DE112008001443T5 - Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator sowie Leistungswandlervorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator sowie Leistungswandlervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE112008001443T5
DE112008001443T5 DE112008001443T DE112008001443T DE112008001443T5 DE 112008001443 T5 DE112008001443 T5 DE 112008001443T5 DE 112008001443 T DE112008001443 T DE 112008001443T DE 112008001443 T DE112008001443 T DE 112008001443T DE 112008001443 T5 DE112008001443 T5 DE 112008001443T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resin
plate
metallic conductors
bus bar
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE112008001443T
Other languages
English (en)
Inventor
Fumitaka Toyota-shi Yoshinaga
Naoyoshi Toyota-shi Takamatsu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE112008001443T5 publication Critical patent/DE112008001443T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/02—Mountings
    • H01G2/04—Mountings specially adapted for mounting on a chassis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/224—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/228—Terminals
    • H01G4/232—Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/43—Electric condenser making
    • Y10T29/435—Solid dielectric type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49204—Contact or terminal manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator, aufweisend ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz (36) mit einem Harzmaterial als Basismaterial und ein Paar von metallischen Leitern (31, 32) mit einem Zwischenbereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei in dem Zwischenbereich eine Verbindung mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) vorliegt, aufweisend die Schritte von:
Bilden des plattenartigen Harzes (36) durch Gießen des Harzmaterials in Form einer Platte und Versehen der gegenüberliegenden Oberflächen hiervon mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen; und
Ausbilden des Paars von metallischen Leitern (31, 32), die in Verbindung mit den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) sind, durch Durchführen eines Plattierungsprozesses an den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36), die mit den feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator und eine Leistungswandlervorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Elektrische Hybridfahrzeuge etc. sind zusätzlich zu einem herkömmlichen Motor mit einem elektrischen Antriebssystem ausgestattet. Dieses elektrische Antriebssystem enthält eine Batterie, welche eine DC-Energieversorgung ist, eine Invertervorrichtung, welche eine Leistungswandlervorrichtung ist, und einen AC-Motor, der der Motor ist. In einem Fahrzeug mit diesem elektrischen Antriebssystem wird von der Batterie gelieferte DC-Leistung von der Invertervorrichtung in AC-Leistung umgewandelt und diese AC-Leistung wird zum Betrieb des AC-Motors verwendet, um somit die Antriebsleistung für das Fahrzeug zu erhalten.
  • 14 ist ein Schaltungsdiagramm eines üblichen elektrischen Antriebssystems zum Einbau in ein Fahrzeug. Wie oben beschrieben, enthält das elektrische Antriebssystem eine Batterie 1, eine Invertervorrichtung, welche DC-Leistung von der Batterie in AC-Leistung umwandelt, und einen AC-Motor 8, der von der AC-Leistung angetrieben wird, welche von der Wandlervorrichtung ausgegeben wird.
  • Die Wandlervorrichtung enthält ein Schaltmodul 2 mit Schaltelementen 6, eine Schaltsteuerschaltung (nicht gezeigt), welche die Schaltelemente 6 steuert, einen Glättungskondensator 3, der die den Schaltelementen 6 zugeführte DC-Leistung glättet, und Busschienen 4, 5, welche elektrisch das Schaltmodul 2 und den Glättungskondensator 3 miteinander verbinden.
  • Als Schaltelement 6 wird ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), ein Leistungs-MOSFET (Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor) oder dergleichen verwendet. Zusätzlich veranlasst die Schaltsteuerschaltung einen EIN/AUS-Vorgang der Schaltelemente 6 mittels PWM (Pulsbreitenmodulation) in Antwort auf ein Signal von einer nicht gezeigten ECU (Electrical Control Unit), um die Wandlervorrich tung abhängig von einem Fahrzustand des Fahrzeugs unter optimalen Bedingungen zu betreiben.
  • Beispiele für das Schaltmodul 2 umfassen ein Schaltmodul, das mit der obigen Schaltsteuerschaltung außerhalb eines Gehäuses hiervon versehen ist, und ein Schaltmodul, welches IPMs (Integrated Power Modules) bezeichnet wird, wo die Schaltsteuerschaltung in das Gehäuse eingebaut ist. In den letzten Jahren sind IPMs im Zuge einer zunehmenden Anforderung nach einfachem Zusammenbau und kleineren Wandlervorrichtungen vorherrschend geworden.
  • Gemäß 14 sind P- und N-Anschlüsse, welche eine positive Elektrode und eine negative Elektrode des Schaltmoduls 2 sind, elektrisch mit einer positiven Elektrode bzw. negativen Elektrode einer Batterie 1 verbunden. Weiterhin ist zwischen das Schaltmodul 2 und die Batterie 1 der Glättungskondensator 3 zur Glättung der DC-Leistung von der Batterie 1 parallel geschaltet.
  • Für Verbindungsleitungen, welche den P-Anschluss und den N-Anschluss des Schaltmoduls 2 mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode des Glättungskondensators 3 verbinden, werden die Busschienen 4, 5, welche plattenartige Körper aus einem leitfähigen Material sind, verwendet. Andererseits sind U-, V- und W-Anschlüsse, welche Anschlüsse an einer Ausgangsseite des Schaltmoduls 2 sind, elektrisch mit entsprechenden Eingangsanschlüssen des dreiphasigen AC-Motors 8 verbunden.
  • Für den Glättungskondensator 3 ist es notwendig, dass er eine sehr hohe Kapazität hat. Als Glättungskondensator 3 zur Verwendung in elektrischen Hybridfahrzeugen wird in der Praxis ein Kondensator mit einer Kapazität von einigen Hundert μF bis einigen Tausend μF verwendet. Der Glättungskondensator 3 ist folglich ein sehr großer Kondensator und wird somit für gewöhnlich außerhalb des Gehäuses des Schaltmoduls 2 angeordnet.
  • Bei der obigen Wandlervorrichtung erfolgt ein Schalten der Schaltelemente 6 mit hoher Geschwindigkeit, beispielsweise bei 10 kHz. Aufgrund hiervon ist die Leitungsinduktivität von internen Leitungen des Schaltmoduls 2 und der Busschienen 4, 5 nicht vernachlässigbar.
  • Streuinduktivitäten aufgrund dieser Verbindungsleitungen bewirken das Anlegen einer hohen Stoßspannung an die Schaltelemente 6 während des Schaltens. Obgleich sich keine Probleme ergeben, wenn das Schaltelement 6 eine Spannungsfestigkeit hat, welche mit Blick auf die Energieversorgungsspannung ausreichend hoch ist, kann diese Stoßspannung das Schaltelement 6 durchbrechen, wenn nicht ausreichend Reserve vorhanden ist.
