(57)【要約】      （修正有）【課題】一体化された独立のサブアセンブリ群を用いて組み立てを容易にする電気装置を提供する。【解決手段】電気アセンブリ１０は、冷却モジュール１１および電気的バスバー１２を備える。冷却モジュール１１は、能動的冷却モジュールであり、冷却液が流れるネットワークを備える、電気的バスバー１２は、冷却モジュール１１を受容するための受容部１１０に直接的に取り付けられる。電気アセンブリ１０は、第１電気装置のフレーム内に追加される。【選択図】図１
2020103031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却モジュール（１１）および電気的バスバー（１２）を備える電気アセンブリ（１０）であって、
前記冷却モジュール（１１）は、とくに、冷却液が流れるネットワークを備える能動的冷却モジュール（１１）であり、
前記電気的バスバー（１２）は、前記冷却モジュール（１１）を受容するための部分（１１０）に直接的に取り付けられ、
前記電気アセンブリ（１０）は、第１電気装置（１）のフレーム（２）内に追加されるよう構成される、
電気アセンブリ（１０）。
【請求項２】
前記冷却モジュール（１１）の第１表面（１１４）に取り付けられた電子パワーモジュール（２０）と、
前記冷却モジュール（１１）の、前記第１表面（１１４）とは反対側の第２表面（１１５）に取り付けられた容量性リンク要素（３０）と
をさらに備える、請求項１に記載の電気アセンブリ（１０）。
【請求項３】
前記受容部（１１０）は、対向する各面を備え、
前記対向する各面は、それぞれ、前記冷却モジュール（１１）の前記第１表面（１１４）および前記冷却モジュール（１１）の前記第２表面（１１５）と同一の平面にある、
請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記冷却モジュールは第１部（１１８）を備え、
前記第１部（１１８）は第１および第２表面（１１４，１１５）を備え、
前記受容部（１１０）は、前記冷却モジュール（１１）の前記第１部から延びる分岐部を形成する、
請求項２または３に記載の電気アセンブリ（１０）。
【請求項５】
前記電気的バスバー（１２）は、
‐前記分岐部の２つのアーム（１１６，１１７）の間に保持される第１部（１２４）と、
‐前記第１部（１２４）の片側から延びるクロスアーム（１２５）と
を備え、
前記クロスアーム（１２５）は、前記分岐部と前記冷却モジュール（１１）の前記第１部（１１８）との接合部に配置され、
前記クロスアーム（１２５）は、前記冷却モジュール（１１）の前記第１表面に沿って延び、
前記クロスアーム（１２５）は、端子（１２３）を備え、
前記端子（１２３）は、前記パワーモジュール（２０）の端子に向かって配置され、それらに接続される、
請求項４に記載の電気アセンブリ。
【請求項６】
前記冷却モジュール（１１）は冷却液入口（１１１）および冷却液出口（１１２）を有し、
前記冷却モジュール（１１）は、前記冷却液が前記電子パワーモジュール（２０）と前記容量性リンク要素（３０）との間を流れるよう構成される、
請求項２〜５のいずれか一項に記載の電気アセンブリ（１０）。
【請求項７】
前記電気的バスバー（１２）は、前記電気的バスバー（１２）の導電体（１２２，１２３）を共に保持する、電気的絶縁材料からなるボディ（１２１）を備え、
前記ボディ（１２１）は、前記冷却モジュール（１１）の隣に配置され、これによって、前記導電体（１２２，１２３）から前記冷却モジュール（１１）への熱の熱放散が可能になる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気アセンブリ（１０）。
【請求項８】
ケース（２）を備える電気装置（１）であって、前記ケース（２）内に請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気アセンブリ（１０）が保持される、電気装置（１）。
【請求項９】
