DE102019207045A1 - Halbleitermodul für eine Stromrichteranordnung, Stromrichteranordnung und Fahrzeug mit einer Stromrichteranordnung - Google Patents

Halbleitermodul für eine Stromrichteranordnung, Stromrichteranordnung und Fahrzeug mit einer Stromrichteranordnung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbleitermodul (1) für eine Stromrichteranordnung (10), umfassend: einen ersten Modulteil (2), wobei der erste Modulteil (2) einen Multi-Level-Phasenzweig eines Antriebsumrichters umfasst, einen zweiten Modulteil (3), wobei der zweite Modulteil (3) einen Multi-Level-Wandlerzweig eines Gleichspannungswandlers umfasst, wobei der erste Modulteil (2) und der zweite Modulteil (3) einen gemeinsamen Highside-Abgriff (27) und einen gemeinsamen Lowside-Abgriff (28) aufweisen, wobei der erste Modulteil (27) ferner einen ersten Mittenabgriff (25) und einen Phasenabgriff (26) aufweist, wobei der zweite Modulteil (3) einen zweiten Mittenabgriff (35) aufweist, und wobei beide Modulteile (2,3) jeweils Zwischenabgriffe (23,33) aufweisen. Ferner betrifft die Erfindung eine Stromrichteranordnung (10) mit mindestens einem Halbleitermodul (1) und ein Fahrzeug mit mindestens einer Stromrichteranordnung (10).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Halbleitermodul für eine Stromrichteranordnung, eine Stromrichteranordnung und ein Fahrzeug mit einer Stromrichteranordnung.
  • Stromrichter dienen der Umwandlung eines Stroms von einem Gleichstrom in einen Wechselstrom bzw. von einem Wechselstrom in einen Gleichstrom. Auch zur Wandlung von Parametern des Stroms, wie einer Spannung und/oder einer Frequenz, werden Stromrichter eingesetzt. Häufig eingesetzte Varianten des Stromrichters sind Gleichrichter, Wechselrichter, Leistungssteller oder (Antriebs-)Umrichter.
  • Die Wandlung erfolgt mit Hilfe von Hochleistungshalbleitern, wobei Transistoren oder Thyristoren, insbesondere Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistoren (MOSFETs), Insulated-Gate Bipolar Transistoren (IGBTs) und Integrated Gate-Commutated Thyristoren (IGCTs), zum Einsatz kommen. Diese Schalttransistoren werden in der Regel binär betrieben und haben deshalb zwei Schaltzustände („an“ oder „aus“). Es kann jedoch auch ein „weiches“ Schalten mit langsam ansteigenden Flanken vorgesehen sein. Ein Stromrichter umfasst in der Regel eine Vielzahl dieser Schalttransistoren. Über das zeitliche Ansteuern der Schaltzustände dieser Schalttransistoren mit Hilfe vorgegebener Pulsmuster erfolgt eine Wandlung der Ströme.
  • Insbesondere in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen kommen Stromrichter in Form von Umrichtern oder Gleichspannungswandlern zum Einsatz. Als Energiespeicher werden hierbei üblicherweise Hochvoltbatterien (400 V / 800 V) verwendet, welche während eines Stillstands des Fahrzeugs geladen werden können. Um kurze Ladezeiten zu erreichen, sind hierbei große Ladeleistungen erwünscht. Große Ladeleistungen stellen aufgrund der hierfür notwendigen Ströme jedoch große Anforderungen an Bauelemente der Stromrichter.
