包括功率模块、电容模块以及分度构件的电气组件的制作方法

1.本发明涉及电气设备领域，特别是用于电动或混合动力车辆的逆变器。
2.更具体地，本发明涉及一种电气组件，该电气组件包括支撑件，在该支撑件上组装有电气和机械部件，特别是连接电容器、功率模块和冷却模块，该电气组件旨在安装在机架中以形成电气设备，特别是逆变器，所述组件还包括分度构件，以允许连接电容器相对于功率模块的最佳定位。
3.所述支撑件可以例如但非必须地是电气设备的盖。


背景技术：

4.这样的电气设备是已知的，其特别是逆变器或功率转换器，包括电子卡，诸如线圈的电气部件和连接或固定并容纳在机架或壳体中的机械元件，所述机架或壳体特别是由盖封闭。
5.这种电气设备尤其用于机动车领域。特别地，在电动或混合动力车辆中，为了实现电动化系统，使用能够以大于100v的电压操作的这种电气设备。
6.特别是在机动车辆、尤其是电动或混合动力车辆的制造领域中，出于与特定组装过程兼容的目的，可能需要具有不带机架或壳体的电气组件。
7.因此，需要设计一种电气组件，其电气和机械部件(可能是电子卡)保持在一起，形成一个整体组件，而在组装过程的某个阶段，所述组件不能支承在机械参考件上，该机械参考件通常构成机架以便被保持。
8.在这种情况下，我们对连接电容器相对于功率模块的定位感兴趣。更确切地说，这里重要的是连接电容器的电连接杆、实际上是连接端子相对于功率模块的定位。
9.与连接电容器相对于功率模块的定位有关的技术问题与尺寸链概念有关：在连接电容器的连接端子相对于模块电源的连接端子不居中的情况下，确实存在连接电容器无法安装在功率模块上的高风险。
10.因此，要解决的问题在于连接电容器在功率模块上的定心，使得它们各自的端子相对于彼此定心，而不依赖于集成到所考虑的电气设备的机架的定心元件。目的还在于不对功率模块进行过度的机械拉伸。


技术实现要素：

11.更具体地，本发明的主题是一种用于电气设备、特别是逆变器的电气组件，包括：
12.‑
支撑件，包括冷却装置，该冷却装置被构造为消散由电容器散发的热量；
13.‑
电容器，被构造为过滤连续电信号，包括至少一个电容线圈和固定到所述至少一个电容线圈的至少一个电连接杆，所述至少一个电连接杆具有连接端子；
14.‑
具有连接端子的功率模块；
15.‑
分度构件，被构造成分别对电容器的连接端子和功率模块的连接端子直接进行分度，
16.以确保电容器的连接端子直接相对于功率模块的连接端子定心。
17.有利地，电气组件还包括分离器元件，该分离器元件布置在冷却装置和连接电容器之间并且适于接收散热垫，所述分离器元件构造成限制散热垫的压缩比，从而确保所述散热垫的预定最小厚度。
18.有利地，分离器元件的分度构件形成适于对功率模块的电连接端子进行分度的梳状件。
19.有利地，分度构件是一组肋，特别是形成定心壁。
20.有利地，所述一组肋来自分离器元件的材料。
21.根据一个实施例，分度构件包括间隔开的引导壁，间隔开的引导壁形成用于分别接收功率模块的连接端子的一部分和电容器的连接端子的一部分的通道。
22.根据一个实施例，分度构件在每对引导壁之间包括与所述引导壁正交的梁，以在它们之间将它们连接在一起，以使分度构件变硬并防止所述引导壁彼此靠近。
23.根据一个实施例，所述电气组件包括冷却装置，该冷却装置构造成被夹在所述电容器和所述功率模块之间。
24.根据一个实施例，电容器是被构造为过滤连续电信号的连接电容器。
25.本发明还设想一种组装如上所述的电气组件的方法，其中，设置冷却模块；然后设置功率模块；然后在冷却模块上设置包括分度构件的分离器元件，使得分度构件在功率模块的连接端子上分度；然后将电容器设置在分离器元件上，以使连接电容器的连接端子在被分度构件引导的同时在分度构件上分度。