インバータを形成する、請求項８に記載の電気装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気装置（インバータ等）の分野に関し、とくに車両用のものに関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、そのような装置のサブアセンブリ（すなわち、冷却モジュール上に形成され電気的バスバーを有する電気アセンブリ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの電気装置において、とくに電子パワーデバイス（電気車両モータに電力を供給するよう構成されたインバータ等）において、冷却モジュールが構成される。
【０００４】
既知のように、電気的構成要素（とくに電子カードまたはＤＣリンク要素等）が発生する熱を排出するために、冷却モジュールが用いられる。
【０００５】
能動的冷却モジュールは、外部体（とくに、たとえば水等の冷却液）を用いる。これが冷却モジュールの入口および出口の間（そこでは冷却モジュールが冷却を要する少なくとも１つの要素の近くにまたはこれと接触して配置されている）を流れると、冷却を要するその要素の温度を低下させることができる。
【０００６】
受動的冷却モジュール（脱熱器とも呼ばれる）は、外部体の使用を伴わない。脱熱器は、一般的に、十分な熱伝導性を持つ材料からなる。これは、熱放散を容易にするよう構成される放熱要素、羽根を備えることができる。
【０００７】
パワーインバータ等の電気装置では、能動的冷却モジュールが用いられる。以下では、「冷却モジュール」という表現は能動的冷却モジュールを意味する。
【０００８】
現在、電気装置を組み立てる工程において、（とくに一体化された独立のサブアセンブリ群を用いて組み立てを容易にするために）モジュール性の向上が求められている。
【０００９】
この背景に対し、本発明は、冷却モジュール上に成形される電気装置に関する。冷却モジュールの一部は、電気的バスバーを直接的にそのモジュールに取り付けて受容する（とくに、別の電気装置の電気的コネクタを少なくとも１つ受容するために構成される）。たとえば、車両インバータのコンテキストでは、前記電気的バスバーは、車両の電動機の相コネクタを受容するよう構成される交流の電気的バスバー（「ＡＣバスバー」とも呼ばれる）であってもよい。
【００１０】
［発明の提示］
この目的のために、本発明は、
冷却モジュールおよび電気的バスバーを備える電気アセンブリであって、
前記冷却モジュールは、とくに、冷却液が流れるネットワークを備える能動的冷却モジュールであり、
前記電気的バスバーは、前記冷却モジュールの受容部に直接的に取り付けられ、
前記電気アセンブリは、第１電気装置のフレーム内に追加されるよう構成される、
電気アセンブリに関する。
【００１１】
一実施形態によれば、前記電気的バスバーは前記冷却モジュールの前記受容部に螺合される。
【００１２】
一実施形態によれば、
前記冷却モジュールの第１表面に電子パワーモジュールが取り付けられ、
前記冷却モジュールの、前記第１表面とは反対側の第２表面に、容量性リンク要素が取り付けられる。
【００１３】
一実施形態によれば、
前記受容部は、対向する各面を備え、
前記対向する各面は、それぞれ、前記冷却モジュールの前記第１表面および前記冷却モジュールの前記第２表面と同一の平面にある。
【００１４】
一実施形態によれば、
前記冷却モジュールは第１部を備え、
前記第１部は第１および第２表面を備え、
前記受容部は、前記冷却モジュールの前記第１部から延びる分岐部を形成する。
【００１５】
一実施形態によれば、
前記電気的バスバーは、
‐前記分岐部の２つのアームの間に保持される第１部と、
‐前記第１部の片側から延びるクロスアームと
を備え、
前記クロスアームは、前記分岐部と前記冷却モジュールの前記第１部との接合部に配置され、
前記クロスアームは、前記冷却モジュールの前記第１表面に沿って延び、
前記クロスアームは、端子を備え、
前記端子は、前記パワーモジュールの端子に向かって配置され、それらに接続される。
【００１６】
一実施形態によれば、
前記冷却モジュールは冷却液入口および冷却液出口を有し、
前記冷却モジュールは、前記冷却液が前記電子パワーモジュールと前記容量性リンク要素との間を流れるよう構成される。