  • Aus der DE 10 2012 214 864 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, mit einer Batterie, einem Motor und einem Stromrichter, welcher in einer ersten Schalterstellung als Umrichter zwischen einem Anschluss an ein Energieversorgungsnetz und dem Motor beschaltet ist. Der Stromrichter ist in einer zweiten Schalterstellung als galvanisch getrennter Gleichspannungswandler zwischen der Batterie und dem Anschluss an das Energieversorgungsnetz beschaltet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Halbleitermodul für eine Stromrichteranordnung und eine Stromrichteranordnung zu schaffen, mit denen eine Batterie mit einer größeren Ladeleistung geladen werden kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Halbleitermodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Stromrichteranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Insbesondere wird ein Halbleitermodul für eine Stromrichteranordnung geschaffen, umfassend einen ersten Modulteil, wobei der erste Modulteil einen Multi-Level-Phasenzweig eines Antriebsumrichters umfasst, einen zweiten Modulteil, wobei der zweite Modulteil einen Multi-Level-Wandlerzweig eines Gleichspannungswandlers umfasst, wobei der erste Modulteil und der zweite Modulteil einen gemeinsamen Highside-Abgriff und einen gemeinsamen Lowside-Abgriff aufweisen, wobei der erste Modulteil ferner einen ersten Mittenabgriff und einen Phasenabgriff aufweist, wobei der zweite Modulteil einen zweiten Mittenabgriff aufweist, und wobei beide Modulteile jeweils Zwischenabgriffe aufweisen.
  • Ferner wird eine Stromrichteranordnung für ein Fahrzeug geschaffen, umfassend mindestens ein erfindungsgemäßes Halbleitermodul.
  • Das Halbleitermodul und die Stromrichteranordnung ermöglichen es, Bauelemente, die in einem Fahrzustand eines Fahrzeugs Teil eines Antriebsumrichters sind, während eines Stillstands des Fahrzeugs zusätzlich zum Laden einer Batterie zu verwenden. Hierzu ist vorgesehen, dass der erste Modulteil, der einen Multi-Level-Phasenzweig eines Antriebsumrichters umfasst, zusätzlich auch Zwischenabgriffe aufweist, welche mit einer elektrischen Energiequelle verbunden werden können. Diese Zwischenabgriffe sind neben den anderen Abgriffen des Halbleitermoduls nach außen geführt und können daher flexibel beschaltet werden. Während eines Fahrzustands des Fahrzeugs wird der erste Modulteil in entsprechender Verschaltung und Ansteuerung als Teil des Antriebsumrichters betrieben. Während eines Fahrzeugstillstands, wenn das Fahrzeug geladen werden soll, kann der erste Modulteil hingegen in entsprechender Verschaltung und Ansteuerung als Teil eines zusätzlichen Gleichspannungswandlers betrieben werden. Daher kann ein Laden einer Batterie sowohl über den zweiten Modulteil als auch den ersten Modulteil erfolgen. Die Bauelemente des ersten Modulteils werden hierbei zusätzlich zu den Bauelementen des zweiten Modulteils zum Laden der Batterie verwendet. Eine Ladeleistung kann hierdurch erhöht werden. Durch das Verteilen der Ladeleistung auf eine größere Anzahl an Bauelementen kann darüber hinaus eine thermische Beanspruchung und somit eine Alterung der Bauelemente reduziert werden. Ferner können aufgrund der doppelten Nutzung Aufwand, Kosten und ein Bauraum eingespart werden.
  • Der erste Modulteil umfasst insbesondere mehrere serielle Schalttransistoren, welche als Teil eines mit anderen ersten Modulteilen ausgebildeten Antriebsumrichters durch entsprechende Ansteuerung eine Gleichspannung in eine mehrphasige Wechselspannung umwandeln können, die über den Phasenabgriff jeweils einer Phasenleitung einer elektrischen Maschine zugeführt werden kann. Das Ansteuern erfolgt insbesondere mittels einer Steuereinrichtung. Das Ansteuern der Schalttransistoren erfolgt hierbei insbesondere nach dem phasenversetzten („interleaved“) Prinzip. Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen, können einzelne Phasen bzw. Zweige hierbei aktiv zu- und weggeschaltet werden.
