WO2019222784A1 - Power module with defined recharging path and production method - Google Patents

Power module with defined recharging path and production method Download PDF

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WO2019222784A1
WO2019222784A1 PCT/AT2019/060175 AT2019060175W WO2019222784A1 WO 2019222784 A1 WO2019222784 A1 WO 2019222784A1 AT 2019060175 W AT2019060175 W AT 2019060175W WO 2019222784 A1 WO2019222784 A1 WO 2019222784A1
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WO
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busbars
power
cooling device
protective housing
connecting element
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PCT/AT2019/060175
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Inventor
Martin NAGELMÜLLER
Original Assignee
Miba Energy Holding Gmbh
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Priority claimed from ATA50431/2018A external-priority patent/AT521021B1/en
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427Housings
    • H05K7/1432Housings specially adapted for power drive units or power converters
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    • H05K7/14339Housings specially adapted for power drive units or power converters specially adapted for high voltage operation

Definitions

  • the invention relates to a method and a power assembly for a medium or high voltage converter, in particular a modular Multilevelumrichter, wherein at least between the cooling device and a busbar a connecting element for Ausbil tion of a defined Umladepfads is arranged.
  • Inverters or Modular Multilevel Converter-MMC
  • Modular Multilevel Converter-MMC Modular Multilevel Converter-MMC
  • Such modular multilevel inverters generally consist of a large number of power modules connected in series, which can also be referred to as submodules. Each power module can be switched independently of the other power modules.
  • the arrangement of the power modules often takes place in a rack or rack, whereby small volume of construction as well as minimizing the costs and ensuring the insulation requirements of the man laugh must be observed.
  • the Lachmann a variety of possible arrangements of energy storage modules, power semiconductor modules, so verbun dene control devices and in particular for cooling these elements provided cooling devices are known.
  • the busbars used for contacting the power modules are often designed as copper or aluminum conductors with a plate-shaped or rod-shaped geometry to be able to conduct the high currents loss. Due to the rapidly changing electrical potential of current-carrying busbars, it can lead to reloading of electrical charge between the busbars and other, especially flat trained, compo nents of the power assembly, which is referred to as parasitic capacitances. These parasitic capacitances may be e.g. to a housing and / or a cooling device, or between other components are formed and cause electromagnetic interference emissions, whereby the electromagnetic compatibility (EMC) is impaired taken.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • the energized power assemblies usually have a variety of electronic components, which before commissioning on their Lunktionstrichkeit and Intactness of the insulation must be tested. This can be done by separately testing the individual components, such as the individual power semiconductors, before assembling the power assembly. However, this entails the risk that damage to individual components occurs during assembly or that electrically conductive small parts in the power module unintentionally remain, which can lead to an undefined Stromentladepfad or unwanted partial discharge during operation. In the worst case, this can lead to a short circuit. Testing or testing of the entire power subassembly in the final state at the end of the mechanical completion is usually only possible with very high manual effort. This represents a significant disadvantage for the cost-effective production and quality assurance.
  • the object of the present invention was to overcomes the disadvantages of the prior art and to provide an apparatus and a method by means of which a simple, safe and cost-effective design of a defined current discharge path can be carried out.
  • a further object is to entzu unavoidable parasitic discharge currents or leakage currents of unwanted locations of the power assembly and thus reduce EMC problems, as well as defects and / or current-induced Materialdegradatio NEN.
  • the invention has for its object a simple procedural ren to avoid the above problems and to test a power assembly, such as the increase in safety and quality, and further the reduction of manufacturing or testing costs to provide.
  • the power module according to the invention for a medium or high voltage converter comprises at least one power semiconductor module, at least one energy storage module, at least one cooling device and at least two busbars.
  • the cooling device is electrically conductive and connected to a, at least the power semiconductor module from the environment from shielding, protective housing, which ren at least one insertion opening for Eint and attaching a connecting element.
  • At a predetermined connection position is an electrically conductive connection element, to form a defined Umladepfads, arranged between at least the cooling device and one of the busbars.
  • Umladepfad can also be understood as a defined current return path or discharge path ver.
  • busbars For contacting the power module, in particular the power semiconductor or the power semiconductor module, busbars are provided. Current connections of the busbars can be used to contact and conduct the current into the power module and / or to adjacent series-connected power modules and protrude from the protective housing.
  • a power semiconductor group each comprises at least one power semiconductor, such as an IGBT or comparable electronic components.
  • An energy storage module summarizes each at least one, preferably designed as a capacitor energy storage.
  • At least one power semiconductor module can be coupled to two electrically isolated busbars for at least one energy storage module.
  • the Busbars provided for Beaufschla supply with different electrical potential are electrically separated from each other, preferably via at least one insulating layer, arranged separately.
  • the busbars can be designed as part of a connection terminal for the electrical connection of the at least one energy storage module with at least one power module.
  • the busbars may be electrically isolated from the cooling device via insulators.
  • the exact design of the electrical components, such as e.g. The busbars, insulators, energy storage module and / or power semiconductor module can be optimized by the Lachmann accordingly the requirements of the power module.
  • the cooling device is brought to a similar or substantially the same electrical potential as the contacted bus bar by the electrical connection element, whereby the influence of parasitic capacitances can be reduced to a defined extent.
  • Due to the design of the electrically conductive cooling device a very good thermal conductivity and thus heat dissipation of the at least one, preferably arranged ther mixed contacting, power semiconductor module is achieved.
  • a defined Umladepfads between at least the, preferably metallic, cooling Device and a busbar thus unavoidable parasitic Endladeströme be kept away from un desired locations.
  • an improved EMC emissions can be achieved.
  • the formation of defects and / or material aldegradation on sensitive components of the power module can be reduced or even avoided by the influence of parasitic capacities in this way.
  • the power module designed according to the invention or the corresponding method can also be used for applications in the low-voltage range, or optimized by the skilled person with minor measures for such applications.
  • At least one such power module is provided as a method step. Further method steps include,
  • the protective housing connected to the cooling device, effective protection against external influences, such as dust, liquids, etc., of at least one power semiconductor group can be achieved.
  • the protective housing can also be used to the outside, such as in egg ner explosive destruction of a power semiconductor for shielding against umherflie ing parts and to this end formed substantially complete.
  • the protective housing in this case comprises at least one insertion opening through which the connec tion element can be safely inserted and secured.
  • the connecting element is introduced as the last electrically effective element in theticianbau group. Thus, contamination or damage to the power unit can be efficiently avoided.
  • the connecting element is detachable, preferably designed as a screw, plug or latching element.
  • This possible embodiment allows a simple and secure installation, allows the temporary removal of the connecting element during maintenance work, or even for introzwe bridges.
  • the connecting element can be placed again as the last electrically effective element.
  • a screwed, mated or latched connection element can ensure a good connection of the cooling device to the potential of the busbar.
  • the connecting element is well protected against corrosion.
  • the connecting element has a cross section which is formed larger by more than 10%, preferably more than 20%, than a minimum cross section required for the formation of the defined transfer path and a discharge of parasitic discharge currents.
  • At least two power semiconductor modules are arranged on at least two sides of the busbars which are normally aligned with one plane of the busbars, preferably opposite one another.
  • the busbars are designed as "planar", ie substantially two-dimensionally extended, electrical conductors and thus provide a reference plane in two spatial directions, wherein sides of the busbars are thus directed in the third spatial direction.
  • the arrangement of several, ie at least two beaugurleitem, on two sides of the busbars or around the busbars around can be used to homogenize the power and / or Stromvertei development is substantially in the third spatial direction.
  • Such Anord voltage can reduce the length of the current paths and thus the undefined formation of parasitic leakage currents and thus improve the EMC.
  • the formation of parasitic inductances due to symmetry effects can be reduced in this way who the.
  • the connecting element is electrically connected to at least one of the busbars with the cooling device and that the at least one other busbar is urgently and electrically insulated therefrom.
  • the connec tion element is arranged in the middle of the plane of the busbars.
  • a particularly efficient arrangement of the at least one, preferably several, power semiconductor group (s) can take place around the busbars.
  • This measure promotes to the symmetry of the arranged electrical components and allows the formation of approximately equal length of current paths, whereby the influence of parasitic capacitances verrin siege and the EMC can be improved. Analogously, this applies to parasitic inductances.
  • At least one of the busbars has a laterally projecting terminal lug for contacting the connecting element.
  • Such a projection of a busbar is inexpensive and easy to implement and also allows a particularly simple installation without additional insulation elements to provide the non-contacted busbar.
  • a, preferably channel or tubular, Ein 1500 element at least partially formed by the insertion of the protective housing in the direction of the nearest bus bar extending.
  • Such an insertion element can significantly ease the insertion of the connecting element. Since this process is to be performed when the protective housing is closed, this measure also serves the loss of security of the connecting element and can shorten the neces sary assembly time and make complicated insertion or assembly tools obsolete.
  • VerMedicvor gear should be done during or after the attachment of the connecting element.
  • the protective housing can be efficiently sealed from the environment before entry or exit of liquids, dust and / or foreign bodies.
  • a closure element can be understood in the context of the present invention as, the last electrically non-effective element in the manufacturing and / or maintenance process of the power assembly ver. Safety during operation, as well as during maintenance work, can hereby be significantly increased.
  • the protective housing is electrically conductive and electrically connected to the cooling device.
  • the electrically conductive protective housing can thus be easily brought to the electrical potential of the cooling device and the busbar.
  • an electrically conductive protective housing In such an electrically conductive protective housing, the influence of parasitic capacitances and unwanted discharge currents can be very well controlled or even avoided by the electrical connection of the protective housing to the electrically conductive cooling device.
  • Such a protective housing can also be foiled, coated and / or lacquered and yet brought by the electrical contact to the cooling device to the substantially same electrical potential, whereby unavoidable parasitic discharge currents can be directed or directed Ge.
  • protective housing with the Lucasvor direction and one of the busbars is electrically connected.
  • This direct connection of the protective housing with one of the busbars and the electrically conductive cooling device can be made relatively simple by the electrical connection element.
  • the predeterminable connection position is formed at three points along the connection element.
  • the defined Umladepfad between at least the cooling device and one of the busbars can be selected very short.
  • this measure is particularly advantageous at the end of the production and / or testing of the power assembly.
  • the insertion opening is closed by means of a closure element, preferably a stopper or a screw.
  • a separate Ver circuit element thus represents in the process according to the invention the last electrically non-effective same component in the manufacture and / or maintenance of the power assembly, whereby damage to the electrical components, for example during assembly can be very well avoided.
  • the closure element may also be formed, for example, as a partially insulating screw, whereby the electrical connection between tween at least the cooling device and one of the busbars can be ensured, however, the shaft and / or head of the screw is formed insulating against the protective housing.
  • the electrical connection element and the closure element is integrally formed.
  • the insertion opening is closed by the attachment of the connecting element and the connecting position between at least the cooling device and one of the busbars and the protective housing is formed.
  • a stable connection position at three points can be formed by bringing on the connecting element, whereby an additional Umladepfad is formed by the busbar to the protective housing.
  • the closing and simultaneous electrical connection of the cooling device, a bus bar and the protective housing can increase the homogeneity with regard to the charge-reversal currents, which in turn results in improved EMC.
  • this measure can be performed as a final process step and a relatively quick, loss-secure attachment of the connecting element ge guaranteed.
  • an electrical path ver which should lie after completion of the power assembly to a common intended electrical potential.
  • Isolati onsumble one or more electrical components or assemblies or components include.
  • Such a first electrical test of insulation distances can be used to control egg ner base insulation, which can be detected in a very simple manner any short circuits and / or loose parts.
  • the advantage of this measure is that such a test can be carried out relatively easily and in particular automatically before the power module is completed and the electrical connection element is introduced.
  • such testing is performed in the range of a few volts, such as 5 to 10 volts.
  • a second electrical test of the power assembly by applying conditions of a relative to the first test voltage increased, second test voltage is performed on at least one predetermined insulation stretch.
  • Such a second test can be used to test the electrical connections and Isolati onsumblen on resilience and is usefully carried out only after the first test to avoid damage to the power module.
