.

9-11 zeigen einen Wechselrichter 105 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In 9 ist der Wechselrichter 105 in einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. Die einzelnen Phaseneinheiten 16A-C sind an sich zur in 3 gezeigten Ausführungsform ähnlich ausgebildet. Auch ist das Invertergehäuse 20 hier zwischen den Phaseneinheiten 16A-C einerseits und dem Zwischenkreiskondensator 14 andererseits angeordnet. Jedoch sind die Phaseneinheiten 16A-C entlang einer Längsrichtung des Invertergehäuses 20 verteilt auf der Oberseite 202 des Invertergehäuses 20 angebracht. In jeder der Phaseneinheiten 16A-C sind die Halbbrückenmodule 162A-C, 164A-C, 166A-C entlang einer zur Längsrichtung im Wesentlichen senkrechten Querrichtung aneinandergereiht. Das Kondensatorgehäuse 142 weist eine L-Form mit einem Plattenabschnitt 143a und einer Endwand 143b auf. Das Invertergehäuse 20 ist auf dem Plattenabschnitt 143a angeordnet und durch die Endwand 143b endseitig begrenzt. Diese Maßnahme ermöglicht eine besonders kompakte Bauform des Wechselrichter 105. Die AC-Stromschienen 183A-C sind, wie in 9 schematisch gezeigt, teilweise mit einem stromisolierenden Material verkleidet, vorzugsweise mit einem stromisolierenden Spritzgussmaterial umspritzt. 9-11 FIG. 1 shows an inverter 105 according to a further embodiment. In 9 the inverter 105 is shown in a schematic perspective view. The individual phase units 16A-C are intrinsically connected to the in 3 embodiment shown formed similar. The inverter housing 20 is also arranged here between the phase units 16A-C on the one hand and the intermediate circuit capacitor 14 on the other. However, the phase units 16A-C are mounted on the top 202 of the inverter case 20 distributed along a longitudinal direction of the inverter case 20 . In each of the phase units 16A-C, the half-bridge modules 162A-C, 164A-C, 166A-C are lined up along a transverse direction that is essentially perpendicular to the longitudinal direction. The capacitor case 142 has an L-shape with a plate portion 143a and an end wall 143b. The inverter case 20 is arranged on the plate portion 143a and is limited at its end by the end wall 143b. This measure enables a particularly compact design of the inverter 105. The AC busbars 183A-C are, as in 9 shown schematically, partially covered with a current-insulating material, preferably overmolded with a current-insulating injection molding material.

Die schematischen seitlichen Schnittansichten in 10-11 zeigen jeweils einen inneren Aufbau des Zwischenkreiskondensators 14. Der in 10 gezeigte Zwischenkreiskondensator 14 weist der Anzahl der Phaseneinheiten 16A-C entsprechend drei Folienkondensatoren 145A-C auf, die jeweils mit einer pluspoligen Stromleitung 141 A-C und einer minuspoligen Stromleitung 149A-C elektrisch verbunden sind. The schematic lateral sectional views in 10-11 each show an internal structure of the intermediate circuit capacitor 14. The in 10 The intermediate circuit capacitor 14 shown has three film capacitors 145A-C corresponding to the number of phase units 16A-C, which are each electrically connected to a positive-pole power line 141 AC and a negative-pole power line 149A-C.

Beide Stromleitungen 141 A-C, 149A-C sind an zwei vertikal gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Folienkondensators 145A-C mit diesem elektrisch verbunden. Obwohl hier nicht gezeigt, kann zumindest ein Entstörkondensator zusätzlich im Zwischenkreiskondensator 14 vorgesehen und mit den Stromleitungen 141A-C 149A-C sowie mit einer Erdleitung elektrisch verbunden sein.Both power lines 141A-C, 149A-C are electrically connected to the respective film capacitor 145A-C on two vertically opposite sides of the latter. Although not shown here, at least one interference suppression capacitor can also be provided in the intermediate circuit capacitor 14 and electrically connected to the power lines 141A-C 149A-C and to a ground line.