26.本发明还涉及电气设备，其包括：机架，形成具有底部和侧壁的壳体；以及如上简要描述的电气组件，所述电气组件被插入到所述机架的内部。
27.特别地，所述电气组件固定至与所述机架联结的元件。
28.例如，所述支撑件是电气设备的盖。
29.有利地，所述电气设备形成尤其用于机动车辆的电气逆变器。
附图说明
30.通过阅读下面仅作为示例给出的描述，并参考通过非限制性示例给出的附图，将更好地理解本发明，在附图中，对相似的部件给出相同的附图标记，在附图中：
31.图1是根据本发明的电气组件的示例的示意图；
32.图2是特别是在图1的电气组件中设置的连接断路器的示意图；
33.图3是特别是在图1的电气组件中设置的功率模块的示意图；
34.图4是根据本发明示例性实施例的包括分度构件的分离器元件的示意图；
35.图5是具有冷却模块的电气组件的示意图。
36.应当注意的是，附图详细地阐述了本发明以便能够实施本发明，如果必要的话，所述附图当然能够更好地定义本发明。
具体实施方式
37.如图1和图5所示，它们示出了示例性实施例，本发明涉及一种电气组件1。
38.图1和图5的实施例表示一种电气组件1，该电气组件尤其包括电容器10，该电容器
10设置有对应于带正电荷的电连接端子120的第一电连接杆12和对应于带负电荷的电连接端子130的第二电连接杆13。
39.注意，在下面描述的示例中，电容器10是连接电容器。然而，该示例是说明性的而不是限制性的，并且电容器10也可以是包括至少一个电容线圈的不同类型的电容器。众所周知，连接电容器10是电滤波部件，其一方面被构造为衰减经由所考虑的电气设备传输的电流信号的干扰，另一方面构成用于为所述电气设备的部件供电的电压储备。
40.电气组件1进一步包括分离器元件20，该分离器元件接收布置在所述连接电容器10与冷却模块30之间的散热垫25(在图4中可见)。
41.该冷却模块30特别是通过螺钉固定在支撑件50上，特别是在盖上；可选地，它可以是所述支撑件50的组成部分。冷却模块30例如由铝制成。支撑件50和冷却模块30一起形成用于根据本发明的电气组件的支撑件50。
42.冷却模块30与其固定或集成到其上的支撑件50一起形成支撑件50，在该支撑件50上组装接收散热垫25的分离器元件20和连接电容器10。
43.因此，在电气设备的组装过程中，首先形成电气组件1，如图1所示。在支撑件50上，以此顺序组装接收散热垫25的分离器元件20和连接电容器10。当然，可以在选定的时刻将其他电气或机械部件和/或一个或多个电子卡固定在电气组件1的上述元件之一上。支撑件例如是集成有冷却模块30的盖。替代地，所述冷却模块30例如通过螺钉或夹子或任何其他等效器件固定到所述支撑件。
44.如在图2中可以看到的，连接电容器10包括多个线圈11，第一和第二电连接杆12、13焊接到所述多个线圈11，并具有连接端子14a、14b。在电连接杆12、13的端部分别是正电连接端子120和负电连接端子130。
45.冷却模块30在图5中可见。所述冷却模块30被构造成消散由连接电容器10发出的热量。冷却模块30包括用于冷却流体的入口31和出口32，以允许负责消散由连接电容器10散发的热量的传热流体进入和排出。冷却流体的该入口31和该出口32形成管状部分，管状部分在连接电容器10的方向上，特别是在连接电容器10的两侧正交于冷却模块30的基部表面延伸。
46.参照图4，布置在连接电容器10与冷却模块30之间的分离器元件20起着重要的作用。所述分离器元件20形成主要为平面的框架，其基部表面呈矩形框架的形式，特别是由塑料制成。在该框架的中心处接收散热垫25(英文为“gap pad”)，该散热垫旨在与连接电容器10接触以进行压缩，以消散后者所散发的热量。
