DE102017110722B4 - Leistungselektronische Anordnung und elektrisches Fahrzeug hiermit - Google Patents

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Abstract

Leistungselektronische Anordnung (1) mit einem Leistungshalbleitermodul (3), und mit einem externen Lastverbindungselement (2), wobei das externe Lastverbindungselement (2) eine erste Anschlusseinrichtung (22, 24) aufweist und wobei das Leistungshalbleitermodul (3) ein Gehäuse (30), eine Grundplatte (6), ein Substrat (4) mit einem elektrisch isolierenden Körper (40), mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen (42) und mit hierauf angeordneten und schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen (44) und ein internes Lastverbindungselement (46) mit einer zweiten Anschlusseinrichtung (460) aufweist, wobei die Grundplatte (6) eine erste Ausnehmung (64) aufweist durch die die erste Anschlusseinrichtung (2) ins Innere des Leistungshalbleitermoduls (3) hinein reicht und dort kraftschlüssig und elektrisch leitend mit der zweiten Anschlusseinrichtung (460) des internen Lastverbindungselements (46) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung beschreibt eine leistungselektronische Anordnung mit einem Leistungshalbleitermodul und mit einer Montageeinrichtung, sowie ein elektrisches Fahrzeug hiermit, wobei das Fahrzeug ein rein elektrisch angetriebenes Flurförderzeug, aber auch ein rein elektrisch angetriebener Personenkraftwagen, ein per Hybridantrieb mit einer elektrischen Komponente angetriebener Personenkraftwagen, aber auch ein ebenso angetriebenes Transportfahrzeug für den innerbetrieblichen Transporte oder den Transport auf öffentlichen Straßen sein kann.
  • Aus dem Stand der Technik, beispielhaft offenbart in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2016 107 083 A1 , ist eine leistungselektronische Anordnung bekannt, ausgebildet mit einem Leistungshalbleitermodul, mit einer Kontaktfeder, mit einem Lastverbindungselement und mit einer Montageeinrichtung, die als Teil eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs ausgebildet ist, wobei das Leistungshalbleitermodul ein Lastanschlusselement aufweist, das bevorzugt aus dem Inneren des Leistungshalbleitermoduls nach außen ragt und bevorzugt dort eine erste externe Kontaktfläche, also eine Kontaktfläche zur externen Verbindung, und wobei das Lastverbindungselement eine zweite Kontaktfläche aufweist. Eine elektrisch leitende Druckkontaktverbindung zwischen der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche ist mittels der Kontaktfeder ausgebildet, wobei der hierfür notwendige Druck auf die Kontaktfeder dadurch ausgebildet wird, dass das Leistungshalbleitermodul mit der Montageeinrichtung kraftschlüssig verbunden ist.
  • Die US 6 591 754 B1 offenbart ein pyrotechnisches Zündsystem mit integrierter Zündschaltung insbesondere zum Auslösen eines Gasgenerators eines Insassenrückhaltesystems für Kraftfahrzeuge, in welches elektrische Bauelemente für Auslöse- oder Kommunikationsfunktionen integriert sind. Durch die Nutzung eines vorhandenen Bauelements, vorzugsweise einer Kondensatoranordnung, mit einer ebenen, selbst nichtleitfähigen Außenfläche als Trägerelement für die anderen Bauelemente entfällt ein separates Trägerelement. Die die Bauelemente verbindende Leiterbahnstruktur kann durch metallische Einlegeteile im Gehäuse gebildet werden, die in die Aufnahmekammer für die Kondensatoranordnung mit dem Schaltkreis hineinragen und Kontaktzonen auf der Oberseite des Schaltkreises oder der Kondensatoranordnung berühren, oder aber durch eine auf nichtleitfähigen Außenflächen der Kondensatoranordnung abgeschiedene Leitbahnstruktur, die bevorzugt auch auf den Seitenflächen angeordnet ist und dort die Ober- mit der Unterseite des Zündkondensators sowie die einzelnen Kondensatorbeläge innerhalb der Kondensatoranordnung zu einem oder mehreren Kondensatoren, insbesondere dem Zündkondensator verbindet.
