[發明專利]用于車輛的電動驅動器的電子模塊

在審

• 申請號: 202011173338.9
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112821796A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發明（設計）人: M·斯珀伯;S·海因
• 申請（專利權）人: 采埃孚股份公司
• 主分類號: H02M7/5387
• 分類號: H02M7/5387;H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 駱希聰

一種用于車輛的電動驅動器的電子模塊(10)，該電子模塊包括：用于耦入借助于能量源(20)所產生的輸入電流的輸入側的電流連接(12)；具有電容器的中間電路(14)；基于半導體的橋電路，所述橋電路與所述中間電路(14)并聯連接，所述橋電路包括高側開關(162aa)和與所述高側開關(162aa)串聯連接的低側開關(164aa)，其中所述高側開關(162aa)藉由第一電流路徑與所述輸入側的電流連接(12)連接，其中低側開關(164aa)藉由第二電流路徑與輸入側的電流連接(12)連接，其中所述第一電流路徑與所述第二電流路徑一樣長；以及用于耦出由橋電路基于輸入電流產生的輸出電流的輸出側的電流連接(18a，18b，18c)。

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，尤其涉及用于電動驅動器的電子模塊領域。

背景技術

在過去的幾十年中，電子模塊(例如功率電子模塊)在機動車輛中的使用已急劇增加。這一方面歸因于改善節省燃料并提高車輛效率的必要性，并且另一方面歸因于半導體技術的進步。這種電子模塊的突出的示例是DC/AC逆變器(Inverter)，這些DC/AC逆變器用于以多相交流電流給電動機器(例如電動機或發電機)通電。在此，將由借助于DC能量源(例如電池)產生的直流電流轉換成多相交流電流。為此目的，電子模塊包括多個電子元件，例如半導體功率開關，借助這些半導體功率開關實現橋電路(例如半橋)。

在電子模塊(尤其逆變器)中通常需要使用所謂的構造和連接技術來將微電子的和非電子的微型部件組合成完整的系統。在此，這涉及復雜的方法，該方法造成逆變器的生產成本太高。為了降低生產成本并且同時實現足夠高的功率密度，因此在所建立的半導體材料(例如硅)中使用框架模塊。

然而這樣的框架模塊在諸如碳化硅(SiC)或氮化鎵(GaN)的新型寬帶隙半導體中不像在所建立的半導體中那樣是同樣可供使用的。這導致對這種框架模塊的少數供應商的依賴性增大，因此在某些情況下必須考慮到供應短缺或價格提高。由于這些原因，件數眾多地批量生產框架模塊尤其是不利的，這是因為大的框架模塊具有輸出電流可擴展性差的附加缺點。

為了避免上文提及的問題，提出了一種方法，該方法在專業領域被稱為分立電源開關封裝(Discrete Powerswitch Packaging)。在這種方法中，電流從逆變器的電池連接被引導至中間電路電容器。在這種結構中，從中間電路電容器開始，一起構成半橋的高側功率開關和低側功率開關彼此相繼地布置。這種不對稱的布置方式導致龐大的整流單元，該整流單元具有增大的漏電感并且其中功率半導體的開關行為劣化。此外，功率開關的這種串聯結構需要復雜的方案來耦入來自能量源的DC電流并且使AC電流耦出至電動機器(例如電動機)。例如可能需要多維的母線方案，由此導致對母線截面的要求提高，以承載所需的電流。由此還導致整個功率電子系統更加難以冷卻，這會影響電子模塊的功能。

發明內容

因此，本發明所基于的目的在于，提供一種電子模塊，其中至少部分地克服上述缺點。

這個目的通過根據電子模塊以及這種電子模塊在車輛中的用途實現。

在本發明的范圍內，電子模塊用于操作車輛、尤其電動車輛和/或混合動力車輛的電動驅動器。電子模塊優選包括DC/AC逆變器(英語：Inverter)或DC/AC逆變器的一部分。然而，替代性地或附加地，電子模塊可以包括AC/DC整流器(英語：Rectifier)、DC/DC轉換器(英語：DC/DC Converter)、變換器(英語：Transformer)、和/或另外的電轉換器或這種轉換器的一部分或者是這些轉換器的一部分。尤其，電子模塊用于給電動機器、例如電動機和/或發電機通電。DC/AC逆變器優選用于從借助于能量源(例如電池)的DC電壓產生的直流電流生成多相交流電流。