功率電子模塊、用于制備這種模塊的方法以及包括其的機(jī)動車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率電子模塊及其制備方法。本發(fā)明還涉及包括該功率電子模塊的機(jī)動車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近期，功率電子器件已經(jīng)取代了過去的機(jī)電器件，用于現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電功率供給和控制。
[0003]無論單相或多相旋轉(zhuǎn)電機(jī)，同步的或是異步的，操作為馬達(dá)或操作為發(fā)電機(jī)的，一個(gè)或多個(gè)功率電子模塊控制所施加的電壓和電流。
[0004]機(jī)動車輛的標(biāo)準(zhǔn)裝備項(xiàng)包括可逆旋轉(zhuǎn)電機(jī)，也就是說這樣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其適于操作為發(fā)電機(jī)，且在其聯(lián)接到車輛的熱機(jī)時(shí)為電池充電，以及操作為用于起動的馬達(dá)、或用于在其由車載電網(wǎng)供電時(shí)供應(yīng)增加的機(jī)械功率的馬達(dá)。
[0005]該電機(jī)，往往被稱為“交流發(fā)電機(jī)-起動器”，包括:
[0006]-轉(zhuǎn)子，包括永磁體和/或激勵(lì)電流被引入其中的場框架(fieldframe)；
[0007]-定子，包括相繞組，相電流在其中流通。
[0008]來自VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR 公司的專利申請 FR2886506 非常詳細(xì)地描述了三相交流發(fā)電機(jī)-起動器的機(jī)電一體化系統(tǒng)(mecatronics):
[0009]-激勵(lì)模塊，形成控制激勵(lì)電流的調(diào)節(jié)器電刷保持器；
[0010]-三個(gè)功率模塊，在馬達(dá)模式中產(chǎn)生相電流或在交流發(fā)電機(jī)模式中將相電流整流；
[0011 ]-控制模塊，用于激勵(lì)模塊和功率模塊。
[0012]模塊，為在外部設(shè)置有連接元件的殼體形式，布置在交流發(fā)電機(jī)-起動器的后承載部上。
[0013]殼體容納電子部件，特別地，更通常為MOSFET類型的功率晶體管，其由電力線聯(lián)結(jié)在一起，所述電力線包括切片(cut plate)，特別為銅的。
[0014]在功率模塊的該示例中，電力線包括端部，所述端部全部布置在該殼體的第一面附近。
[0015]電力線的端部在殼體的外部，并且以適于相繞組的端部的方式成形。
[0016]專利申請EP2536261，也來自 VALEO EQUIPEMENTS ELECTRIQUES MOTEUR 公司，描述了功率模塊的另一種非常近期的示例，實(shí)施允許高強(qiáng)度電流流通的電力線的該相同技術(shù)，簡稱為IML(絕緣模制引線框架，Insulated Molded Leadframe)。
[0017]電力線的端部，為以直角彎折的薄片的形式，伸出在殼體外部，用于其與模塊外部的電連接。
[0018]填充材料，例如環(huán)氧樹脂或硅凝膠等，填充殼體的繞功率部件的自由內(nèi)部空間。
[0019]由發(fā)明實(shí)體對交流發(fā)電機(jī)-起動器進(jìn)行的新的改良需要測量每一相中的電流。
[0020]該測量沒有由現(xiàn)有技術(shù)已知的、甚至如上面示例所示的最近期的功率模塊執(zhí)行。
[0021]用于測量電流強(qiáng)度的裝置(例如接近每一相的導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)傳感器，其本身是公知的)的實(shí)施給發(fā)明實(shí)體帶來體形大的問題，因?yàn)楸仨殞γ恳幌喟惭b傳感器。這是發(fā)明實(shí)體試圖解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明因此目的為設(shè)id種功率電子模塊，包括布置在殼體中的電子部件、和外部連接元件，所述外部連接元件包括至少一個(gè)電力線，所述電力線適于電聯(lián)結(jié)到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力回路的電力導(dǎo)體，以提供對上述體積大問題的解決方案。
[0023]在本發(fā)明的一般實(shí)施例中，該功率電子模塊值得注意之處在于，其殼體和用于測量在電力線中流通的電流的強(qiáng)度的裝置的至少一個(gè)元件形成單件組件。
[0024]測量裝置的該元件有利地為磁路，優(yōu)選包括鐵氧體。
[0025]在本發(fā)明的第一特別實(shí)施例中，該磁路優(yōu)選適于圍繞旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力導(dǎo)體。