  • In Kenntnis des genannten Standes der Technik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Leistungshalbleitermodul im Rahmen einer leistungselektronischen Anordnung und einem Fahrzeug vorzustellen, wobei die Integration des Leistungshalbleitermoduls in das Fahrzeug wirksam und flexibel ausgestaltet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine leistungselektronische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße leistungselektronische Anordnung ist ausgebildet mit einem Leistungshalbleitermodul, und mit einem externen Lastverbindungselement, wobei das externe Lastverbindungselement eine erste Anschlusseinrichtung aufweist und wobei das Leistungshalbleitermodul ein Gehäuse, eine Grundplatte und ein internes Lastverbindungselement mit einer zweiten Anschlusseinrichtung aufweist, wobei die Grundplatte eine erste Ausnehmung aufweist durch die die erste Anschlusseinrichtung ins Innere das Leistungshalbleitermodul hinein reicht und dort kraftschlüssig und elektrisch leitend mit einer zweiten Anschlusseinrichtung des internen Lastverbindungselements verbunden ist.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die metallische Grundplatte als Metallkörper, vorzugsweise als Kühleinrichtung, und hierbei entweder als Wasser- oder Luftkühleinrichtung ausgebildet ist.
  • Ebenso vorteilhaft ist es, wenn in der ersten Ausnehmung der Grundplatte ein Isolierstoffkörper angeordnet ist, der die Grundplatte gegenüber der ersten Anschlusseinrichtung elektrisch isoliert. Dieser Isolierstoffkörper kann einstückig ausgebildet sein und eine Mehrzahl von Anschlusseinrichtungen gegeneinander und gegenüber der Grundplatte elektrische isolieren.
  • Vorteilhafterweist ist das externe Lastverbindungselement als Anschlusskabel mit stoff-, kraft- oder formschlüssige angeordneter erster Anschlusseinrichtung ausgebildet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die erste Anschlusseinrichtung als metallisches Fließ-Press-Formteil ausgebildet ist und dieses ein erstes Anschlussmittel zur kraftschlüssigen Verbindung mit einem zweiten Anschlussmittel aufweist.
  • Es kann aber auch bevorzugt sein, wenn das externe Lastverbindungselement als Anschlusszapfen mit einem ersten Anschlussmittel zur kraftschlüssigen Verbindung mit einem zweiten Anschlussmittel ausgebildet ist.
  • Grundsätzlich kann zur Vereinfachung der Montage das erste Anschlussmittel und zweite das Anschlussmittel gemeinsam eine Bajonettverbindung ausbilden und alternativ oder zusätzlich das erste Anschlussmittel als Gewinde oder als Sackloch mit Innengewinde und das zweite Anschlussmittel als Schraubenmutter oder als mit seinem Gewinde in dem Gewinde des Sacklochs angeordnete Schraube ausgebildet sein.
  • Häufig kann es vorteilhaft sein, wenn das Gehäuse eine zweite Ausnehmung aufweist, die zur Durchführung eines Werkzeuges ausgebildet ist, um die erste Anschlusseinrichtung mit der zweiten Anschlusseinrichtung mittels des zugeordneten ersten und zweiten Anschlussmittels elektrisch leitend zu verbinden.
  • Das erfindungsgemäße elektrisch angetriebene Fahrzeug ist erfindungsrelevant ausgebildet mit einer oben beschriebenen leistungselektronischen Anordnung, mit einer Energiespeichereinrichtung und mit einem elektrischen Antriebsmotor als Haupt- oder Hilfsantrieb.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn einige der externen Lastverbindungselemente als Anschlusszapfen ausgebildet sind, die integraler Bestandteil einer Montageeinrichtung sind und wobei diese externen Lastverbindungelemente gegen eine Montageeinrichtung elektrisch isoliert angeordnet sind. Andere externe Lastverbindungselemente können als Anschlusskabel ausgebildet sein.
  • Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Montageeinrichtung als Achsantriebseinrichtung ausgebildet ist.