  • Um die Leitungsinduktivität zu verringern, ist es daher notwendig, den Glättungskondensator 3 und das Schaltmodul 2 nahe beieinander anzuordnen, so dass die Verbindungsleitungen verkürzt und somit die Leitungsinduktivität verringert werden kann. Weiterhin kann die Leitungsinduktivität auch verringert werden, indem die Zuleitung und Ableitung der Verbindungsleitungen nahe beieinander angeordnet werden. Dies deshalb, als durch Anordnen der Zuleitung und der Ableitung nahe beieinander, wechselseitige Induktivitäten die Leitungsinduktivität verringern.
  • Diese Maßnahme allein kann jedoch nicht vollständig die Erzeugung einer Stoßspannung unterdrücken. Es gibt somit eine Wandlervorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine separat vorgesehene Schaltung zum Schutz der Schaltelemente 6 hat, eine sogenannte Beschaltung, so dass eine Stoßspannung absorbiert wird, die im Inneren der Schaltung erzeugt wird, und so verhindert wird, dass die Stoßspannung an die Schaltelemente 6 angelegt wird.
  • Die japanische Patentoffenlegung Nr. 2003-319665 beschreibt eine Wandlervorrichtung, bei der eine Beschaltung aus Busschienen gebildet ist.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Invertervorrichtung gemäß der japanischen Patentoffenlegung Nr. 2003-319665 zeigt. Wie dargestellt, sind der Glättungskondensator 3 und das Schaltmodul 2 miteinander über ein Paar von Busschienen 15, 16 verbunden. Das Schaltmodul 2 ist in dem Gehäuse angeordnet.
  • Obgleich nicht dargestellt, ist das Paar von Busschienen 15, 16 weiterhin mit der Batterie 1 verbunden. Weiterhin ist der Glättungskondensator 3 aufgrund seiner sehr hohen Kapazität dreiteilig ausgeführt und die Kondensatoren sind parallel mit dem Schaltmodul 2 verbunden.
  • Das Paar von Busschienen 15, 16 hat in einem Bereich, wo das Schaltmodul 2 mit dem Glättungskondensator 3 verbunden ist, einen Bereich, wo deren Hauptflächen so angeordnet sind, dass sie nahe beieinander liegen und aufeinander zuweisen. Dieser Bereich dient zur Verringerung der Leitungsinduktivität gemäß obiger Erläuterung.
  • In diesem Bereich ist ein starkes Dielektrikum 9 zwischen dem Paar von Busschienen 15 und 16 angeordnet.
  • Das starke Dielektrikum 9 liegt zwischen dem Paar von Busschienen 15 und 16, um einen Kondensator zu bilden. Dieser Kondensator bildet die Beschaltung.
  • Durch Bereitstellen der Beschaltung wird die Stoßspannung, welche während des Schaltvorgangs an die Schaltelemente 6 angelegt wird, absorbiert, so dass ein Durchbrechen der Schaltelemente 6 unterbunden wird.
  • Weiterhin beschreibt die japanische Patentoffenlegung Nr. 2004-312925 eine elektrische Ausstattung, bei der ein Glättungskondensator und eine Inverterschaltung im Inneren eines einzelnen Gehäuses angeordnet sind.
  • Die japanische Patentoffenlegung Nr. 2005-20953 beschreibt eine harzvergossene Busschiene.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die japanische Patentoffenlegung Nr. 2003-319665 beschreibt einen Aufbau, bei dem das starke Dielektrikum 9 zwischen dem Paar von Busschienen 15 und 16 angeordnet ist, beschreibt jedoch keine bestimmten Vorgehensschritte bei der Herstellung des Aufbaus.
  • Weiterhin liegt der Kondensator mit dem starken Dielektrikum 9 und den Busschienen 15, 16 außerhalb des Gehäuses des Schaltmoduls 2, was zu einem erhöhten Abstand zwischen den Schaltelementen 6, welche das Schaltmodul 2 bilden, und dem Kondensator führt. Es ergibt sich das Problem, dass der Kondensator notwendigerweise eine ausreichend hohe Kapazität haben muss, um einen ausreichenden Verringerungseffekt auf die Stoßspannung zu haben.
  • Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die obigen Probleme zu beseitigen, und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Busschiene mit integriertem Kondensator bereitzustellen, mit welchem ein Kondensator mit einem starken Dielektrikum, das zwischen einem Paar von Busschienen eingeschlossen ist, problemlos hergestellt werden kann, sowie eine Leistungswandlervorrichtung zu schaffen, in welcher die Busschiene mit integriertem Kondensator effektiver angeordnet ist.
  • Gemäß einem Aspekt des Verfahrens zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator mit einem hoch dielektrischen plattenartigen Harz mit einem Harzmaterial als Basismaterial und einem Paar von metallischen Leitern mit einem Bereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen und der Bereich mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes in Verbindung ist, die Schritte auf von: Ausbilden des plattenartigen Harzes durch Gießen des Harzmaterials in Plattenform und Versehen der gegenüberliegenden Oberflächen hiervon mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen, sowie Ausbilden des Paars von metallischen Leitern zur Verbindung mit den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes durch Durchführen eines Plattierungsprozesses an den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes, welche mit den feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator mit einem hoch dielektrischen plattenartigen Harz mit einem Harzmaterial als Basismaterial und einem Paar von metallischen Leitern mit einem Bereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen und der Bereich mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes in Verbindung ist, die Schritte auf von: Anordnen des Paars von metallischen Leitern mit aufeinander zuweisenden Oberflächen, die mit einem dazwischen liegenden Spalt aufeinander zuweisen, Einspritzen eines Harzmaterial in einem flüssigen Zustand in den Spalt zwischen den metallischen Leitern, die aufeinander zuweisend angeordnet sind, und Ausbilden des plattenartigen Harzes durch Aushärtenlassen des eingespritzten Harzmaterials.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt des Verfahrens zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator mit einem hoch dielektrischen plattenartigen Harz mit einem Harzmaterial als Basismaterial und einem Paar von metallischen Leitern mit einem Bereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen und der Bereich mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes in Verbindung ist, die Schritte auf von: Ausbilden des plattenartigen Harzes durch Gießen des Harzmaterials in Plattenform, Anordnen der metallischen Leiter zur Verbindung mit den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes und Erhitzen der metallischen Leiter, um die gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes aufzu schmelzen, so dass die Oberflächen des plattenartigen Harzes an die metallischen Leiter geschweißt werden.
