Die Erfindung betrifft eine Leistungselektronikeinrichtung, insbesondere zur Verwendung in Elektrofahrzeugen. Sie betrifft ferner ein Zwischenkreiskondensatormodul sowie ein Leistungselektronikmodul, welche zur Herstellung der Leistungselektronikeinrichtung geeignet sind. Nach dem Stand der Technik sind Leistungselektronikeinrichtungen, beispielsweise Ladeeinrichtungen für Energiespeicher, Inverter oder Gleichspannungswandler allgemein bekannt. Eine solche Leistungselektronikeinrichtung umfasst einen Gleichspannungszwischenkreis mit einem Zwischenkreiskondensator. Bei Leistungselektronikeinrichtungen mit Gleichspannungszwischenkreis, welche beispielsweise für Anwendungen in Fahrzeugen mit kombiniertem oder ausschließlichem elektrischen Antrieb vorgesehen sind, kommen häufig sehr leistungsfähige Leistungshalbleiter oder Leistungshalbleitermodule zum Einsatz.

Diese sind in der Lage, mittels teilweise komplexer Regelungsverfahren und ge- eigneter Ansteuerverfahren, große elektrische Leistungen mittels hoher Schaltgeschwindigkeiten bedarfsgerecht zu schalten. Das schnelle Schalten von hohen Strömen am Gleichspannungszwischenkreis führt in Kombination mit aufbaubedingten Induktivitäten, insbesondere Leitungsinduktivitäten, während eines Ausschaltvorgangs des Leistungshalbleiter bzw. Leistungshalbleitermodule jedoch oft zu unerwünschten Spannungsspitzen. Meist verursachen hochfrequente Schaltvorgänge der Leistungshalbleiter bzw. Leistungshalbleitermodule am Gleichspannungszwischenkreis aus noch Beeinträchtigungen der elektromagnetischen Verträglichkeit. Es ist bekannt, diesen unerwünschten elektrischen Effekten mit dem Einsatz des Zwischenkreiskondensators im Gleichspannungszwischenkreis entgegenzuwirken. Entscheide für den Erfolg dieser Maßnahme ist es insbesondere, dass mittels entsprechender Aufbau- und Verbindungstechnologien eine möglichst gute elektrische und mechanische Anbindung des Zwischenkreiskondensators an den Leistungshalbleiter bzw. die Leistungshalbleitermodule hergestellt wird. Ein Zwischenkreiskondensator ist üblicherweise aus zwei einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten gebildet, zwischen denen ein oder mehrere Wickel gehalten sind. Jeder Wickel weist zwei einander gegenüberliegende Stirnseiten auf, die durch Schoopierung elektrisch kontaktierbar sind. Die schoopierten Stirnflächen werden üblicherweise an die jeweilige Elektrodenplatte angelötet oder ange- schweißt. Die Elektrodenplatte ihrerseits ist wiederum fest mit einer Stromschiene verbunden, welche ein Anschlusselement zur Verbindung mit einer externen Schaltung, Leitung oder dgl. aufweist. Bei bestimmten Ausführungsformen sind die Elektrodenplatte mit den dazwischen gehaltenen Wickeln sowie die Stromschienen mit Ausnahme der darin vorgesehenen Anschlusselemente mit einer Verguss- masse vergossen. Zwischenkreiskondensatoren werden von den Herstellern von Leistungselektronikeinrichtungen üblicherweise von Lieferanten zugekauft, welche die Zwischenkreiskondensatoren nach Vorgaben der Hersteller fertigen. Bei einer Änderung der Vorgabe eines Herstellers ist es also erforderlich, dass der Lieferant gesondert einen entsprechend angepassten Zwischenkreiskondensator fertigt. Das ist umständlich und aufwändig.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere eine Leistungselektronikeinrichtung angegeben werden, welcher mit vermindertem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 , 6 und 1 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Zwischenkreiskondensatormodul vorgeschlagen, bei dem an zwei einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten ein Wickel elektrisch leitend angebracht ist, wobei an jeder Elektrodenplatte mehrere erste Verbindungsmittel zur Herstellung einer lösbaren oder unlösbaren Steckverbindung mit dazu korrespondierenden, an einer Stromschiene eines Leistungselektronikmoduls angebrachten zweiten Verbindungsmitteln vorgesehen sind.