  • This serves to control the functional insulation and is therefore preferably carried out in the range of 100 V to about 400 V.
  • this test is performed before attaching the electrical connection element.
  • This measure can be made as a kind of final test to check theréstüch activity of the electrical connection element. In this way, the quality of the power module can be relatively easily ensured and the safety in subsequent operation Be guaranteed. Preferably, this control check is performed automatically.
  • thedevorrich device is designed as a load-bearing, coolant Wegströmbare cooling plate.
  • the cooling device is designed as a load-bearing Konstrukomsele element in the form of a cooling plate, with a great advantage is that a support function of the power assembly can be exercised on the frame and the cooling plate simultaneously forms a receiving platform for all arranged on the cooling device or cooling plate assemblies ,
  • the cooling plate thus serves as a kind of construction platform for receiving the energy, power semiconductor modules and any other components.
  • Such components may be arranged, for example, in the form of an auxiliary assembly on the cooling plate and about a control device, power supplies, resistors and the like include sen.
  • the cooling plate may be advantageous to arrange at least one power semiconductor module on one side, such as the top, the cooling plate and the at least one energy storage assembly on the opposite side ge, such as the bottom, the To arrange cooling plate.
  • "standing" cooling plates are conceivable.
  • this training can contribute to the local heat dissipation of the electrical components, in particular the power semiconductor group, to ensure very efficient and at the same time chen ermögli a space-saving arrangement several rer power modules in the frame of the medium or high voltage converter.
  • the receiving spaces and / or support surfaces on which the cooling plate is supported are electrically isolated from each other to avoid short circuits between individual power assemblies.
  • the energy storage module is arranged on one of at least one power semiconductor module and the at least two busbars arguelie ing side of the cooling plate, wherein the cooling plate has a through hole for connecting the energy storage assembly with the at least one legileiterbau group.
  • the cooling plate can form an explosion protection effect between the electrical components disposed on the respective sides.
  • a relatively simple electrical connection of the power semiconductor module to the energy storage module preferably via a connection terminal which includes the busbars.
  • Figure 1 is a schematic representation of a power assembly with electrical compo th and connecting element.
  • Fig. 2 is a schematic oblique view of a possible arrangement of electrical compo th on the cooling device with different possible kauspositio NEN of the connecting element;
  • Fig. 3 shows various possible embodiments of the power assembly with connec tion positions the busbars penetrating (a), (d) and / or arranged centrally (b), or on a connecting lug (c);
  • Fig. 4 is a schematic oblique view of a possible embodiment of a power assembly with arranged on both sides of the cooling device energy and Lei processing semiconductor modules.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a power assembly 1 according to the invention for not specifically shown a medium or high voltage converter 2 is shown.
  • the power module 1 comprises at least one power semiconductor module 3 and at least one energy storage module 5 and at least one cooling device 7.
  • the power semiconductor module 3 can be connected to the energy storage module 5, for example via busbars 10 and / or a connection terminal 14. Such arrangements are known in the art in detail and are shown only schematically here.
  • the power supply and / or contacting with external power terminals is schematically indicated by means of egg ner busbar 13.
  • the generally planar formed busbars 10 are separated by an insulating layer 12.
  • the high-frequency changing electrical cal potential of the bus bars 13 may lead to the unwanted storage of electrical charge between the bus bars 13 and other mainly flat components of the power assembly 1. This is among other things as parasitic capacitance 18 be distinguished and is with the corresponding symbols and dashed lines between rule possible electrical components of the power assembly 1, at which such parasitic capacitances 18 may occur indicated.
  • the schematic representation in Fig. 1 allows to understand the operating principle of the inventively constructed power assembly 1, in which a cooling device 7 is electrically conductive and on which the at least one legileiterbau group 3 is preferably arranged directly heat transfer.
  • the power semiconductor group 3 comprises at least one power semiconductor 4, such as an IGBT or similar suitable electronic components.
  • a Schutzge housing 19 connected to the cooling device 7.
  • a defined Umladepfad 17 or current path between tween at least the cooling device 7 and one of the busbars 10 by means of a connecting element 15 is formed.
  • the Umladepfad 17 shown in dashed lines is formed at a suitable connection position 16 by means of a connecting element 15.
  • the connecting element 15 shown by way of example as a screw in FIG. 1, as in FIG. 2 in conjunction with FIG. 3, can be arranged to electrically connect at least one of the busbars 10 to the cooling device 7, wherein at least one of the busbars 10 is contacted.
  • two semiconductor power semiconductor modules 3 are arranged, for example, on opposite sides of the busbars 10. Such an arrangement allows short electrical conduction paths and thus improves the electromagnetic compatibility by reducing parasitic inductances.
  • the connection position 16 between the cooling device 7 and cooling plate 8 to at least one of the bus bars at different positions is possible.
  • the connection Posi tion 16 on a laterally on one of the busbars 10 protruding terminal lug 11 for con tact of the connecting element 15 to the cooling plate 8 may be formed.
  • busbars 10 may be shielded and / or supported from one another by an insulating layer 12, or to the cooling device through insulators 9.
  • Fig. 3a illustrates a schematic cross-sectional view, in which the vertically un direct busbar 10 is connected by the connecting element 15 to the conductive cooling device or cooling plate 8 From the illustration in Fig. 3a can be further seen that to the insertion opening 20 of the Protective housing 19 in the direction of the cooling device Ein Industriesele element 22 is formed. This preferably tubular or channel-shaped A guiding element 22 allows the loss-safe insertion and fastening of the Vietnamesesele element 15th In Fig. 3b, a preferred possible embodiment of a connection position 16 is interpreted to, wherein the connection position in the middle 23 in a plane of the busbars 10 is arranged. In this case, the uppermost busbar 10 in the vertical direction is connected to the cooling device 7 or cooling plate 8 via the connecting element 15.
  • connection element 15 Another possible arrangement of the connecting element 15 can be seen from the Thomasdar position in Fig. 3c, wherein the connecting position 16 between a bus bar 10 and the cooling device 7 by means of a side of the bus bar excellent connection lug 11 is executed.
  • a further and possibly independent embodiment of he inventive power module 1 is shown.
  • the protective housing is designed to be electrically conductive and is electrically connected to the cooling device 7 and one of the busbars.
  • the predetermined connection position 16 in this case comprises three points along the connecting element 15 at which electrical contacts are madebil det.
  • the insertion opening 20 of the protective housing 19 is closed at the same time with the attachment of the connecting element 15.
  • Not dargesteht is a situation in which the electrical connection element 15 is formed as a partially insulating screw, wherein in the region of the shaft and / or head of the screw insulation ge compared to the protective housing is formed. In both cases, however, the dacasele element 15 and provided for closing the insertion opening 20 closure element 21 is integrally formed.
  • the connecting elements 15 may have an electrically conductive cross section, wel holes simultaneously contributes to a targeted heat dissipation to the cooling device.
  • the effective cross-section is formed by at least 10% larger than the required minimum cross-section for the electrical connection and formation of the defi ned Umladepfads 17.
  • screw-like connecting elements 15 as can be seen, for example, in FIGS. 3a-3c, a widened screw head can be used for an improved support or contacting of the busbar 10, whereby increased heat absorption or heat dissipation can be promoted.
  • FIG. 4 shows a schematic oblique view of a power module 1.
  • the at least one power semiconductor module 3 and the at least one energy storage module 5 are arranged on opposite sides of the cooling plate 8.
  • a connection of the energy storage module 5 with the power semiconductor module 3 and / or an auxiliary module 24 is possible through the formation of a cooling plate 8 penetrating through opening 25.
  • In the area of this through-opening 25 can preferably be a connection terminal 14 for connecting the electrical components rule.
  • Such a situation is especially advantageous in connection with an arrangement of the components of the power module 1 which is symmetrical in the transverse direction and / or the longitudinal direction, as is indicated schematically in FIG. 2, for example.
  • Through one or more passage openings 25, the electrical connection paths can be selected relatively short.
  • a separate closure element 21 can be provided for closing the insertion opening 20 of the protective housing 19.
  • a derarti ges closure element 21 is provided as an electrically non-effective element and serves the completion of the protective housing 19 relative to the environment.
  • a symmetrical arrangement of the electrical components allows the formation of approximately equal length of current paths. This favors the reduction of the influence of parasitic capacitances and / or inductances and improves the EMC. This is of particular advantage in the case of flat busbars 10 and / or busbars 13, which would tend to form a parasitic capacitance 18 with respect to a protective housing 19 and / or the electrically conductive cooling plate 8.

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Abstract

The invention relates to a method for producing a power module (1), and to a power module (1), particularly for a medium-voltage or high-voltage converter (2), comprising at least one power semiconductor module (2), at least one energy storage module (5), at least one cooling device (7), and at least two busbars (10), wherein the cooling device (7) is electroconductively embodied and is connected to a protective housing (19) shielding at least the power semiconductor module (3) from the environment, said protective housing (19) comprising at least one inlet (20) for inserting and attaching a connection element (15), and an electroconductive connection element (15) is arranged in a pre-definable connection position (16) between at least the cooling device (7) and one of the busbars (10) in order to form a defined recharging path (17).

Description

Leistungsbaugruppe mit definiertem Umladepfad und Verfahren zur Herstellung  Power module with defined transfer path and method of manufacture
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Leistungsbaugruppe für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter, insbesondere einen Modularen Multilevelumrichter, wobei zumin dest zwischen der Kühlvorrichtung und einem Busbar ein Verbindungselement zur Ausbil dung eines definieren Umladepfads angeordnet ist. The invention relates to a method and a power assembly for a medium or high voltage converter, in particular a modular Multilevelumrichter, wherein at least between the cooling device and a busbar a connecting element for Ausbil tion of a defined Umladepfads is arranged.
Mittels Anwendung von leistungselektronischen Umrichtern erfolgt die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom bzw. umgekehrt. Dabei kommen häufig Wechselrichter (oder Modular Multilevel Converter-MMC) zum Einsatz. Derartige modulare Multilevel- Umrichter bestehen in der Regel aus einer Vielzahl in Reihe geschalteten Leistungsbaugruppen welche auch als Submodule bezeichnet werden können. Jede Leistungsbaugruppe kann dabei unab hängig von den anderen Leistungsbaugruppen geschaltet werden. Die Anordnung der Leis tungsbaugruppen erfolgt häufig in einem Gestell bzw. Rack, wobei geringes Bauvolumen so wie Minimierung der Kosten und die Gewährleistung der Isolationsanforderungen vom Lach mann beachtet werden müssen. Dabei sind dem Lachmann eine Vielzahl von möglichen An ordnungen von Energiespeicherbaugruppen, Leistungshalbleiterbaugruppen, damit verbun dene Steuervorrichtungen und insbesondere zur Kühlung dieser Elemente vorgesehene Kühl vorrichtungen bekannt. The conversion of alternating current into direct current or vice versa is carried out by using power electronic converters. Inverters (or Modular Multilevel Converter-MMC) are often used. Such modular multilevel inverters generally consist of a large number of power modules connected in series, which can also be referred to as submodules. Each power module can be switched independently of the other power modules. The arrangement of the power modules often takes place in a rack or rack, whereby small volume of construction as well as minimizing the costs and ensuring the insulation requirements of the man laugh must be observed. In this case, the Lachmann a variety of possible arrangements of energy storage modules, power semiconductor modules, so verbun dene control devices and in particular for cooling these elements provided cooling devices are known.
Die zur Kontaktierung der Leistungsbaugruppen verwendeten Stromschienen sind häufig als Kupfer- oder Aluminiumleiter mit einer platten- oder stabförmigen Geometrie ausgebildet um die hohen Ströme verlustarm leiten zu können. Durch das sprunghaft wechselnde elektrische Potential von stromführenden Stromschienen kann es zu Umladevorgängen von elektrischer Ladung zwischen den Stromschienen und anderen, vor allem flächig ausgebildeten, Kompo nenten der Leistungsbaugruppe kommen, was als parasitäre Kapazitäten bezeichnet wird. Diese parasitären Kapazitäten können z.B. zu einem Gehäuse und/oder einer Kühlvorrichtung, oder auch zwischen anderen Komponenten ausgebildet werden und elektromagnetische Stör- aussendungen bewirken, wodurch die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beeinträch tigt wird. The busbars used for contacting the power modules are often designed as copper or aluminum conductors with a plate-shaped or rod-shaped geometry to be able to conduct the high currents loss. Due to the rapidly changing electrical potential of current-carrying busbars, it can lead to reloading of electrical charge between the busbars and other, especially flat trained, compo nents of the power assembly, which is referred to as parasitic capacitances. These parasitic capacitances may be e.g. to a housing and / or a cooling device, or between other components are formed and cause electromagnetic interference emissions, whereby the electromagnetic compatibility (EMC) is impaired taken.