  • Selbstverständlich können, sofern dies nicht per se ausgeschlossen ist, die im Singular genannten Merkmale, insbesondere die Lastverbindungselemente mit zugeordneten Anschlusseinrichtungen, mehrfach in der jeweiligen Anordnung oder in dem Fahrzeug vorhanden sein. Auch können mehrere leistungselektronische Anordnungen in einem Fahrzeug vorhanden sein.
  • Es versteht sich, dass die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein können, um Verbesserungen zu erreichen. Insbesondere sind die vorstehend und im Folgenden genannten und erläuterten Merkmale, unabhängig ob sie im Rahmen der Anordnung oder des Fahrzeugs genannt sind, nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
    • 1 zeigt schematisch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung.
    • 2 zeigt schematisch eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung.
    • 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes elektrisches Fahrzeug.
    • 4 bis 6 zeigen weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung.
  • 1 zeigt schematisch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung 1. Diese weist ein Leistungshalbleitermodul 3 auf, das seinerseits aus einem Gehäuse 30, einem Schaltungsträger 4 und einer metallischen Grundplatte 6, hier ausgebildet als eine Luftkühleinrichtung 60, besteht. Der Schaltungsträger 4 ist hierbei mittels einer wärmeleitenden Schicht auf der Luftkühleinrichtung 60 angeordnet und wird von dem hier becherförmigen Gehäuse 30 zur Luftkühleinrichtung 60 hin überdeckt bzw. umschlossen. In diesem Gehäuse 30 ist weiterhin eine Kondensatoreinrichtung 48 angeordnet und schaltungsgereicht mit dem Schaltungsträger 4 verbunden. Die Kondensatoreinrichtung 48 besteht aus einer Mehrzahl von Kondensatoren 480 und einer diese verbindenden Kondensatorverbindungseinrichtung 482. Diese Kondensatorverbindungseinrichtung 482 weist eine Mehrzahl von Kontaktfüßen auf, mit denen der elektrisch leitende Kontakt zwischen den Kondensatoren 480 und dem Schaltungsträger 4, genauer mit den dort angeordneten Leiterbahnen, ausgebildet ist.
  • Der Schaltungsträger 4 weist in dieser Ausgestaltung ein fachübliches Substrat 40, vgl. 4 bis 6 mit einem bevorzugt keramischen Isolierkörper 40 auf, der auf der der Luftkühleinrichtung 60 abgewandten Seite eine Mehrzahl von Leiterbahnen 42 aufweist, sowie auf der der Luftkühleinrichtung 60 zugewandten Seite eine metallische Kaschierung trägt. Die Leiterbahnen 42 tragen Leistungshalbleiterbauelemente 44, die fachüblich, allerdings nicht dargestellt, schaltungsgerecht verbunden sind. Das hier dargestellte Leistungshalbleitermodul 3, insbesondere die hierin enthaltene Schalteinrichtung, ist zur Umwandlung von Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung ausgebildet, bildet also einen Drei-Phasen-Wechselrichter aus, wie er fachüblich zum Betrieb eines Drei-Phasen-Elektromotors verwendet wird, wobei die Energie aus einer Batterie entnommen wird. Grundsätzlich kann dieses Leistungshalbleitermodul 3 auch, im Generatorbetrieb des angeschlossenen Drei-Phasen-Elektromotors Energie zurück in die Batterie liefern. Alle hier vorgestellten leistungselektronischen Anordnungen 1 sind grundsätzlich wie hier beschrieben ausgebildet.
  • Weiterhin dargestellt ist eines von mehreren internen Lastverbindungselementen 46, das hier die Verbindung zwischen dem Substrat 4, genauer einer Leiterbahn des Substrats 4, und einem zugeordneten externen Lastverbindungselement 2 ausbildet. Dieses interne Lastverbindungselement 46 ist als ein Metallformkörper ausgebildet, der elektrisch leitend mit der zugeordneten Leiterbahn des Substrats 4 verbunden ist.
  • Derartige Lastverbindungselemente 46 dienen fachüblich der Zu- und Abführung elektrischer Energie von der Schalteinrichtung bzw. der damit verbundenen Kondensatoreinrichtung 48.
