[发明专利]用于在电流补偿电路处排热的方法和系统

说明书

一种用于在电流补偿电路(211，221，231)处散热的方法，其中具有该电流补偿电路的充电装置对高电压电池实施充电，其中该充电装置在其输入侧由充电线缆供应交流电，并且其中通过该充电装置在其输出侧提供用于给该高电压电池充电的直流电，其中该充电装置不具有电流分离，并且在输入侧处安装在该充电装置中的至少一个电容器中由于该交流电造成相应的泄露电流，该电容器与保护导体连接，其中该相应的泄露电流通过该电流补偿电路来补偿，其中该电流补偿电路通过功率半导体电子器件实现，并且其中在此在该功率半导体电子器件中产生的热量通过该功率半导体电子器件到该充电装置的壳体内的承载板的连接排出。此外，要求保护一种实施该方法的系统。

本发明涉及用于从在电流补偿电路处使用的功率半导体散热的方法和系统。

电动车辆开始批量生产使得电子部件的使用增多，其件数一直增加并且其单价部分地下降。同时，出现新的要求，即例如大数据、连接或电子移动性。因此，在此方面，此前安装的电子部件的重新组织造成其在电动车辆中的分布和布置有所变化。

目前，在高电压部件区域内存在的是在电动车辆中的单独的壳体、单独的紧固装置、单独的冷却软管和单独的接线，这意味着高安装耗费和增大的车辆重量。此外，如今的车载充电装置出于安全原因在交流电输入功率范围与高电压电源的直流电范围之间具有电流分离。这种电流分离在传统情况下藉由变压器进行，这些变压器带来较高的重量引入，并且在大多数情况下还在充电装置的单独壳体中占据大量空间。

在文献DE 10 2012 212 291 A1中描述了一种用于直流电快速充电的设备，该设备设置成用于不同充电标准的设备。为了保证电流分离，使用DC/DC谐振转换器。

从现有技术中还已知在没有进行电流分离的情况下实施电池的充电过程的解决方案。于是，文献DE 10 2010 062 972 A1描述了一种电流不分离的充电组件，该充电组件在充电过程期间藉由接触器与待充电的电池连接。一旦充电过程停止，电池同样藉由接触器与电机分离。

与变压器或接触器相比，功率半导体是轻型的并且节省空间的电子部件。在车辆技术中，文献DE 10 2014 006 841 A1中公开了功率电子部件对电路板和承载板上的一种一般性的连接。在此，承载板也用作功率半导体的冷却体。

在此背景下，本发明的目的在于提供一种在封装、效率、重量、成本和功效方面优化的并且因此电流不分离的充电装置，该充电装置在交流电连接到该充电装置时给电动车辆的高电压电池提供直流电。在车辆技术中存在的规定中，例如在接触安全性方面，必须在此保证，由于不存在电流分离因而安全电路是必须的，其部件可能发热，该热量必须被排出。

为了实现上述目的，提出一种用于在电流补偿电路处散热的方法，其中具有该电流补偿电路的充电装置对高电压电池实施充电，其中该充电装置在其输入侧由充电线缆供应交流电，并且其中通过该充电装置在其输出侧提供用于给高电压电池充电的直流电，其中该充电装置不具有电流分离，并且在输入侧处安装在该充电装置中的至少一个电容器中通过该交流电实现相应的泄露电流，该电容器与保护导体连接，其中该相应的泄露电流通过该电流补偿电路来补偿，其中该电流补偿电路通过功率半导体电子器件实现，并且其中在此在功率半导体电子器件中产生的热量通过功率半导体电子器件到该充电装置的壳体内的承载板的连接排出。

充电装置可以是所谓的SAC充电装置。在此，SAC是正弦振幅转换器(SineAmplitude Converter)的缩写，并且在现有技术中作为电网部件的通用名称出现，这些电网部件在通向电源的电路板上使用。在此，SAC充电装置指代在电动车辆(该电动车辆可以是汽车)中安装的所谓的车载充电装置，用于在充电过程中提供充电电压。

该充电装置有利地不具有分离变压器，即可实现电流分离。因为通常使用的变压器相对更重并且在生产上是昂贵的，由此可以节省重量还有成本。此外，也可以节省用于电流分离的、通常与分离变压器相伴随的电气部件，例如功率开关器和二极管。有利的是，通过在充电装置中代替电流分离的电气部件，避免了直流电压从高电压电池中反向馈送到充电线缆中并且因此反向馈送到所连接的网络中。