Die mit Spannung beaufschlagten Leistungsbaugruppen weisen in der Regel eine Vielzahl elektronischer Bauteile auf, welche vor der Inbetriebnahme auf ihre Lunktionstüchtigkeit und Intaktheit der Isolation getestet werden müssen. Dies kann durch separates Testen der einzel nen Komponenten, wie etwa der einzelnen Leistungshalbleiter, vor dem Zusammenbau der Leistungsbaugruppe erfolgen. Dies birgt jedoch die Gefahr, dass während des Zusammenbaus eine Beschädigung einzelner Bauteile passiert oder dass elektrisch leitfähige Kleinteile in der Leistungsbaugruppe unbeabsichtigt verbleiben, welche im Betrieb zu einem Undefinierten Stromentladepfad oder einer unerwünschten Teilentladung führen können. Im schlimmsten Fall kann dies zu einem Kurzschluss führen. Auch ein Testen bzw. Prüfen der gesamten Leis tungsbaugruppe im Endzustand am Ende der mechanischen Fertigstellung ist in der Regel nur mit sehr hohem manuellen Aufwand möglich. Dies stellt einen erheblichen Nachteil für die kostengünstige Fertigung und Sicherung der Qualität dar. The energized power assemblies usually have a variety of electronic components, which before commissioning on their Lunktionstüchtigkeit and Intactness of the insulation must be tested. This can be done by separately testing the individual components, such as the individual power semiconductors, before assembling the power assembly. However, this entails the risk that damage to individual components occurs during assembly or that electrically conductive small parts in the power module unintentionally remain, which can lead to an undefined Stromentladepfad or unwanted partial discharge during operation. In the worst case, this can lead to a short circuit. Testing or testing of the entire power subassembly in the final state at the end of the mechanical completion is usually only possible with very high manual effort. This represents a significant disadvantage for the cost-effective production and quality assurance.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels der/dem eine einfache, sichere und kostengünstige Ausbildung eines definierten Stromentladepfads vorgenommen werden kann. Eine weitere Aufgabe liegt darin, unvermeidliche parasitäre Ent ladeströme bzw. Ableitströme von unerwünschten Stellen der Leistungsbaugruppe fernzuhal ten und somit EMV-Probleme, sowie Defekte und/oder strominduzierte Materialdegradatio nen zu reduzieren. Überdies liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein einfaches Verfah ren zur Vermeidung oben genannter Probleme und zur Prüfung einer Leistungsbaugruppe, so wie der Erhöhung der Sicherheit und Qualität, und ferner der Reduktion der Herstellungs- bzw. Prüfkosten, bereit zu stellen. The object of the present invention was to overcomes the disadvantages of the prior art and to provide an apparatus and a method by means of which a simple, safe and cost-effective design of a defined current discharge path can be carried out. A further object is to entzu unavoidable parasitic discharge currents or leakage currents of unwanted locations of the power assembly and thus reduce EMC problems, as well as defects and / or current-induced Materialdegradatio NEN. Moreover, the invention has for its object a simple procedural ren to avoid the above problems and to test a power assembly, such as the increase in safety and quality, and further the reduction of manufacturing or testing costs to provide.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, im Folgenden Leistungsbaugruppe, und ein Ver fahren gemäß den Ansprüchen gelöst. This object is achieved by a device, hereinafter power module, and a United drive according to the claims.
Die erfindungsgemäße Leistungsbaugruppe für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter, insbesondere einen Modularen Multilevelumrichter, umfasst zumindest eine Leistungshalblei terbaugruppe, zumindest eine Energiespeicherbaugruppe, zumindest eine Kühlvorrichtung und zumindest zwei Stromschienen. Die Kühlvorrichtung ist elektrisch leitfähig ausgebildet und mit einem, zumindest die Leistungshalbleiterbaugruppe gegenüber der Umgebung ab schirmenden, Schutzgehäuse verbunden, welches zumindest eine Einführöffnung zum Einfüh ren und Befestigen eines Verbindungselements aufweist. An einer vorgebbaren Verbindungs position ist ein elektrisch leitfähiges Verbindungselement, zur Ausbildung eines definierten Umladepfads, zwischen zumindest der Kühlvorrichtung und einem der Busbars angeordnet. Ein solcher Umladepfad kann auch als definierter Stromrückführpfad bzw. Entladepfad ver standen werden. The power module according to the invention for a medium or high voltage converter, in particular a modular multilevel converter, comprises at least one power semiconductor module, at least one energy storage module, at least one cooling device and at least two busbars. The cooling device is electrically conductive and connected to a, at least the power semiconductor module from the environment from shielding, protective housing, which ren at least one insertion opening for Einfüh and attaching a connecting element. At a predetermined connection position is an electrically conductive connection element, to form a defined Umladepfads, arranged between at least the cooling device and one of the busbars. Such Umladepfad can also be understood as a defined current return path or discharge path ver.
Zur Kontaktierung der Leistungsbaugruppe, insbesondere der Leistungshalbleiter bzw. der Leistungshalbleiterbaugruppe, sind Stromschienen vorgesehen. Stromanschlüsse der Strom schienen können dabei zur Kontaktierung und Leitung des Stromes in die Leistungsbaugruppe und/oder zu benachbart in Serien geschalteten Leistungsbaugruppen dienen und aus dem Schutzgehäuse hervorragen. For contacting the power module, in particular the power semiconductor or the power semiconductor module, busbars are provided. Current connections of the busbars can be used to contact and conduct the current into the power module and / or to adjacent series-connected power modules and protrude from the protective housing.
Eine Leistungshalbleitergruppe umfasst jeweils zumindest einen Leistungshalbleiter, wie etwa einen IGBT oder vergleichbare elektronische Bauteile. Eine Energiespeicherbaugruppe um fasst jeweils zumindest einen, bevorzugt als Kondensator ausgebildeten Energiespeicher. A power semiconductor group each comprises at least one power semiconductor, such as an IGBT or comparable electronic components. An energy storage module summarizes each at least one, preferably designed as a capacitor energy storage.
Zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe kann mit zwei elektrisch voneinander isolierten Busbars zur zumindest einen Energiespeicherbaugruppe gekoppelt sein. Die zur Beaufschla gung mit unterschiedlichem elektrischen Potential vorgesehenen Busbars sind elektrisch von einander, bevorzugt über zumindest eine Isolations Schicht, getrennt angeordnet. Die Busbars können dabei als Teil eines Anschlussterminals zur elektrischen Verbindung der zumindest einen Energiespeicherbaugruppe mit zumindest einer Leistungsbaugruppe ausgebildet sein. Die Busbars können elektrisch über Isolatoren von der Kühlvorrichtung getrennt angeordnet sein. Die genaue Ausführung der elektrischen Komponenten, wie z.B. der Busbars, Isolatoren, Energiespeicherbaugruppe und/oder Leistungshalbleiterbaugruppe, kann vom Lachmann ent sprechend den Erfordernissen der Leistungsbaugruppe optimiert werden. At least one power semiconductor module can be coupled to two electrically isolated busbars for at least one energy storage module. The Busbars provided for Beaufschla supply with different electrical potential are electrically separated from each other, preferably via at least one insulating layer, arranged separately. The busbars can be designed as part of a connection terminal for the electrical connection of the at least one energy storage module with at least one power module. The busbars may be electrically isolated from the cooling device via insulators. The exact design of the electrical components, such as e.g. The busbars, insulators, energy storage module and / or power semiconductor module can be optimized by the Lachmann accordingly the requirements of the power module.
Erfindungsgemäß wird durch das elektrische Verbindungselement die Kühlvorrichtung auf ein ähnliches oder im Wesentlichen gleiches elektrisches Potential wie die kontaktierte Bus bar gebracht, wodurch der Einfluss parasitärer Kapazitäten auf ein definiertes Maß reduziert werden kann. Durch die Ausbildung der elektrisch leitfähigen Kühlvorrichtung wird eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit und somit Wärmeabfuhr von der zumindest einen, bevorzugt ther misch kontaktierend angeordneten, Leistungshalbleiterbaugruppe erreicht. Durch die Ausbil dung eines definierten Umladepfads zwischen zumindest der, bevorzugt metallischen, Kühl- vorrichtung und einer Busbar können somit unvermeidbare parasitäre Endladeströme von un erwünschten Stellen ferngehalten werden. Hierdurch kann eine verbesserte EMV- Aussendung erreicht werden. Ebenso kann auf diese Weise die Ausbildung von Defekten und/oder Materi aldegradation an sensiblen Komponenten der Leistungsbaugruppe durch den Einfluss parasi tärer Kapazitäten reduziert oder sogar vermieden werden. According to the invention, the cooling device is brought to a similar or substantially the same electrical potential as the contacted bus bar by the electrical connection element, whereby the influence of parasitic capacitances can be reduced to a defined extent. Due to the design of the electrically conductive cooling device, a very good thermal conductivity and thus heat dissipation of the at least one, preferably arranged ther mixed contacting, power semiconductor module is achieved. By the formation of a defined Umladepfads between at least the, preferably metallic, cooling Device and a busbar thus unavoidable parasitic Endladeströme be kept away from un desired locations. As a result, an improved EMC emissions can be achieved. Likewise, the formation of defects and / or material aldegradation on sensitive components of the power module can be reduced or even avoided by the influence of parasitic capacities in this way.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Leistungsbaugruppe bzw. das korrespondierende Verfah ren können unter Umständen auch für Anwendungen im Niederspannungsbereich verwendet werden, bzw. vom Fachmann mit geringfügigen Maßnahmen für derartige Anwendungsfälle optimiert werden. Under certain circumstances, the power module designed according to the invention or the corresponding method can also be used for applications in the low-voltage range, or optimized by the skilled person with minor measures for such applications.
Analog zur oben genannten Ausführung der erfindungsgemäßen Leistungsbaugruppe, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren als ein Verfahrens schritt zumindest eine derartige Leis tungsbaugruppe bereitgestellt. Weitere Verfahrensschritte umfassen, das Analogous to the above-mentioned embodiment of the power module according to the invention, in the method according to the invention, at least one such power module is provided as a method step. Further method steps include,
- Befestigen bzw. Anordnen eines, zumindest die Leistungshalbleiterbaugruppe gegenüber der Umgebung abschließenden, Schutzgehäuses an der Kühlvorrichtung, welches zumindest eine Einführöffnung zum Einführen und Befestigen eines Verbindungselements aufweist,  Securing or arranging a protective housing, which terminates at least the power semiconductor module in relation to the environment, to the cooling device, which has at least one insertion opening for inserting and fastening a connecting element,
- Ausbildung eines definierten Umladepfads durch Anbringen des Verbindungselements an einer vorgebbaren Verbindungsposition zwischen zumindest der Kühlvorrichtung und einer der Busbars durch die Einführöffnung.  - Forming a defined Umladepfads by attaching the connecting element to a predetermined connection position between at least the cooling device and one of the busbars through the insertion opening.