  • Weiterhin dargestellt ist eines von mehreren externen Lastverbindungselementen 2, das hier ausgebildet ist als ein Anschlusskabel 20 mit einer ersten Anschlusseinrichtung 22, die als Fließ-Press-Formteil ausgebildet und mit dem Ende des Anschlusskabels 20 kraftschlüssig verbunden ist. Grundsätzlich reicht das externe Lastverbindungselement 2 durch eine Ausnehmung 64 der Grundplatte 6 ins Innere des Leistungshalbleitermoduls 3 hinein. Zur elektrischen Isolation ist in der Ausnehmung 64 der Grundplatte 6 ein Isolierstoffkörper 640 angeordnet, der eine elektrische leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlusselement 22 und dem Grundkörper 6 verhindert. Der Isolierstoffkörper 640 selbst weist wiederum eine Ausnehmung auf, durch die das externe Lastanschlusselement 2, hier genauer seine erste Anschlusseinrichtung 22, sich in das Innere des Leistungshalbleitermoduls 3 hinein erstreckt.
  • Die erste Anschlusseinrichtung 22 weist ein erstes Anschlussmittel 220 einen Gewindezapfen auf, der durch ein zugeordnetes zweites Anschlusselement 460 des internen Verbindungselements 46, das ausgebildet ist als eine runde Ausnehmung, hindurchreicht. Mittels eines zweiten Anaschlussmittels 48, hier ausgebildet als eine Schraubenmutter 480, die auf den Gewindezapfen aufgeschraubt ist, ist das erste Anschlusselemente 22 kraftschlüssig und elektrisch leitend mit dem zweiten Anschlusselement 460 verbunden, wodurch auch das interne Lastverbindungselement 46 mit dem externen Lastverbindungselement 2 im Inneren des Leistungshalbleitermoduls 3 elektrisch leitend verbunden ist.
  • 2 zeigt schematisch eine zweite Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung 1, die im Grunde der ersten Ausgestaltung ähnelt, wobei daher auf die explizite nochmalige Beschreibung gleicher Merkmale verzichtet wird. Dargestellt sind hier fünf externe Lastverbindungselemente 2, zwei davon dienen dem Anschluss an eine Batterie und führen somit Gleichspannung L und M, während die anderen drei zur Verbindung mit einem Drei-Phasen-Elektromotor vorgesehen sind. Die drei Wechselspannung L1, L2, und L3 führenden externen Lastverbindungselemente 2 sind als jeweils ein Anschlusskabel 20 mit jeweils einer ersten Anschlusseinrichtung 22 ausgebildet, wobei diese erste Anschlusseinrichtung 22 als Fließ-Press-Formteil ausgebildet und mit dem Ende des Anschlusskabels 20 kraftschlüssig verbunden ist.
  • Ein erstes Anschlussmittel der ersten Anschlussleitung ist als ein Teil einer Bajonettverbindung 8 ausgebildet, während ein zweites Anschlussmittel, dasjenige des internen Lastverbindungselements als zweiter Teil einer Bajonettverbindung 8 ausgebildet ist. Zudem sind beide noch mittels einer Schraubverbindung 224, 480 verbunden.
  • Die beiden Gleichspannung führenden externen Lastverbindungselemente 2 sind im Grunde identisch ausgebildet, allerdings weisen diese keine Bajonettverbindung auf.
  • 3 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes elektrisch angetriebenes Fahrzeug 9, hier konkret ein Flurförderzeug, beispielhaft einen Gabelstapler, in Teilansicht. Grundsätzlich könnten auch andere elektrisch oder hybrid-elektrisch angetriebe Fahrzeuge, beispielhaft Personenkraftwagen, in funktional gleicher Weise ausgebildet sein. Dargestellt ist insbesondere die Vorderachse des Gabelstaplers, mit je einem Fahrmotor 90 pro Rad. Die Vorderachse, allgemeiner der Radträger oder die Randaufhängung, fungiert in dieser Ausgestaltung als eine Montageeinrichtung 94, auf der direkt das Leistungshalbleitermodul 3 angeordnet ist. Dieses Leistungshalbleitermodul 3 ist mittels Lastverbindungselementen 7 mit den Fahrmotoren 90 und mit einer Energiespeichereinrichtung 92, also mit einer Batterie, genauer einem wieder aufladbaren Akkumulator, verbunden.
