按压元件、组合件以及电气装置的制作方法

本发明涉及一种按压元件、具有这种按压元件和电子装置的组合件以及包括这种组合件(例如机动车辆中的车载组合件)的电气装置。这种电气装置可以是逆变器、电压转换器或电气电池充电器。

背景技术：

通常，在电动或混合动力车辆应用中，尤其用于牵引车辆的电气装置可(在车辆正在运行时)具有高电压，例如200伏与800伏之间的高电压。这种电气装置包括例如逆变器、电压转换器或车载电气充电器。于是由这些装置的电子组件中的焦耳效应(jouleeffect)导致的发热可能变得严重，具有损坏电子组件的风险。为了防止热损坏，需要用于冷却电子组件的系统。已知使用按压元件来抵靠冷却系统按压电子组件以改善所述电子组件的冷却。这种按压元件11通过申请号为wo2014033382的专利的公开而已知(在图1中示出)。将按压元件11紧邻电子电源模块30放置以抵靠系统的表面按压所述电子电源模块以用于冷却电子装置。按压元件11包括板形部分12，所述板形部分12具有孔隙14，弹簧插片16从所述孔隙14延伸。在每一孔隙14中，插片16或彼此相对的两个插片16延伸。为了确保对电子组件30的有效按压，弹簧板通常通过弹簧插片16在电子组件30上施加100公斤的力。因此每一弹簧插片16必须在组件30上施加12.5公斤的力。且由插片16施加的这个力可能损坏组件30的表面，例如组件30的表面层。为了缓解这个情况，已知引入插入于电子组件30与弹簧板10之间的第二板。然而，这一额外板增大组合件的高度且使其组合件更加复杂。

因此，寻求使得能够简单且有效地限制对电子组件的表面的损坏的按压电子组件的系统。

技术实现要素：

为了这个目的，本发明涉及一种按压元件，所述按压元件包括板形部分和多个弹簧插片，其中每一弹簧插片具有形成板形部分的部分的第一端和相对于第一端的第二远端，所述第二远端配置成抵靠主体按压，按压元件在主体上施加力。在根据本发明的按压元件中，板形部分包括至少一个第一贯穿孔隙，所述第一贯穿孔隙的所有边缘由所述多个弹簧插片成形。

因此，不同于现有技术，贯穿孔隙的所有边缘包括弹簧插片，这使得能够相较于现有技术的按压元件而增加按压元件的弹簧插片的数量。因此主体上的按压力以改进方式在弹簧插片之间扩散，使得能够防止对电子组件的表面的损坏。

根据一个实施方案，弹簧插片由一连串凹面弧和凸面弧形成，所述凹面弧和凸面弧尤其限定在所述板形部分中。

根据一个实施方案，弹簧插片的第二端限定自由中心区，所述第二端围绕所述自由中心区有规律地分布。

根据一个实施方案，按压元件包括多个所述第一贯穿孔隙，所述第一贯穿孔隙中的每一个的所有边缘由多个弹簧插片形成。

根据一个实施方案，按压元件包括至少一个第二贯穿孔隙，所述第二贯穿孔隙的边缘包括弹簧插片。

根据一个变型，所述至少一个第二贯穿孔隙在所述第一贯穿孔隙之间定位于板形部分中。

根据一个特定变型，第一贯穿孔隙布置成使得所述第一贯穿孔隙在四边形的顶点处，而至少一个第二贯穿孔隙定位于所述四边形的中间区域中。

本发明还涉及一种组合件，所述组合件包括电气装置和至少一个根据本发明的按压元件，在组合件中：

所述电气装置包括至少一个电子组件和至少一个电导体，所述电导体附接到所述电子组件以便电连接所述电子组件，其中所述电子组件和所述电导体在称为附接区的区中彼此连接，

按压元件配置成抵靠表面按压所述电气装置，抵靠包括所述附接区的所述电气装置的面静置，所述面称为按压面，

其中当通过按压元件来按压所述电气装置时，所述附接区进入按压元件的第一贯穿孔隙。

根据一个实施方案，所述按压面包括两个互逆远端附接区，且按压元件包括彼此分隔的两个第一贯穿孔隙，使得每一第一贯穿孔隙包围附接区域，且其中第二贯穿孔隙在第一贯穿孔隙之间以相等距离定位。