Durch die erfindungsgemäß ausgebildete Leistungsbaugruppe, insbesondere dem, mit der Kühlvorrichtung verbundenen, Schutzgehäuse kann ein wirksamer Schutz vor externen Ein flüssen, wie etwa Staub, Flüssigkeiten, etc., der zumindest einen Leistungshalbleiterbau gruppe erzielt werden. Umgekehrt kann das Schutzgehäuse auch nach außen hin, etwa bei ei ner explosionsartigen Zerstörung eines Leistungshalbleiters zur Abschirmung vor umherflie genden Teilen dienen und hierzu im Wesentlichen abgeschlossen ausgebildet sein. Das Schutzgehäuse umfasst hierbei zumindest eine Einführöffnung, durch welche das Verbin dungselement sicher eingeführt und befestigt werden kann. Von großem Vorteil hierbei ist, dass das Verbindungselement als letztes elektrisch wirksames Element in die Leistungsbau gruppe eingebracht wird. Somit kann eine Verschmutzung oder Beschädigung der Leistungs baugruppe effizient vermieden werden. Dies ist von besonderem Vorteil, als dass etwaige elektrische Prüfungen der Isolation und/o der auf Teilentladungs strecken einzelner Komponenten oder auch der gesamten Leistungsbau gruppe vor dem Anbringen des Verbindungselements durchgeführt werden können. Derartige Prüfungen sind dem Fachmann unter anderem aus den beispielhaft angeführten Normen EN 50178, EN 60060-1 oder auch IEC 62501 bekannt. By virtue of the power module designed according to the invention, in particular the protective housing connected to the cooling device, effective protection against external influences, such as dust, liquids, etc., of at least one power semiconductor group can be achieved. Conversely, the protective housing can also be used to the outside, such as in egg ner explosive destruction of a power semiconductor for shielding against umherflie ing parts and to this end formed substantially complete. The protective housing in this case comprises at least one insertion opening through which the connec tion element can be safely inserted and secured. Of great advantage here is that the connecting element is introduced as the last electrically effective element in the Leistungsbau group. Thus, contamination or damage to the power unit can be efficiently avoided. This is of particular advantage, as that any electrical tests of the insulation and / o on partial discharge stretch of individual components or even the entire Leistungsbau group can be performed before attaching the connecting element. Such tests are known to the person skilled in the art, inter alia, from the standards EN 50178, EN 60060-1 or IEC 62501 given by way of example.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn das Verbindungselement lösbar, bevorzugt als Schraub-, Steck- oder Rastelement, ausgebildet ist. Furthermore, it may be expedient if the connecting element is detachable, preferably designed as a screw, plug or latching element.
Diese mögliche Ausführungsform erlaubt eine einfache und sichere Montage, erlaubt die zeit weilige Entfernung des Verbindungselements bei Wartungsarbeiten, oder auch zu Prüfzwe cken. Zum Abschluss derartiger Arbeiten kann das Verbindungselement wieder als letztes elektrisch wirksames Element platziert werden. Außerdem kann ein geschraubtes, gestecktes oder eingerastetes Verbindungselement einen eine gute Anbindung der Kühlvorrichtung an das Potential der Busbar gewährleisten. Ferner ist das Verbindungselement gut vor Korrosion geschützt. This possible embodiment allows a simple and secure installation, allows the temporary removal of the connecting element during maintenance work, or even for Prüfzwe bridges. To complete such work, the connecting element can be placed again as the last electrically effective element. In addition, a screwed, mated or latched connection element can ensure a good connection of the cooling device to the potential of the busbar. Furthermore, the connecting element is well protected against corrosion.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement einen Querschnitt auf weist, welcher um mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 20 % größer ausgebildet ist, als ein für die Ausbildung des definierten Umladepfads und einer Ableitung parasitärer Entladeströme zumindest erforderlicher Mindestquerschnitt erforderlich ist. Furthermore, it may be provided that the connecting element has a cross section which is formed larger by more than 10%, preferably more than 20%, than a minimum cross section required for the formation of the defined transfer path and a discharge of parasitic discharge currents.
Je nach Art und Größe der Leistungsbaugruppe können unterschiedlich hohe parasitäre Entla deströme auftreten, welche zur Ausbildung des Umladepfads vom Fachmann zur Auslegung des elektrisch leitfähigen Mindestquerschnitts des Verbindungselements berücksichtigt wer den sollten. Es kann jedoch von erheblichem Vorteil sein, den elektrisch leitfähigen Quer schnitt des Verbindungselements um 10 % und mehr, relativ zum genannten Mindestquer schnitt, zu erhöhen, da auf diese Weise zusätzlich zur Ausbildung eines definierten Um ladepfads eine thermisch wirksame Anbindung an die Kühlvorrichtung ausgebildet werden kann. Somit kann auf einfache Weise eine zusätzliche Wärmeabfuhr zumindest vom kontak tierten Busbar zur Kühlvorrichtung vorgenommen werden. Zusätzlich kann ein am Busbar an liegendes Auflageelement des Verbindungselements, wie z.B. ein Schraubenkopf, eine gute Wärmeabfuhr in das Verbindungselement begünstigen, wodurch die Wärmeabfuhr verbessert werden kann. Depending on the type and size of the power assembly, parasitic Entla different currents may occur, which for the formation of the Umladepfads considered by those skilled in the design of the electrically conductive minimum cross section of the connecting element who should. However, it may be of considerable advantage, the electrically conductive cross-section of the connecting element by 10% and more, relative to the mentioned minimum cross-section increase, since in this way, in addition to the formation of a defined order charging paths, a thermally effective connection to the cooling device are formed can. Thus, in a simple manner, an additional heat dissipation be made at least from kontak ended busbar to the cooling device. In addition, at the busbar to lying support element of the connecting element, such as a screw head, a good Promote heat dissipation in the connecting element, whereby the heat dissipation can be improved.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Leistungshalbleiterbaugruppen an zumindest zwei normal auf eine Ebene der Busbars ausgerichteten Seiten der Busbars, bevor zugt gegenüberliegend, angeordnet sind. In addition, it can be provided that at least two power semiconductor modules are arranged on at least two sides of the busbars which are normally aligned with one plane of the busbars, preferably opposite one another.
Die Busbars sind als„flächige“, also im Wesentlichen zweidimensional erstreckte, elektrische Leiter ausgebildet und geben somit eine Bezugsebene in zwei Raumrichtungen vor, wobei Seiten der Busbars demnach in die dritten Raumrichtung gerichtet sind. Die Anordnung von mehreren, also zumindest zwei Leistungshalbleitem, an zwei Seiten der Busbars oder auch um die Busbars herum kann dazu genutzt werden, dass die Leistungs- und/oder Stromvertei lung im Wesentlichen in die dritte Raumrichtung homogenisiert wird. Eine derartige Anord nung kann die Länge der Strompfade und somit die Undefinierte Ausbildung von parasitären Ableitströmen verringern und somit die EMV verbessern. Ebenso kann auf diese Weise die Ausbildung von parasitären Induktivitäten aufgrund von Symmetrieeffekten verringert wer den. The busbars are designed as "planar", ie substantially two-dimensionally extended, electrical conductors and thus provide a reference plane in two spatial directions, wherein sides of the busbars are thus directed in the third spatial direction. The arrangement of several, ie at least two Leistungshalbleitem, on two sides of the busbars or around the busbars around can be used to homogenize the power and / or Stromvertei development is substantially in the third spatial direction. Such Anord voltage can reduce the length of the current paths and thus the undefined formation of parasitic leakage currents and thus improve the EMC. Likewise, the formation of parasitic inductances due to symmetry effects can be reduced in this way who the.
Ferner kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement zumindest einen der Busbars mit der Kühlvorrichtung elektrisch verbindend und den zumindest einen anderen Busbar durch dringend und davon elektrisch isolierend angeordnet ist. Furthermore, it can be provided that the connecting element is electrically connected to at least one of the busbars with the cooling device and that the at least one other busbar is urgently and electrically insulated therefrom.
Diese Maßnahme erlaubt dem Fachmann eine große Anzahl an möglichen Verbindungspositi onen, welche eine optimale Anordnung der jeweiligen elektrischen Komponenten, wie etwa den Leistungshalbleiterbaugruppen, Energiespeicherbaugruppen, Hilfsbaugruppen, etc., er laubt, ohne dabei die Potentialanbindung der Kühlvorrichtung an eine Busbar zu behindern. Die elektrische Isolierung zur nicht-kontaktierten Busbar kann durch einen Luftspalt oder auch geeignete isolierende Materialien, wie etwa eine Kunststoffmuffe, sichergestellt werden. Dies kann die mechanische Stabilität zusätzlich erhöhen. This measure allows the skilled person a large number of possible Verbindungspositi onen, which an optimal arrangement of the respective electrical components, such as the power semiconductor modules, energy storage modules, auxiliary modules, etc., he allows, without hindering the potential connection of the cooling device to a busbar. The electrical insulation to the non-contacted bus bar can be ensured by an air gap or suitable insulating materials, such as a plastic sleeve. This can additionally increase the mechanical stability.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass das Verbin dungselement in der Mitte der Ebene der Busbars angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine besonders effiziente Anordnung der zumindest einen, bevorzugt mehreren, Leistungshalbleitergruppe/n um die Busbars erfolgen. Diese Maßnahme fördert zu dem die Symmetrie der angeordneten elektrischen Komponenten und erlaubt die Ausbildung in etwa gleich langer Strompfade, wodurch der Einfluss von parasitären Kapazitäten verrin gert und die EMV verbessert werden kann. Analog gilt dies für parasitäre Induktivitäten. Also advantageous is an expression, according to which it can be provided that the connec tion element is arranged in the middle of the plane of the busbars. In this way, a particularly efficient arrangement of the at least one, preferably several, power semiconductor group (s) can take place around the busbars. This measure promotes to the symmetry of the arranged electrical components and allows the formation of approximately equal length of current paths, whereby the influence of parasitic capacitances verrin siege and the EMC can be improved. Analogously, this applies to parasitic inductances.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass zumindest eine der Busbars eine seitlich her vorstehende Anschlussfahne zur Kontaktierung des Verbindungselements aufweist. According to a development, it is possible that at least one of the busbars has a laterally projecting terminal lug for contacting the connecting element.
Ein solcher Vorsprung einer Busbar ist kostengünstig und einfach zu realisieren und erlaubt darüber hinaus eine besonders einfache Montage ohne zusätzliche Isolationselemente zur nicht-kontaktierten Busbar vorsehen zu müssen. Such a projection of a busbar is inexpensive and easy to implement and also allows a particularly simple installation without additional insulation elements to provide the non-contacted busbar.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn ein, bevorzugt kanal- oder rohrförmiges, Einführele ment, sich zumindest teilweise von der Einführöffnung des Schutzgehäuses in Richtung der nächstliegenden Busbar erstreckend ausgebildet ist. Furthermore, it may be expedient if a, preferably channel or tubular, Einführele element, at least partially formed by the insertion of the protective housing in the direction of the nearest bus bar extending.
Ein solches Einführelement kann das Einführen des Verbindungselements deutlich erleich tern. Da dieser Vorgang bei geschlossenem Schutzgehäuse vorgenommen werden soll, dient diese Maßnahme ferner der Verlustsicherung des Verbindungselements und kann die erfor derliche Montagezeit verkürzen und komplizierte Einführ- oder Montagewerkzeuge obsolet machen. Such an insertion element can significantly ease the insertion of the connecting element. Since this process is to be performed when the protective housing is closed, this measure also serves the loss of security of the connecting element and can shorten the neces sary assembly time and make complicated insertion or assembly tools obsolete.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Einführöffnung mittels eines Verschlussele ments, bevorzugt einem Stopfen oder einer Schraube, verschlossen ist. Dieser Verschlussvor gang sollte während oder nach der Anbringung des Verbindungselements erfolgen. In addition, it can be provided that the insertion opening by means of a Verschlussele element, preferably a plug or a screw, is closed. This Verschlussvor gear should be done during or after the attachment of the connecting element.
Auf diese Weise kann das Schutzgehäuse effizient gegenüber der Umgebung vor Ein- oder Austritt von Flüssigkeiten, Staub und/oder Fremdkörpern verschlossen werden. Ein derartiges Verschlusselement kann im Sinne der vorliegenden Erfindung als, das letzte elektrisch nicht wirksame Element im Herstellungs- und/oder Wartungsprozess der Leistungsbaugruppe ver standen werden. Die Sicherheit im Betrieb, wie auch bei Wartungsarbeiten, kann hiermit deut lich erhöht werden. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Schutzgehäuse elektrisch leitfähig und mit der Kühlvorrichtung elektrisch verbunden ausgebildet ist. In this way, the protective housing can be efficiently sealed from the environment before entry or exit of liquids, dust and / or foreign bodies. Such a closure element can be understood in the context of the present invention as, the last electrically non-effective element in the manufacturing and / or maintenance process of the power assembly ver. Safety during operation, as well as during maintenance work, can hereby be significantly increased. Furthermore, it can be provided that the protective housing is electrically conductive and electrically connected to the cooling device.