  • Der zweite Modulteil umfasst insbesondere mehrere serielle Schalttransistoren, welche als Teil eines mit anderen zweiten Modulteilen ausgebildeten Gleichspannungswandlers durch entsprechende Ansteuerung eine Gleichspannung in eine andere, insbesondere hochgesetzte, Gleichspannung umwandeln können. Das Ansteuern erfolgt insbesondere mittels einer Steuereinrichtung, welche insbesondere die Steuereinrichtung ist, mit der auch die ersten Modulteile gesteuert werden. Das Ansteuern der Schalttransistoren erfolgt hierbei insbesondere nach dem phasenversetzten („interieaved“) Prinzip. Um einen optimalen Wirkungsgrad zu erreichen, können einzelne Phasen bzw. Zweige hierbei aktiv zu- und weggeschaltet werden.
  • Neben den beschriebenen aus dem Halbleitermodul herausgeführten Abgriffen umfasst das Halbleitermodul zusätzlich Niedervoltkontakte, über die Schalttransistoren des Halbleitermoduls gesteuert werden können. Ferner können weitere Kontakte vorgesehen sein, beispielsweise für eine Sensorik zum Überprüfen von Schaltzuständen der Schalttransistoren oder zum Erfassen einer Temperatur am oder im Halbleitermodul.
  • Während des Ladens über den ersten und den zweiten Modulteil werden die Schalttransistoren bevorzugt mit hohen Schaltfrequenzen (50-150 kHz) angesteuert, sodass an den Zwischenabgriffen verwendete Drosselinduktivitäten (Spulen) klein gewählt (ca. 20-40 µH gegenüber ca. 150 µH) werden können.
  • Es kann vorgesehen sein, dass Schalttransistoren des ersten Modulteils und des zweiten Modulteils auf Grundlage gleicher oder unterschiedlicher Halbleitertechnologien (Silizium, Siliziumkarbid,...) ausgebildet sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zumindest die Schalttransistoren des zweiten Modulteils basierend auf Siliziumkarbid (SiC) ausgebildet sind, um ein schnelles Schalten und steile Flanken beim Schalten zu ermöglichen.
  • Die Steuereinrichtung kann als eine Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise als Programmcode, der auf einem Mikrocontroller oder Mikroprozessor ausgeführt wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass Teile einzeln oder zusammengefasst als anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) ausgebildet sind.
  • Das Halbleitermodul umfasst insbesondere ein Gehäuse. An einer Außenseite des Gehäuses sind sämtliche Abgriffe und Niedervoltkontakte kontaktierbar, ohne dass das Gehäuse zum Ausbilden von elektrischen Verbindungen geöffnet werden muss. Das Gehäuse kann ferner einen thermischen Kontaktbereich aufweisen, über den das Halbleitermodul gekühlt werden kann.
  • Die Stromrichteranordnung ist insbesondere für einen Einsatz in einem Fahrzeug ausgebildet. Ein Fahrzeug ist hierbei insbesondere ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug. Prinzipiell kann das Fahrzeug jedoch auch ein anderes Luft-, Land- oder Wasserfahrzeug sein.
  • In einer Ausführungsform des Halbleitermoduls ist vorgesehen, dass der Multi-Level-Phasenzweig und der Multi-Level-Wandlerzweig jeweils als 3-Level-Zweige ausgebildet sind. Hierdurch lässt sich ein Kompromiss erzielen zwischen einer Anzahl von Bauelementen und einer effizienten Wandlung mit einem verringerten Anteil an beim Wandeln erzeugten Oberwellen.
  • In einer weiterbildenden Ausführungsform des Halbleitermoduls ist vorgesehen, dass der 3-Level-Phasenzweig und der 3-Level-Wandlerzweig zwischen dem Highside-Abgriff und dem Lowside-Abgriff jeweils vier serielle Schalttransistoren mit jeweils parallel geschalteten Dioden aufweisen, wobei der erste Mittenabgriff jeweils über eine Diode mit den Zwischenabgriffen des ersten Modulteils verbunden ist.