根据一个实施方案，所述电气装置的按压面包括所述电气装置的正极性和负极性。

根据一个实施方案，至少一个电绝缘薄片插入于按压元件与按压面之间。

根据一个实施方案，所述电气装置具有：

至少两个电子组件，使得按压面的第一部分包括第一电子组件的正端子，且按压面的第二部分包括第二电子组件的负端子；以及

第一电导体，连接到第一电子组件的正端子；以及第二电导体，连接到第二电子组件的负端子，其中第一电气组件和第二电气组件各自具有在分别与第二电子组件的正端子和与第一电子组件的负端子连接之前在第一电子组件与第二电子组件之间延伸的臂，且其中所述臂放置在彼此旁边，

其中组合件包括插入于按压元件与按压面的第一部分之间的第一电绝缘薄片，以及插入于按压元件与按压面的第二部分之间的第二电绝缘薄片，且其中第一电绝缘薄片和第二电绝缘薄片分别沿第二电导体的臂和第一电导体的臂延伸，使得电导体彼此电绝缘。

根据一个实施方案，组合件包括两个按压元件，其中每一按压元件与相应极性直接接触，且其中所述按压元件彼此电绝缘。

根据一个实施方案，电气装置是电容块且电子组件是冷凝器。

本发明还涉及一种电气装置，所述电气装置包括框架和根据本发明的组合件，其中所述按压元件压缩在所述框架的表面与电气装置之间，使得电气装置压靠用于冷却电气设备的电路。

附图说明

在参看附图阅读仅作为非限制性实例而给出的以下描述时将更好地理解本发明且本发明的其它细节、特性以及益处将为人所知，在附图中：

先前所描述的[图1]呈现现有技术的按压元件；

[图2]呈现根据本发明的一个实例的按压元件；

[图3]呈现图2的按压元件的放大视图；

[图4]呈现根据本发明的一个实例的组合件；

[图5]呈现根据本发明的一个实例的组合件的电子装置；

[图6]呈现根据本发明的一个实例的组合件的电子装置；

[图7]呈现根据本发明的一个实例的组合件的俯视图；

[图8]呈现根据本发明的一个实例的按压元件；

[图9]呈现根据本发明的一个实例的电气装置。

具体实施方式

现将参看图2到图4给出按压元件100的实例。按压元件100包括板形部分102和若干弹簧插片110。每一弹簧插片110具有形成板形部分102的部分的第一端111。弹簧插片110的第二端112相对于第一端111位于远端且配置成压靠主体150，按压元件100在所述主体150上施加力。板形部分102包括第一贯穿孔隙121，所述第一贯穿孔隙121的所有边缘由弹簧插片110形成。因此弹簧插片110全部沿孔隙121的边缘彼此抵靠并置。在图1中所示出的现有技术中，弹簧插片16由孔隙14的边缘的笔直部分连接。两个弹簧插片16彼此分隔。在按压元件100中，贯穿孔隙121的边缘完全由弹簧插片110限定。因此贯穿孔隙121相较于现有技术而具有更多弹簧插片110。这使得能够减小由弹簧插片施加的单独的力，且因此使得能够保护由按压元件100按压的主体150的表面。

特定来说，弹簧插片110由一连串凸面弧113和凹面弧114限定。这些凸面弧113、凹面弧114例如限定于板形部分102中。特定来说，弹簧插片110的所有第二端112限定自由中心区121a，围绕自由中心区121a的第二端112有规律地分布。举例来说，将切割应用于板形部分102，通过切割使材料经去除以限定孔隙121的自由中心区121a，且其中弹簧插片11通过限定凸面弧113和凹面弧114全部围绕这一自由中心区121a形成。自由中心区121a尤其使得主体150的面的一部分能够保持不受任何按压，如将在下文所解释。弹簧插片110从其第二端112从自由中心区121a朝向所述弹簧插片110的第一端111径向延伸。在第二端112装设在主体150上之后，所述第二端112全部围绕自由中心区121a按压，因此实现对自由中心区121a的最大按压。

若干第一贯穿孔隙121可在板形部分102中有规律地分布，尤其实现围绕若干自由中心区121a的按压。

根据一个变型，按压元件100包括第二贯穿孔隙122，所述第二贯穿孔隙122的边缘包括弹簧插片116。这些弹簧插片116可以交错的行来布置，使得在俯视图中(例如如在图2中)，第二贯穿孔隙122在板形部分102中形成环圈，所述环圈替代性地在一个方向上是凹面和凸面的。这一第二贯穿孔隙122完成由第一贯穿孔隙121的弹簧插片110施加的按压力。特定来说，第二贯穿孔隙122定位于第一贯穿孔隙121之间以允许在第一贯穿孔隙121之间按压。