Das elektrisch leitfähige Schutzgehäuse kann somit auf einfache Weise auf das elektrische Potential der Kühlvorrichtung und der Busbar gebracht werden. Bei einem derartigen elektrisch leitfähigen Schutzgehäuse kann der Einfluss von parasitären Kapazitäten und uner wünschten Entladeströmen durch die elektrische Anbindung des Schutzgehäuses an die elektrisch leitfähige Kühlvorrichtung sehr gut kontrolliert bzw. sogar vermieden werden. Ein derartiges Schutzgehäuse kann auch foliert, beschichtet und/oder belackt sein und dennoch durch die elektrische Kontaktierung an die Kühlvorrichtung auf das im Wesentlichen gleiche elektrische Potential gebracht werden, wodurch unvermeidbare parasitäre Entladeströme ge richtet bzw. gelenkt werden können. The electrically conductive protective housing can thus be easily brought to the electrical potential of the cooling device and the busbar. In such an electrically conductive protective housing, the influence of parasitic capacitances and unwanted discharge currents can be very well controlled or even avoided by the electrical connection of the protective housing to the electrically conductive cooling device. Such a protective housing can also be foiled, coated and / or lacquered and yet brought by the electrical contact to the cooling device to the substantially same electrical potential, whereby unavoidable parasitic discharge currents can be directed or directed Ge.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass Schutzgehäuse mit der Kühlvor richtung und einer der Busbars elektrisch verbunden ist. According to a particular embodiment, it is possible that protective housing with the Kühlvor direction and one of the busbars is electrically connected.
Diese direkte Verbindung des Schutzgehäuses mit einem der Busbars und der elektrisch leit fähigen Kühlvorrichtung kann durch das elektrische Verbindungselement relativ einfach be werkstelligt werden. In diesem Fall wird die vorgebbare Verbindungsposition an drei Punkten entlang des Verbindungselements gebildet. Auf diese Weise kann der definierte Umladepfad zwischen zumindest der Kühlvorrichtung und einem der Busbars sehr kurz gewählt werden. Überdies ist einfach vorstellbar, dass diese Maßnahme am Ende des Herstellungs- und/oder Prüfverfahrens der Leistungsbaugruppe besonders vorteilhaft ist. This direct connection of the protective housing with one of the busbars and the electrically conductive cooling device can be made relatively simple by the electrical connection element. In this case, the predeterminable connection position is formed at three points along the connection element. In this way, the defined Umladepfad between at least the cooling device and one of the busbars can be selected very short. Moreover, it is easy to imagine that this measure is particularly advantageous at the end of the production and / or testing of the power assembly.
Ferner kann vorgesehen sein, dass mit oder nach der Anbringung des Verbindungselements die Einführöffnung mittels eines Verschlusselements, bevorzugt einem Stopfen oder einer Schraube, verschlossen wird. Furthermore, it can be provided that, with or after the attachment of the connecting element, the insertion opening is closed by means of a closure element, preferably a stopper or a screw.
Durch das Anbringen eines„Verschlusses“ für das Schutzgehäuse kann dem Eindringen von Schmutz, Flüssigkeiten, etc. in das Innere effizient vorgebeugt und somit die Betriebssicher heit erhöht werden. Außerdem kann durch das Verschließen des Schutzgehäuses der Explosi onsschutz erhöht werden. Die Einführöffnung kann zur Aufnahme des Verschlusselements eine geeignete Form, wie etwa ein Gewinde oder dergleichen aufweisen. Ein separates Ver schlusselement stellt somit im erfindungsgemäßen Verfahren das letzte elektrisch nicht-wirk same Bauteil bei der Fertigung und/oder Wartungsarbeiten der Leistungsbaugruppe dar, wodurch eine Beschädigung der elektrischen Komponenten z.B. beim Zusammenbau sehr gut vermieden werden kann. Abhängig von den Erfordernissen kann das Verschlusselement auch z.B. als teilisolierende Schraube ausgebildet sein, wodurch die elektrische Verbindung zwi schen zumindest der Kühlvorrichtung und eine der Busbars gewährleistet sein kann, jedoch der Schaft und/oder Kopf der Schraube isolierend gegenüber dem Schutzgehäuse ausgebildet ist. In diesem Fall ist das elektrische Verbindungselement und das Verschlusselement einteilig ausgebildet. By attaching a "closure" for the protective housing, the penetration of dirt, liquids, etc. into the interior can be efficiently prevented and thus the reliability can be increased. In addition, by closing the protective housing, the explosion protection can be increased. The insertion opening can accommodate the closure element have a suitable shape, such as a thread or the like. A separate Ver circuit element thus represents in the process according to the invention the last electrically non-effective same component in the manufacture and / or maintenance of the power assembly, whereby damage to the electrical components, for example during assembly can be very well avoided. Depending on the requirements, the closure element may also be formed, for example, as a partially insulating screw, whereby the electrical connection between tween at least the cooling device and one of the busbars can be ensured, however, the shaft and / or head of the screw is formed insulating against the protective housing. In this case, the electrical connection element and the closure element is integrally formed.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass durch die Anbringung des Verbindungselements die Einführöffnung verschlossen wird und die Verbindungsposition zwischen zumindest der Kühlvorrichtung und einem der Busbars und dem Schutzgehäuse ausgebildet wird. In addition, it can be provided that the insertion opening is closed by the attachment of the connecting element and the connecting position between at least the cooling device and one of the busbars and the protective housing is formed.
Mit dieser Maßnahme kann eine stabile Verbindungsposition an drei Punkten durch das An bringen des Verbindungselements ausgebildet werden, wodurch ein zusätzlicher Umladepfad von der Busbar zum Schutzgehäuse ausgebildet wird. Das Verschließen und gleichzeitige elektrische Anbinden von Kühlvorrichtung, einer Busbar und dem Schutzgehäuse kann die Homogenität hinsichtlich der Umladeströme erhöhen, was wiederum eine verbesserte EMV bewirkt. Zudem kann diese Maßnahme als abschließender Verfahrens schritt durchgeführt werden und eine relativ schnelle, verlustsichere Anbringung des Verbindungselementes ge währleistet werden.  With this measure, a stable connection position at three points can be formed by bringing on the connecting element, whereby an additional Umladepfad is formed by the busbar to the protective housing. The closing and simultaneous electrical connection of the cooling device, a bus bar and the protective housing can increase the homogeneity with regard to the charge-reversal currents, which in turn results in improved EMC. In addition, this measure can be performed as a final process step and a relatively quick, loss-secure attachment of the connecting element ge guaranteed.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass vor der Be festigung des Schutzgehäuse eine erste elektrische Prüfung der Leistungsbaugruppe durch Anlegen einer ersten Prüfspannung an zumindest einer vorgebbaren Isolations strecke durch geführt wird. Also advantageous is an expression, according to which it can be provided that before Be fastening the protective housing, a first electrical test of the power assembly by applying a first test voltage to at least one predetermined insulation distance is performed by.
Als Isolationsstrecke kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein elektrischer Pfad ver standen werden, welcher nach Fertigstellung der Leistungsbaugruppe auf einem gemeinsamen vorgesehenen elektrischen Potential liegen soll. Sinngemäß kann daher eine derartige Isolati onsstrecke ein oder auch mehrere elektrische Komponenten bzw. Baugruppen oder Bauteile umfassen. Eine solche erste elektrische Prüfung von Isolationsstrecken kann zur Kontrolle ei ner Basisisolierung genutzt werden, wobei auf sehr einfache Weise etwaige Kurzschlüsse und/oder lose Teile detektiert werden können. Der Vorteil dieser Maßnahme ist, dass eine der artige Prüfung relativ einfach und insbesondere automatisiert durchgeführt werden kann bevor die Leistungsbaugruppe fertiggestellt wird und das elektrische Verbindungselement ange bracht wird. Bevorzugt wird eine derartige Prüfung im Bereich von wenigen Volt, wie etwa 5 bis 10 V, durchgeführt. As an isolation distance can be understood in the context of the present invention, an electrical path ver, which should lie after completion of the power assembly to a common intended electrical potential. Analogously, therefore, such Isolati onsstrecke one or more electrical components or assemblies or components include. Such a first electrical test of insulation distances can be used to control egg ner base insulation, which can be detected in a very simple manner any short circuits and / or loose parts. The advantage of this measure is that such a test can be carried out relatively easily and in particular automatically before the power module is completed and the electrical connection element is introduced. Preferably, such testing is performed in the range of a few volts, such as 5 to 10 volts.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn nach der ersten Prüfung und/oder nach der Befesti gung des Schutzgehäuse eine zweite elektrische Prüfung der Leistungsbaugruppe durch Anle gen einer, relativ zur ersten Prüfspannung erhöhten, zweiten Prüfspannung an zumindest einer vorgebbaren Isolations strecke durchgeführt wird. Further, it may be useful if, after the first test and / or after fastening tion of the protective housing, a second electrical test of the power assembly by applying conditions of a relative to the first test voltage increased, second test voltage is performed on at least one predetermined insulation stretch.
Eine derartige zweite Prüfung kann zur Prüfung der elektrischen Verbindungen und Isolati onsstrecken auf Belastbarkeit genutzt werden und wird sinnvollerweise erst nach der ersten Prüfung durchgeführt um Beschädigungen der Leistungsbaugruppe zu vermeiden. Dies dient der Kontrolle der Funktionsisolierung und wird daher bevorzugt im Bereich von 100 V bis etwa 400 V durchgeführt. Vorteilhafterweise wird diese Prüfung vor dem Anbringen des elektrischen Verbindungselements durchgeführt. Such a second test can be used to test the electrical connections and Isolati onsstrecken on resilience and is usefully carried out only after the first test to avoid damage to the power module. This serves to control the functional insulation and is therefore preferably carried out in the range of 100 V to about 400 V. Advantageously, this test is performed before attaching the electrical connection element.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zumindest zwischen eine der Busbars und der Kühlvorrichtung und/oder dem Schutzgehäuse eine Kontrollprüfung hinsichtlich der Funkti onstüchtigkeit und/oder des Vorhandenseins des elektrischen Verbindungselements vorge nommen wird. In addition, it can be provided that at least between one of the busbars and the cooling device and / or the protective housing, a check on the func onstüchtigkeit and / or the presence of the electrical connection element is pre-accepted.