  • Bei der Leistungswandlervorrichtung basierend auf der vorliegenden Erfindung weist eine Leistungswandlervorrichtung eine Leistungswandlerschaltung mit einem Schaltelement zum Wandeln von DC-Leistung in AC-Leistung, eine Busschiene mit integriertem Kondensator mit einem hoch dielektrischen plattenartigen Harz mit einem Harzmaterial als Basismaterial und einem Paar von metallischen Leitern mit einem Bereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei der Bereich mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes in Verbindung ist und das plattenartige Harz und das Paar von metallischen Leitern einen Kondensator bilden, und ein Gehäuse auf, welches die Leistungswandlerschaltung und die Busschiene mit integriertem Kondensator aufnimmt. Die Leistungswandlerschaltung wird über die metallischen Leiter mit Leistung versorgt.
  • Bei dem Verfahren zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator der vorliegenden Erfindung kann ein Kondensator mit einem starken Dielektrikum, das zwischen ein Paar von Busschienen eingeschlossen ist, problemlos hergestellt werden. Weiterhin kann gemäß der Leistungswandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Leistungswandlervorrichtung geschaffen werden, welche eine effizienter angeordnete Busschiene mit integriertem Kondensator hat.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines elektrischen Antriebssystems in einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus einer Invertervorrichtung bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht des inneren Aufbaus eines Schaltmoduls bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 10 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 ist die Darstellung eines Prozessschritts bei einem Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 ist ein Schaltungsdiagramm eines bekannten elektrischen Antriebssystems zum Einbau in ein Fahrzeug.
  • 15 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Aufbaus einer herkömmlichen Invertervorrichtung.
  • Beste Arten zur Durchführung der Erfindung
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator und einer Leistungswandlervorrichtung gemäß der jeweiligen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In jeder Ausführungsform sind identische oder einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine redundante Beschreibung erfolgt nicht.
  • 1 ist ein Schaltkreisdiagramm eines elektrischen Antriebssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Das elektrische Antriebssystem gemäß 1 enthält eine Batterie 1, eine Invertervorrichtung, welche DC-Leistung von der Batterie 1 in AC-Leistung umwandelt, und einen AC-Motor 8, der von der AC-Leistung angetrieben wird, welche von der Invertervorrichtung ausgegeben wird.
  • Die Invertervorrichtung enthält ein Schaltmodul 2, das Schaltelemente 6, eine Schaltsteuerschaltung (nicht gezeigt), welche die Schaltelemente 6 steuert, einen Glättungskondensator 3, der die Schaltelementen 6 zugeführte DC-Leistung glättet, und Busschienen 4, 5 aufweist, welche elektrisch das Schaltmodul 2 und den Glättungskondensator 3 miteinander verbinden.
  • Im Inneren eines Gehäuses des Schaltmoduls 2 befindet sich eine Busschiene 31, welche zwischen einem P-Anschluss des Schaltmoduls 2 und der Mehrzahl von Schaltelementen 6 verläuft, und eine Busschiene 32, welche zwischen einem N-Anschluss des Schaltmoduls 2 und der Mehrzahl von Schaltelementen 6 verläuft. Zwischen der Busschiene 31 und der Busschiene 32 ist ein starkes Dielektrikum angeordnet, um einen Kondensator 41 zu bilden, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
  • Für das Schaltelement 6 wird ein IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) oder dergleichen verwendet. Weiterhin veranlasst die Schaltsteuerschaltung einen EIN/AUS-Betrieb der Schaltelemente 6 mittels PWM (Pulsbreitenmodulation) in Antwort auf ein Signal von einer nicht gezeigten ECU (Electrical Control Unit), um die Invertervorrichtung abhängig vom Fahrzustand des Fahrzeugs unter optimalen Bedingungen zu betreiben.
  • Um einen Strompfad während eines Regenerativbetriebs zu bilden, ist parallel zum Schaltelement 6 ein Diodenelement 7 geschaltet.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau der Invertervorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Gemäß 2 ist der P-Anschluss, der eine positive Elektrode des Schaltmoduls 2 ist, und ist der N-Anschluss, der eine negative Elektrode ist, elektrisch mit einer positiven Elektrode bzw. negativen Elektrode der Batterie 1 verbunden.
  • Weiterhin sind zwischen dem Schaltmodul 2 und der Batterie 1 Glättungskondensatoren 3 zum Glätten der DC-Leistung von der Batterie 1 parallel geschaltet.
  • Für Verbindungsleitungen, welche den P-Anschluss und den N-Anschluss des Schaltmoduls 2 mit einer positiven Elektrode bzw. negativen Elektrode des Glättungskondensators 3 verbinden, werden Busschienen 4, 5 verwendet, welche plattenartige Körper aus einem leitfähigen Material sind. Weiterhin sind U-, V- und W-Anschlüsse, welche Anschlüsse an einer Ausgangsseite des Schaltmoduls 2 sind, elektrisch mit jeweiligen Eingangsanschlüssen des dreiphasigen AC-Motors 8 verbunden.
  • Für gewöhnlich muss ein elektrisches Antriebssystem, das in ein Fahrzeug eingebaut ist, eine sehr hohe Antriebskraft erzeugen und enthält somit Bauteile, welche für eine hohe Leistung mit einer hohen Grenzspannung und einem hohen Grenzstrom ausgelegt sind. Aus diesem Grund muss auch der Glättungskondensator 3 eine sehr hohe Kapazität haben.
  • Für einen Glättungskondensator 3 zur Verwendung in Hybridfahrzeugen wird in der Praxis ein Kondensator mit einer Kapazität von einigen Hundert μF bis einigen Tausend μF verwendet. Der Glättungskondensator 3 ist folglich ein sehr großer Kondensator und ist damit bei der vorliegenden Ausführungsform außerhalb des Gehäuses des Schaltmoduls 2 eingebaut.
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, welche den inneren Aufbau des Schaltmoduls zeigt. Die 1 und 2 zeigen das Schaltmodul zum Betrieb eines einzelnen Motors 8. 3 zeigt ein Schaltmodul 2 zum Betrieb zweier Motoren MG1 und MG2.
  • Jedes Schaltelement ist mit einem nicht gezeigten Ausgangsanschluss versehen. Zwischen dem U-Anschluss, dem V-Anschluss und dem W-Anschluss, die an einer äußeren Oberfläche des Schaltmoduls 2 (siehe 2) angeordnet sind, und den Aus gangsanschlüssen der entsprechenden jeweiligen Schaltelemente sind nicht gezeigte Busschienen angeordnet, welche diese Anschlüsse miteinander verbinden.
  • Gemäß 3 enthält ein Schaltmodul 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl der Schaltelemente 6, die nicht gezeigten Diodenelemente, Busschienen 31, 32, welche den Kondensator 41 bilden (siehe 1) etc.