Das vorgeschlagene Zwischenkreiskondensatormodul weist in Abweichung vom Stand der Technik keine Stromschienen auf. Es sind lediglich an jeder Elektrodenplatte erste Verbindungsmittel vorgesehen, welche zur Verbindung mit an den Stromschienen vorgesehenen zweiten Verbindungsmitteln geeignet sind. Damit ist es möglich, die Stromschienen mit den daran vorgesehen zweiten Verbindungsmitteln im Leistungselektronikmodul zu montieren und sodann in einem späteren Fertigungsschritt das Zwischenkreiskondensatormodul mittels einer einfachen Steckverbindung elektrisch leitend mit den Stromschienen zu verbinden. Das Zwischenkreiskondensatormodul kann weitere an den Elektrodenplatten elektrisch leitend angebrachte Wickel aufweisen. Das Zwischenkreiskondensatormodul kann lieferantenseitig je nach Anforderung des Herstellers von Leistungselektronikeinrichtungen mit einer unterschiedlichen Anzahl an Wickeln und/oder Wickeln unterschiedlicher Eigenschaften versehen sein. Unabhängig davon kön- nen die Geometrie der Elektrodenplatten sowie die Anordnung und Ausbildung der ersten Verbindungsmittel beibehalten werden. Damit ist es herstellerseitig möglich, unter Beibehaltung der Montagegeometrie der am Leistungselektronikmodul angebrachten Stromschienen schnell und einfach Zwischenkreiskondensatormodule zu montieren, welche beispielsweise eine unterschiedliche Kapazität aufweisen. Sei- tens des Lieferanten entfällt der kosten- und zeitaufwändige Schritt der Montage der Stromschiene an die Elektrodenplatten. Abgesehen davon können derartige Zwischenkreiskondensatormodule auch in kleineren Einheiten lieferantenseitig vorgehalten werden, von denen dann auch mehrere herstellerseitig mittels der Steckverbindung auf die Stromschienen montiert werden können.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Verbindungsmittel einstückig mit der Elektrodenplatte ausgebildet. Das erste Verbindungsmittel kann beispielsweise mittels Stanz-, Laserschneid- und Biegetechnik in einem Stück mit der Elektrodenplatte hergestellt sein. Das erste Verbindungsmittel kann insbesondere nach Art einer zur Aufnahme eines Kontaktstifts geeigneten Buchse oder Lasche ausgebildet sein. Die Buchse oder Lasche kann beispielsweise eine Klemm- feder oder dgl. aufweisen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind in paralleler Anordnung ein aus den Elektrodenplatten gebildetes erstes Elektrodenplattenpaar mit dem dazwischen aufgenommenen ersten Wickel und ein aus zwei weiteren einander gegen- überliegenden Elektrodenplatten gebildetes zweites Elektrodenplattenpaar mit einem oder mehreren dazwischen aufgenommenen zweiten Wickeln vorgesehen sind. Die vorgeschlagene Untergliederung des Zwischenkreiskondensatormoduls in ein erstes und ein zweites Elektrodenplattenpaar mit jeweils dazwischen gehaltenen Wickeln ermöglicht bei Beibehaltung einer vorgegebenen Geometrie eine Verminderung der zwischen den Elektrodenplatten aufgespannten Flächen. Infolgedessen wird eine Streu-Induktivität des Zwischenkreiskondensatormoduls herabgesetzt. Ein solches Zwischenkreiskondensatormodul eignet sich für besonders schnelle Schaltvorgänge. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Leistungselektronikmodul mit zumindest zwei Stromschienen vorgeschlagen, wobei an jeder Stromschiene zweite Verbindungsmittel zur Herstellung einer lösbaren oder unlösbaren Steckverbindung mit dazu korrespondierenden, an einem erfindungsgemäßen Zwischenkreiskondensatormodul angebrachten ersten Verbindungsmitteln vorgese- hen sind.

