电气系统、机动车辆以及电子电源模块与接口板的总成的制作方法

本发明涉及电气设备、尤其是用于电动车辆或混合动力车辆的电气设备的领域，且更准确地说涉及为了防止电气系统(例如与电气驱动系统中的马达连接的逆变器)的任何过热问题而使用的流体冷却回路、尤其是利用液体水的流体冷却回路。具体来说，本发明涉及一种由设置在电气系统壳体的两个单独组装的部分中的至少两个回路部分构成的冷却装置，电气系统、机动车辆以及电子电源模块与接口板的总成。

背景技术：

正如所已知，在电力驱动系统中，需要为某些电气系统、尤其是对电动机供电的逆变器及所述电动机本身提供冷却器件。为此，根据现有技术，在电力驱动系统中集成有流体冷却回路、尤其是利用液体水的流体冷却回路。

正如所已知，特别在汽车领域中，冷却解决方案尤其是逆变器的冷却解决方案在空间需求及可触及性方面存在诸多限制。举例来说，逆变器壳体可在车辆座椅之下设置在呈盘形状的机架中。所述机架是铸件，在所述铸件中一般从下到上设置有电容单元及电子电源模块(整体是从下方通过盖来封闭)。在现有技术中，机架包括由形成流体冷却回路的通道形成的网络。在电子电源模块与电容单元之间，提供从集成在机架中的冷却回路发出的冷却流体的循环来冷却电子电源模块的待冷却元件。

盖一般通过固定器件(例如，螺钉)保持就位，且此外还提供对电容单元进行支承的功能，以使待冷却元件通过集成在机架中的冷却回路来尽可能地接触被冷却区域。

因此这种铸件类型的机架包括大量设置的通道以提供对逆变器的电子电源模块的冷却，从而致使这种机架的实作变得复杂且昂贵。

另外，电容单元嵌入树脂中以使电容单元能够抵抗某些环境应力(湿度等)。

在这些已知技术的使用中存在的固有缺陷具体包括空间需求以及当逆变器安装在车辆座椅之下时尤其是电容单元的可触及性，所述空间需求尤其是与需要使用对集成在机架中的设备进行加压的盖来确保对待冷却元件的冷却有关。可触及性缺陷是因为设置在由机架形成的铸件中的冷却回路形成障碍而无法通过电子电源模块的侧面触及到电容单元。当逆变器安装在车辆的座椅之下时，如果通过被盖封闭的朝下的电容单元的侧面进行触及，则需要完全移除所述逆变器。

另外，将冷却回路集成在由机架形成的铸件中一般需要复杂的回路，从而需要利用昂贵的铸造技术，例如利用芯体的重力铸造方法(gravitycastingmethod)。

技术实现要素：

本发明提出一种能够至少部分地克服上述缺陷的电气系统(例如逆变器)。

为此，根据本发明的电气系统包括与基本冷却回路部分分离的机架。事实上，根据本发明的电气系统包括上面安装有电气设备的接口板，所述接口板提供所述电气设备(例如电子电源模块)的冷却元件与从机架发出的冷却流体的连接。

更准确地说，本发明包括电气系统，所述电气系统包括：机架，具有至少一个流体入口及至少一个流体出口；至少一个电气设备，安装在所述机架中，所述至少一个电气设备具有待冷却元件，所述电气系统进一步包括与所述机架分离的至少一个接口板，所述至少一个接口板包括至少一个流体冷却回路部分，所述至少一个流体冷却回路部分与所述机架的所述流体入口进行流体连接以形成冷却回路的一部分，所述冷却回路被配置成提供冷却流体的传送，所述流体冷却回路部分包括至少一个流体入口及至少一个流体出口，所述接口板提供所述电气设备的所述待冷却元件与从所述流体冷却回路发出的所述冷却流体的接触。

借助于本发明，作为铸件的这种电气系统(例如逆变器)的机架具有简化的设计，因为所述机架不再需要集成冷却回路的主要部件。因此，构成机架的铸件可根据比较简单的生产技术来制造，价格较低，且与工业级别的高生产率更为相配。与机架分离的接口板也可通过简单的生产技术来生产。在实践中，对于机架且对于接口板来说，尤其是提供高压注入生产技术而在注入期间不利用芯体。