  • Die Busschienen 31, 32 liegen zwischen drei Schaltelementen 6 an einem N-seitigen Arm und drei Schaltelementen 6 an einem P-seitigen Arm.
  • Die Busschienen 31, 32 haben einen Zwischenbereich, in welchem sie aufeinander zuweisend sind. Zwischen den Busschienen 31 und 32 ist ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz 36 aus einem Harzmaterial als Basismaterial angeordnet, um in dem Zwischenbereich eine Verbindung herzustellen. Jedes Schaltelement 6 wird mit Leistung von den Busschienen 31, 32 versorgt.
  • Das Paar von Busschienen 31, 32 hat in einem Bereich, wo die Mehrzahl von Schaltelementen 6 mit dem P-Anschluss bzw. N-Anschluss verbunden ist, den Zwischenbereich, wo ihre Hauptflächen so angeordnet sind, dass sie aufeinander zuweisen und nahe beieinander stehen. Das hoch dielektrische plattenartige Harz wird vorgesehen, mit diesem Zwischenbereich eine Verbindung einzugehen, um den Kondensator 41 zu bilden.
  • Die Busschienen 31, 32 sind mit den Schaltelementen 6 über eine Drahtbondierung, Leitungen etc. verbunden. In diesem Fall sind die Schaltelemente 6 am P-seitigen Arm, die in 3 auf der linken Seite liegen, mit der oberen Busschiene 31 verbunden und die Schaltelemente 6 am N-seitigen Arm, die auf der rechten Seite liegen, sind mit der unteren Busschiene 32 verbunden.
  • In dem Aufbau gemäß 3 kann, um die Verbindung über eine Drahtbondierung zwischen der unteren Busschiene 32 und den Schaltelementen 6 am N-seitigen Arm zu erleichtern, eine Seite der Busschiene 32 am N-seitigen Arm von einer Seitenfläche vorstehen.
  • Als Material für das hoch oder stark dielektrische plattenartige Harz 36 kann ein hoch nichtleitendes Harzmaterial verwendet werden, welches im Wesentlichen aufgebaut ist aus Polyphenylensulfidharz (PPS), Polybutylenterephthalatharz (PBT), Epoxy harz oder dergleichen, gemischt mit Keramikpulver oder dergleichen, um die Dielektrizitätskonstante zu erhöhen.
  • Weiterhin können in dem Zwischenbereich die Busschienen 31, 32 mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen sein, um den dortigen Oberflächenbereich zu vergrößern, so dass die Kapazität des Kondensators 41 erhöht wird.
  • In dem Aufbau gemäß 3 umgreifen Endabschnitte des plattenartigen Harzes 36 die Endflächen der Busschienen 31, 32. Das heißt, die Endflächen der Busschienen 31, 32 sind mit den vorstehenden Endabschnitten des plattenartigen Harzes 36 bedeckt. Dies stellt eine Kriechstrecke zwischen den Busschienen 31 und 32 sicher. Folglich ist eine Isolation zwischen der Busschiene 31 und der Busschiene 32 sichergestellt, auch wenn ein Spalt zwischen ihnen klein gemacht wird.
  • Der Kondensator 41 bildet eine sogenannte Beschaltung. Folglich kann eine Stoßspannung, welche während eines Schaltvorgangs an die Schaltelemente 6 angelegt wird, absorbiert werden. Ein Durchbruch der Schaltelemente 6 kann damit verhindert werden.
  • Weiterhin ist der Kondensator 41 im Inneren des Gehäuses des Schaltmoduls 2 angeordnet, das die Mehrzahl von Schaltelementen 6 aufnimmt, was zu einem verringerten Abstand zwischen den Schaltelementen 6 und dem Kondensator 41 führt. Im Ergebnis kann der Kondensator 41 die Stoßspannung effektiver aufnehmen. Das heißt, der Absorptionseffekt einer hohen Stoßspannung kann auch mit einer geringeren Kapazität des Kondensators 41 erreicht werden.
  • Nachfolgend werden Herstellungsverfahren für den Kondensator 41 beschrieben, der praktisch einstückig mit den Busschienen 31, 32 ausgebildet ist.
  • (Verfahren 1 zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator)
  • Bezug nehmend auf die 4 bis 8 wird ein Verfahren zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird ein plattenartiges Material 101 vorbereitet, welches im Wesentlichen aufgebaut ist aus einem Polyphenylensulfidharz (PPS), einem Polybutylentereph thalatharz (PBT), einem Epoxyharz oder dergleichen, welchem Keramikpulver oder dergleichen zugemischt ist, um die Dielektrizitätskonstante zu verbessern.
  • Bezug nehmend auf 4 werden Oberflächen des plattenartigen Materials 101 durch chemisches Ätzen aufgeraut, um Vorsprünge und Vertiefungen zu bilden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn eine Vertiefung 101a einen Innendurchmesser hat, der größer als ein Oberflächen-(Mündungs-)durchmesser ist, wie in 4 gezeigt.
  • Insbesondere wird die Oberfläche des plattenartigen Materials 101 chemisch unter Verwendung von Chromsäure oder dergleichen geätzt, um die Oberfläche des plattenartigen Materials 101 aufzurauen, so dass die Vorsprünge und Vertiefungen gebildet werden. Der Prozess mit Chromsäure hinterlässt Chrombestandteile, die sich an der Oberfläche des plattenartigen Materials 101 anheften. Diese Chrombestandteile werden unter Verwendung von Salzsäure oder dergleichen entfernt.
  • Bezug nehmend auf 5 wird ein Katalysatormetall 102 an dem chemisch geätzten plattenartigen Material 101 adsorbiert. Dieser Katalysator wird der Keim für elektroloses Plattieren. Als Katalysatormaterial kann beispielsweise ein Pd-Sn-Komplex verwendet werden.
  • Bezug nehmend auf 6 wird ein Zinnsalz gelöst, um metallisches Palladium 103 durch eine Oxidations/Reduktions-Reaktion zu erzeugen.
  • Bezug nehmend auf 7 wird ein Metallfilm auf der Oberfläche des plattenartigen Materials 101 durch chemisches Plattieren gebildet. Insbesondere wird das plattenartige Material 101 mit dem metallischen Palladium 103 hieran in eine Plattierungsflüssigkeit getaucht. Ein reduzierendes Mittel in der Plattierungsflüssigkeit wird an einer katalytisch aktiven Palladiumoberfläche oxidiert. Hierbei frei werdende Elektronen reduzieren Nickelionen, um einen Plattierungsüberzug 103 aus einem Nickelüberzug auf der Oberfläche des plattenartigen Materials 101 zu bilden (siehe 8).
  • Bezug nehmend auf 9 wird das plattenartige Material 101 mit dem hieran ausgebildeten Plattierungsüberzug 104 elektroplattiert, um auf dem Plattierungsüberzug einen weiteren Elektroplattierungsüberzug 105 zu bilden. Insbesondere wird, da die Bereitstellung des Plattierungsüberzugs 104 eine elektrische Leitfähigkeit erlaubt, das plattenartige Material 101 in eine Plattierungsflüssigkeit getaucht, um einen Stromfluss zu ermöglichen, wobei der Plattierungsüberzug 104 eine negative Elektrode ist.
  • Metallionen in der Plattierungsflüssigkeit werden auf der Oberfläche des Plattierungsüberzugs abgeschieden, um den Elektroplattierungsüberzug 105 zu bilden. Dieser Schritt wird für eine bestimmte Zeitdauer durchgeführt, um Busschienen 31, 32 aus dem Plattierungsüberzug 104 und dem Elektroplattierungsüberzug 105 zu bilden.