【００１７】
一実施形態によれば、
前記電気的バスバーは、前記電気的バスバーの導電体を共に保持する、電気的絶縁材料からなるボディを備え、
前記ボディは、前記冷却モジュールの隣に配置され、これによって、前記導電体から前記冷却モジュールへの熱の熱放散が可能になる。
【００１８】
また、本発明は、上記に簡潔に説明された電気装置が保持されるケースを備える電気装置にも関する。
【００１９】
一実施形態によれば、前記電気装置はインバータを形成する。
【００２０】
本発明は、以下の説明を読むことによってよりよく理解される。以下の説明は例としてのみ与えられ、添付図面（非限定的な例として与えられる）を参照し、添付図面において同一の参照符号は同様の対象物に与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による電気アセンブリの例を表す図。
【図２】電子パワーモジュールおよび容量性リンク要素が取り付けられた前の発明による電気アセンブリの例を表す図。
【図３】本発明の一例による、電気アセンブリを備える電気装置（このケースではインバータ）の例を示す図。
【図４】本発明の一例による電気アセンブリのために構成される冷却モジュールを示す図。
【図５】本発明の一例による電気アセンブリのために構成される電気的バスバーを示す図。
【００２２】
図面は本発明を実施するために本発明を詳細に説明し、当然ながら、前記図面は、適切な場合には、本発明の定義を改善するために使用することができるということに留意すべきである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の記載では、本発明は、主にインバータ（とくに電気機械（車両のモータシステムの回転電気機械等）に電力を供給するために構成されるもの）を製造する目的で説明される。しかしながら、本発明は、以下に説明するように、電気アセンブリを備えることが可能なすべての電気装置にも関する。
【００２４】
図１を参照して、電気アセンブリ１０が提案される。電気アセンブリ１０は冷却モジュール１１を備え、冷却モジュール１１の受容部１１０は、冷却モジュール１１に直接的に取り付けられて電気的バスバー１２を受容する。
【００２５】
たとえば、電気的バスバー１２は冷却モジュール１１に螺合する。代替的に、電気的バスバー１２は、ヘディングまたはフラッシュフィッティング（そりひだ彫りを用いる）または任意の他の手段により冷却モジュールに取り付けることができる。
【００２６】
第１の利点は、電気的バスバー１２と冷却モジュール１１とが直接的に接触することにより、電気的バスバー１２が冷却可能であるという事実にある。実際に、電気アセンブリ１０が関連する電気装置を用いるときに、電気的バスバー１２が電気的コネクタ（たとえば電気装置が車両のパワーインバータであるときの電気車両モータの相コネクタ）を受容するとき、前記電気的バスバー１２が発熱する。
【００２７】
同じコンテキストで、電気的バスバー１２は、別の電気装置（たとえばモータ）の対応する端子に接続されるよう構成された端子１２２を持つ電気的コネクタ１２０を備え、これも電気的バスバー１２を発熱させる。
【００２８】
受容部１１０は、冷却モジュール１１の第１部１１８から延び、前記第１部１１８は第１表面１１４および第２表面１１５を有し、前記第１および第２表面１１４，１１５は、ここでも上述の例によって、それぞれ電子パワーモジュールおよび容量性リンク要素を受容するよう構成される。
【００２９】
より具体的には、図２に示すように、一実施例では、電気的バスバー１２は導電体１２０（とくに「リードフレーム」タイプの平坦なコネクタ）を備える。導電体１２０の電気的端子１２３は、電気的バスバー１２の一端において、電気装置（インバータの電子パワーモジュール２０等であって、前記電子パワーモジュール２０は冷却モジュール１１に取り付けられこれによって冷却される）の電気的端子によって受容されるよう構成される。この実施例によれば、第２に、電気的バスバー１２は、第１端とは反対側の端において、電子パワーモジュール２０を介してインバータによって電力を供給される電動機の相コネクタを受容するよう構成される電気的端子１２２を備える。
