【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于功率模塊的結構單元，所述功率模塊包括至少一個功率模塊，所述結構單元具有帶有入口和出口的冷卻通道，其中冷卻通道由下半殼和上半殼形成，并且功率電子裝置具有冷卻肋，所述冷卻肋通過切口伸入到冷卻通道中。本專利技術還涉及一種用于功率模塊的結構單元的裝配方法。
技術介紹
1、汽車環境中的逆變器作為核心元件在殼體中包含所謂的電源組(power?stack)，即功率電子構件。在操作逆變器的半導體開關時產生切換損耗，所述切換損耗造成半導體開關以及功率模塊變熱。每個半導體開關或每個功率模塊具有最大運行溫度。在超過所述最大運行溫度時可能的是，半導體開關或功率模塊損壞。因此，需要將半導體開關或功率模塊或其他電子/電氣構件、如電阻冷卻。為此，例如使用無源冷卻體，所述無源冷卻體由鋁制造并且具有冷卻肋。
2、所述殼體包括冷卻通道以及功率半導體，所述功率半導體需要用于將直流電流轉換成交流電流。冷卻通道在多種情況下實施為相對于功率半導體封閉。功率半導體借助于適合的方法例如通過經由能導熱的材料的接合、通過焊接或燒結而施加到冷卻通道的表面上，以便建立熱連接和機械連接。在此產生缺點，即在功率模塊和冷卻劑和功率半導體之間引入另外的熱轉移和傳導路徑。由此，從熱源到冷卻劑中的熱轉移變差從而通常出現與直接冷卻的情況相比更高的溫度。
3、除了所述實施方案之外也存在功率電子裝置解決方案，其中功率半導體已經預制地構成為具有如肋片的冷卻結構。所述冷卻結構伸入到冷卻劑流中，以便從功率半導體中提取熱能。在殼體中在功率半導體和冷卻通道之間的接合
4、所述附加的構件必須在整個采購、操作和組裝過程中考慮。通過所需的密封件，冷卻劑流動在功率半導體模塊中的多個部位處受到干擾，由此一方面產生不必要的壓力損失，并且另一方面得出所謂的死水區。在密封部位的“陰影”中的這些區中幾乎不發生冷卻劑交換，使得局部地出現溫度升高。
5、當前的解決方案的另一缺點是冷卻通道的通常復雜的幾何構型。構件和組裝復雜性是高的，這直接對成本產生影響。
6、在這種構造中也需要設置附加的元件以緊固電源模塊。這不僅包括功率模塊在一側接觸的結構，而且也包括緊固元件，如例如螺栓，所述緊固元件將所述結構預緊和固定。
7、總體上高的復雜性——尤其通過包含緊固元件的多個密封件而引起——帶來對所需的防護的高的要求。
8、從尚未公開的de?10?2022?201?557.6中已知一種用于功率模塊的結構單元，其具有至少一個功率模塊和帶有入口和出口的冷卻通道，其中冷卻通道由下半殼和上半殼形成并且功率電子裝置具有冷卻肋，所述冷卻肋通過切口伸入到冷卻通道中，其中冷卻通道在功率模塊和上半殼之間材料配合地封閉。然而，半殼作為分開的構件存在，這使得裝配有些容易出錯。
9、因此，本專利技術的目的是，構造一種用于功率模塊的結構單元，其借助少量構件即可簡單完成并且有效地冷卻功率模塊，以及能良好地安裝。
技術實現思路
1、所述目的借助用于功率模塊的結構單元來實現，所述功率模塊包括至少一個功率模塊，所述結構單元具有帶有入口和出口的冷卻通道，其中冷卻通道由下半殼和上半殼形成，并且其中功率電子裝置具有冷卻肋，所述冷卻肋通過相應的切口伸到冷卻通道中，其中冷卻通道在功率模塊和上半殼之間材料配合地封閉，并且下半殼和上半殼以借助至少一個接片彼此連接的方式通過深沖制造。
2、用于功率模塊的結構單元具有優點，因為材料配合的連接承擔密封功能從而取消密封件。
3、所述構造允許取消用于功率模塊的緊固結構和緊固元件，因為構件通過材料配合的連接也機械地保持在位置和部位處并且不必附加地緊固。
4、材料配合的連接的特征在于，要連接的構件通過原子的或分子的連接彼此連接。其中也基于以下實際情況，即所述連接類型僅可通過破壞連接機構來脫開。在所述組之內，可以將接合方法如下進一步區分：連接通過特有的還是異質的添加劑實現。釬焊、熔焊和粘接是所述組的眾所周知的接合方法。
5、通過減小冷卻通道中的冷卻劑流中的障礙產生更少“不必要的”壓力損失。
6、通過金屬的、深沖的半殼的薄壁性，在與功率模塊的接合部位處僅存在對流動的最小影響。冷卻劑不必克服狹窄部位。由此更多壓力損失可用，所述壓力損失在功率模塊的冷卻結構處產生并且改進排熱。
7、冷卻通道可以由各個金屬板-深沖件/沖壓件制造，所述金屬板-深沖件/沖壓件減少了構件的數量。在組件的構造中，僅還必須處理深沖構件。
8、優點是，至少一個接片至少在外環周處在上半殼的框架的區域中延伸。接片用于將兩個半殼朝向彼此引導，使得在組裝時進行精確的重疊。