  • Bei dem Herstellungsverfahren für Busschienen gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Busschienen 31, 32 gebildet, indem durch Plattieren die Metallfilme auf den Oberflächen des plattenartigen Materials 101 gebildet werden, so dass eine innige Verbindung zwischen dem plattenartigen Material 101 und den Busschienen 31, 32 erfolgt. Dies kann die Eigenschaften des Kondensators verbessern, der die Busschienen 31, 32 und das plattenartige Material 101 enthält.
  • Weiterhin erhöhen die Vorsprünge und Vertiefungen an den Oberflächen des plattenartigen Materials 101 die Oberfläche der aufeinander zuweisenden Flächen der Busschienen 31, 32, was zu einer erhöhten Kapazität des Kondensators führt.
  • Indem die Vertiefung 101a des plattenartigen Materials 101 so gebildet wird, dass in ihrer Form der Innendurchmesser größer als ihr Öffnungsdurchmesser ist, wie zeichnerisch dargestellt, tritt ein Teil des Plattierungsüberzugs 104 in die Vertiefung ein. Dies macht die Verankerung zwischen dem Plattierungsüberzug 104 und dem plattenartigen Material 101 noch sicherer.
  • (Verfahren 2 zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator)
  • Nachfolgend wird unter Bezug auf die 9 bis 11 ein Verfahren zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird gemäß 9 das Paar von Busschienen 31, 32 so angeordnet, dass diese mit einem bestimmten Abstand dazwischen aufeinander zuweisen. Hierbei ist eine Form 111 um den Außenumfang herum angeordnet, um das Austreten von einzuspritzendem Harz zu verhindern. Ein Spalt G ist zwischen den Außenumfängen der Busschienen 31, 32 und dem Innenumfang der Form 111 gebildet.
  • Bezug nehmend auf 10 wird ein flüssiges Harz zwischen die Busschienen 31 und 32 mittels einer Düse 112 eingespritzt. Hierbei wird sichergestellt, dass das Harz bis in den Spalt G wandert, so dass das Harz in einer Form vergossen wird, welche die Außenumfänge der Busschienen 31, 32 bedeckt.
  • Als einzuspritzendes Harz kann ein fließfähiges Harz verwendet werden, welches im Wesentlichen aufgebaut ist aus Polyphenylensulfidharz (PPS), Polybutylenterephthalatharz (PBT), Epoxyharz oder dergleichen, vermischt mit Keramikpulver oder dergleichen, um die Dielektrizitätskonstante zu verbessern.
  • Das eingespritzte Harz wird ausgehärtet, so dass das plattenartige Harz 36 gebildet wird, welches die Busschienen 31, 32 verbindet.
  • Gemäß 11 können die Busschienen 31, 32 vorab mit Vertiefungen C versehen werden. Solche Vertiefungen C können wie folgt hergestellt werden: Eine Maske wird auf den Oberflächen der Busschienen 31, 32 mit Ausnahme der Abschnitte angeordnet, wo die Vertiefungen C auszubilden sind. Die Busschienen 31, 32 mit der hierauf ausgebildeten Maske werden dann durch Ätzen bearbeitet, um die Vertiefungen C zu bilden.
  • Die Bereitstellung der Vertiefungen C in dem Zwischenbereich der Busschienen 31, 32 kann die Oberfläche in dem Zwischenbereich erhöhen. Dies führt zu einer vergrößerten Kapazität des Kondensators und macht die Verankerung zwischen den Busschienen 31, 32 und dem plattenartigen Harz sicherer.
  • (Verfahren 3 zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator)
  • Nachfolgend wird unter Bezug auf die 12 und 13 ein Verfahren zur Herstellung der Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
  • Zunächst wird vorab ein plattenartiges Harz 36 mit einer Formgebung gemäß 12 bereitet. Um hierbei die Abschnitte zu bilden, die sich an die Außenumfänge der Busschienen 31, 32 anlegen, werden Endabschnitte des plattenartigen Harzes 36 als in Richtung der Oberflächenseite vorstehend ausgebildet.
  • Als Material zur Ausbildung des plattenartigen Harzes 36 wird ein thermoplastisches Harz, beispielsweise ein Polybutylenterephthalatharz (PBT) oder dergleichen, vermischt mit Keramikpulver oder dergleichen, zur Verbesserung der Dielektrizitätskonstante verwendet.
  • Bezug nehmend auf 12 werden die Busschienen 31, 32 an die Oberflächen des plattenartigen Harzes 36 angelegt. Das heißt, das plattenartige Harz 36 wird zwischen den Busschienen 31 und 32 eingeschlossen.
  • Nachfolgend werden gemäß 13 Heizelemente an die Außenflächen der Busschienen 31, 32 angelegt und die Busschienen 31, 32 werden gegen das plattenartige Harz 36 gedrückt, während sie durch die Heizelemente geeignet erhitzt werden. Die Oberflächen des plattenartigen Harzes 36 schmelzen daher auf und werden mit den Busschienen 31, 32 spaltfrei verbunden. Die Busschienen 31, 32 werden gekühlt, so dass eine Busschiene mit integriertem Kondensator gebildet wird, in welcher die Busschienen 31, 32 und das plattenartige Material 36 eng miteinander verbunden sind.
  • Wie bei den obigen Herstellungsverfahren können Vertiefungen in dem Zwischenbereich der Busschienen 31, 32 ausgebildet werden, um die Oberfläche im Zwischenbereich zu erhöhen. Dies führt zu einer vergrößerten Kapazität des Kondensators und macht die Verankerung zwischen den Busschienen 31, 32 und dem plattenartigen Harz sicherer.
  • Die obigen Ausführungsformen sind als illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und kann jegliche Modifikationen innerhalb des Rahmens und Umfangs der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente enthalten.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Mit dem Verfahren zum Herstellen einer Busschiene mit integriertem Kondensator gemäß der vorliegenden Erfindung kann problemlos ein Kondensator hergestellt werden, bei dem ein starkes Dielektrikum zwischen einem Paar von Busschienen eingeschlossen ist. Weiterhin kann mit der Leistungswandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Leistungswandlervorrichtung geschaffen werden, bei der eine effizienter angeordnete Busschiene mit integriertem Kondensator vorgesehen ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Leistungswandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Leistungswandlerschaltung mit einem Schaltelement (6) zum Wandeln von DC-Leistung in AC-Leistung, eine Busschiene mit integriertem Kondensator und ein Gehäuse, welches die Leistungswandlerschaltung und die Busschiene mit integriertem Kondensator aufnimmt. Die Busschiene mit integriertem Kondensator enthält ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz (36) mit einem Harzmaterial als Basismaterial und ein Paar von metallischen Leitern (31, 32), die einen Zwischenbereich haben, wo die metallischen Leiter einander gegenüberliegend sind, wobei der Zwischenbereich mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) in Verbindung ist. Das plattenartige Harz (36) und das Paar von metallischen Leitern (31, 32) der Busschiene mit integriertem Kondensator bilden einen Kondensator. Die Leistungswandlerschaltung wird über die metallischen Leiter (31, 32) mit Leistung versorgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2003-319665 [0014, 0015, 0023]
    • - JP 2004-312925 [0021]
    • - JP 2005-20953 [0022]