  • 4 bis 6 zeigen weitere Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen leistungselektronischen Anordnung 1. Diese weisen jeweils eine metallische Grundplatte 6 in Form einer Kühleinrichtung auf, die bei den Ausführungen gemäß 4 und 5 als Luftkühleinrichtung 60 und bei der Ausführung gemäß 6 als Flüssigkeitskühleinrichtung 62 ausgebildet sind. Auf diesen Kühleinrichtungen sind jeweils Substrate 4 der Schalteinrichtung mit einem elektrisch isolierenden Körper 40, ausgebildet als Keramikkörper oder als Isolationsfolie, mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen 42 und hierauf angeordneten und schaltungsgerecht verbundenen grundsätzlich fachüblichen Leistungshalbleiterbauelementen 44 angeordnet. Weiterhin ist allen Ausführungsformen gemeinsam, dass das jeweils eine dargestellte externe Lastverbindungselement 2 durch eine Ausnehmung 64 der Kühleinrichtung 6 ins Innere des Leistungshalbleitermoduls 3 hineinreicht und dort mit einem internen Lastverbindungselement 46 elektrisch leitend verbunden ist.
  • In der Ausgestaltung gemäß 4 weist die leistungselektronische Anordnung 3 als interne Verbindungseinrichtung zu schaltungsgerechten Verbindung der Schalteinrichtung, genauer der Leistungshalbleiterbauelemente 44 und der Leiterbahnen 42 des Substrats 4, eine fachüblichen Folienverbund 50 aus alternierend angeordneten elektrisch leitenden Folien 52, 56 und elektrisch isolierenden Folien 54 auf, die in sich strukturiert sind und auch Durchkontaktierungen zwischen verschiedenen Lagen elektrisch leitender Folien 52, 56 aufweisen können. In dieser Ausgestaltung dient dieser Folienverbund 50, hier genauer eine der elektrisch leitenden Folien 56, gleichzeitig als internes Lastverbindungselement 46. Hierzu ragt der Folienverbund 50, hier dargestellt nur die eine elektrisch leitende Folie 56, über den Rand des Substrats 2 hinaus und weist in diesem Abschnitt eine zweite Anschlusseinrichtung 460 auf.
  • Das einzig dargestellte externe Lastverbindungselement 2 ist ausgebildet als ein Anschlusskabel 20 mit einer ersten Anschlusseinrichtung 22, wobei diese erste Anschlusseinrichtung 22 als Fließ-Press-Formteil ausgebildet und mit dem Ende des Anschlusskabels kraftschlüssig verbunden ist. Die erste Anschlusseinrichtung 22 weist weiterhin ein Sackloch 222 mit Innengewinde auf.
  • Die erste Anschlusseinrichtung 22 ragt durch eine Ausnehmung 64 der Kühleinrichtung 6 ins Innere des Leistungshalbleitermoduls 3 und weist hierbei zumindest in dem Bereich der in der Ausnehmung 64 selbst angeordnet ist eine äußere Isolationsschicht auf um gegen den Kühlkörper 6 elektrisch isoliert zu sein.
  • Das Sackloch 222 der ersten Anschlusseinrichtung 22 bildet das erste Anschlussmittel 220 des externen Lastverbindungselements 2 aus und ist fluchtend mit einer zugeordneten Ausnehmung der zweiten Anschlusseinrichtung 460 des internen Lastverbindungselements 46 angeordnet. Eine Schraube 482, hier in Explosionsdarstellung dargestellt, reicht durch die Ausnehmung der zweiten Anschlusseinrichtung 460 in das Sackloch 222 hinein und bildet somit die elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Anschlusseinrichtung 2 und der zweiten Anschlusseinrichtung 46 aus.
