[发明专利]具有借助于塑料保持器附接的至少一个半导体模块的功率电子单元

说明书

本发明涉及一种用于机动车辆驱动装置的电动马达的功率电子单元(1)，该功率电子单元具有板状冷却元件(2)、至少一个半导体模块(3a、3b、3c)以及模块保持器(4)，该模块保持器由塑料构成并且将至少一个半导体模块(3a、3b、3c)相对于冷却元件(2)固定，其中，模块保持器(4)经由互锁的卡扣连接件(5)固定至冷却元件(2)。

技术领域

本发明涉及用于机动车辆驱动装置的电动马达、即优选地设置在机动车辆动力传动系中的电动马达的功率电子单元。

背景技术

在电动汽车领域中，功率半导体通常是直接液冷的，由此除了通过冷却介质的最理想的可能流动之外，还应当保证功率半导体模块的不可渗透性。一方面，半导体通常连接至两个直流DC接触件，并且另一方面，半导体通常连接至电动马达的交流AC输出。功率半导体经由所谓的辅助接触件连接至驱动器板(栅极驱动器板)，该驱动器板(栅极驱动器板)根据机动车辆的扭矩和速度规格来控制半导体。同时，必须确保电气部件的抗振性。相应地，必须考虑足够的刚性和目标阻尼频率、比如在汽车领域中通过来自混合动力车中的内燃发动机和道路上的激励发生的那些频率的可能性。如果使用非形状配合紧固元件将功率半导体固定至冷却元件，则静态密封件受到相对较高的轴向压缩。作为对此的替代方案，原则上可以使用端子块，其中没有用于在功率半导体上旋拧的孔并且功率半导体通过端子块压靠冷却板。于是，端子块进而被直接拧紧。

仍然要求实现与功率电子器件的现有体积/安装空间相关的高的特定性能。功率电子器件应当尽可能紧凑地建造。同时，必须遵守某些绝缘规范比如气隙和爬电距离。另一要求是在高压HV和低压LV区域中容易地组装电接触件并使连接件易于构建。同时，必须保证功率电子器件的抗振性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种紧凑且牢固安装的功率电子单元，该功率电子单元配备有至少一个半导体模块并且能够实现更简单的组装。

根据本发明，该目的通过权利要求1的目的来实现。因此，用于机动车辆驱动装置的电动马达的功率电子单元配备有板状冷却元件、至少一个半导体模块以及模块保持器，该模块保持器由塑料构成并且将至少一个半导体模块相对于冷却元件固定，其中，模块保持器经由互锁的卡扣连接件固定至冷却元件。

模块保持器与冷却元件之间的这种互锁的卡扣连接件允许在组装期间容易地安装半导体模块。至少避免了先前使用的螺钉的相对复杂的操作。还可以——在将模块保持器附接至冷却元件之前——将卡扣连接件的各个元件插入模块保持器中并且在一个步骤中将各个元件和模块保持器一起紧固至冷却元件。因此，组装工作显著减少，其中，确保了足够的紧固力并且保证了抗振性。

进一步的有利实施方式由从属权利要求要求保护并且在下面更详细地说明。

因此，还有利的是，卡扣连接件通过与模块保持器一体地形成从而形成卡扣钩状件轮廓的(第一)互锁元件并且/或者通过与模块保持器分开形成的(第二)互锁元件来实现。

在这种情况下，有用的是，卡扣连接件的与模块保持器一体地成型的第一互锁元件通过冷却元件中的接纳孔闩锁/卡扣就位。一体式结构进一步减少了组装工作。

有利的是，卡扣连接件的与模块保持器分开形成的第二互锁元件以互锁的方式被接纳在模块保持器和冷却元件上。优选的套筒形的闩锁元件相应地通过模块保持器和冷却元件中的接纳孔闩锁。这导致可以特别成本有效地制造卡扣连接件。

另外，有利的是，至少一个互锁元件、优选地第二互锁元件通过固定元件固定成防止卡扣连接件的松动。因此，实现了功率电子单元的最稳健的可能设计。

如果电路板直接附接至模块保持器，则结果是电路板相对于半导体模块尽可能直接的分配。电路板与半导体模块之间的相对运动很大程度上减少。