Claims (8)

  1. Ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator, aufweisend ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz (36) mit einem Harzmaterial als Basismaterial und ein Paar von metallischen Leitern (31, 32) mit einem Zwischenbereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei in dem Zwischenbereich eine Verbindung mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) vorliegt, aufweisend die Schritte von: Bilden des plattenartigen Harzes (36) durch Gießen des Harzmaterials in Form einer Platte und Versehen der gegenüberliegenden Oberflächen hiervon mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen; und Ausbilden des Paars von metallischen Leitern (31, 32), die in Verbindung mit den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) sind, durch Durchführen eines Plattierungsprozesses an den gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36), die mit den feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen sind.
  2. Das Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ausbildens der metallischen Leiter (31, 32) die Schritte des chemischen Plattierens der Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) mit den feinen Vorsprüngen und Vertiefungen und weiterhin des Elektroplattierens des chemisch plattierten plattenartigen Harzes (36) aufweist.
  3. Ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator, aufweisend ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz (36) mit einem Harzmaterial als Basismaterial und ein Paar von metallischen Leitern (31, 32) mit einem Zwischenbereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei in dem Zwischenbereich eine Verbindung mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes vorliegt, aufweisend die Schritte von: Anordnen des Paars von metallischen Leitern (31, 32), deren Oberflächen aufeinander zuweisen, derart, dass zwischen ihnen ein Spalt gebildet ist; Einspritzen eines Harzmaterials in einem fließfähigen Zustand in den Spalt zwischen den metallischen Leitern (31, 32), die aufeinander zuweisen; und Bilden des plattenartigen Harzes (36) durch Aushärtenlassen des eingespritzten Harzmaterials.
  4. Das Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator nach Anspruch 3, wobei der Zwischenbereich des Paars von metallischen Leitern (31, 32) vorab mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen wird.
  5. Ein Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator, aufweisend ein hoch dielektrisches plattenartiges Harz (36) mit einem Harzmaterial als Basismaterial und ein Paar von metallischen Leitern (31, 32) mit einem Zwischenbereich, wo die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei in dem Zwischenbereich eine Verbindung mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) vorliegt, aufweisend die Schritte von: Ausbilden des plattenartigen Harzes (36) durch Gießen des Harzmaterials in Plattenform; Anordnen der metallischen Leiter (31, 32) zur Verbindung mit gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36); und Erhitzen der metallischen Leiter (31, 32), um die gegenüberliegenden Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) anzuschmelzen, so dass die Oberflächen des plattenartigen Harzes (36) mit den metallischen Leitern (31, 32) verschweißt werden.
  6. Das Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator nach Anspruch 5, wobei der Zwischenbereich des Paars von metallischen Leitern (31, 32) vorab mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen wird.
  7. Eine Leistungswandlervorrichtung, aufweisend: eine Leistungswandlerschaltung mit einem Schaltelement (6) zum Wandeln von DC-Leistung in AC-Leistung; eine Busschiene mit integriertem Kondensator mit einen hoch dielektrischen plattenartigen Harz (36) mit einem Harzmaterials als Basismaterial und einem Paar von metallischen Leitern (31, 32) mit einem Zwischenbereich, in welchem die metallischen Leiter aufeinander zuweisen, wobei der Zwischenbereich an gegenüberliegenden Oberfläche des plattenartigen Harzes (36) angeordnet ist, wobei das plattenartige Harz (36) und das Paar von metallischen Leitern (31, 32) einen Kondensator (41) bilden; und ein Gehäuse (2), welches die Leistungswandlerschaltung und die Busschiene mit integriertem Kondensator aufnimmt, wobei die Leistungswandlerschaltung über die metallischen Leiter (31, 32) mit Leistung versorgt wird.
  8. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenbereich der metallischen Leiter (31, 32) mit feinen Vorsprüngen und Vertiefungen versehen ist.
DE112008001443T 2007-05-25 2008-05-20 Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator sowie Leistungswandlervorrichtung Ceased DE112008001443T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-139009 2007-05-25
JP2007139009A JP4905254B2 (ja) 2007-05-25 2007-05-25 コンデンサ一体バスバーの製造方法
PCT/JP2008/059617 WO2008146770A1 (ja) 2007-05-25 2008-05-20 コンデンサ一体バスバーの製造方法および電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112008001443T5 true DE112008001443T5 (de) 2010-04-29

