本發(fā)明涉及電動汽車領(lǐng)域、尤其是涉及對安裝在電動驅(qū)動器的功率電子器件模塊中的功率半導(dǎo)體的冷卻。

背景技術(shù)：

1、電子器件模塊、例如功率電子器件模塊在過去幾十年中越來越多地使用在機(jī)動車中。這一方面是由于需要改善燃料節(jié)省和車輛性能?，另一方面則是由于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步。這種也被稱為功率電子器件的電子器件模塊的主要組成部分是：電子控制單元，也被稱為ecu（英語：electronic?control?unit），其與一個或多個車輛控制器處于連接或者是一個或多個車輛控制器的一部分并且獲得控制信號和/或基于例如駕駛行為或其它控制器的信號的信息；以及dc/ac換流器（逆變器），其用于，以多相的交流電流（ac）給諸如電動馬達(dá)或發(fā)電機(jī)之類的電機(jī)通電。在此，從借助dc能量源、如電池或蓄電池產(chǎn)生的直流電流轉(zhuǎn)換成多相的交流電流。為了這個目的，逆變器包括大量電子構(gòu)件，用這些電子構(gòu)件能實(shí)現(xiàn)橋式電路（例如半橋），例如也被稱為功率半導(dǎo)體的半導(dǎo)體功率開關(guān)。

2、功率半導(dǎo)體是溫度敏感的并且因此通過冷卻系統(tǒng)冷卻。在此，在其上側(cè)上布置著功率半導(dǎo)體的基板用作冷卻板。在冷卻板的下側(cè)上設(shè)置有通道狀的結(jié)構(gòu)，冷卻劑被引導(dǎo)通過通道狀的結(jié)構(gòu)。因?yàn)榛逵赡軅鳠岬牟牧?、例如銅或鋁制成，所以溫度從基板的下側(cè)傳遞到上側(cè)并且因此傳遞到功率半導(dǎo)體，因而這些功率半導(dǎo)體被冷卻。

3、在逆變器中測量溫度時的挑戰(zhàn)還在于高壓電勢與低壓電勢之間的隔絕，這視溫度傳感器布置在哪里而定。也要考慮到信號接觸，即在測量和測量值的進(jìn)一步處理之間的間隔，以及溫度傳感器的響應(yīng)時間和現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)空間、尤其是在用于處理信號的印制電路板上的空間。熱接觸同樣也在振動和熱膨脹等時在溫度測量的規(guī)劃中被考慮。

4、為了監(jiān)測功率半導(dǎo)體的溫度，已知多種選擇。在此，溫度監(jiān)測件例如可以作為溫度傳感器或者作為傳感二極管直接集成在功率半導(dǎo)體模塊中。也可以直接在功率半導(dǎo)體模塊上、即在功率半導(dǎo)體模塊的殼體（包套）上進(jìn)行溫度測量。測量在此既可以與殼體接觸地進(jìn)行，也可以與殼體無觸碰地進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因?yàn)樵趯δ孀兤鞯墓β拾雽?dǎo)體測量溫度時始終存在改善需求，所以本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于對逆變器的功率半導(dǎo)體進(jìn)行溫度測量的更好的溫度測量系統(tǒng)。

2、這個任務(wù)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征解決。有利的設(shè)計方案是從屬權(quán)利要求的主題。

3、提出一種用于布置在逆變器的用作冷卻板的基板的上側(cè)上的功率半導(dǎo)體的溫度測量系統(tǒng)，其中，冷卻劑沿著基板的與上側(cè)背對的下側(cè)至少在功率半導(dǎo)體下方的區(qū)域中引導(dǎo)，其中，冷卻劑經(jīng)由至少一個設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的第一冷卻劑輸入部輸入并且經(jīng)由至少一個設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的冷卻劑出口排出，其中，溫度測量系統(tǒng)具有：由不能導(dǎo)電的材料制成的、能緊固在基板處的支架；至少一個溫度傳感器，其埋入在支架中或者緊固在支架處；和緊固在支架處或者部分埋入在支架中并且與溫度傳感器電接觸的接觸元件，接觸元件向支架上方指向，其中，支架在裝配在基板處之后布置在基板的區(qū)域中，使得每個溫度傳感器布置在其中有冷卻劑引導(dǎo)的區(qū)域上方，并且機(jī)械地緊固在基板處，使得溫度傳感器與基板處于能傳熱的接觸中。

4、在一種實(shí)施方案中，溫度傳感器布置在至少一個冷卻劑出口的區(qū)域和/或至少一個冷卻劑入口的區(qū)域處。

5、在一種實(shí)施方案中，設(shè)置有埋入在支架中的引線框架，至少一個溫度傳感器在引線框架處電接觸。

6、在一種實(shí)施方案中，設(shè)置有埋入在支架中的電路板，至少一個溫度傳感器在該電路板處電接觸并且被布置成使得該溫度傳感器指向基板。

7、在一種實(shí)施方案中，至少一個溫度傳感器形成為smd構(gòu)件或通孔插裝構(gòu)件。

8、在一種實(shí)施方案中，在至少一個溫度傳感器形成為通孔插裝構(gòu)件的情況下，支架具有兜孔，至少一個溫度傳感器至少部分地到所述兜孔中。

9、在一種實(shí)施方案中，接觸元件形成為向基板的上側(cè)上方伸出的彈簧接觸部，或者通孔插裝引腳，或者壓裝引腳、柔性薄膜、扁帶纜線或者用于容納柔性的電線路的裝配輔助器件。