  • In einer Ausführungsform der Stromrichteranordnung ist vorgesehen, dass die Stromrichteranordnung ein dem mindestens einen Halbleitermodul zugeordnetes Schaltmittel umfasst, wobei das Schaltmittel derart mit dem Phasenabgriff und dem zweiten Mittenabgriff verbunden ist, dass in einer ersten Schaltstellung der Phasenabgriff mit einer Phasenleitung einer elektrischen Maschine und in einer zweiten Schaltstellung der Phasenabgriff mit dem zweiten Mittenabgriff verbunden werden kann. Hierüber kann eine Verschaltung des ersten Modulteils zwischen einer Funktionalität als Phasenzweig eines Antriebsumrichters und einer Funktionalität als Wandlerzweig eines Gleichspannungswandlers umgeschaltet werden.
  • In einer weiterbildenden Ausführungsform der Stromrichteranordnung ist vorgesehen, dass die Stromrichteranordnung eine Schaltsteuerung zum Steuern des Schaltmittels umfasst, wobei die Schaltsteuerung derart ausgebildet ist, das Schaltmittel in einem Fahrzustand des Fahrzeugs in die erste Schaltstellung und in einem Stillstandzustand des Fahrzeugs in die zweite Schaltstellung zu schalten. Die Schaltsteuerung kann beispielsweise als Teil der Steuereinrichtung der Stromrichteranordnung ausgebildet sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Schaltsteuerung separat ausgebildet ist. Die Schaltsteuerung empfängt beispielsweise ein Zustandssignal, das von einer Ladesteuerung des Fahrzeugs erzeugt wurde und das einen Fahrzeugzustand beinhaltet (z.B. „Fahrzustand“, „Fahrzeugstillstand/Laden“). Auf Grundlage des empfangenen Zustandssignals steuert die Schaltsteuerung dann das Schaltmittel an.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Stromrichteranordnung ist vorgesehen, dass die Stromrichteranordnung drei Halbleitermodule nach einer der beschriebenen Ausführungsformen umfasst, wobei die ersten Modulteile zumindest in einem Fahrzustand des Fahrzeugs derart verschaltet sind, dass diese gemeinsam einen dreiphasigen Multilevel-Umrichter zum Antreiben einer elektrischen Maschine ausbilden, und wobei die zweiten Modulteile derart verschaltet sind, dass diese gemeinsam einen Gleichspannungswandler ausbilden.
  • In einer Ausführungsform der Stromrichteranordnung ist vorgesehen, dass das mindestens eine Halbleitermodul an den Zwischenabgriffen über Spulen und Kondensatoren mit einem virtuellen Massepotential verbunden ist. Insbesondere sind die Zwischenabgriffe über einen Zwischenkreis mit einer weiteren Energiequelle verbunden. Die weitere Energiequelle kann z.B. eine (Austausch-)Batterie, eine Brennstoffzelle oder eine externe Energiequelle sein, über die im Stillstand des Fahrzeugs beispielsweise eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs geladen werden kann.
  • In einer weiterbildenden Ausführungsform der Stromrichteranordnung ist vorgesehen, dass die mit den Zwischenabgriffen des mindestens einen Halbleitermoduls verbundenen Spulen über einen gemeinsamen magnetischen Kern gekoppelt sind. Hierdurch kann ein zum Bereitstellen der Spulen benötigter Bauraum reduziert werden.
  • Weiter wird ein Fahrzeug geschaffen, umfassend mindestens eine Stromrichteranordnung nach einer beliebigen der beschriebenen Ausführungsformen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Halbleitermoduls;
    • 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Stromrichteranordnung mit drei Halbleitermodulen.
  • In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Halbleitermoduls 1 gezeigt. Das Halbleitermodul 1 umfasst einen ersten Modulteil 2 und einen zweiten Modulteil 3.
  • Der erste Modulteil 2 und der zweite Modulteil 3 weisen einen gemeinsamen Highside-Abgriff 27 und einen gemeinsamen Lowside-Abgriff 28 auf.