[0026]在本發(fā)明的第二特別實(shí)施例中，該磁路優(yōu)選圍繞功率電子模塊的電力線。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，磁路有利地為環(huán)形形式，或替代地，為矩形形式。
[0028]優(yōu)選地，該磁路包括適于接收霍爾效應(yīng)傳感器的狹縫。
[0029]在該例子中，從殼體、磁路和該霍爾效應(yīng)傳感器形成功率電子模塊的單件組件的該事實(shí)而獲得益處。
[0030]霍爾效應(yīng)傳感器則有利地釬焊到殼體內(nèi)的電子板上。
[0031]本發(fā)明還涉及用于制備展現(xiàn)出上述特征結(jié)構(gòu)的功率電子模塊的方法，值得注意之處在于，該單件組件通過包覆模制制備。
[0032]無需說，機(jī)動車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)將從這樣的功率電子模塊的集成而獲得益處。
[0033]這些必要說明將使得，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，由該功率電子模塊提供的優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見。
[0034]將在下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中給出本發(fā)明的詳細(xì)說明。應(yīng)注意的是，這些附圖僅有解釋描述的文字的功能，并且不以任何方式構(gòu)成對本發(fā)明的范圍的限制。
【附圖說明】
[0035]圖1顯示了從現(xiàn)有技術(shù)已知的受本發(fā)明影響的類型的、包括三個(gè)功率電子模塊的交流發(fā)電機(jī)-起動器的后承載部。
[0036]圖2a和2b詳細(xì)顯示了從現(xiàn)有技術(shù)已知的功率電子模塊的兩個(gè)示例。
[0037]圖3a和3b顯示了根據(jù)本發(fā)明的功率電子模塊的第一和第二實(shí)施例的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0038]在本發(fā)明的上下文中，功率電子模塊包括布置在殼體中的電子部件，和可從外部接近(accessible)以用于其操作的連接元件，這些連接元件允許控制信號的傳輸和強(qiáng)電流的流通。
[0039]圖1顯示了該類型的功率電子模塊1、2，其布置在上面提到的現(xiàn)有技術(shù)的三相交流發(fā)電機(jī)-起動器的后承載部3上。
[0040]該后承載部3包括管理相電流的三個(gè)功率模塊1，和控制用作發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的激勵(lì)電流的激勵(lì)模塊2。
[0041 ] 每一個(gè)功率電子模塊1、2包括:
[0042]-殼體4 ；
[0043]-電力連接器5(允許電連接到車載電池的正和負(fù)極)；
[0044]-信號連接器6(允許與控制模塊電聯(lián)結(jié))；
[0045]-固定點(diǎn)7，用于固定到該電機(jī)的框架。
[0046]圖2a詳細(xì)顯示了圖1的后承載部的功率模塊I，其殼體4敞開，其中內(nèi)部電子部件8通過線電路(circuit of lines)9聯(lián)結(jié)在一起。
[0047]在殼體4外部延伸的電力線10在該第一示例中包括鉤部形式的第一端11，使得可以通過釬焊、銅焊或任何其他適當(dāng)方法連接來自電機(jī)定子的相電線。
[0048]從現(xiàn)有技術(shù)已知的功率電子模塊1、2的第二示例顯示在圖2b中。
[0049]在該第二示例中，在功率模塊I的總外殼外部延伸的電力線10包括第二端12，其為凸片形式，與線電路9的平面成直角，使得可以通過釬焊、銅焊或任何其他適當(dāng)方法連接源自于電機(jī)定子的相舌片13。
[0050]為了解決在前序中說明的、由于增加用于測量每一相的電流的裝置而造成的體積大的問題，發(fā)明實(shí)體已經(jīng)將該測量裝置并入到功率模塊I中，同時(shí)限制對完整系統(tǒng)的體積的影響，還限制對PCB的集成的影響。
[0051]為此，用于測量在功率模塊I的相線10中流通的電流的強(qiáng)度的裝置14、16、17中的至少一個(gè)元件與殼體4 一起形成單件組件。
[0052]在圖3a中所示的本發(fā)明的第一優(yōu)先實(shí)施例中，由鐵氧體制成的環(huán)形形式的第一磁路14布置為靠近殼體4，面對電力線10的凸片形成的端部12。
[0053]該具有矩形徑向截面的環(huán)14的回轉(zhuǎn)軸線平行于凸片12的縱向?qū)ΨQ軸線，以使相舌片13在與電力線10連接之后就位在環(huán)14的中心處。
[0054]環(huán)14包括徑向狹縫15，適用于接收霍爾效應(yīng)傳感器16，其信號由并入在殼體4中的“ASIC”型的適當(dāng)電子電路處理，以提供在相電路13、12、10中流通的電流的強(qiáng)度的測量。
[0055]在圖3b中所示的本發(fā)明的第二優(yōu)先實(shí)施例中，由鐵氧體制成的矩形形式的第二磁路17布置為靠近殼體4，圍繞在凸片形成的端部12和殼體4之間的電力線10。