Diese Maßnahme kann als eine Art Endprüfung vorgenommen werden um die Funktionstüch tigkeit des elektrischen Verbindungselements zu prüfen. Auf diese Weise kann relativ einfach die Qualität der Leistungsbaugruppe sichergestellt werden und die Sicherheit im späteren Be trieb gewährleistet werden. Bevorzugt wird diese Kontrollprüfung automatisiert durchgeführt. This measure can be made as a kind of final test to check the Funktionstüch activity of the electrical connection element. In this way, the quality of the power module can be relatively easily ensured and the safety in subsequent operation Be guaranteed. Preferably, this control check is performed automatically.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrich tung als eine lastabtragende, kühlmitteldurchströmbare Kühlplatte ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Kühlvorrichtung als lastabtragendes Konstruktionsele ment in Form einer Kühlplatte ausgebildet, wobei ein großer Vorteil darin liegt, dass eine Stützfunktion der Leistungsbaugruppe am Gestell ausgeübt werden kann und die Kühlplatte gleichzeitig eine Aufnahmeplattform für sämtliche an der Kühlvorrichtung bzw. Kühlplatte angeordneten Baugruppen bildet. Die Kühlplatte dient somit als eine Art Aufbauplattform zur Aufnahme der Energie-, Leistungshalbleiterbaugruppen und etwaiger weiterer Komponenten. Derartige Komponenten können z.B. in Form einer Hilfsbaugruppe an der Kühlplatte ange ordnet sein und etwa eine Steuervorrichtung, Netzteile, Widerstände und dergleichen umfas sen. Je nach Aufbau und Typ des Mittel- oder Hochspannungsumrichters kann es dabei von Vorteil sein, zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe an einer Seite, wie etwa der Ober seite, der Kühlplatte anzuordnen und die zumindest eine Energiespeicherbaugruppe an der ge genüberliegenden Seite, wie etwa der Unterseite, der Kühlplatte anzuordnen. Analog hierzu sind auch„stehende“ Kühlplatten denkbar. Ferner kann diese Ausbildung dazu beitragen die lokale Wärmeabfuhr der elektrischen Komponenten, insbesondere der Leistungshalbleiterbau gruppe, sehr effizient zu gewährleisten und gleichzeitig eine platzsparende Anordnung mehre rer Leistungsbaugruppen im Gestell des Mittel- oder Hochspannungsumrichters zu ermögli chen. Die Aufnahmeräume und/oder Stützflächen auf denen sich die Kühlplatte abstützt, sind voneinander elektrisch isoliert um Kurzschlüsse zwischen einzelnen Leistungsbaugruppen zu vermeiden. According to an advantageous development can be provided that the Kühlvorrich device is designed as a load-bearing, coolant durchströmbare cooling plate. In this embodiment, the cooling device is designed as a load-bearing Konstruktionsele element in the form of a cooling plate, with a great advantage is that a support function of the power assembly can be exercised on the frame and the cooling plate simultaneously forms a receiving platform for all arranged on the cooling device or cooling plate assemblies , The cooling plate thus serves as a kind of construction platform for receiving the energy, power semiconductor modules and any other components. Such components may be arranged, for example, in the form of an auxiliary assembly on the cooling plate and about a control device, power supplies, resistors and the like include sen. Depending on the structure and type of medium or high voltage converter, it may be advantageous to arrange at least one power semiconductor module on one side, such as the top, the cooling plate and the at least one energy storage assembly on the opposite side ge, such as the bottom, the To arrange cooling plate. Analogously, "standing" cooling plates are conceivable. Furthermore, this training can contribute to the local heat dissipation of the electrical components, in particular the power semiconductor group, to ensure very efficient and at the same time chen ermögli a space-saving arrangement several rer power modules in the frame of the medium or high voltage converter. The receiving spaces and / or support surfaces on which the cooling plate is supported, are electrically isolated from each other to avoid short circuits between individual power assemblies.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Energiespeicherbaugruppe an einer der zu mindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe und den zumindest zwei Busbars gegenüberlie genden Seite der Kühlplatte angeordnet ist, wobei die Kühlplatte eine Durchgangsöffnung zur Verbindung der Energiespeicherbaugruppe mit der zumindest einen Leistungshalbleiterbau gruppe aufweist. In particular, it may be advantageous if the energy storage module is arranged on one of at least one power semiconductor module and the at least two busbars gegenüberlie ing side of the cooling plate, wherein the cooling plate has a through hole for connecting the energy storage assembly with the at least one Leistungshalbleiterbau group.
Auf diese Weise kann die Kühlplatte eine Wirkung als Explosionsschutz zwischen den elektrischen Komponenten, welche an den jeweiligen Seiten angeordnet sind ausbilden. Au ßerdem wird durch die, bevorzugt in zumindest einer Richtung, mittig angeordnete Durch gangsöffnung eine relativ einfache elektrische Verbindung der Leistungshalbleiterbaugruppe zur Energiespeicherbaugruppe, bevorzugt über ein Anschlussterminal welches die Busbars umfasst, ermöglicht. Hierdurch werden einerseits sehr kurze elektrische Verbindungsstrecken zwischen den stromführenden Komponenten und in der Folge eine Reduktion und/oder Ho mogenisierung von parasitären Kapazitäten und/oder Induktivitäten ermöglicht. Somit kann diese Maßnahme zu einer Verbesserung der EMV erheblich beitragen. In this way, the cooling plate can form an explosion protection effect between the electrical components disposed on the respective sides. For putting in, by the, preferably in at least one direction, centrally arranged through opening a relatively simple electrical connection of the power semiconductor module to the energy storage module, preferably via a connection terminal which includes the busbars, allows. As a result, on the one hand very short electrical links between the current-carrying components and in consequence a reduction and / or Ho mogenisierung of parasitic capacitances and / or inductances allows. Thus, this measure can contribute significantly to improving EMC.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. For a better understanding of the invention, this will be explained in more detail with reference to the following figures.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung: In each case, in a highly simplified, schematic representation:
Fig. 1 schematische Darstellung einer Leistungsbaugruppe mit elektrischen Komponen ten und Verbindungselement; Figure 1 is a schematic representation of a power assembly with electrical compo th and connecting element.
Fig. 2 schematische Schrägansicht einer möglichen Anordnung elektrischer Komponen ten an der Kühlvorrichtung mit unterschiedlichen möglichen Verbindungspositio nen des Verbindungselements; Fig. 2 is a schematic oblique view of a possible arrangement of electrical compo th on the cooling device with different possible Verbindungspositio NEN of the connecting element;
Fig. 3 verschiedene mögliche Ausführungsformen der Leistungsbaugruppe mit Verbin dungspositionen die Busbars durchdringend (a),(d) und/oder mittig angeordnet (b), oder an einer Anschlussfahne (c); Fig. 3 shows various possible embodiments of the power assembly with connec tion positions the busbars penetrating (a), (d) and / or arranged centrally (b), or on a connecting lug (c);
Fig. 4 schematische Schrägansicht einer möglichen Ausführungsform einer Leistungs baugruppe mit beidseitig an der Kühlvorrichtung angeordneten Energie- und Leis tungshalbleiterbaugruppen. Fig. 4 is a schematic oblique view of a possible embodiment of a power assembly with arranged on both sides of the cooling device energy and Lei processing semiconductor modules.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Leistungsbaugruppe 1 für nicht eigens dargestellten einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter 2 gezeigt. Die Leis tungsbaugruppe 1 umfasst zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe 3 sowie zumindest eine Energiespeicherbaugruppe 5 sowie zumindest eine Kühlvorrichtung 7. Die Leistungs halbleiterbaugruppe 3 kann zur Energiespeicherbaugruppe 5, beispielsweise über Busbars 10 und/oder ein Anschlussterminal 14 verbunden werden. Derartige Anordnungen sind dem Fachmann im Detail bekannt und werden hier nur schematisch dargestellt. Die Stromversor gung und/oder Kontaktierung mit externen Leistungsanschlüssen wird schematisch mittels ei ner Stromschiene 13 angedeutet. Die in der Regel flächig ausgebildeten Busbars 10 sind durch eine Isolations Schicht 12 voneinander getrennt. Das hochfrequent wechselnde elektri sche Potential der Stromschienen 13 kann zur ungewollten Speicherung elektrischer Ladung zwischen den Stromschienen 13 und anderen vor allem flächig ausgebildeten Komponenten der Leistungsbaugruppe 1 führen. Dies wird unter anderem als parasitäre Kapazität 18 be zeichnet und ist mit den entsprechenden Symbolen und strichlierten Verbindungslinien zwi schen möglichen elektrischen Komponenten der Leistungsbaugruppe 1, an welchen derartige parasitäre Kapazitäten 18 auftreten können, angedeutet. Introductoryly it should be noted that in the differently described embodiments, the same parts provided with the same reference numerals or the same component names who the, with the disclosures contained in the entire description mutatis mutandis to equivalent parts with the same reference numerals or the same component names who can. Also, the position information selected in the description, such as above, un th, laterally, etc. related to the immediately described and illustrated figure and these position information in a change in position mutatis mutandis to transfer to the new location. In Fig. 1 is a schematic representation of a power assembly 1 according to the invention for not specifically shown a medium or high voltage converter 2 is shown. The power module 1 comprises at least one power semiconductor module 3 and at least one energy storage module 5 and at least one cooling device 7. The power semiconductor module 3 can be connected to the energy storage module 5, for example via busbars 10 and / or a connection terminal 14. Such arrangements are known in the art in detail and are shown only schematically here. The power supply and / or contacting with external power terminals is schematically indicated by means of egg ner busbar 13. The generally planar formed busbars 10 are separated by an insulating layer 12. The high-frequency changing electrical cal potential of the bus bars 13 may lead to the unwanted storage of electrical charge between the bus bars 13 and other mainly flat components of the power assembly 1. This is among other things as parasitic capacitance 18 be distinguished and is with the corresponding symbols and dashed lines between rule possible electrical components of the power assembly 1, at which such parasitic capacitances 18 may occur indicated.
Die schematische Darstellung in Fig. 1 ermöglicht das Funktionsprinzip der erfindungsgemäß ausgebildeten Leistungsbaugruppe 1 nachzuvollziehen, in welcher eine Kühlvorrichtung 7 elektrisch leitfähig ausgebildet ist und an welcher die zumindest eine Leistungshalbleiterbau gruppe 3 bevorzugt direkt wärmeübertragend angeordnet ist. Die Leistungshalbleiterbau gruppe 3 umfasst zumindest einen Leistungshalbleiter 4, wie etwa einen IGBT oder ähnliche geeignete elektronische Bauteile. Zum Schutz gegenüber der Umgebung ist ein Schutzge häuse 19 mit der Kühlvorrichtung 7 verbunden. Zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit wird erfindungsgemäß ein definierter Umladepfad 17 bzw. Strompfad zwi schen zumindest der Kühlvorrichtung 7 und einer der Busbars 10 mittels eine Verbindungs elements 15 ausgebildet. Der strichliert dargestellte Umladepfad 17 wird an einer geeigneten Verbindungsposition 16 mittels eines Verbindungselements 15 ausgebildet. Erfindungsgemäß erfolgt die Anbringung des Verbindungselements 15 als letztes, elektrisch wirksames Element der Leistungsbaugruppe 1. Dies wird durch eine Einführöffnung 20 im Schutzgehäuse 19 er möglicht. Auf diese Weise kann ein definierter Strom- bzw. Umladepfad 17 für unvermeidli che, parasitäre Entladeströme geschaffen werden und der Einfluss parasitärer Kapazitäten 18 kann an unerwünschten Stellen weitestgehend reduziert oder sogar vermieden werden, wodurch die EMV sowie Defekte und/oder Materialdegradation einzelner Komponenten redu ziert werden können. The schematic representation in Fig. 1 allows to understand the operating principle of the inventively constructed power assembly 1, in which a cooling device 7 is electrically conductive and on which the at least one Leistungshalbleiterbau group 3 is preferably arranged directly heat transfer. The power semiconductor group 3 comprises at least one power semiconductor 4, such as an IGBT or similar suitable electronic components. To protect against the environment is a Schutzge housing 19 connected to the cooling device 7. To improve the electromagnetic compatibility according to the invention a defined Umladepfad 17 or current path between tween at least the cooling device 7 and one of the busbars 10 by means of a connecting element 15 is formed. The Umladepfad 17 shown in dashed lines is formed at a suitable connection position 16 by means of a connecting element 15. According to the attachment of the connecting element 15 as the last, electrically effective element of the power assembly 1. This is done by an insertion 20 in the protective housing 19 it allows. In this way, a defined current or Umladepfad 17 for unavoidable, parasitic discharge currents are created and the influence of parasitic capacitances 18 can be largely reduced or even avoided at undesirable points, whereby the EMC as well as defects and / or material degradation of individual components can be reduced.
Das Prinzip der Ausbildung eines definierten Umladepfads 17 durch Anbringen des Verbin dungselements 15 an einer vorgebbaren Verbindungsposition 16 aus Fig. 1 ist auf die Fig. 2 bis 4 übertragbar und wird nachfolgend an einigen möglichen Ausführungsbeispielen weiter erläutert. The principle of the formation of a defined Umladepfads 17 by attaching the connec tion elements 15 to a predetermined connection position 16 of Fig. 1 is transferable to Figs. 2 to 4 and will be explained below on some possible embodiments on.