Family

ID=40075014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112008001443T Ceased DE112008001443T5 (de) 2007-05-25 2008-05-20 Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator sowie Leistungswandlervorrichtung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8112853B2 (de)
JP (1) JP4905254B2 (de)
CN (1) CN101682270A (de)
DE (1) DE112008001443T5 (de)
WO (1) WO2008146770A1 (de)

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4905254B2 (ja) * 2007-05-25 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 コンデンサ一体バスバーの製造方法
JP5262752B2 (ja) * 2009-01-26 2013-08-14 株式会社デンソー 電力変換装置
JP5391797B2 (ja) * 2009-04-13 2014-01-15 パナソニック株式会社 ケースモールド型コンデンサ
WO2011065005A1 (ja) * 2009-11-25 2011-06-03 ダイキン工業株式会社 バスバー組立体、及び電力変換装置
JP5455727B2 (ja) * 2010-03-17 2014-03-26 株式会社ケーヒン コンデンサモジュール
US8237535B2 (en) 2010-04-16 2012-08-07 World Properties, Inc. Integral planar transformer and busbar
JP5549491B2 (ja) * 2010-09-06 2014-07-16 日立金属株式会社 バスバーモジュールの製造方法、及びバスバーモジュール
JP5469584B2 (ja) 2010-10-28 2014-04-16 株式会社日立製作所 バスバ間内蔵コンデンサ、電力機器及び電力変換装置
JP5568645B2 (ja) * 2010-12-01 2014-08-06 株式会社安川電機 電力変換装置
JP6019474B2 (ja) * 2011-02-04 2016-11-02 矢崎総業株式会社 導電路集合体
JP2012235625A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Hitachi Cable Ltd バスバーモジュール及びその製造方法
JP5506740B2 (ja) * 2011-05-31 2014-05-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
US8686288B2 (en) * 2011-05-31 2014-04-01 Tesla Motors, Inc. Power electronics interconnection for electric motor drives
JP5760864B2 (ja) * 2011-08-30 2015-08-12 日産自動車株式会社 電力変換装置
JP5344013B2 (ja) * 2011-09-06 2013-11-20 株式会社デンソー 電力変換装置
DE202011051561U1 (de) 2011-10-06 2012-09-17 Abb Technology Ag Vorrichtung zur Unterbrechung und/oder Begrenzung eines Gleichstroms
US9553443B2 (en) 2011-12-29 2017-01-24 General Electric Company Inverter and power system with fuse protection
JP2013223384A (ja) * 2012-04-18 2013-10-28 Ihi Corp 電力変換装置及び車両
JP6097557B2 (ja) * 2012-12-26 2017-03-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JPWO2014155486A1 (ja) * 2013-03-25 2017-02-16 株式会社安川電機 電力変換装置
US9445532B2 (en) * 2013-05-09 2016-09-13 Ford Global Technologies, Llc Integrated electrical and thermal solution for inverter DC-link capacitor packaging
JP5945976B2 (ja) * 2013-12-06 2016-07-05 トヨタ自動車株式会社 バスバモジュール
JP5945975B2 (ja) * 2013-12-06 2016-07-05 トヨタ自動車株式会社 バスバモジュール
JP6044559B2 (ja) * 2014-02-05 2016-12-14 株式会社デンソー 電力変換装置
CN204011078U (zh) * 2014-04-22 2014-12-10 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其电容器
JP6681548B2 (ja) * 2014-08-21 2020-04-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フィルムコンデンサ
US10658940B2 (en) * 2014-12-26 2020-05-19 Nissan Motor Co., Ltd. Power converter
JP6488940B2 (ja) * 2015-08-07 2019-03-27 富士電機株式会社 半導体装置
US11218080B2 (en) 2015-08-31 2022-01-04 Faraday & Future Inc. Inverter AC bus bar assembly
JP6684062B2 (ja) * 2015-08-31 2020-04-22 株式会社指月電機製作所 スナバモジュール
US9241428B1 (en) * 2015-08-31 2016-01-19 Faraday & Future Inc. Inverter assembly
JP6482438B2 (ja) * 2015-09-09 2019-03-13 高周波熱錬株式会社 誘導加熱用電源装置
US9584061B1 (en) * 2015-09-17 2017-02-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Electric drive systems including smoothing capacitor cooling devices and systems
JP6121080B1 (ja) * 2015-09-24 2017-04-26 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP6575869B2 (ja) * 2015-12-15 2019-09-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 フィルムコンデンサ
CN106445045A (zh) * 2016-08-31 2017-02-22 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种供电铜排及服务器
US10103534B2 (en) 2016-10-27 2018-10-16 General Electric Company Low inductance busbar systems and methods
CN110336515B (zh) * 2018-03-30 2021-12-28 瀚德万安(上海)电控制动***有限公司 电机控制模块、致动器和电子机械制动装置
JP6969502B2 (ja) * 2018-05-28 2021-11-24 トヨタ自動車株式会社 電力変換器
US11332087B2 (en) 2018-06-04 2022-05-17 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Phase module assembly of a multi-phase inverter
FR3087578A1 (fr) 2018-10-23 2020-04-24 Safran Boitier pour module electronique de puissance et procede de fabrication d'un tel boitier
FR3092453A1 (fr) * 2019-01-31 2020-08-07 Valeo Equipements Electriques Moteur Module électronique de puissance, convertisseur de tension et système électrique
US20200328027A1 (en) * 2019-04-12 2020-10-15 Karma Automotive Llc Integrated dc busbar and dc-link capacitor
JP6682027B1 (ja) * 2019-04-22 2020-04-15 三菱電機株式会社 バスバーモジュール
JP7303087B2 (ja) * 2019-10-15 2023-07-04 ファナック株式会社 平滑コンデンサ部及びスナバコンデンサを有するモータ駆動装置
DE102021127369A1 (de) * 2021-10-21 2023-04-27 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Stromschieneneinrichtung und Zwischenkreiskondensatorvorrichtung mit Snubber-Wirkung und Kraftfahrzeug
CN116137207A (zh) * 2021-11-17 2023-05-19 东电化电子元器件(珠海保税区)有限公司 用于电容器的汇流条以及电容器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003319665A (ja) 2002-04-19 2003-11-07 Toyota Motor Corp 電力変換装置
JP2004312925A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp 電気回路と回路素子とを有する電気機器
JP2005020953A (ja) 2003-06-27 2005-01-20 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 導電路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236038A (en) * 1979-07-19 1980-11-25 Rogers Corporation High capacitance multilayer bus bar and method of manufacture thereof
US4429344A (en) * 1982-05-14 1984-01-31 Sangamo Weston, Inc. Conductive foils for solid dielectric capacitor
IT1194301B (it) * 1983-07-06 1988-09-14 Mecondor Spa Metodo per la fabbricazioni ad alta capacita' con connessioni elettriche ottenute per la saldatura,e relative barre prodotte secondo tale metodo
JPS6378717A (ja) * 1986-09-22 1988-04-08 Fuji Xerox Co Ltd 金属板と合成樹脂の複合部材製造方法
US5269977A (en) * 1990-01-12 1993-12-14 Nissen Kagakukogyo K.K. Method of manufacturing a foam transparent organic glass plate
JPH04274311A (ja) * 1991-03-01 1992-09-30 Nec Corp 電気二重層コンデンサ
US5357399A (en) * 1992-09-25 1994-10-18 Avx Corporation Mass production method for the manufacture of surface mount solid state capacitor and resulting capacitor
JPH1098887A (ja) * 1996-09-20 1998-04-14 Hitachi Ltd 電力変換装置
US6215649B1 (en) * 1998-11-05 2001-04-10 International Business Machines Corporation Printed circuit board capacitor structure and method
CN1496571A (zh) * 2001-09-20 2004-05-12 松下电器产业株式会社 电容器、层叠型电容器及电容器内置基板
JP2005192296A (ja) 2003-12-25 2005-07-14 Hitachi Ltd インバータ装置
JP4346504B2 (ja) * 2004-06-03 2009-10-21 株式会社東芝 パワー半導体モジュールを備えた電力変換装置
US7778038B2 (en) * 2004-12-21 2010-08-17 E.I. Du Pont De Nemours And Company Power core devices and methods of making thereof
JP2007209141A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Denso Corp バスバーモジュール
JP4626556B2 (ja) * 2006-03-31 2011-02-09 Ｔｄｋ株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP4905254B2 (ja) * 2007-05-25 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 コンデンサ一体バスバーの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003319665A (ja) 2002-04-19 2003-11-07 Toyota Motor Corp 電力変換装置
JP2004312925A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Toyota Motor Corp 電気回路と回路素子とを有する電気機器
JP2005020953A (ja) 2003-06-27 2005-01-20 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 導電路