47.分离器元件20特别地由刚性塑料制成，例如pbt gf30。该分离器元件20的功能是限制散热垫25的压缩，以确保所述压缩保持在预定阈值以下，该预定阈值特别是大约30％。因此，散热垫25保持期望的最小厚度，从而允许其有效地确保散热功能，散热垫25的所述最小厚度大约等于分离器元件20的厚度。分离器元件20还允许维持散热垫25的厚度及其热特性随时间的一致性。
48.根据所示的实施例，分离器元件20还包括引导壁21、22，其对应于在连接电容器10的方向上、特别是在所述连接电容器10的两侧上正交于分离器元件20的基部表面延伸的壁，以便为了引导目的而基本匹配属于冷却装置30的管状的冷却流体入口31和出口32的部分。
49.因此，在组装电气组件1的过程中，规定了从下到上并以此顺序堆叠分离器元件20、容纳在由所述分离器元件20形成的框架中的散热垫25、然后是连接电容器10。优选地，分离器元件20包括与所述分离器元件20一体的定心螺柱23，定心螺柱23允许连接电容器10在分离器元件20上分度，即定位或定心。另外，分离器元件20例如可以包括来自其质量的形成突出部的凸起200，凸起200允许实现铆接或铆固以确保将连接电容器10保持在分离器元件20上持。连接电容器10的正确定位有利于将电气组件1拧入机架中以形成电气设备。
50.更具体地，参考图4，根据本发明，分离器元件20包括分度构件210。特别地，根据一个实施例，分度构件210来自分离器元件20的材料。分度构件210在拧紧之前确保连接电容器10相对于功率模块40的预先定心，功率模块40本身如图3所示。由于分度构件210，尺寸链中所涉及的允许确保连接电容器10的连接端子14a、14b相对于功率模块40的连接端子41的正确定位的元件的数量减少。换句话说，减少了所述“尺寸链”的元件数量，并且改善了连接电容器10相对于电气设备中的功率模块40的精确和直接的定位。
51.实际上，在现有技术中，尺寸链包括：功率模块40，其相对于冷却模块30具有安装公差；冷却模块30，其接收分离器元件20；连接电容器10，其固定在分离器元件20上。该尺寸链涉及至少一个铸造元件，即冷却模块30，对于该铸造元件，与尺寸有关的制造公差较高。换句话说，在现有技术中，没有获得连接电容器10在分离器元件20上或分离器元件20在功率模块40上的精确且直接的定心。
52.由于本发明，尺寸链包括连接电容器10的连接端子14a、14b和功率模块40的连接端子41，分度构件210通过实现连接端子14a、14b、41的相对抵接来确保所述连接端子14a、14b、41支架的对接，以确保连接电容器10相对于功率模块40的定心，或更准确地说，以确保连接电容器10的连接端子14a、14b相对于功率模块40的连接端子41的定位。
53.根据所示的实施例，分度构件210特别地由定心壁211形成，定心壁211来自分离器元件20的材料，该分离器元件20特别是由塑料制成。
54.定心壁211，也可以更一般地称为肋网，使得可以将连接电容器10的连接端子14a、14b相对于功率模块40的连接端子41直接定心，而无需属于作为铸造元件的冷却模块30的定心元件。因此，分度构件210在连接电容器10的连接端子14a、14b上和功率模块40的连接端子41分度。
55.因此，分度构件210特别地具有间隔开的定心壁211，间隔开的定心壁两两地形成用于分别接收功率模块40的连接端子41的一部分以及连接电容器10的连接端子14a、14b的一部分的通道。分度构件210则优选地在两对定心壁211之间包括与所述定心壁211正交的梁212，以将它们连接在一起，以使分度构件210变硬并且防止引导连接电容器10和功率模块40的相应连接端子14a、14b、41的所述定心壁211彼此接近。换句话说，梁212可以防止构成形成用于接收连接电容器10和功率模块的相应连接端子14a、14b、41的通道的一对定心壁211的定心壁211尤其是由于连接电容器10或功率模块40的所述相应的连接端子14a、14b、41所施加的压力而不会彼此偏离。
