具有散热功能的DC链路电容器的制作方法

本发明涉及具有散热功能的dc链路电容器。特别地，本发明涉及具有散热功能的dc链路电容器，该dc链路电容器包括下部汇流条、上部汇流条、冷却结构以及多个在结构上相同的电容器元件，这些电容器元件布置在下部汇流条与上部汇流条之间以用于进行电接触，其中，电容器元件分别在纵向方向上以一定距离且在横向方向上以一定距离布置，并且与冷却结构导热接触。

背景技术：

1、dc链路电容器需要大量的安装空间，并且在驱动逆变器(牵引逆变器)中的所有部件中具有最低的最高温度。

2、从现有技术中已知根据操作电压而具有不同膜厚度的卷绕薄膜电容器(例如，由聚丙烯薄膜制成)。在驱动逆变器中，薄膜电容器以定制方式适于所连接的半导体模块和相应的安装空间。薄膜绕组经由汇流条与半导体模块接触，并且经由螺钉连接或焊接连接与dc输入端接触。薄膜绕组和汇流条被封装在塑料壳体中，以用于防止湿气和振动。

3、de 10 2019 213 153 a1公开了一种用于功率转换器的dc链路电容器。该dc链路电容器具有至少两个金属汇流条和至少一个潜热储存器。潜热存储器布置在汇流条上使得潜热存储器和汇流条处于热操作性连接。

4、de 10 2019 204 200 a1公开了一种电容器，特别是一种用于多相系统的dc链路电容器，该电容器具有多个在结构上相同的电容器元件。电容器元件彼此平行地连接并且一起形成dc链路电容器。在电容器元件之间形成有至少一个中间空间，该中间空间至少部分地被用于耗散来自dc链路电容器的热的至少一个导热元件填充。

5、由于牵引逆变器中的操作和高的电流，dc链路电容器中会产生废热。所产生的废热必须被耗散，以确保dc链路电容器在其相应的规格范围内安全操作。散热越好，dc链路电容器就可以被构建得越小、越轻且越便宜。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种具有散热功能的dc链路电容器，其中，dc链路电容器的尺寸被最小化并且散热被优化。

2、本发明源于独立权利要求1的特征。有利的其他改进方案和实施方式是从属权利要求的主题。本发明的其他特征、可能的应用和优点将从以下描述中变得明显。

3、具有散热功能的dc链路电容器的一个实施方式包括下部汇流条、上部汇流条、冷却结构以及多个在结构上相同的电容器元件。多个在结构上相同的电容器元件布置在下部汇流条与上部汇流条之间以用于进行电接触。在这方面，电容器元件分别布置成在纵向方向上彼此相距一定距离并且在横向方向上彼此相距一定距离，并且与冷却结构导热接触。

4、在dc链路电容器的一个实施方式中，设置有至少一个导热元件，所述至少一个导热元件限定了冷却结构并且以材料结合的方式连接至下部汇流条或上部汇流条。优选地，下部汇流条的外表面或上部汇流条的外表面连接至主动冷却装置或被动冷却装置。由于在dc链路电容器内的下部汇流条或上部汇流条上结合了冷却结构和至少一个导热元件的这种设计，因此冷却表面(通常位于下侧部上，但本发明并不限制于此)的热传导得到改善。另外，通过将至少一个导热元件以材料结合的方式连接至下部汇流条或上部汇流条，dc链路电容器的尺寸被最小化，即进一步减小了导热元件与对应的汇流条之间的距离。

5、在dc链路电容器的一个实施方式中，冷却结构的至少一个导热元件以材料结合的方式进行的连接包括焊接。

6、冷却结构可以包括多个导热元件，并且为此可以设想若干个实施方式，如下文将描述的。

7、多个导热元件可以平行于纵向方向且平行于横向方向布置，并且多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件的与电容器元件的纵向方向平行且与电容器元件的横向方向平行的外表面支承。

8、在另一实施方式中，多个导热元件平行于纵向方向布置，并且多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件的与电容器元件的纵向方向平行的外表面支承。

9、在另一实施方式中，多个导热元件平行于横向方向布置，并且多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件的与电容器元件的横向方向平行的外表面支承。

10、在又一实施方式中，多个导热元件平行于横向方向布置，并且多个导热元件在各自情况下均在电容器元件的平行于横向方向的外表面上抵靠相应的多个相邻电容器元件支承。

11、在又一实施方式中，多个导热元件平行于纵向方向布置，并且多个导热元件在各自情况下均在电容器元件的平行于纵向方向的外表面上抵靠相应的多个相邻电容器元件支承。

12、多个导热元件可以被设计为柱形件，柱形件布置成使得多个柱形件在各自情况下均抵靠电容器元件中的每个电容器元件的每个过渡表面支承，该过渡表面形成了从每个电容器元件的平行于纵向方向的外表面至每个电容器元件的平行于横向方向的外表面的过渡部。