10、在一種實(shí)施方案中，基板的布置有至少一個溫度傳感器的區(qū)域是邊緣區(qū)域或者逆變器的兩個相之間的區(qū)域。

11、在一種實(shí)施方案中，支架緊固在基板的至少一個擰接點(diǎn)處。

12、在一種實(shí)施方案中，至少一個附加的功能構(gòu)件埋入到支架中或者布置在支架處，附加的功能構(gòu)件包括至少一個rad電阻。

13、此外還提供了一種逆變器，逆變器具有：用作冷卻板的基板，基板帶有布置在基板的上側(cè)上的功率半導(dǎo)體并且?guī)в醒刂c上側(cè)背對的下側(cè)且至少設(shè)置在功率半導(dǎo)體下方的區(qū)域中的用于引導(dǎo)冷卻劑的區(qū)域，其中，冷卻劑經(jīng)由至少一個設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的第一冷卻劑輸入部輸入并且經(jīng)由至少一個設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的冷卻劑出口排出；和布置在功率半導(dǎo)體上方的印制電路板，印制電路板至少被設(shè)立成用于引導(dǎo)信號；和至少一個所描述的溫度測量系統(tǒng)，溫度測量系統(tǒng)的支架緊固在基板處，使得至少一個溫度傳感器與基板熱接觸并且與印制電路板信號連接。

14、此外還提供了車輛的電驅(qū)動器，尤其是電車橋驅(qū)動器，該電驅(qū)動器具有至少一個電機(jī)、傳動裝置和用于驅(qū)控電驅(qū)動器的電子器件模塊，電子器件模塊具有逆變器。

15、本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)由接下來借助展示了按本發(fā)明的細(xì)節(jié)的附圖對本發(fā)明的實(shí)施例的說明和權(quán)利要求得出。各個特征可以單獨(dú)地或者多個成任意組合地在本發(fā)明的變型方案中實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.用于布置在逆變器的用作冷卻板的基板（1）的上側(cè)上的功率半導(dǎo)體（2）的溫度測量系統(tǒng)，其中，冷卻劑沿著所述基板（1）的與所述上側(cè)背對的下側(cè)至少在所述功率半導(dǎo)體（2）下方的區(qū)域中引導(dǎo)，其中，冷卻劑經(jīng)由至少一個設(shè)置在所述基板（1）的邊緣區(qū)域處的第一冷卻劑輸入部輸入并且經(jīng)由至少一個設(shè)置在所述基板（1）的邊緣區(qū)域處的冷卻劑出口排出，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，所述溫度傳感器（40）布置在至少一個冷卻劑出口的區(qū)域和/或至少一個冷卻劑入口的區(qū)域處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，所述至少一個溫度傳感器（40）形成為smd構(gòu)件或通孔插裝構(gòu)件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，在所述至少一個溫度傳感器（40）形成為通孔插裝構(gòu)件的情況下，所述支架（4）具有兜孔（44），所述至少一個溫度傳感器（40）至少部分地沉入到所述兜孔中。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，所述接觸元件（42）形成為向所述基板（1）的上側(cè)上方伸出的彈簧接觸部、或者通孔插裝引腳、或者壓裝引腳、柔性薄膜、扁帶纜線或者用于容納柔性的電線路（5）的裝配輔助器件。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，所述基板（1）的布置有所述至少一個溫度傳感器（40）的區(qū)域是邊緣區(qū)域或者所述逆變器的兩個相（u、v、w）之間的區(qū)域。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，所述支架（4）緊固在所述基板（1）的至少一個擰接點(diǎn)（10）處。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的溫度測量系統(tǒng)，其中，至少一個附加的功能構(gòu)件埋入到所述支架（4）中或者布置在所述支架處，所述附加的功能構(gòu)件包括至少一個rad電阻。

10.逆變器，所述逆變器具有：

11.車輛的電驅(qū)動器、尤其是電車橋驅(qū)動器，所述電驅(qū)動器具有至少一個電機(jī)、傳動裝置和用于驅(qū)控所述電驅(qū)動器的電子器件模塊，所述電子器件模塊具有根據(jù)權(quán)利要求10所述的逆變器。

技術(shù)總結(jié)
提出了用于布置在逆變器的基板上的功率半導(dǎo)體的溫度測量系統(tǒng)，其中，冷卻劑沿基板的與上側(cè)背對的下側(cè)至少在功率半導(dǎo)體下方的區(qū)域中引導(dǎo)，其中，冷卻劑經(jīng)由設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的第一冷卻劑輸入部輸入并且經(jīng)由設(shè)置在基板的邊緣區(qū)域處的冷卻劑出口排出，其中，溫度測量系統(tǒng)具有：由不能導(dǎo)電的材料制成的、能緊固在基板處的支架；至少一個溫度傳感器，溫度傳感器埋入在支架中或者緊固在支架處；和緊固在支架處或者部分埋入在支架中并且與溫度傳感器電接觸的接觸元件，其中，支架在裝配在基板處之后布置在基板的區(qū)域中，使得每個溫度傳感器布置在冷卻劑在其內(nèi)引導(dǎo)的區(qū)域上方，并且機(jī)械地緊固在基板處，使得溫度傳感器與基板處于能傳熱的接觸中。

技術(shù)研發(fā)人員：約翰尼斯·邁爾,托馬斯·舍貝爾,多米尼克·弗里斯,阿明·施米德鮑爾,克勞迪亞·克萊因施羅德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：采埃孚股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15