  • Das Gehäuse 30 des Leistungshalbleitermoduls 3 weist weiterhin auf der der Kühleinrichtung 6 abgewandten Seite eine erste Gehäuseausnehmung 300 auf, durch die, schematisch als Kontaktfeder 70 dargestellt, ein Steueranschlusselement 7 hindurchreicht. Dieses Steueranschlusselement 7 kann selbstverständlich auch alternativ, beispielhaft als D-Sub-Buchse oder als optische Schnittstelle ausgebildet sein. In dieser wie auch allen anderen beispielhaft genannten Ausgestaltungen der Leistungshalbleitermodule 3 kann eine nicht dargestellte Steuerplatine vorhanden sein, die externe Steuersignale verarbeitet und die Leistungshalbleiterbauelemente 44 entsprechend ansteuert.
  • Das Gehäuse 3 weist weiterhin eine zweite, hier verschlossen dargestellte Gehäuseausnehmung 302 auf, die zur Durchführung eines Werkzeuges ausgebildet ist, um die erste Anschlusseinrichtung 22 mit der zweiten Anschlusseinrichtung 460 mittels des zugeordneten ersten und zweiten Anschlussmittels 222, 482 elektrisch leitend zu verbinden.
  • In der Ausgestaltung gemäß 5 weist die leistungselektronische Anordnung 1 als interne Verbindungseinrichtung zu schaltungsgerechten Verbindung der Schalteinrichtung fachübliche Drahtbondverbindungen 58 auf.
  • Das interne Lastverbindungselement 46 ist ähnlich wie unter 1 beschrieben ein metallischer Formkörper, beispielhaft aus dickem Kupferblech. Dieser Formkörper 46 weist hier einen Kontaktfuß 464 auf, der einen elektrisch leitenden Kontakt zu einer Leiterbahn 42 aufweist. Weiterhin weist der Formkörper 46 einen Standfuß 466 auf, mit dem er sich gegen einen auf der Kühleinrichtung 6 angeordneten Isolator 400 abstützt.
  • Das externe Lastverbindungselement 2 ist hier als Anschlusszapfen 24 ausgebildet, der an seinem Ende ein Gewinde 242 aufweist. Der Anschlusszapfen 24 reicht durch einen in einer Ausnehmung 64 der Kühleinrichtung 6 angeordneten Isolierstoffkörper 640 ins Innere des Leistungshalbleitermoduls 3 hinein. Dort ist erste Anschlusseinrichtung 240 des Anschlusszapfens 24 mit der zweiten Anschlusseinrichtung 460 des Formkörpers 46 elektrisch leitend verbunden. Hierzu reicht die erste Anschlusseinrichtung 240 mit dem ersten Anschlussmittel 242, dem Gewinde, durch eine Ausnehmung des Formkörpers 46, im Bereich der zweiten Anschlusseinrichtung 460. Der Kraftschluss zwischen den Anschlusseinrichtungen wird durch eine Schraubenmutter 480, als zweites Anschlussmittel, auf dem Gewinde 242 hergestellt.
  • Zusätzlich ist hier um den Anschlusszapfen 24 herum, diesen umschließend, ein Stromsensor 26 nach dem Stand der Technik angeordnet.
  • Der Anschlusszapfen 24 kann als integraler Bestandteil eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs ausgebildet sein. Es ist vorteilhaft, wenn bei einer Anordnung des Leistungshalbleitermoduls 3 zu dem Fahrzeug der Anschlusszapfen 24 ohne weiteren Positionieraufwand automatisch durch die Ausnehmung 64 der Kühleinrichtung 6 hindurchreicht. In anderen Worten durch die mechanische Montage des Leistungshalbleitermoduls 3 wird gleichzeitig die elektrische Kontaktierung soweit vorbereitete, dass nur doch der Kraftschluss zwischen der ersten und zweiten Anschlusseinrichtung 24, 460 ausgebildet werden muss. Der Standfuß 466 des internen Lastverbindungselements 46 dient hierbei der Abstützung und zur Aufnahme der Kräfte, die bei der Verbindung der beiden Anschlussmittel, also bei der Schraubverbindung, entstehen.