如图中所示出，第一贯穿孔隙121可分布在四边形的顶点处。第二贯穿孔隙122接着例如定位于所述四边形的中间区域中。当按压元件100按压电气装置150时(如图4到图6中所示出)这一配置可能尤其有利，这将在下文描述。

按压元件100也可包括定位于板形部分102的周边上的弹簧插片118。这些弹簧插片118例如定位于板形部分102的边缘上。特定来说，弹簧插片118从板形部分102在一个方向上远离彼此延伸。定位于周边上的这些插片118也有助于通过按压元件施加在主体150上的力。

总的来说，所有弹簧插片110、弹簧插片116、弹簧插片118分布在板形部分102上以便保持主体150的某些区不受按压，且增大在主体150上按压的按压区的数目。

举例来说，从切割板获得按压元件100。归因于按压元件100比现有技术中具有更高数目的弹簧插片的事实，所述按压元件100可由更薄的板制成。举例来说，板的厚度在0.4毫米与0.5毫米之间，而现有技术中的板的厚度在0.8毫米与1毫米之间。因此板(从所述板获得按压元件100)的厚度可因此除以2。

图4示出根据本发明的一个实例的组合件200。组合件200包括电气装置150，例如如图5中所示出。电气装置150包括电子组件152、电子组件154。电导体160p、电导体160n附接到电子组件152、电子组件154以电连接所述电子组件152、154。电子组件152、电子组件154和电导体160p、电导体160n在区zf(称为附接区)中彼此连接，所述附接区可见于图6或图7中。这些附接区zf的高度可逐区而变化。当通过在电子组件152、电子组件154的端子上进行焊接来焊接导体160p、导体160n时尤其如此。附接区zf的区域中的焊接点的厚度可逐附接区zf而变化。这些附接区zf也可形成相对于板形部分102的其余部分的突起。

按压元件100定位于电气装置150的面f(称为按压面)上。通过在这一按压面f上按压，按压元件100配置成抵靠表面按压电气装置150。这一按压面尤其包括所述附接区zf。

在现有技术的解决方案中，按压元件不考虑附接区zf的可变高度。这意味着现有技术的按压元件可在附接区域zf上施加更高的力，所述力高于其它力。这导致附接区之间的磨损有差别。在根据本发明的实例的组合件200中，每一附接区域zf进入到按压元件100的第一孔隙121中。因此按压元件100不直接在附接区域zf上施加任何力，且以这一方式防止这些附接区zf的磨损有差别。此外，当这些附接区zf形成相对于板形部分102的其余部分的突起时，这意味着可防止在这些附接区zf上相较于板形部分102的其余部分而施加过量的力。弹簧插片110的第二端122包围附接区zf，尤其使按压力围绕相应附接区zf有规律地分布。

每一电气组件152、电气组件154可包括同一平面中的同一极性的两个端子152p、端子154n，如例如在图6中所示出。电子组件152、电子组件154的端子152p、端子154n彼此分隔。因此，特定来说，在按压面f上，两个对应附接区zf彼此分隔，如例如在图中所示出。在这一配置中，按压元件100包括彼此分隔的两个第一贯穿孔隙121，所述第一贯穿孔隙121中的每一个包围相应附接区zf。第二贯穿孔隙122在第一贯穿孔隙121之间以相等距离定位。因此第二贯穿孔隙122在电气组件152、电气组件154的中间部分上按压，使得改进对电子组件152、电子组件154的按压。电子组件152、电子组件154尤其紧邻彼此以直线布置，使得所有电端子分布在两个相对的平行平面中。在图中表示定位于这些平面中的一个中的端子154p、端子154n。

按压面f可包括电气装置150的正极性和负极性。举例来说，电子组件的第一侧的行的电子组件152相对于第二侧的行的电子组件154是头部对尾部(head-to-tail)的。因此，从按压面f所见，第一侧的行的电子组件152包括与电子组件154的第二侧的行的端子的极性相反的极性的端子。