13、在一个实施方式中，冷却结构被设计为一体式的并且包括多个蜂窝件。包括多个蜂窝件的一体式的冷却结构以材料结合的方式连接至下部汇流条或上部汇流条。

14、在另一实施方式中，冷却结构包括多个蜂窝件。蜂窝件中的每个蜂窝件在电容器元件的在纵向方向上的外表面上、在电容器元件的在横向方向上的外表面上以及在电容器元件的过渡表面上至少部分地封围电容器元件。在每个蜂窝件中定位有电容器元件，并且蜂窝件与电容器元件一起以材料结合的方式在相应的预先限定位置处连接至下部汇流条或上部汇流条。

技术特征：

1.一种具有散热功能的dc链路电容器(1)，所述dc链路电容器包括：

2.根据权利要求1所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)的所述至少一个导热元件(6)以材料结合的方式进行的连接包括焊接。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个导热元件(6)，所述多个导热元件平行于所述纵向方向(30)且平行于所述横向方向(32)布置，并且所述多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件(3)的与所述电容器元件(3)的所述纵向方向(30)平行且与所述电容器元件的所述横向方向(32)平行的外表面(7，8)支承。

4.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个导热元件(6)，所述多个导热元件平行于所述纵向方向(30)布置，并且所述多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件(3)的与所述电容器元件(3)的所述纵向方向(30)平行的外表面(7)支承。

5.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个导热元件(6)，所述多个导热元件平行于所述横向方向(32)布置，并且所述多个导热元件在各自情况下均抵靠相应的电容器元件(3)的与所述电容器元件(3)的所述横向方向(32)平行的外表面(8)支承。

6.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个导热元件(6)，所述多个导热元件平行于所述横向方向(32)布置，并且所述多个导热元件在各自情况下均在所述电容器元件(3)的平行于所述横向方向(32)的外表面(8)上抵靠相应的多个相邻电容器元件(3)支承。

7.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个导热元件(6)，所述多个导热元件平行于所述纵向方向(30)布置，并且所述多个导热元件在各自情况下均在所述电容器元件(3)的平行于所述纵向方向(30)的外表面(7)上抵靠相应的多个相邻电容器元件(3)支承。

8.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)包括多个被设计为柱形件(12)的导热元件(6)，其中，所述柱形件(12)布置成使得多个所述柱形件(12)在各自情况下均抵靠所述电容器元件(3)中的每个电容器元件的每个过渡表面(9)支承，所述过渡表面形成了从每个电容器元件(3)的平行于所述纵向方向(30)的所述外表面(7)至每个电容器元件(3)的平行于所述横向方向(32)的所述外表面(8)的过渡部。

9.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其中，所述冷却结构(5)被设计为一体式的并且包括多个蜂窝件(14)，所述蜂窝件(14)中的每个蜂窝件各自在所述电容器元件的在所述纵向方向(30)上的外表面(7)、所述电容器元件的在所述横向方向(32)上的外表面(8)以及所述电容器元件的过渡表面(9)上至少部分地封围所述电容器元件(3)，并且一体式的所述冷却结构(5)以材料结合的方式连接至所述下部汇流条(2)或所述上部汇流条(4)。

10.根据权利要求1至2中的任一项所述的dc链路电容器(1)，其特征在于，所述冷却结构(5)包括多个蜂窝件(14)，其中，在每个蜂窝件(14)中定位有电容器元件(3)，并且所述蜂窝件(14)与所述电容器元件(3)一起以材料结合的方式在相应的预先限定位置处连接至所述下部汇流条(2)或所述上部汇流条(4)。

技术总结
一种具有散热功能的DC链路电容器(1)，该DC链路电容器包括下部汇流条(2)、上部汇流条(4)、冷却结构(5)以及多个在结构上相同的电容器元件(3)，这些电容器元件布置在下部汇流条(2)与上部汇流条(4)之间以用于进行电接触。电容器元件(3)分别在纵向方向(30)上以一定距离(31)且在横向方向(32)上以一定距离(33)布置，并且与冷却结构(5)导热接触。至少一个导热元件(6)限定了冷却结构(5)并且一体地连接至下部汇流条(2)或上部汇流条(4)。下部汇流条(2)的外表面(11)或上部汇流条(4)的外表面连接至主动冷却装置或被动冷却装置(10)。

技术研发人员：丹尼尔·埃克斯坦,帕特里克·奥古斯丁,尼古拉·格拉曼
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15