56.因此，分度构件210尤其设置在分离器元件20上，该分离器元件20确保限制散热垫25的压缩的功能；需要指出的是，如图4所示并如上所述，分度构件210可以优选地来自所述分离器元件20的材料。然而，可替代地，分度构件可以是所述分离器元件20的添加件并且固定至其，以确保短尺寸链。
57.换句话说，根据一个实施例，形成分离器元件20的一部分的分度构件210具有“梳”形，其齿分别在功率模块40的连接端子41上和来自连接电容器10的电连接杆12、13的那些端子14a、14b上分度。
58.以此方式，不需要相对于铸造元件的电容器10的定心元件，铸造元件例如是冷却模块30。换句话说，与连接电容器10的连接端子14a、14b和功率模块40的连接端子41的相互定位有关的尺寸链不包括铸造元件。直接通过作为分离器元件20的一部分的分度构件210确保连接电容器10和功率模块40的相应连接端子14a、14b、41的正确相对定位。
59.有鉴于此，本发明还涉及一种组装如上所述的电气组件1的组装方法。
60.根据所述组装方法：设置冷却模块30，在该冷却模块30上设置功率模块40；然后在冷却模块30上设置包括分度构件210的分离器元件20，使得分度构件210在功率模块40的连接端子41上分度；然后将连接电容器10设置在分离器元件20上，以使连接电容器10的连接端子14a、14b在被分度构件210引导的同时在分度构件上分度。
61.应当注意，分离器元件20和连接电容器10可以已经预先组装，然后附接到冷却模块30。
62.因此，连接电容器10的连接端子14a、14b被引导成与分离器元件20的分度构件210接触，使得连接电容器10的所述连接端子14a、14b直接对应于功率模块40的连接端子41定位。保证了电气组件1的可安装性，并且可以容易地实现连接电容器10和功率模块40的相应连接端子14a、14b、41的拧紧以将它们固定到彼此。
63.由于本发明，特别是实现了用于电气设备(特别是逆变器)的电气组件1，其包括从底部到顶部组装的支撑件50，在支撑件50上设置功率模块40和冷却模块30，冷却模块30接收分离器元件20，分离器元件20包括分度构件210并被设置在冷却模块30与连接电容器10之间，所述连接电容器10包括设置在分离器元件20那一侧的至少一个电连接杆12、13。
64.如上所述，在安装期间，连接电容器10的连接端子14a、14b和功率模块40的连接端子41分别在分度构件210上分度，以确保连接电容10直接相对于功率模块40的连接端子41定心。
65.上述电气设备的其他特征在下面详述。特别地，由分离器元件20、散热垫25和连接电容器10组成的子组件布置在冷却模块30上，该冷却模块30固定到支撑件50或集成到支撑件50。如上所述，引导壁21、22与冷却模块30的冷却流体的入口31和出口32协作，以允许将所述子组件引导到冷却模块30上，冷却装置30固定到支撑件50或集成到支撑件50，从而形成电气组件1的支撑件50。优选地设置第二定心螺柱33，其形成来自冷却模块30的材料的螺柱，以确保分离器元件20在所述冷却模块30上的定位。此外，可以设置来自分离器元件20的材料的塑料凸起200和/或来自冷却装置30的材料的铝制凸起，以确保将分离器元件20保持在所述冷却装置30上。
66.电绝缘片优选布置在分离器元件20和冷却模块30之间。所述电绝缘片使得可以增加可能的泄漏电流的漏电路径，可能的泄漏电流经由散热垫25或分离器元件20传播。另外，可以设置所述电绝缘片的延伸部以与正电连接端子120和负电连接端子130相对，从而相对于冷却模块30和支撑件50、并且更一般而言相对于所考虑的电气设备的机架使连接电容器10的所述电连接端子120、130绝缘。
67.电气设备例如是用于电动或混合动力车辆的逆变器。