Also Published As

Publication number Publication date
US8112853B2 (en) 2012-02-14
US20100132193A1 (en) 2010-06-03
JP2008295227A (ja) 2008-12-04
WO2008146770A1 (ja) 2008-12-04
JP4905254B2 (ja) 2012-03-28
CN101682270A (zh) 2010-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112008001443T5 (de) Verfahren zur Herstellung einer Busschiene mit integriertem Kondensator sowie Leistungswandlervorrichtung
DE102019132685B4 (de) Elektrische Schaltungsanordnung umfassend eine Erregerschaltung und eine Inverterschaltung und Kraftfahrzeug
DE102011003307B4 (de) Inverter oder Konverter mit einem Halbleiterleistungsmodul
DE112011105802B4 (de) Leistungsmodul, elektrischer Leistungswandler und Elektrofahrzeug
DE102009033321A1 (de) Leistungshalbleitervorrichtung
DE112018005978T5 (de) Halbleitervorrichtung
EP2784809B1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE112017007673B4 (de) Halbleitereinrichtung, Leistungsumwandlungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung
DE102012100137A1 (de) Halbleitermodul
DE102011017585A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102019210172A1 (de) Halbleitervorrichtung, Leistungswandler, Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Leistungswandlers
DE102010039649A1 (de) Ultraschallschweißvorrichtung und Ultraschallschweißverfahren
DE102012206758B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Substrats und ein Leistungshalbleitermodul mit einem Substrat für mindestens ein Leitungshalbleiterbauelement
DE112017007415T5 (de) Halbleiterbauelement, Verfahren zur Herstellung desselben und Leistungswandlervorrichtung
DE102019208826B4 (de) Leistungsmodul und Leistungsumwandlungsvorrichtung
DE102018221124A1 (de) Leistungschip-Integrationsmodul, Herstellungsverfahren dafür und doppelseitige Kühlleistungsmodul-Baugruppe
DE112012002724T5 (de) Leiterrahmen und Leistungsmodul
WO2020239335A1 (de) Deckelbaugruppe für ein zellgehäuse einer prismatischen batteriezelle mit anschlusskontakten für eine heizeinrichtung, batteriezelle sowie hochvoltbatterie
DE102011076273A1 (de) Leiterplatte für elektrische Bauelemente und Leiterplattensystem
DE102019212727B4 (de) Halbleitervorrichtung und elektrische Leistungsumwandlungseinrichtung
WO2009127179A1 (de) Verfahren zur herstellung und aufbau eines leistungsmoduls
DE112018004816T5 (de) Leistungsmodul, verfahren zur herstellung desselben und leistungswandler
DE102020127036A1 (de) Verbindungsanordnung und Verfahren zur Herstellung einer Verbindungsanordnung
DE102009054542A1 (de) Elektronische Endstufe für eine elektrische Last und elektrische Antriebseinheit
DE112021004935T5 (de) Halbleiterbauteil

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02M0007480000

Ipc: H02M0001000000

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02M0007480000

Ipc: H02M0001000000

Effective date: 20120215

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02M0007480000

Ipc: H02M0001000000

R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20121009