特定来说，电绝缘薄片170p、电绝缘薄片170n插入于按压元件100与按压面f之间以使按压元件100与电气装置150绝缘。在现有技术中，需要足够厚的绝缘板以保护按压面f不受由弹簧插片施加的力。在根据本发明的实例的组合件200中，弹簧插片110、弹簧插片116中的每一个施加比现有技术中更低的力，意味着可使用电绝缘薄片而不是板。这种薄片是柔性的，而绝缘板是刚性的。举例来说，电绝缘薄片是0.5毫米厚，且例如由聚氨基甲酸酯制成。而在现有技术中电绝缘板是2毫米厚，且例如由环氧树脂复合材料制成。

组合件200尤其在将单个按压元件100'用于按压电气装置150时包括电绝缘薄片。按压元件例如是图8中所示出的按压元件。按压元件100'也类似于其它图中所示出的按压元件100，且以相同方式使用。然而，如果使用两个按压元件100来按压电气装置150(例如如图4中所示出)，那么可使用一或多个电绝缘薄片170p、电绝缘薄片170n。

特定来说，在图4到图7中，按压面f的第一部分包括第一电子组件152的正端子152p，且按压面f的第二部分包括第二电子组件154的负端子154n。因此按压面f的第一部分定位于电子组件的第一侧的行中，且按压板f的第二部分定位于电子组件的第二侧的行中。导体中的一个(称为正导体160p)连接到第一电子组件152的正端子152p。第二电导体(称为负导体160n)连接到第二电子组件154的负端子154n。每一电导体160p、电导体160n包括首先在第一电子组件152之间且其次在第二电子组件154之间延伸的臂。这些臂紧邻彼此布置，其中电子组件152、电子组件154的晶片彼此相对。正导体160p的臂连接到第二电子组件154的正端子。负导体160n的臂连接到第一电子组件152的负端子。在这一配置中，第一电绝缘薄片170p可插入于按压元件100与按压面f的第一部分之间，且第二电绝缘薄片170n可插入于按压元件100与按压面f的第二部分之间。第一电绝缘薄片170p可接着沿负导体160n的臂延伸，且第二电绝缘薄片170n可接着沿正导体160p的臂延伸。

这些电绝缘薄片170p、电绝缘薄片170n有助于区域中的电导体170p、电导体170n的电绝缘，这些导体160p、导体160n在所述区域中最靠近，也就是在第一电子组件152与第二电子组件154之间。特定来说，第一电绝缘薄片170p提供按压面f中的正导体160p的部分与负导体160n的臂之间的电绝缘。类似地，第二电绝缘薄片170n提供按压面f中的负导体160n的部分与正导体160p的臂之间的电绝缘。因此将电绝缘薄片170n、电绝缘薄片170p集成在电子装置150中。为了在按压元件100和电气装置150中提供电绝缘，因此已使用已设计成使导体160p、导体160n彼此绝缘的这些薄片170n、薄片170p。通过这一方式，改进了组合件200的集成。

在图4或图7中所示出的组合件200的变型中，组合件200包括两个按压元件100。特定来说，在图4中所示出的实例中，电绝缘薄片插入于按压元件100与按压面f之间；在图7中所示出的实例中，按压元件100与电气装置150的按压面f直接相对。每一按压元件100与按压面f的相应极性接触。按压元件100例如通过其间的距离彼此电绝缘。这种电绝缘可通过插入于所述按压元件之间的绝缘材料来获得。

图9表示包括根据本发明的实例的组合件200的电气装置300。组合件200装设在电气装置300的框架310上。按压元件100压缩于所述框架310的表面310a与电气装置150之间，使得所述按压元件100抵靠设计成冷却电气设备300的冷却回路312按压电气装置150。这一冷却回路312尤其包括通道313，配置成吸出电气装置150的热的流体通过所述通道313流动。冷却回路312尤其接触电气装置150的面，其中所述面与按压面f相对。

电气装置300例如是车辆中的车载逆变器，所述车载逆变器配置成依靠电池对车辆的发动机供电。或者，电气装置200可以是配置成在车辆的高电压电池与低电压电池之间交换能量的dc-dc电压转换器，或配置成依靠车辆外部的电网对车辆的高电压电池进行充电的电气充电器。

在图中，电气装置尤其是电容块150，其中电子组件是冷凝器152、冷凝器154。然而，所示出的电子装置150可包括其它电子组件，例如非排它性地包括电阻器或感应线圈。

所示出的实例包括若干电子组件152、电子组件154以及附接到按压面f的两个电导体160p、电导体160n。然而，这一实例可包括单个电子组件152、电子组件154以及附接到按压面f的单个电导体160p、电导体160n。