Das vorgeschlagene Leistungselektronikmodul kann herstellerseitig vorteilhafterweise zunächst ohne das Zwischenkreiskondensatormodul hergestellt werden. Es kann in einem späteren Fertigungsschritt schnell und einfach durch Herstellung ei- ner Steckverbindung mit dem erfindungsgemäßen Zwischenkreiskondensatormodul verbunden werden. Infolgedessen ist es beispielsweise möglich, die Stromschienen herstellerseitig so zu montieren, dass sie nahe an einer Kühleinrichtung angebracht oder unmittelbar in Kontakt mit einer Kühleinrichtung sind. Die Stromschienen können jeweils mit einer standardisierten Anordnung an zweiten Verbindungsmitteln versehen sein. Damit ist es möglich, einen oder mehrere geometrisch entsprechend angepasste Zwischenkreiskondensatormodule an den Strom- schienen zu montieren.

Die Stromschienen können in einander gegenüberliegender Anordnung, insbesondere sandwichartig, montiert sein. Eine Stromschiene kann Durchbrechungen zum Durchführen der zweiten Verbindungsmittel der anderen Stromschiene aufweisen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Verbindungsmittel nach Art eines sich von der Stromschiene erstreckenden Kontaktstifts ausgebildet, welcher reibschlüssig in das erste Verbindungsmittel einsteckbar ist. Der Begriff "Kontaktstift" ist vorliegend allgemein zu verstehen, d. h. es kann sich dabei auch um eine oder mehrere nebeneinander angeordnete Kontaktzungen handeln, welche beispielsweise in Draufsicht rechteckig, trapezförmig oder spitzzulaufend ausgebildet sind. Der Kontaktstift kann auch als Stift oder Rohrstutzen ausgebildet sein. Er kann im Querschnitt rund, quadratisch oder rechteckig sein. Das zweite Verbindungsmittel ist zweckmäßigerweise einstückig mit der Stromschiene ausgebildet. Das zweite Verbindungsmittel kann beispielsweise mittels Stanzen, Laserschneiden und Umbiegen ausgebildet sein.

Die Stromschiene kann ein Anschlusselement zum Anschluss an eine Versor- gungsleitung, eine Schaltung oder dgl. aufweisen. Es handelt sich dabei beispielsweise um eine Anschlussfahne mit einem Durchbruch zum Durchführen eines Befestigungselements, beispielsweise einer Schraube, eines Gewindebolzens oder dgl. Bevorzugt ist das Leistungselektronikmodul als Ladeeinrichtung für einen elektrischen Energiespeicher, als Inverter oder als Gleichspannungswandler ausgebildet. Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Leistungselektronikeinrichtung vorgeschlagen, bei dem ein erfindungsgemäßes Zwischenkreiskondensatormodul mittels einer Steckverbindung mit den Stromschienen eines erfindungsgemäßen Leistungselektronikmodul verbunden ist.

Eine solche Leistungselektronikeinrichtung lässt sich mit verringertem Aufwand herstellen. Er lässt sich - je nach Anforderung - auch mit mehreren Zwischenkreis- kondensatormodulen gleicher oder unterschiedlicher Kapazität, Spannungsfestig- keit, Streuinduktivität und dgl. kombinieren. Ferner kann mit der vorgeschlagenen Trennung der Stromschienen vom Zwischenkreiskondensatormodul eine verbesserte Kühlung des Zwischenkreiskondensatormoduls erreicht werden. Die Stromschienen können herstellerseitig so im Leistungselektronikmodul angebracht werden, dass sie mit verbesserter Effizienz gekühlt werden können.

Die erfindungsgemäße Leistungselektronikeinrichtung kann ferner ein Deckelelement, welches die Wickel gasdicht einhaust umfassen. Das Deckelelement schützt die Wickel vor Feuchtigkeit und Wärme, die insbesondere beim Transport die Wickel schädigen kann. Besonders bevorzugt ist das Deckelelement verformbar, um einen Druckausgleich ohne Gasaustausch zwischen den im Inneren des Deckelelements aufgenommenen Wickeln und der Umgebung zu ermöglichen. Insbesondere kann so auf üblicherweise verwendete metallisierte Einwegfolien, in die herkömmliche Wickel beim Transport eingeschweißt werden, verzichtet werden. Daneben kann die Leistungselektronikeinrichtung ein das Deckelelement gegenüber einer Stromschiene abdichtendes Dichtelement umfassen. Das Deckelelement kann dabei auf der Stromschiene aufliegen.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine zwischen dem ersten und dem zweiten Verbindungsmittel hergestellte Verbindung lösbar oder unlösbar. Eine zur Montage des Zwischenkreiskondensatormoduls zunächst hergestellte Steckverbindung kann beispielsweise so belassen werden wie sie ist. Es handelt sich dann um eine lösbare Verbindung. Es ist aber auch denkbar, nach dem Herstellen der Steckverbindung beispielsweise das zweite Verbindungsmittel zu verformen, so dass die Verbindung unlösbar wird, d. h. ohne eine Verformung oder Zerstörung der Verbindungsmittel nicht mehr lösbar ist.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht einer ersten Leistungselektronikeinrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht einer zweiten Leistungselektronikeinrichtung, Fig. 3a eine perspektivische geschnittene Ansicht erster und zweiter Verbindungsmittel in einer ersten Position,