组装也得以简化；这是因为由于接口板作为与机架分离的部件，因此构成电气系统的所有元件均可仅从一侧啮合在机架中。这也使得可省却底部封闭盖。

有利地，所述至少一个电气设备安装在所述接口板上。

有利地，所述接口板组装在所述机架中。

根据一个实施例，根据本发明的电气系统包括至少一个密封件，所述至少一个密封件被压缩在所述接口板与所述机架之间，以提供对所述接口板的所述流体冷却回路部分与所述机架的所述流体入口之间的所述流体连接的密封。

根据一个实施例，所述机架包括中间冷却回路部分，在所述流体冷却回路中的所述流体的流动方向上，所述中间冷却回路部分包括第一入口、第一出口、第二入口及第二出口，使所述接口板的所述流体冷却回路部分与所述中间流体冷却回路部分进行流体连接是在所述流体的所述流动方向上通过所述中间冷却回路部分的所述第一出口、所述接口板的所述入口、所述接口板的所述出口及所述中间冷却回路部分的所述第二入口来实现的。

根据一个实施例，所述接口板的所述冷却回路部分包括设置在所述接口板中的通道。

根据一个实施例，所述机架包括多个独立的或进行流体连接的中间冷却回路部分。

根据一个实施例，所述接口板包括多个独立的或进行流体连接的冷却回路部分。

有利地，形成所述接口板的材料不同于形成所述机架的材料。

在这种情况下，可获得机架及接口板的不同的物理性质，尤其是热性质。

根据一个实施例，所述电气系统是由逆变器组成，在所述逆变器中，所述至少一个电气设备是所述逆变器的电子电源模块。

根据一个实施例，所述逆变器包括连接到所述电子电源模块的控制模块，且所述待冷却元件由从所述电子电源模块引出的引脚组成。

有利地，所述电气系统进一步包括电容单元，所述接口板设置在所述电容单元与所述至少一个电气设备之间。

本发明还涉及一种电子电源模块与接口板的总成，所述电子电源模块包括待冷却元件，所述接口板包括流体冷却回路部分，所述流体冷却回路部分具有流体入口及流体出口，所述接口板旨在与冷却流体进行流体连接，所述接口板被配置成提供所述电子电源模块的所述待冷却元件与所述冷却流体的接触。

本发明还涉及一种包括如上简要阐述的电气系统的机动车辆。

附图说明

通过阅读以下仅以实例方式给出的说明并以非限定性实例方式参考附图，将更好地理解本发明，其中对相似的物体赋予相同的参考符号且在附图中：

图1示出根据本发明的电气系统的实例的纵截面的视图；

图2示出根据本发明的电气系统的实例中的接口板的视图；且

图3示出逆变器的局部分解视图，所述逆变器具体包括机架、电容单元、接口板、及电子电源模块。

应注意，各图详细公开本发明是为了实作本发明，当然在适当的情况下，所述图能够有助于更好地界定本发明。

[符号的说明]

1：逆变器

9：电绝缘板

10：机架

11：电容单元

12：电气设备/电子电源模块/电子电源单元

13：密封件

20：接口板

120：待冷却元件/引脚

具体实施方式

在以下给出的说明中，本发明将在逆变器、尤其是旨在安装在机动车辆中的逆变器的背景下进行阐述。然而这并不对本特定申请构成限制，而是本发明可被实作在需要对电气设备的其一些项进行冷却的任何电气系统中。

图1示出根据本发明的电气系统的示例性实施例。图1所示电气系统在这种情形中由逆变器1组成，逆变器1包括机架10，在机架10中从下到上安装有电容单元11及电子电源模块12，电子电源模块12优选地连接到控制模块。