  • Der erste Modulteil 2 umfasst einen 3-Level-Phasenzweig eines Antriebsumrichters. Der 3-Level-Phasenzweig des ersten Modulteils 2 weist zwischen dem Highside-Abgriff 27 und dem Lowside-Abgriff 28 vier serielle Schalttransistoren 21 mit jeweils parallel geschalteten Dioden 22 auf. Ferner weist der erste Modulteil 2 Zwischenabgriffe 23 zwischen den Schalttransistoren 21, einen ersten Mittenabgriff 25 und einen Phasenabgriff 26 auf. Der erste Mittenabgriff 25 ist jeweils über eine Diode 24 mit den Zwischenabgriffen 23 des ersten Modulteils 2 verbunden.
  • Der zweite Modulteil 3 umfasst einen 3-Level-Wandlerzweig eines Gleichspannungswandlers. Der 3-Level-Wandlerzweig des zweiten Modulteils 3 weist zwischen dem Highside-Abgriff 27 und dem Lowside-Abgriff 28 vier serielle Schalttransistoren 31 mit jeweils parallel geschalteten Dioden 32 auf. Ferner weist der zweite Modulteil 3 Zwischenabgriffe 33 und einen zweiten Mittenabgriff 35 auf.
  • Der Übersichtlichkeit halber sind Niedervoltkontakte und Steuerleitungen zum Ansteuern der Schalttransistoren 21, 31 in der 1 nicht gezeigt.
  • Das Halbleitermodul 1 kann ferner eine Sensorik 40 zum Erfassen eines Phasenstroms oder einer Temperatur innerhalb des Halbleitermodul 1 umfassen. Kontakte und Steuerleitungen zum Ansteuern und Auslesen der Sensorik 40 sind der Übersichtlichkeit halber in der 1 nicht gezeigt.
  • Über eine flexible äußere Verschaltung der einzelnen Abgriffe 25, 26, 27, 28, 33, 35 kann erreicht werden, dass der erste Modulteil 2 während eines Fahrzustands eines Fahrzeugs als Teil eines Antriebsumrichters zum Antreiben einer elektrischen Maschine verwendet wird, in einem Stillstandzustand des Fahrzeugs kann der erste Modulteil 2 hingegen zusätzlich zu dem zweiten Modulteil 3 zum Laden einer Batterie des Fahrzeugs eingesetzt werden.
  • In 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Stromrichteranordnung 10 mit drei Halbleitermodulen 1 gezeigt. Die Halbleitermodule 1 entsprechen hierbei der in der 1 gezeigten Ausführungsform, sodass gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale oder Begriffe bezeichnen. Der Übersichtlichkeit halber ist nur eines der Halbleitermodule 1 mit den zur Erläuterung notwendigen Bezugszeichen versehen.
  • Die Highside-Abgriffe 27 und die Lowside-Abgriffe 28 der Halbleitermodule 1 sind über einen Zwischenkreis 6 mit einer Traktionsbatterie 7 eines Fahrzeugs verbunden.
  • Die Mittenabgriffe 25 der ersten Modulteile sind alle miteinander und mit einem Mittenpotential des Zwischenkreises 6 verbunden.
  • Die Zwischenabgriffe 23, 33 der Modulteile 2, 3 sind über Spulen 11, 12 und einen Zwischenkreis 13 (mit virtuellem Massepotential) mit einem Anschluss 14 für eine weitere Energiequelle verbunden. Die weitere Energiequelle kann beispielsweise eine weitere Batterie oder eine Brennstoffzelle, welche z.B. als „Range Extender“ eingesetzt werden, oder eine externe Ladestation sein. Ein Strom und eine Ladeleistung der weiteren Energiequelle wird hierbei auf die drei Halbleitermodule 1 aufgeteilt.