  • Die Ausgestaltung gemäß 6 der leistungselektronischen Anordnung weist die gleiche Schalteinrichtung auf wie diejenige gemäß 5. Das interne Lastverbindungselement 46 ist ebenfalls gleichartig ausgebildet, weist allerdings keinen Standfuß auf. Das externe Lastverbindungselement 2 ist grundsätzlich gleichartig demjenigen gemäß 4 ausgebildet, weist allerdings im Bereich des Fließ-Press-Formteil 22 keine eigene Isolierung auf.
  • Vielmehr weist die Kühleinrichtung 6 eine stufenförmige Ausnehmung 64 auf, in der ein Isolierstoffkörper 640 angeordnet ist. Im breiteren Teil der Ausnehmung 64 ist noch ein Stromsensor 26, das externe Lastverbindungselement 2 umschließend, angeordnet.

Claims (11)

  1. Leistungselektronische Anordnung (1) mit einem Leistungshalbleitermodul (3), und mit einem externen Lastverbindungselement (2), wobei das externe Lastverbindungselement (2) eine erste Anschlusseinrichtung (22, 24) aufweist und wobei das Leistungshalbleitermodul (3) ein Gehäuse (30), eine Grundplatte (6), ein Substrat (4) mit einem elektrisch isolierenden Körper (40), mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen (42) und mit hierauf angeordneten und schaltungsgerecht verbundenen Leistungshalbleiterbauelementen (44) und ein internes Lastverbindungselement (46) mit einer zweiten Anschlusseinrichtung (460) aufweist, wobei die Grundplatte (6) eine erste Ausnehmung (64) aufweist durch die die erste Anschlusseinrichtung (2) ins Innere des Leistungshalbleitermoduls (3) hinein reicht und dort kraftschlüssig und elektrisch leitend mit der zweiten Anschlusseinrichtung (460) des internen Lastverbindungselements (46) verbunden ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die metallischen Grundplatte (6) als Metallkörper, vorzugsweise als Kühleinrichtung (60, 62), ausgebildet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der ersten Ausnehmung (64) der Grundplatte (6) ein Isolierstoffkörper (640) angeordnet ist, der die Grundplatte (6) gegenüber der ersten Anschlusseinrichtung (22) elektrisch isoliert.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das externe Lastverbindungselement (2) als Anschlusskabel (20) mit stoff-, kraft- oder formschlüssige angeordneter erster Anschlusseinrichtung (22) ausgebildet ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei die erste Anschlusseinrichtung (22) als metallisches Fließ-Press-Formteil ausgebildet ist und dieses ein erstes Anschlussmittel (220, 222) zur kraftschlüssigen Verbindung mit dem zweiten Anschlussmittel aufweist.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das externe Lastverbindungselement (2) als Anschlusszapfen (24) mit einem ersten Anschlussmittel (242) zur kraftschlüssigen Verbindung mit einem zweiten Anschlussmittel (480) ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 6, wobei das erste Anschlussmittel und zweite das Anschlussmittel gemeinsam eine Bajonettverbindung (8) ausbilden und alternativ oder zusätzlich das erste Anschlussmittel (222, 224) als Gewinde oder als Sackloch mit Innengewinde und das zweite Anschlussmittel (480, 482) als Schraubenmutter oder als mit seinem Gewinde in dem Gewinde des Sacklochs angeordnete Schraube ausgebildet sind.
  8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (30) eine zweite Ausnehmung (302) aufweist, die zur Durchführung eines Werkzeuges ausgebildet ist, um die erste Anschlusseinrichtung (460) mit der zweiten Anschlusseinrichtung (22, 24) mittels des zugeordneten ersten und zweiten Anschlussmittels elektrisch leitend zu verbinden.
  9. Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (9) mit einer leistungselektronischen Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Energiespeichereinrichtung (92) und mit einem elektrischen Antriebsmotor (90) als Haupt- oder Hilfsantrieb.
  10. Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei einige der externen Lastverbindungselemente (2) als Anschlusszapfen ausgebildet ist, die integraler Bestandteil einer Montageeinrichtung sind und wobei diese externen Lastverbindungelemente (2) gegen eine Montageeinrichtung (94) elektrisch isoliert angeordnet ist.
  11. Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Montageeinrichtung (94) als Achsantriebseinrichtung ausgebildet ist.
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