【００３０】
図１に示すように、冷却モジュール１１は、たとえば冷却液入口１１１および冷却液出口１１２を有する。
【００３１】
したがって、とくに、冷却液は冷却モジュール１１の第１および第２表面１１４，１１５の間の溝内を流れる。冷却液入口１１１および冷却液出口１１２は、たとえば、冷却モジュール１１の第２表面１１５（すなわち、図２の電子パワーモジュール２０が取り付けられる第１表面１１４とは反対側の、容量性リンク要素３０が取り付けられる表面）に設けられる。
【００３２】
電気的バスバー１２は、伝達モジュール１３を備えてもよい。伝達モジュール１３は、電気的バスバー１に一体化され、とくに、前記電気装置の物理的特性を表す電気信号をサンプリングするために、電気装置の電気的コネクタに接続するよう構成される。そのような電気装置は、たとえば電子パワーモジュール２０によって制御される電動機であり、伝達モジュール１３は、モータの位置を表す信号を、たとえばインバータの制御カードに伝達する。
【００３３】
一実施例では、電気的絶縁材料からなるボディ１２１が電気的バスバー１２に備えられて導電体１２０を共に保持し、それらの電気的端子１２２，１２３の間でそれらを絶縁する。しかしながら、ボディは冷却モジュール１１との熱交換を容易にする材料であってもよい。とくに、ボディ１２１は、前記冷却モジュール１１に電気的バスバー１２が追加され取り付けられる前に、受容部の領域において、導電体１２０にオーバーモールドされてもよく、接着されてもよく、強制的に設置されてもよい。
【００３４】
また、電気的バスバー１２と冷却モジュール１１との間に、（とくに電気的バスバー１２のボディ２１に沿って）サーマルインタフェースが追加されてもよい。そのようなサーマルインタフェースは、ＴＩＭ（「Thermal Interface Material（サーマルインタフェース材料）」）タイプの材料から構成することができる。
【００３５】
図１に示すように、電気アセンブリ１０（前記冷却モジュール１１を受容するよう設計された部分１１０に取り付けられた冷却モジュール１２および電気的バスバー１２を備える）により、電気的バスバー１２の剛性を向上させることができる。
【００３６】
シーリング装置１４がボディ２１上のバスバー１２の周囲で適切な位置に、とくに導電体１２０がフレームの開口を横切って別の電気装置（とくに電動機）に接続されるときにこれが電気装置のフレームに対して配置されるように、保持されてもよい。
【００３７】
図３は、本発明の一例による電気アセンブリの一部を形成するよう構成される冷却モジュール１１を分離して表す。図４は、本発明の同じ例による電気アセンブリの一部を形成するよう構成される追加のバスバー１２を分離して表す。
【００３８】
詳細な態様では、図３に示す実施例によれば、冷却モジュール１１は第１部１１８および受容部１１０を有する。第１部１１８は、第１表面１１４および第２表面１１５を備える。受容部１１０は、対向する各面を備え、これらの各面はそれぞれ、冷却モジュール１１の第１表面１１４および冷却モジュール１１の第２表面１１５と同一の平面にある。冷却モジュール１１は、電子パワーモジュール２０と電気的バスバー１２との間の電流を測定する電流センサを受容するよう構成されるキャビティ１１９を備えてもよい。電流センサは、たとえば磁性体Ｃコア４０（図２に示す）を備える。
【００３９】
さらに、再び図３の実施例によれば、受容部１１０は冷却モジュール１１の第１部１１８から延びる分岐部を形成し、前記分岐部は２つのアーム１１６，１１７を備える。
【００４０】
図４を参照すると（図２にも示すように）、電気的バスバー１２は、対応する態様において、受容部１１０を形成する分岐部の２つのアーム１１６，１１７の間に保持されるよう構成される第１部１２４を備える。電気的バスバー１２は、第１部１２４の片側から延びるクロスアーム１２５も備え、前記クロスアーム１２５は、分岐部と冷却モジュール１１の第１部１１８との接合部に配置されるよう構成される。クロスアーム１２５は、冷却モジュール１１の第１表面１１４に沿って延び、接続端子１２３を備える。接続端子１２３は、冷却モジュール１１の前記第１表面１１４に取り付けられたパワーモジュール２０の端子に向かって配置されるよう構成され、それらに接続される（図２にも示すように）。