  • Die Schalttransistoren 21, 31 (1) werden mittels einer Steuereinrichtung (nicht gezeigt) angesteuert, welche die einzelnen Schaltzustände der Schalttransistoren 21, 31 über Pulsmuster festlegt und hierdurch eine Umrichtung bzw. eine Gleichspannungswandlung bewirkt. Das Steuern der Schaltzustände der Schalttransistoren 21, 31 erfolgt über Pulsmuster, insbesondere nach dem phasenversetzten („interieaved“) Prinzip, wobei hierdurch eine Umrichtung bzw. eine Gleichspannungswandlung bewirkt wird.
  • Die Phasenabgriffe 26 des ersten Modulteils 2 sind jeweils mit einem Schaltmittel 4-1, 4-2, 4-3 verbunden, über das der jeweilige Phasenabgriff 26 in einer ersten Schaltstellung jeweils mit einer Phasenleitung 5-1, 5-2, 5-3 einer elektrischen Maschine 8 des Fahrzeugs verbunden werden kann. In einer zweiten Schaltstellung der Schaltmittel 4-1, 4-2, 4-3 sind die Phasenabgriffe 26 jeweils mit den zweiten Mittenabgriffen 35 der zweiten Modulteile 2 elektrisch verbunden.
  • Das Steuern der Schaltmittel 4-1, 4-2, 4-3 erfolgt mittels einer Schaltsteuerung 15. Die Schaltsteuerung 15 kann hierbei auch als Teil der Steuereinrichtung ausgebildet sein. Die Schaltsteuerung 15 empfängt beispielsweise ein Zustandssignal 16 des Fahrzeugs, das einen aktuellen Zustand (z.B. „Fahrzustand“, „Fahrzeugstillstand/Laden“) des Fahrzeugs beinhaltet. Je nach Inhalt des Zustandssignals 16 steuert die Schaltsteuerung 15 die Schaltmittel 4-1, 4-2, 4-3 derart an, dass diese in die erste Schaltstellung oder die zweite Schaltstellung schalten.
  • Ein Betrieb der Stromrichteranordnung 10 sieht dann wie folgt aus. In einem Fahrbetrieb des Fahrzeugs befinden sich die Schaltelemente 4-1, 4-2, 4-3 in der ersten Schaltstellung und die ersten Modulteile 2 werden zusammen als dreiphasiger Antriebsumrichter zum Antreiben der elektrischen Maschine 8 betrieben. Befindet sich das Fahrzeug hingegen im Stillstand, in dem die Traktionsbatterie 7 geladen werden soll, so werden die Schaltelemente 4-1, 4-2, 4-3 von der Schaltsteuerung 15 in die zweite Schaltstellung geschaltet. Das Fahrzeug kann dann über den Anschluss 14 mit einer erhöhten Ladeleistung geladen werden, da das Laden sowohl über die zweiten Modulteile 3 als auch die zum Gleichspannungswandler umfunktionierten ersten Modulteile 2 erfolgen kann. Die Schalttransistoren 21, 31 der Modulteile 2, 3 erfahren hierdurch - jeder für sich - eine geringere Belastung, sodass eine thermische Belastung und eine Alterung der Stromrichteranordnung 10 reduziert werden kann.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Halbleitermodul
    2
    erster Modulteil
    3
    zweiter Modulteil
    4-1
    Schaltmittel
    4-2
    Schaltmittel
    4-3
    Schaltmittel
    5-1
    Phasenleitung
    5-2
    Phasenleitung
    5-3
    Phasenleitung
    6
    Zwischenkreis
    7
    Traktionsbatterie
    8
    elektrische Maschine
    10
    Stromrichteranordnung
    11
    Spule
    12
    Spule
    13
    Zwischenkreis
    14
    Anschluss
    15
    Schaltsteuerung
    16
    Zustandssignal
    21
    Schalttransistor
    22
    Diode
    23
    Zwischenabgriff
    24
    Diode
    25
    erster Mittenabgriff
    26
    Phasenabgriff
    27
    Highside-Abgriff
    28
    Lowside-Abgriff
    31
    Schalttransistor
    32
    Diode
    33
    Zwischenabgriff
    35
    zweiter Mittenabgriff
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012214864 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Halbleitermodul (1) für eine Stromrichteranordnung (10), umfassend: einen ersten Modulteil (2), wobei der erste Modulteil (2) einen Multi-Level-Phasenzweig eines Antriebsumrichters umfasst, einen zweiten Modulteil (3), wobei der zweite Modulteil (3) einen Multi-Level-Wandlerzweig eines Gleichspannungswandlers umfasst, wobei der erste Modulteil (2) und der zweite Modulteil (3) einen gemeinsamen Highside-Abgriff (27) und einen gemeinsamen Lowside-Abgriff (28) aufweisen, wobei der erste Modulteil (27) ferner einen ersten Mittenabgriff (25) und einen Phasenabgriff (26) aufweist, wobei der zweite Modulteil (3) einen zweiten Mittenabgriff (35) aufweist, und wobei beide Modulteile (2,3) jeweils Zwischenabgriffe (23,33) aufweisen.