Der in 11 gezeigte Zwischenkreiskondensator 14 weist dagegen einen einzigen Folienkondensator 145 als gemeinsamer Folienkondensator für alle drei Phaseneinheiten 16A-C auf. Eine pluspolige Stromleitung 141 und eine minuspolige Stromleitung 149 sind mit dem gemeinsamen Folienkondensator 145 elektrisch verbunden. Auch hier kann zusätzlich zumindest ein Entstörkondensator vorgesehen sein.the inside 11 In contrast, the intermediate circuit capacitor 14 shown has a single film capacitor 145 as a common film capacitor for all three phase units 16A-C. A positive power line 141 and a negative power line 149 are electrically connected to the common film capacitor 145 . At least one interference suppression capacitor can also be provided here.

Bei den in 9-11 gezeigten Ausgestaltungen des Zwischenkreiskondensators 14, bei denen den Phaseneinheiten 16A-C jeweils ein eigener Folienkondensator 145A-C zugeordnet ist teilen alle Phaseneinheiten 16A-C einen gemeinsamen Folienkondensator 145.At the in 9-11 In the configurations of the intermediate circuit capacitor 14 shown, in which the phase units 16A-C are each assigned their own film capacitor 145A-C, all phase units 16A-C share a common film capacitor 145.

BezugszeichenlisteReference List

100-105100-105
Wechselrichterinverter
1212
Steuereinrichtungcontrol device
1414
Zwischenkreiskondensatorintermediate circuit capacitor
141, 141 A-C141, 141A-C
pluspolige Stromleitungenpositive power lines
142142
Kondensatorgehäusecapacitor case
1422A-C1422A-C
Ränderedges
14231423
zusätzlicher (vierter) Randadditional (fourth) margin
14241424
Oberseitetop
14261426
Umfangsseitenperimeter pages
143a143a
Plattenabschnittplate section
143b143b
Endwandend wall
144144
Kondensatoreingangcapacitor input
145, 145A-C145, 145A-C
Folienkondensatorenfilm capacitors
146A-C, 148A-C146A-C, 148A-C
Kondensatorausgängecapacitor outputs
149, 149A-C149, 149A-C
minuspolige Stromleitungennegative power lines
152A-C, 154A-C152A-C, 154A-C
DC-StromschienenDC busbars
16A-C16A-C
Phaseneinheitenphase units
162A-C, 164A-C, 166A-C162A-C, 164A-C, 166A-C
Halbbrückenmodulehalf-bridge modules
167167
Signalanschlüssesignal connections
168A-C168A-C
Kühlkörperheatsink
170A-C170A-C
Treibereinrichtungdriver setup
18A-C18A-C
AC-AusgängeAC outputs
182A-C182A-C
Verkleidung/Umspritzungfairing/overmolding
183, 183A-C183, 183A-C
AC-StromschienenAC busbars
2020
Invertergehäuseinverter housing
202202
Oberseitetop
20222022
Positionierelementepositioning elements
204A-C204A-C
Umfangsseitenperimeter pages
205205
Innenbereichinterior
206A-C206A-C
Ränderedges
207207
zusätzlicher Randextra edge

Claims (16)