Fig. 3b eine geschnittene Seitenansicht der ersten und zweiten Verbindungsmittel in der ersten Position,

Fig. 3c eine geschnittene perspektivische Ansicht der ersten und zweiten

Verbindungsmittel in einer zweiten Position und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Leistungselektronikeinrichtung in einem montierten Zustand.

Fig. 1 zeigt ein allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnetes Zwischenkreiskondensatornnodul. Das Zwischenkreiskondensatormodul 1 weist eine erste Elektrodenplatte 2a und eine zweite Elektrodenplatte 2b, welche einander gegenüber liegen und ein erstes Elektrodenplattenpaar 2 bilden, sowie eine dritte Elektrodenplatte 3a und eine vierte Elektrodenplatte 3b auf, welche ebenfalls einander gegenüber liegen und ein zweites Elektrodenplattenpaar 3 bilden. Zwischen dem ersten Elektrodenplattenpaar 2 sind mehrere erste Wickel 4 und zwischen dem zweiten Elektrodenplattenpaar 3 zweite Wickel 5 angebracht. Die Wickel 4, 5 sind stirnseitig schoopiert. Mittels Löten, Schweißen oder einer anderen Verbindungstechnik sind die Wickel 4 mit den Elektrodenplatten 2a, 2b und die Wickel 5 mit den Elektrodenplatten 3a, 3b verbunden.

Die Elektrodenplatten 2a, 2b, 3a, 3b sind jeweils mit ersten Verbindungsmitteln 6 versehen. Bei den ersten Verbindungsmitteln 6 handelt es sich hier um einstückig mit den Elektrodenplatten 2a, 2b, 3a, 3b ausgebildete, umgebogene Laschen.

Fig. 1 zeigt ferner eine erste Stromschiene 7a und eine (hier teilweise verdeckte) zweite Stromschiene 7b eines Leistungselektronikmoduls 8. Die Stromschienen 7a, 7b sind sandwichartig voneinander elektrisch isoliert angeordnet. Von den Stromschienen 7a, 7b erstrecken sich zweite Verbindungsmittel 9a, 9b, welche nach Art einer Stecklasche ausgebildet sind. Die sich von der ersten Stromschiene 7a erstreckenden zweiten Verbindungsmittel 9a durchsetzen Durchbrüche 10 der zweiten Stromschiene 7b.

Die ersten Verbindungsmittel 6 und die zweiten Verbindungsmittel 9a, 9b sind kor- respondierend zur Herstellung einer lösbaren oder unlösbaren Steckverbindung ausgebildet. Eine Anordnung der ersten Verbindungsmittel 6 am Zwischenkreis- kondensatormodul 1 ist korrespondierend zur Anordnung der zweiten Verbindungsmittel 9a, 9b an den Stromschienen 7a, 7b so dass zwischen sämtlichen ersten Verbindungsmitteln 6 und sämtlichen zweiten Verbindungsmitteln 9 beim Aufsetzen des Zwischenkreiskondensatormoduls 1 auf die Stromschienen 7a, 7b die Steckverbindung herstellbar ist.