  2. Halbleitermodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Multi-Level-Phasenzweig und der Multi-Level-Wandlerzweig jeweils als 3-Level-Zweige ausgebildet sind.
  3. Halbleitermodul (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der 3-Level-Phasenzweig und der 3-Level-Wandlerzweig zwischen dem Highside-Abgriff (27) und dem Lowside-Abgriff (28) jeweils vier serielle Schalttransistoren (21,31) mit jeweils parallel geschalteten Dioden (22,32) aufweisen, wobei der erste Mittenabgriff (25) jeweils über eine Diode (24) mit den Zwischenabgriffen (23) des ersten Modulteils verbunden ist.
  4. Stromrichteranordnung (10) für ein Fahrzeug, umfassend: mindestens ein Halbleitermodul (1) nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Stromrichteranordnung (10) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein dem mindestens einen Halbleitermodul (1) zugeordnetes Schaltmittel (4-1,4-2,4-3), wobei das Schaltmittel(4-1,4-2,4-3) derart mit dem Phasenabgriff (26) und dem zweiten Mittenabgriff (35) verbunden ist, dass in einer ersten Schaltstellung der Phasenabgriff (26) mit einer Phasenleitung (5-1,5-2,5-3) einer elektrischen Maschine (8) und in einer zweiten Schaltstellung der Phasenabgriff (26) mit dem zweiten Mittenabgriff (35) verbunden werden kann.
  6. Stromrichteranordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichteranordnung (10) eine Schaltsteuerung (15) zum Steuern des Schaltmittels (4-1,4-2,4-3) umfasst, wobei die Schaltsteuerung (15) derart ausgebildet ist, das Schaltmittel (4-1,4-2,-3) in einem Fahrzustand des Fahrzeugs in die erste Schaltstellung und in einem Stillstandzustand des Fahrzeugs in die zweite Schaltstellung zu schalten.
  7. Stromrichteranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromrichteranordnung (10) drei Halbleitermodule (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 umfasst, wobei die ersten Modulteile (2) zumindest in einem Fahrzustand des Fahrzeugs derart verschaltet sind, dass diese gemeinsam einen dreiphasigen Multilevel-Umrichter zum Antreiben einer elektrischen Maschine (8) ausbilden, und wobei die zweiten Modulteile (3) derart verschaltet sind, dass diese gemeinsam einen Gleichspannungswandler ausbilden.
  8. Stromrichteranordnung (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Halbleitermodul (1) an den Zwischenabgriffen (23,33) über Spulen (11,12) und Kondensatoren mit einem virtuellen Massepotential verbunden ist.
  9. Stromrichteranordnung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den Zwischenabgriffen (23,33) des mindestens einen Halbleitermoduls (1) verbundenen Spulen (11,12) über einen gemeinsamen magnetischen Kern gekoppelt sind.
  10. Fahrzeug mit mindestens einer Stromrichteranordnung (10) nach einem beliebigen der Ansprüche 4 bis 9.
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