Das in Fig. 1 als Schraube beispielhaft gezeigte Verbindungselement 15 kann, wie in Fig. 2 in Zusammenschau mit Fig. 3 zumindest einen der Busbars 10 mit der Kühlvorrichtung 7 elektrisch verbindend angeordnet sein, wobei zumindest einer der Busbars 10 kontaktiert wird. In Fig. 2 sind zwei Feistungshalbleiterbaugruppen 3 beispielhaft an gegenüberliegenden Seiten der Busbars 10 angeordnet. Eine derartige Anordnung ermöglicht kurze elektrische Feitungspfade und verbessert auf diese Weise die elektromagnetische Verträglichkeit durch Verringerung parasitärer Induktivitäten. In Fig. 2 ist ferner ersichtlich, dass die Verbindungs position 16 zwischen der Kühlvorrichtung 7 bzw. Kühlplatte 8 zu zumindest einem der Bus bars an unterschiedlichen Positionen möglich ist. Beispielsweise kann die Verbindungsposi tion 16 an einer seitlich an einer der Busbars 10 hervorstehenden Anschlussfahne 11 zur Kon taktierung des Verbindungselements 15 zur Kühlplatte 8 ausgebildet sein. The connecting element 15 shown by way of example as a screw in FIG. 1, as in FIG. 2 in conjunction with FIG. 3, can be arranged to electrically connect at least one of the busbars 10 to the cooling device 7, wherein at least one of the busbars 10 is contacted. In FIG. 2, two semiconductor power semiconductor modules 3 are arranged, for example, on opposite sides of the busbars 10. Such an arrangement allows short electrical conduction paths and thus improves the electromagnetic compatibility by reducing parasitic inductances. In Fig. 2 it is further apparent that the connection position 16 between the cooling device 7 and cooling plate 8 to at least one of the bus bars at different positions is possible. For example, the connection Posi tion 16 on a laterally on one of the busbars 10 protruding terminal lug 11 for con tact of the connecting element 15 to the cooling plate 8 may be formed.
Unter Verweis auf die vorangegangene Diskussion von Fig. 1 und 2 sind weitere beispielhafte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Feistungsbau gruppen 1 in den Fig. 3a bis 3d dargestellt. Die Busbars 10 können voneinander durch eine Isolationsschicht 12, bzw. zur Kühlvorrichtung hin durch Isolatoren 9, abgeschirmt und/oder abgestützt sein. With reference to the preceding discussion of Fig. 1 and 2, further exemplary embodiments of inventive Feistungsbau groups 1 in Figs. 3a to 3d are shown. The busbars 10 may be shielded and / or supported from one another by an insulating layer 12, or to the cooling device through insulators 9.
Fig. 3a stellt eine schematische Querschnittsansicht dar, in welcher die in Vertikalrichtung un tere Busbar 10 durch das Verbindungselement 15 zur leitfähigen Kühlvorrichtung bzw. Kühl platte 8 verbunden ist Aus der Darstellung in Fig. 3a kann weiters ersehen werden, dass an die Einführöffnung 20 des Schutzgehäuses 19 in Richtung der Kühlvorrichtung ein Einführele ment 22 ausgebildet ist. Dieses bevorzugt rohrförmig oder kanalförmig ausgebildete Ein führelement 22 ermöglicht das verlustsichere Einführen und Befestigen des Verbindungsele ments 15. In Fig. 3b wird eine bevorzugte mögliche Ausführungsform einer Verbindungsposition 16 an gedeutet, wobei die Verbindungsposition in der Mitte 23 in einer Ebene der Busbars 10 ange ordnet ist. In diesem Fall ist die in Vertikalrichtung zuoberst hegende Busbar 10 mit der Kühlvorrichtung 7 bzw. Kühlplatte 8 über das Verbindungselement 15 verbunden. Fig. 3a illustrates a schematic cross-sectional view, in which the vertically un direct busbar 10 is connected by the connecting element 15 to the conductive cooling device or cooling plate 8 From the illustration in Fig. 3a can be further seen that to the insertion opening 20 of the Protective housing 19 in the direction of the cooling device Einführele element 22 is formed. This preferably tubular or channel-shaped A guiding element 22 allows the loss-safe insertion and fastening of the Verbindungsele element 15th In Fig. 3b, a preferred possible embodiment of a connection position 16 is interpreted to, wherein the connection position in the middle 23 in a plane of the busbars 10 is arranged. In this case, the uppermost busbar 10 in the vertical direction is connected to the cooling device 7 or cooling plate 8 via the connecting element 15.
Eine weitere mögliche Anordnung des Verbindungselements 15 ist aus der Schnittdar Stellung in Fig. 3c ersichtlich, wobei die Verbindungsposition 16 zwischen einer Busbar 10 und der Kühlvorrichtung 7 mittels einer seitlich an der Busbar hervorragenden Anschlussfahne 11 ausgeführt ist. Another possible arrangement of the connecting element 15 can be seen from the Schnittdar position in Fig. 3c, wherein the connecting position 16 between a bus bar 10 and the cooling device 7 by means of a side of the bus bar excellent connection lug 11 is executed.
In Fig. 3d ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der er findungsgemäßen Leistungsbaugruppe 1 gezeigt. In der beispielhaften Darstellung von 3d ist das Schutzgehäuse elektrisch leitfähig ausgebildet und mit der Kühlvorrichtung 7 und einer der Busbars elektrisch verbunden. Die vorgebbare Verbindungsposition 16 umfasst in diesem Fall drei Punkte entlang des Verbindungselements 15 an denen elektrische Kontakte ausgebil det werden. In der dargestellten Situation wird zugleich mit der Anbringung des Verbindungs elements 15 die Einführöffnung 20 des Schutzgehäuses 19 verschlossen. Nicht dargesteht ist eine Situation in welcher das elektrische Verbindungselement 15 als teilisolierende Schraube ausgebildet ist, wobei im Bereich des Schafts und/oder Kopfes der Schraube eine Isolation ge genüber dem Schutzgehäuse ausgebildet ist. In beiden Fähen ist jedoch das Verbindungsele ment 15 und ein zum Verschluss der Einführöffnung 20 vorgesehenes Verschlusselement 21 einteilig ausgebildet. In Fig. 3d, a further and possibly independent embodiment of he inventive power module 1 is shown. In the exemplary illustration of FIG. 3d, the protective housing is designed to be electrically conductive and is electrically connected to the cooling device 7 and one of the busbars. The predetermined connection position 16 in this case comprises three points along the connecting element 15 at which electrical contacts are ausgebil det. In the illustrated situation, the insertion opening 20 of the protective housing 19 is closed at the same time with the attachment of the connecting element 15. Not dargesteht is a situation in which the electrical connection element 15 is formed as a partially insulating screw, wherein in the region of the shaft and / or head of the screw insulation ge compared to the protective housing is formed. In both cases, however, the Verbindungsele element 15 and provided for closing the insertion opening 20 closure element 21 is integrally formed.
Die Verbindungselemente 15 können einen elektrisch leitfähigen Querschnitt aufweisen, wel cher gleichzeitig zu einer gezielten Wärmeabfuhr an die Kühlvorrichtung beiträgt. Insbeson dere kann es von Vorteil sein, wenn der wirksame Querschnitt um zumindest 10 % größer als der erforderliche Mindestquerschnitt für die elektrische Anbindung und Ausbildung des defi nierten Umladepfads 17 ausgebildet ist. Überdies kann bei z.B. schraubenartig ausgebildeten Verbindungselementen 15, wie z.B. in Fig.3a-3c ersichtlich, ein verbreiterter Schraubenkopf für eine verbesserte Auflage bzw. Kontaktierung der Busbar 10 genutzt werden, wodurch eine erhöhte Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabfuhr begünstigt werden kann. In Fig. 4 ist eine schematische Schrägansicht einer Leistungsbaugruppe 1 dargestellt. In der gewählten Darstellung ist ersichtlich, dass die zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe 3 sowie die zumindest eine Energiespeicherbaugruppe 5 an gegenüberliegenden Seiten der Kühlplatte 8 angeordnet sind. Eine Verbindung der Energiespeicherbaugruppe 5 mit der Leis tungshalbleiterbaugruppe 3 und/oder einer Hilfsbaugruppe 24 ist durch die Ausbildung einer die Kühlplatte 8 durchdringenden Durchgangsöffnung 25 möglich. Im Bereich dieser Durch gangsöffnung 25 kann sich bevorzugt ein Anschlussterminal 14 zur Verbindung der elektri schen Komponenten befinden. Eine derartige Situation ist besonders in Verbindung mit einer in Querrichtung und/oder Längsrichtung symmetrischen Anordnung der Komponenten der Leistungsbaugruppe 1, wie etwa in Fig. 2 schematisch angedeutet, besonders vorteilhaft. Durch eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 25 können die elektrischen Verbindungspfade relativ kurz gewählt werden. The connecting elements 15 may have an electrically conductive cross section, wel holes simultaneously contributes to a targeted heat dissipation to the cooling device. In particular, it may be advantageous if the effective cross-section is formed by at least 10% larger than the required minimum cross-section for the electrical connection and formation of the defi ned Umladepfads 17. Moreover, in screw-like connecting elements 15, as can be seen, for example, in FIGS. 3a-3c, a widened screw head can be used for an improved support or contacting of the busbar 10, whereby increased heat absorption or heat dissipation can be promoted. FIG. 4 shows a schematic oblique view of a power module 1. In the selected representation, it can be seen that the at least one power semiconductor module 3 and the at least one energy storage module 5 are arranged on opposite sides of the cooling plate 8. A connection of the energy storage module 5 with the power semiconductor module 3 and / or an auxiliary module 24 is possible through the formation of a cooling plate 8 penetrating through opening 25. In the area of this through-opening 25 can preferably be a connection terminal 14 for connecting the electrical components rule. Such a situation is especially advantageous in connection with an arrangement of the components of the power module 1 which is symmetrical in the transverse direction and / or the longitudinal direction, as is indicated schematically in FIG. 2, for example. Through one or more passage openings 25, the electrical connection paths can be selected relatively short.
Des Weiteren kann aus Fig. 4 ersehen werden, dass zum Verschluss der Einführöffnung 20 des Schutzgehäuses 19 ein separates Verschlusselement 21 vorgesehen sein kann. Ein derarti ges Verschlusselement 21 ist als elektrisch nicht wirksames Element vorgesehen und dient dem Abschluss des Schutzgehäuses 19 gegenüber der Umgebung. Furthermore, it can be seen from FIG. 4 that a separate closure element 21 can be provided for closing the insertion opening 20 of the protective housing 19. A derarti ges closure element 21 is provided as an electrically non-effective element and serves the completion of the protective housing 19 relative to the environment.
Für den Fachmann ist aus den Darstellungen der Fig. 1 bis 4 leicht ersichtlich, dass erfin dungsgemäß etwaige elektrische Prüfungen an diversen, vorgebbaren Isolationsstrecken ein fach durchgeführt werden können, bevor und/oder nachdem die Befestigung des Schutzgehäu ses 19 erfolgt ist. For the expert is easily apparent from the illustrations of FIGS. 1 to 4 that inven tion according to any electrical tests on various, predetermined insulation distances can be performed a fold before and / or after the attachment of Schutzgehäu ses 19 is done.
Über dies kann in Fig. 4 ersehen werden, dass eine symmetrische Anordnung der elektrischen Komponenten die Ausbildung in etwa gleich langer Strompfade ermöglicht. Dies begünstigt die Reduktion des Einflusses parasitärer Kapazitäten und/oder Induktivitäten und verbessert die EMV. Dies ist von speziellem Vorteil bei flächig ausgebildeten Busbars 10 und/oder Stromschienen 13, welche gegenüber einem Schutzgehäuse 19 und/oder der elektrisch leitfä higen Kühlplatte 8 zur Ausbildung parasitärer Kapazitäten 18 neigen würden. About this can be seen in Fig. 4 that a symmetrical arrangement of the electrical components allows the formation of approximately equal length of current paths. This favors the reduction of the influence of parasitic capacitances and / or inductances and improves the EMC. This is of particular advantage in the case of flat busbars 10 and / or busbars 13, which would tend to form a parasitic capacitance 18 with respect to a protective housing 19 and / or the electrically conductive cooling plate 8.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel- ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. The exemplary embodiments show possible embodiments, wherein it should be noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiment variants. Ben is limited, but rather also various combinations of the individual Ausfüh insurance variants with each other are possible and this possibility of variation due to the doctrine of technical action by objective invention in the skill of working in this technical field expert.
Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den. The scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings are to be considered to interpret the claims. Individual features or feature combinations from the illustrated and described different Ausführungsbeispie len can represent for themselves inventive solutions. The independent inventive solutions underlying task can the description taken from who the.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10. All information on ranges of values in the present description should be understood to include any and all sub-ranges thereof, e.g. is the statement 1 to 10 to be understood that all sub-areas, starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, ie. all sub-areas begin with a lower limit of 1 or greater and end at an upper limit of 10 or less, e.g. 1 to 1.7, or 3.2 to 8.1, or 5.5 to 10.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden. For the sake of order, it should finally be pointed out that, for a better understanding of the structure, elements have been partially rendered out of scale and / or enlarged and / or reduced Darge.
Bezugszeichenaufstellung Leistungsbaugruppe Reference symbol Power module
Mittel- oder Hochspannungsum Medium or high voltage
richter judge
Leistungshalbleiterbaugruppe Power semiconductor device
Leistungshalbleiter Power semiconductor
Energiespeicherbaugruppe Energy storage module
Energiespeicher energy storage
Kühlvorrichtung cooler
Kühlplatte cooling plate
Isolator insulator
Busbar busbar
Anschlussfahne terminal lug
Isolations Schicht Isolation layer
Stromschiene conductor rail
Anschlussterminal connection terminal
Verbindungselement connecting element
Verbindungsposition connection position
Umladepfad Umladepfad
parasitäre Kapazität parasitic capacity
Schutzgehäuse housing
Einführöffnung insertion
Verschlusselement closure element
Einführelement insertion
Mitte der Busbarebene Middle of the Busbarebene
Hilfsbaugruppe auxiliary assembly
Durchgangsöffnung Through opening

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Leistungsbaugruppe (1) für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter (2), ins besondere einen Modularen Multilevelumrichter, umfassend: Power module (1) for a medium or high voltage converter (2), in particular a modular multilevel converter, comprising:
- zumindest eine Leistungshalbleiterbaugruppe (3),  at least one power semiconductor module (3),
- zumindest eine Energiespeicherbaugruppe (5),  at least one energy storage module (5),
- zumindest eine Kühlvorrichtung (7),  at least one cooling device (7),
- zumindest zwei Busbars (10),  at least two busbars (10),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kühlvorrichtung (7) elektrisch leitfähig ausgebildet ist, und mit einem, zumindest die Leistungshalbleiterbaugruppe (3) gegenüber der Umgebung abschirmendes, Schutzgehäuse (19) verbunden ist, welches zumindest eine Einführöffnung (20) zum Einführen und Befesti gen eines Verbindungselements (15) aufweist, the cooling device (7) is electrically conductive, and with a, at least the power semiconductor assembly (3) against the environment shielding, protective housing (19) is connected, which has at least one insertion opening (20) for insertion and fastening conditions of a connecting element (15) .
und an einer vorgebbaren Verbindungsposition (16) ein elektrisch leitfähiges Verbindungsele ment (15), zur Ausbildung eines definierten Umladepfads (17), zwischen zumindest der Kühl vorrichtung (7) und einem der Busbars (10) angeordnet ist. and at a predetermined connection position (16) an electrically conductive Verbindungsele element (15), for forming a defined Umladepfads (17), between at least the cooling device (7) and one of the busbars (10) is arranged.
2. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ver bindung selement (15) lösbar, bevorzugt als Schraub-, Steck- oder Rastelement, ausgebildet ist. 2. Power assembly (1) according to claim 1, characterized in that the Ver binding selement (15) releasably, preferably as a screw, plug or locking element, is formed.
3. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (15) einen Querschnitt aufweist, welcher um mehr als 10 %, bevor zugt mehr als 20 % größer ausgebildet ist, als ein für die Ausbildung des definierten Um ladepfads (17) und einer Ableitung parasitärer Entladeströme zumindest erforderlicher Min destquerschnitt erforderlich ist.  3. power assembly (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting element (15) has a cross section which is formed by more than 10%, before given to more than 20% greater than a charge for the formation of the defined order (17) and a derivation of parasitic discharge currents at least required Min least cross section is required.
4. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass zumindest zwei Leistungshalbleiterbaugruppen (3) an zumindest zwei nor mal auf eine Ebene der Busbars (10) ausgerichteten Seiten der Busbars (10), bevorzugt gegen überliegend, angeordnet sind. 4. Power module (1) according to one of the preceding claims characterized in that at least two power semiconductor modules (3) are arranged on at least two times on a plane of the busbars (10) aligned sides of the busbars (10), preferably opposite one another.
5. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass das Verbindungselement (15) zumindest einen der Busbars (10) mit der Kühlvorrichtung (7) elektrisch verbindend und den zumindest einen anderen Busbar (10) durchdringend und davon elektrisch isolierend angeordnet ist. 5. Power module (1) according to one of the preceding claims characterized in that the connecting element (15) at least one of the busbars (10) with the Cooling device (7) electrically connecting and the at least one other busbar (10) penetrating and electrically insulating it is arranged.
6. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Ver bindung selement (15) in der Mitte (23) der Ebene der Busbars (10) angeordnet ist. 6. power assembly (1) according to claim 5, characterized in that the Ver binding selement (15) in the middle (23) of the plane of the busbars (10) is arranged.
7. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeich net, dass zumindest eine der Busbars (10) eine seitlich hervorstehende Anschlussfahne (11) zur Kontaktierung des Verbindungselements (15) aufweist. 7. power assembly (1) according to one of claims 1 to 4 characterized in that at least one of the busbars (10) has a laterally projecting terminal lug (11) for contacting the connecting element (15).
8. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass ein, bevorzugt als kanal- oder rohrförmiges, Einführelement (22), sich zu mindest teilweise von der Einführöffnung (20) des Schutzgehäuses (19) in Richtung der nächstliegenden Busbar (10) erstreckend ausgebildet ist. 8. power module (1) according to one of the preceding claims characterized in that a, preferably as a channel or tubular, insertion element (22), at least partially from the insertion opening (20) of the protective housing (19) in the direction of the nearest busbar (10) is formed extending.
9. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass die Einführöffnung (20) mittels eines Verschlusselements (21), bevorzugt einem Stopfen oder einer Schraube, verschlossen ist. 9. power assembly (1) according to one of the preceding claims characterized in that the insertion opening (20) by means of a closure element (21), preferably a plug or a screw, is closed.
10. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass das Schutzgehäuse (19) elektrisch leitfähig und mit der Kühlvorrichtung (7) elektrisch verbunden ausgebildet ist. 10. Power assembly (1) according to one of the preceding claims characterized in that the protective housing (19) is electrically conductive and electrically connected to the cooling device (7).
11. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (15) derart angeordnet ist, dass Schutzgehäuse (19) mit der Kühlvorrich tung (7) und einer der Busbars (10) elektrisch verbunden ist. 11. Power assembly (1) according to claim 10, characterized in that the connecting element (15) is arranged such that protective housing (19) with the Kühlvorrich device (7) and one of the busbars (10) is electrically connected.
12. Leistungsbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch ge kennzeichnet, dass die Kühlvorrichtung (7) als eine lastabtragende, kühlmitteldurchströmbare Kühlplatte (8) ausgebildet ist. 12. Power assembly (1) according to one of the preceding claims characterized in that the cooling device (7) is designed as a load-bearing, coolant-flowable cooling plate (8).
13. Leistungsbaugruppe (1) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeicherbaugruppe (5) an einer der zumindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe (3) und den zumindest zwei Busbars (10) gegenüberliegenden Seite der Kühlplatte (8) angeordnet ist, wobei die Kühlplatte (8) eine Durchgangsöffnung (25) zur Verbindung der Energiespei cherbaugruppe (5) mit der zumindest einen Leistungshalbleiterbaugruppe (3) aufweist. 13. power module (1) according to claim 12, characterized in that the energy storage module (5) on one of the at least one power semiconductor module (3) and the at least two busbars (10) opposite side of the cooling plate (8) is arranged, wherein the cooling plate (8) has a through hole (25) for connecting the Energiespei cherbaugruppe (5) with the at least one power semiconductor assembly (3).
14. Verfahren zur Herstellung einer Leistungsbaugruppe (1), insbesondere für einen Mittel- oder Hochspannungsumrichter (2), umfassend die Verfahrensschritte: 14. A method for producing a power assembly (1), in particular for a medium or high voltage converter (2), comprising the method steps:
- Bereitstellung einer Leistungsbaugruppe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, zumindest umfassend:  - Provision of a power module (1) according to one of claims 1 to 13, comprising at least
- Befestigen eines, zumindest die Leistungshalbleiterbaugruppe (3) gegenüber der Umgebung abschließenden, Schutzgehäuses (19) an der Kühlvorrichtung (7), welches zumindest eine Einführöffnung (20) zum Einführen und Befestigen eines Verbindungselements (15) aufweist, - Attaching a, at least the power semiconductor assembly (3) from the environment final, protective housing (19) on the cooling device (7) having at least one insertion opening (20) for inserting and fixing a connecting element (15),
- Ausbildung eines definierten Umladepfads (17) durch Anbringen des Verbindungselements (15) an einer vorgebbaren Verbindungsposition (16) zwischen zumindest der Kühlvorrichtung (7) und einer der Busbars (10) durch die Einführöffnung (20). - Forming a defined Umladepfads (17) by attaching the connecting element (15) at a predetermined connection position (16) between at least the cooling device (7) and one of the busbars (10) through the insertion opening (20).
15. Verfahren nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass mit oder nach der Anbringung des Verbindungselements (15) die Einführöffnung (20) mittels eines Verschlus selements (21), bevorzugt einem Stopfen oder einer Schraube, verschlossen wird. 15. The method according to claim 14, characterized in that with or after the attachment of the connecting element (15), the insertion opening (20) by means of a Verschlus selements (21), preferably a plug or a screw, is closed.
16. Verfahren nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anbrin gung des Verbindungselements (15) die Einführöffnung (20) verschlossen wird und die Ver bindungsposition (16) zwischen zumindest der Kühlvorrichtung (7) und einem der Busbars (10) und dem Schutzgehäuse (19) ausgebildet wird. 16. The method according to claim 15, characterized in that by the Anbrin movement of the connecting element (15), the insertion opening (20) is closed and the United connection position (16) between at least the cooling device (7) and one of the busbars (10) and the protective housing (19) is formed.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass vor der Befestigung des Schutzgehäuse (19) eine erste elektrische Prüfung der Leistungsbau gruppe (1) durch Anlegen einer ersten Prüfspannung an zumindest einer vorgebbaren Isolati onsstrecke durchgeführt wird. 17. The method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that prior to attachment of the protective housing (19) a first electrical test of Leistungsbau group (1) by applying a first test voltage on at least one predetermined Isolati onsstrecke is performed.
18. Verfahren nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass nach der ersten Prü fung und/oder nach der Befestigung des Schutzgehäuse (19) eine zweite elektrische Prüfung der Leistungsbaugruppe (1) durch Anlegen einer, relativ zur ersten Prüfspannung erhöhten, zweiten Prüfspannung an zumindest einer vorgebbaren Isolationsstrecke durchgeführt wird. 18. The method according to claim 17, characterized in that after the first test and / or after the attachment of the protective housing (19) a second electrical test of the power assembly (1) by applying a, relative to the first test voltage increased, second test voltage at least one specifiable insulation distance is performed.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer der Busbars (10) und der Kühlvorrichtung (7) und/oder dem Schutzgehäuse (19) eine Kontrollprüfung hinsichtlich der Funktionstüchtigkeit und/oder des Vorhandenseins des Verbindungselements (15) vorgenommen wird 19. The method according to any one of claims 14 to 18, characterized in that between one of the busbars (10) and the cooling device (7) and / or the protective housing (19) a control check with regard to the functionality and / or the presence of the connecting element (15) is made
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