根据本发明，在电容单元11(优选地嵌入树脂中)与电子电源模块12之间设置有与机架10分离的接口板20。具体来说，接口板20可由与形成机架10的材料不同的材料形成。根据一个实施例，接口板20可由与用于生产机架10的材料不同的材料来生产，以例如在成本方面获益，或者在机架10与接口板20之间获得不同的物理性质、尤其是获得不同的热等级(thermallevel)。

至少一个电气设备12安装在机架10中、接口板20上。这种电气设备12包括待冷却元件。在图1中的实施例中，电气设备是逆变器1的电子电源模块12。电子电源模块12连接到逆变器1的控制模块。

接口板20例如通过多个螺钉被固定到机架10。

接口板20提供对电子电源模块12的待冷却元件的冷却。为此，接口板20接收从集成在机架10中的流体入口发出的冷却流体并使所述待冷却元件与所述冷却流体进行接触。

因此，冷却回路、尤其是具体来说通过使待冷却元件与冷却流体接触来对所述待冷却元件进行冷却的基本部分不集成在作为机架10的铸件中，这会简化其设计及制造，从而降低所引起的成本。此外，如先前所述，可利用比较简单且更适合进行大量生产的机架10的生产技术。

更准确地说，根据本发明，将冷却流体一直传送到接口板20的流体入口。

如图1至图3所示，所述接口板20包括冷却回路部分，所述冷却回路部分可使电子电源模块12的待冷却元件与冷却流体接触。

图3示出图2中的电气系统的分解视图，所述电气系统包括机架10、电容单元11、接口板20、密封件13、及电子电源模块12。在图3中的实施例中，电气系统进一步包括电绝缘板9，电绝缘板9用于使通常由铜制成的电连接件与电容单元11绝缘并有助于电容单元11的铜部件与接口板20的铜部件之间的散热。

在所述图3中，如在图1中一样，从所述电子电源模块12突出的引脚120构成待冷却元件。因此所述引脚120浸没于在集成在接口板20中的冷却回路部分中循环的冷却流体中。

在其中电子电源模块12不包括突出引脚的情况下，冷却直接在电子电源模块12的基部的平的部分上进行。

被压缩在所述接口板20与所述机架10之间的密封件13对接口板20的冷却回路部分与机架的流体入口之间的流体连接进行密封。

优选地，机架10不包括形成冷却回路部分的任何通道网络，而是仅包括形成至少一个流体入口及至少一个流体出口的开口，通过所述开口将冷却流体一直传送到接口板20的流体入口，或者通过所述开口分别将冷却流体分别从接口板20的流体出口排出。

作为另外一种选择，机架10可包括简单的中间冷却回路部分以免使其设计及制造变得复杂，从而将冷却流体一直引导到接口板20的流体入口和/或对来自接口板20的流体出口的流体进行引导以从机架10排出流体。

接口板20可包括多个流体冷却回路部分，例如以提供对电子电源模块12的各个区域的冷却。根据一个实施例，所述各种冷却回路部分使得能够对安装在接口板20上的设备的各个项进行冷却。

在电气系统中，可另外提供多个接口板。

应注意，根据本发明的电气系统的架构，对电气设备12的待冷却元件进行冷却的功能是由与机架10不同的部件(在这种情况下由接口板20)来提供，此种架构使得可与电容单元11独立地对由电气设备12(尤其是电子电源模块12)及所述接口板20构成的总成实施泄露测试。

在工业级别上，在逆变器(尤其是用于汽车的逆变器)的制造的背景下，这使得可利用平行的生产线：其中一条生产线提供电容单元11的组装，另一条生产线提供安装在接口板20上的电子电源单元12的组装。

如上所述，因此可与电容单元11分开地对由电子电源模块12及接口板20构成的总成进行测试，尤其是从密封的角度进行测试。如果检测到密封问题，则由电子电源模块12及接口板20构成的总成将被废弃。在现有技术中，如在前言中所述的电气系统的确切设计无法单独地实施这种测试。因此，在现有技术中，从密封的角度看，是对电气系统进行全局测试，且如果检测到密封问题，则必须将整个电气系统(包括电容单元在内)废弃。

本发明尤其是从这一角度看会提供显著的效益。