【００４１】
図５を参照すると、本発明による電気アセンブリ１０は、電気装置１（とくにインバータ）に一体化されるよう構成される。
【００４２】
電気装置は、本発明による電気アセンブリ１０（冷却モジュールおよび電気的バスバーを有する）を備え、前記冷却モジュールは電子パワーモジュール２０と容量性リンク要素３０との間に挟持される。
【００４３】
図５に、電気アセンブリ１０（とくに電子パワーモジュールおよび容量性リンク要素が取り付けられる）が保持されるフレーム２を示す。前記フレーム２はカバー３によって閉じられる。
【００４４】
とくに、電子パワーモジュール２０は、同一のケーシングにカプセル化される電気回路を形成する複数の半導体チップを備えるアセンブリである。より具体的には、このケースにおいて、電子パワーモジュール２０（図２に示す）は、とくに、直流電流を交流電流に、またはその逆に変換するよう構成される構成要素（この構成要素を介して、電気機械（たとえば電動機）に電力を供給するエネルギーが運搬される）を備えるアセンブリであってもよい。そのような電子パワーモジュール２０は、高電圧バッテリと電気機械との間で電気エネルギーの制御された通過を可能にするよう構成される。
【００４５】
さらに、用語「容量性リンク要素」は、フィルタリング機能を実装するＤＣリンクコンデンサ（とくに電子パワーモジュールに供給される電圧を安定させるためのもの）を意味すると理解される。
【００４６】
したがって、冷却モジュール１１は、第１に電子パワーモジュール２０を、第２に容量性リンク要素３０を、冷却するように第１に構成される。
【００４７】
本発明によれば、冷却モジュール１１は電気的バスバー１２も冷却する。
【００４８】
電気装置１がインバータである実施例では、電気的バスバー１２はとくに交流バスバーであり、前記インバータによって電力を供給される電動機の相コネクタを、（とくに電気的端子１２２の位置において、バスバー１２０の第２端において）受容するよう構成される。
【００４９】
このように、本発明によれば、冷却モジュール１１は、電気的バスバー１２が組み付けられ適切な位置に保持されるブラケットとして作用する。
【００５０】
さらに、本発明による電気アセンブリ１０により、前記電気アセンブリが追加される電気装置の冷却を制御する制御システムに電気的バスバー１２を一体化することができる。
【００５１】
冷却モジュール１１は、電気的バスバー１２とその冷却モジュール１１とが形成する電気アセンブリ１０において、前記電気的バスバー１２を介して、冷却機能と剛性化機能とを同時に実施する。
【００５２】
剛性化機能に関して、改善は、たとえば電気的バスバー１２が冷却モジュール１１に直接的に取り付けられるという事実によって得られるということに留意すべきである。
【００５３】
本発明の利益の１つは、電気アセンブリ１０（冷却モジュール１１と、とくに螺合によって前記冷却モジュールに取り付けられた電気的バスバー１２とを備える）が、単一部品として製造されるということである。結果として、前記電気アセンブリ１０は、独立したアセンブリを形成し、その機能は分離して試験可能である。
【００５４】
とくに、本発明による電気アセンブリ１０に基づき、インバータ１００のサブアセンブリを形成するために電子パワーモジュール２０および容量性リンク要素３０を組み立てることが可能である。
【００５５】
そのようなインバータ１００のサブアセンブリは独立して試験可能であり、これによってインバータ組み立て方法のモジュラー性が向上する。
【００５６】
独立に試験した後、ベース電気アセンブリ１０またはインバータサブアセンブリ１００を、インバータ等の電気装置１を形成するために、カバー３によって閉じられるフレーム２内に追加することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020103031.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
2020103031000001.pdf