Wechselrichter (10) zum Bestromen eines elektrischen Achsantriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend: - einen Zwischenkreiskondensator (14), der ein Kondensatorgehäuse (142) aufweist, an dem ein Kondensatoreingang (144) und mehrere Kondensatorausgänge (146A-C) ausgebildet sind, - mehrere Phaseneinheiten (16A-C), die jeweils ein oder mehrere Halbbrückenmodule (162A-C, 164A-C, 166A-C) umfassen, die zum Einspeisen eines DC-Stroms mit einem der Kondensatorausgänge (146A-C) elektrisch verbunden und in jeder der Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Reihenrichtung aneinandergereiht sind, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Umfangsrichtung des Kondensatorgehäuses (142) oder eines mit dem Kondensatorgehäuse (142) verbundenen Invertergehäuses (20) verteilt angeordnet sind, - mehrere AC-Ausgänge (18A-C), die jeweils mit einer der Phaseneinheiten (16A-C) elektrisch verbunden sind, um mehrere basierend auf dem DC-Strom erzeugte AC-Phasenströme bereitzustellen.Inverter (10) for energizing an electric axle drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising: - an intermediate circuit capacitor (14), which has a capacitor housing (142) on which a capacitor input (144) and a plurality of capacitor outputs (146A-C) are formed, - multiple phase units (16A-C), each comprising one or more half-bridge modules (162A-C, 164A-C, 166A-C) electrically connected to one of the capacitor outputs (146A-C) for feeding a DC current and in each of the phase units (16A-C) are lined up along a row direction, the phase units (16A-C) being distributed along a circumferential direction of the capacitor housing (142) or of an inverter housing (20) connected to the capacitor housing (142), - multiple AC outputs (18A-C), each electrically connected to one of the phase units (16A-C) to provide multiple AC phase currents generated based on the DC current. Wechselrichter (10) nach Anspruch 1, wobei die Phaseneinheiten (16A-C)jeweils entlang eines von mehreren Rändern (1422A-C, 206A-C) des Kondensatorgehäuses (142) oder des Invertergehäuses (20) angeordnet sind.Inverter (10) after claim 1 wherein the phase units (16A-C) are each disposed along one of a plurality of edges (1422A-C, 206A-C) of the capacitor case (142) or the inverter case (20). Wechselrichter (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reihenrichtungen benachbarter Phaseneinheiten (16A-C) senkrecht oder gewinkelt zueinanderstehen.Inverter (10) after claim 1 or 2 , wherein the row directions of adjacent phase units (16A-C) are perpendicular or angled to each other. Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) auf einer Oberseite (1424, 202) des Kondensatorgehäuses (142) oder des Invertergehäuses (20) angeordnet sind.Inverter (10) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the phase units (16A-C) are arranged on a top (1424, 202) of the capacitor housing (142) or the inverter housing (20). Wechselrichter (10) nach Anspruch 4, wobei sich die AC-Ausgänge (18A-C) an einem zusätzlichen Rand (1423, 207) des Kondensatorgehäuses (142) oder des Invertergehäuses (20) seitlich über die Oberseite (1424, 202) hinauserstrecken.Inverter (10) after claim 4 wherein the AC outlets (18A-C) extend laterally beyond the top (1424, 202) at an additional edge (1423, 207) of the capacitor case (142) or the inverter case (20). Wechselrichter (10) nach Anspruch 4, wobei die AC-Ausgänge (18A-C) in einem durch die Reihenrichtungen begrenzten Innenbereich (205) auf der Oberseite (1424, 202) angeordnet sind.Inverter (10) after claim 4 , wherein the AC outlets (18A-C) are arranged in an inner region (205) delimited by the row directions on the upper side (1424, 202). Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) auf einer Oberseite (202) des Invertergehäuses (20), welches das Kondensatorgehäuse (142) aufnimmt oder zumindest teilweise umschließt, außenseitig einer Oberseite (1424) des Kondensatorgehäuses (142) angeordnet sind.Inverter (10) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the phase units (16A-C) are arranged on a top (202) of the inverter housing (20), which accommodates or at least partially encloses the capacitor housing (142), on the outside of a top (1424) of the capacitor housing (142). Wechselrichter (10) nach Anspruch 7, wobei sich die AC-Ausgänge (18A-C) von den Phaseneinheiten (16A-C) ausgehend jeweils in einer vom Kondensatorgehäuse (142) abgewandten Richtung erstrecken.Inverter (10) after claim 7 , wherein the AC outputs (18A-C) each extend from the phase units (16A-C) in a direction away from the capacitor housing (142). Wechselrichter (10) nach Anspruch 8, wobei das Invertergehäuse (20) mehrere zur Oberseite (202) senkrechte Umfangsseiten (204A-C) aufweist, wobei die AC-Ausgänge (18A-C) von den Phaseneinheiten (16A-C) um einen Winkel, vorzugsweise einen Rechtswinkel, zu den Umfangsseiten (204A-C) hingebogen sind.Inverter (10) after claim 8 , wherein the inverter housing (20) has a plurality of peripheral sides (204A-C) perpendicular to the top (202), the AC outputs (18A-C) from the phase units (16A-C) at an angle, preferably a right angle, to the Circumferential sides (204A-C) are bent. Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) jeweils auf einer Umfangsseiten (1426A-C) des Kondensatorgehäuses (142) angeordnet sind.Inverter (10) according to one of Claims 1 until 3 , wherein the phase units (16A-C) are each arranged on a peripheral side (1426A-C) of the capacitor housing (142). Wechselrichter (10) nach Anspruch 10, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) jeweils eine Treibereinrichtung (170A-C) aufweisen, die an der zugehörigen Umfangsseite (1426A-C) des Kondensatorgehäuses (142) angebracht ist, wobei der Wechselrichter (10) eine Steuereinrichtung (12) umfasst, die auf einer Oberseite (1424) des Kondensatorgehäuses (142) angebracht ist.Inverter (10) after claim 10 , wherein the phase units (16A-C) each have a driver device (170A-C) which is attached to the associated peripheral side (1426A-C) of the capacitor housing (142), wherein the inverter (10) comprises a control device (12), mounted on a top (1424) of the capacitor case (142). Wechselrichter (10) zum Bestromen eines elektrischen Achsantriebs in einem Elektrofahrzeug und/oder einem Hybridfahrzeug, umfassend: - einen Zwischenkreiskondensator (14), der ein Kondensatorgehäuse (142) aufweist, an dem ein Kondensatoreingang (144) und mehrere Kondensatorausgänge (146A-C) ausgebildet sind, - mehrere Phaseneinheiten (16A-C), die jeweils ein oder mehrere Halbbrückenmodule (162A-C, 164A-C, 166A-C) umfassen, die zum Einspeisen eines DC-Stroms mit einem der Kondensatorausgänge (146A-C) elektrisch verbunden und in jeder der Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Querrichtung aneinandergereiht sind, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) entlang einer Längsrichtung des Kondensatorgehäuses (142) oder eines mit dem Kondensatorgehäuse (142) verbundenen Invertergehäuses (20) verteilt an diesem befestigt sind, - mehrere AC-Ausgänge (18A-C), die jeweils mit einer der Phaseneinheiten (16A-C) elektrisch verbunden sind, um mehrere basierend auf dem DC-Strom erzeugte AC-Phasenströme bereitzustellen.Inverter (10) for energizing an electric axle drive in an electric vehicle and/or a hybrid vehicle, comprising: - an intermediate circuit capacitor (14) which has a capacitor housing (142) on which a capacitor input (144) and a plurality of capacitor outputs (146A-C) are formed, - a plurality of phase units (16A-C), each comprising one or more half-bridge modules (162A-C, 164A-C, 166A-C) electrically connected to one of the capacitor outputs (146A-C) and in each of the phase units (16A-C) along for injecting a DC current are lined up in a transverse direction, the phase units (16A-C) being distributed along a longitudinal direction of the capacitor housing (142) or of an inverter housing (20) connected to the capacitor housing (142) and attached thereto, - a plurality of AC outputs (18A-C) , each electrically connected to one of the phase units (16A-C) to provide a plurality of AC phase currents generated based on the DC current. Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Phaseneinheiten (16A-C) jeweils einen Kühlkörper (168A-C) aufweisen, auf dem die Halbbrückenmodule (162A-C, 164A-C, 166A-C) angebracht sind.Inverter (10) according to one of Claims 1 until 12 , wherein the phase units (16A-C) each have a heat sink (168A-C) on which the half-bridge modules (162A-C, 164A-C, 166A-C) are mounted. Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest eine der Phaseneinheiten (16A-C) zumindest drei Halbbrückenmodule (162A-C, 164A-C, 166A-C) umfasst.Inverter (10) according to one of Claims 1 until 13 , wherein at least one of the phase units (16A-C) comprises at least three half-bridge modules (162A-C, 164A-C, 166A-C). Elektrischer Achsantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend eine E-Maschine, eine Getriebeeinrichtung und einen Wechselrichter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.Electric axle drive for a vehicle, in particular an electric vehicle or hybrid vehicle, comprising an electric machine, a transmission device and an inverter (10) according to one of Claims 1 until 14 . Fahrzeug, insbesondere Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, umfassend einen elektrischen Achsantrieb nach Anspruch 15.Vehicle, in particular electric vehicle or hybrid vehicle, comprising an electric axle drive claim 15 .
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