[0056]布置在狹縫15中的霍爾效應(yīng)傳感器16，其構(gòu)成第二磁路17的接續(xù)方案，該霍爾效應(yīng)傳感器16被聯(lián)結(jié)到并入殼體4中的ASIC 8，這確保來自傳感器的信號的處理，并且供應(yīng)所要求的強(qiáng)度測量。
[0057]包括殼體4、第一或第二磁路14、17以及霍爾效應(yīng)傳感器16的單件組件通過這些組成零件的包覆模制而形成。
[0058]無須說，本發(fā)明不僅限于上面描述的優(yōu)選施行模式。
[0059]特別地，指明的第一和第二磁路14、17的形式、截面和材料僅為示例:不同的磁路可能更好地適用于相繞組的端部13、電力線10或功率模塊I的其他配置。
[0060]最后，用于制備根據(jù)本發(fā)明的功率電子模塊的、除包覆模制之外的的方法也存在，特別是通過在磁路14、17已經(jīng)被放置在位之后對磁路14、17的樹脂涂覆。
[0061]本發(fā)明因此包括全部可能的變形實(shí)施例，只要這些變形保持在由下面的權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率電子模塊(1、2)，包括布置在殼體(4)中的電子部件(8)、和外部連接兀件(10、11、12)，所述外部連接元件(10、11、12)包括適于電聯(lián)結(jié)到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力電路的電力導(dǎo)體(13)的至少一個(gè)電力線(10)，其特征在于，所述殼體(4)和用于測量在所述電力線(10)中流通的電流的強(qiáng)度的裝置(14、16、17)的至少一個(gè)元件形成單件組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電子模塊(1、2)，其特征在于，所述測量裝置(14、16、17)的所述元件為磁路(14、17)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率電子模塊(1、2)，其特征在于，所述磁路(14、17)包括鐵氧體。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功率電子模塊(1、2)，其特征在于，所述磁路(14)適于圍繞所述電力導(dǎo)體(13)。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的功率電子模塊，其特征在于，所述磁路(17)圍繞所述電力線(10) ο6.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的功率電子模塊，其特征在于，所述磁路(14)為環(huán)形形式。7.根據(jù)權(quán)利要求2到5中任一項(xiàng)所述的功率電子模塊，其特征在于，所述磁路(17)為矩形形式。8.根據(jù)權(quán)利要求2到7中任一項(xiàng)所述的功率電子模塊，其特征在于，所述磁路(14，17)包括適于接收霍爾效應(yīng)傳感器(16)的狹縫(15)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求8所述的功率電子模塊(1、2)，其特征在于，所述殼體(4)、所述磁路(14、17)和所述霍爾效應(yīng)傳感器(16)形成所述單件組件。10.根據(jù)前述權(quán)利要求9所述的功率電子模塊(1、2)，其特征在于，所述霍爾效應(yīng)傳感器(16)釬焊到所述殼體(4)內(nèi)的電子線路板上。11.一種用于制備根據(jù)前述權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的功率電子模塊(1、2)的方法，其特征在于，所述單件組件通過包覆模制制備。12.—種包括根據(jù)前述權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的功率電子模塊(1、2)的機(jī)動車輛的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
【專利摘要】根據(jù)本發(fā)明的功率電子模塊包括布置在殼體(4)中的電子部件(8)，和外部連接元件(10、12)，所述外部連接元件包括能夠電連接到旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電力電路的電力導(dǎo)體的至少一個(gè)電力線(10)。根據(jù)本發(fā)明，殼體和用于測量電力線(10)中流動的電流的強(qiáng)度的測量裝置(16、17)的至少一個(gè)元件形成單件組件。根據(jù)特別的特征結(jié)構(gòu)，測量裝置(16、17)的上述元件是磁路。有利地，該磁路由鐵氧體形成并且圍繞電力導(dǎo)體(13)。
【IPC分類】H02K11/04, H02K11/00
【公開號】CN105027399
【申請?zhí)枴緾N201480012996
【發(fā)明人】G.勒科特, F.格林
【申請人】法雷奧電機(jī)設(shè)備公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年3月5日
【公告號】WO2014135796A2, WO2014135796A3