9、在一個實施方式中，兩個接片與上半殼的長度相比覆蓋小于長度的寬度。
10、在另一實施方式中，兩個接片與上半殼的長度相比覆蓋大于長度的寬度。
11、另一實施方案使用上半殼的長度的接片。
12、優點是，上半殼和下半殼借助形狀配合的或材料配合的連接沿著兩個半殼的外緣彼此連接。
13、在此，材料配合的連接是釬焊、熔焊、粘接。
14、在功率模塊和上半殼之間的材料配合的連接經由在功率模塊的基板處的環繞的接觸部位構成。
15、所述目的同樣借助對于用于功率模塊的結構單元的裝配方法來實現，所述裝配方法具有以下步驟：
16、-制造冷卻通道的下半殼和上半殼以及進行連接的至少一個接片；
17、-通過將半殼朝向彼此彎折來制造冷卻通道；
18、-將功率模塊連同已經安置在其處的冷卻肋插入到冷卻通道的上半殼的切口中；
19、-將上半殼和下半殼沿著其外緣也沿著至少一個接片密封地連接；
20、-將上半殼與功率模塊沿著切口的框架密封地連接。
21、最后兩個步驟也可以根據連接是如何建立的在順序上調換。
22、替代地，應用以下裝配方法：
23、-制造冷卻通道的下半殼和上半殼連同進行連接的至少一個接片；
24、-通過將半殼朝向彼此彎折來制造冷卻通道；
25、-將冷卻肋插入到冷卻通道的上半殼的切口中；
26、-將焊盤放置到冷卻肋上；
27、-將上半殼與功率模塊沿著切口的框架密封地連接并且同時將冷卻肋與功率模塊連接；
28、-將上半殼和下半殼沿著其外緣在最后的步驟之前或之后密封地連接。
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1.一種用于功率模塊(2)的結構單元(1)，所述功率模塊(2)包括至少一個功率模塊(2)，所述結構單元具有帶有入口和出口(6)的冷卻通道(3)，其中所述冷卻通道(3)由下半殼(4)和上半殼(5)形成，并且其中所述功率電子裝置(2)具有冷卻肋(7)，所述冷卻肋通過相應的切口(5a)伸到所述冷卻通道(3)中，
2.根據權利要求1所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
3.根據權利要求1或2所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
4.根據權利要求1或2所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
5.根據權利要求1或2所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
6.根據上述權利要求中任一項所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
7.根據上述權利要求中任一項所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
8.根據上述權利要求中任一項所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
9.根據上述權利要求中任一項所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
10.一種對于用于功率模塊的結構單元(1)的裝配方法，所述裝配方法在以下步驟中
11.一種對于用于功率模塊的結構單元(1)的裝配方法，所述裝配方法在以下步驟中進行：
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種用于功率模塊(2)的結構單元(1)，所述功率模塊(2)包括至少一個功率模塊(2)，所述結構單元具有帶有入口和出口(6)的冷卻通道(3)，其中所述冷卻通道(3)由下半殼(4)和上半殼(5)形成，并且其中所述功率電子裝置(2)具有冷卻肋(7)，所述冷卻肋通過相應的切口(5a)伸到所述冷卻通道(3)中，
2.根據權利要求1所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
3.根據權利要求1或2所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
4.根據權利要求1或2所述的用于功率模塊的結構單元(1)，
5.根據權利要求1...
【專利技術屬性】
技術研發人員：本杰明·佩斯爾，
申請(專利權)人：麥格納動力系有限兩合公司，
類型：發明
國別省市：
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