Die erste Stromschiene 7a ist mit einem ersten Anschlusselement 1 1 a verbunden. Die zweite Stromschiene 7b ist mit einem zweiten Anschlusselement 1 1 b verbun- den. Die Anschlusselemente 1 1 a und 1 1 b weisen jeweils einen Durchbruch 12 auf, durch welche beispielsweise Schrauben zur Verbindung mit Stromleitungen geführt werden können. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung der Stromschienen 7a, 7b ist fester Bestandteil des Leistungselektronikmoduls 8. Das Zwischenkreiskondensatormodul 1 kann mittels der Steckverbindung mit dem Leistungselektronikmodul8 zu einer Leis- tungselektronikeinrichtung 14 verbunden werden.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, können bei gleichbleibender Ausbildung der Stromschienen 7a, 7b auch ein weiteres andersartig ausgestaltetes Zwischenkreiskondensatormodul V, mit der ersten Stromschiene 7a und zweiten Stromschiene 7b, verbunden werden. Das weitere Zwischenkreiskondensatormodul V weist lediglich eine erste Elektrodenplatte 2a und eine zweite Elektrodenplatten 2b auf, die ein Elektrodenplattenpaar 2 bilden und zwischen denen mehrere erste Wickel 4 gehalten sind. Indem hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Stromschienen 7a, 7b und der daran vorgesehenen zweiten Verbin- dungsmittel 9a, 9b das Leistungselektronikmodul 8 standardisiert ist, können damit hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der ersten Verbindungsmittel korrespondierend ausgebildete Zwischenkreiskondensatormodule 1 , 1 ' ohne großen Aufwand mittels der Steckverbindung verbunden werden. Die Zwischenkreiskondensatormodule 1 , 1 ' können allerdings hinsichtlich der Anzahl und Ausgestaltung der Elektrodenplatten 2a, 2b, 3a, 3b und der dazwischen gehaltenen Wickel 4, 5 unterschiedlich ausgestaltet sein. Damit ist es möglich, Zwischenkreiskondensatormodule 1 , 1 ' unterschiedlicher Kapazität, Streuinduktivität oder dgl. mit dem Leistungselektronikmodul 8 zu kombinieren. Fig. 3a zeigt eine perspektivische, geschnittene Ansicht eines an einer Elektrodenplatte (hier beispielhaft der dritten Elektrodenplatte 3a) angebrachten ersten Verbindungsmittels 6 sowie ein sich von einer Stromschiene (hier beispielhaft der ersten Stromschiene 7a) erstreckendes zweites Verbindungsmittel 9a in einer ersten Position vor einem Verbinden. Wie insbesondere in Zusammensicht mit einer in Fig. 3b gezeigten geschnittenen Seitenansicht ersichtlich ist, ist das erste Verbindungsmittel 6 hier nach Art einer umgebogenen Lasche gebildet, welche in einstückiger Ausbildung mit der ersten Elektrodenplatte 2a hergestellt ist. Das zweite Verbindungsmittel 9a besteht aus zwei sich von der ersten Stromschiene 7a erstreckenden Zungen, welche an einem freien Ende des ersten Verbindungsmittels 6 zusammenlaufen. Das erste Verbindungsmittel 6 ist in das als Lasche ausgebildete zweite Verbindungsmittel 9a reibschlüssig einsteckbar. Fig. 3d zeigt das Zwi- schenkreiskondensatormodul 1 , welches mittels der Steckverbindung mit dem Leistungselektronikmodul 8 in einer zweiten Position verbunden ist, wobei das zweite Verbindungsmittel 9a zur Herstellung der unlösbaren Verbindung verformt worden ist. Bei der lösbaren Verbindung entfällt die Verformung. Fig. 4 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Leistungselektronikeinrichtung 14, welche das mit dem Leistungselektronikmodul 8 verbundene Zwischenkreis- kondensatormodul 1 sowie ein Deckelelement 15 umfasst, in einem montierten Zustand. Daneben umfasst das Leistungselektronikmodul 8 weitere nicht gezeigte Leistungselektronikkomponenten, welche eine Funktion als Ladeeinrichtung für ei- nen Energiespeicher, als Inverter oder als Gleichspannungswandler realisieren.

Das Deckelelement 15 liegt auf der zweiten Stromschiene 7b auf und ist mittels einer Dichtung 16 dieser gegenüber abgedichtet. Das Deckelelement 15 ist verformbar ausgebildet, so dass ein Druckausgleich ohne Gasaustausch zwischen dem die Wickel 4, 5 aufnehmenden Inneren 17 des Deckelelements und der Umgebung möglich ist.