本發(fā)明涉及一種用于在冷卻體上、尤其在空調(diào)設(shè)施的電制冷壓縮機的殼體上安裝柱形的電解電容器的系統(tǒng)。本發(fā)明此外涉及一種在電解電容器處、尤其在電制冷壓縮機中應(yīng)用熱粘膠的條件下用于建立在至少一個電解電容器和冷卻體之間的連接的方法。除此之外，本發(fā)明涉及一種連接，所述連接可通過這種方法獲得。

背景技術(shù)：

在功率電子運行的設(shè)備例如變流器(Invertern)中，能量通常必須保存在中間電路電容器(Zwischenkreiskondensatoren)中。這用于緩沖電流和干擾從而對電流和所述干擾進(jìn)行濾波，所述干擾由此通過功率電子組件、例如用于驅(qū)動電動機的逆變器的切換過程引起。

為了構(gòu)造中間電路儲存器，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通常使用電解電容器。電解電容器具有如下優(yōu)點：高的能量密度、大的運行溫度范圍和較低的成本。電解電容器主要可在對稱的柱形構(gòu)型中獲得并且在每個端側(cè)上各具有一個接口(+/-)(軸向)或者在一個端側(cè)上具有兩個接口(+/-)(徑向)。

由于電解電容器的受物理所決定的構(gòu)造，該電解電容器具有寄生電阻。該寄生電阻能夠在電子技術(shù)方面通過所謂的ESR(Equivalent Series Resistanz＝等效串聯(lián)電阻)來描述。市售的電解電容器的ESR通常為幾歐姆。

由于功率電子組件中的切換過程引起中間電路電容器的電流負(fù)荷從而引起ESR的電流加載。因此在電解電容器中產(chǎn)生損耗功率，由此電解電容器發(fā)熱。由于發(fā)熱，尤其由于電解質(zhì)的發(fā)熱，引起電特性的變差，尤其引起電解電容器的導(dǎo)電性能變差。由此，切換過程會較差地被濾波、攔截或者緩沖。由此會引起功率電子組件本身的或者在其它組件上的相應(yīng)的干擾和影響。此外，由于電解電容器或者電解質(zhì)的發(fā)熱引起電解電容器的使用壽命的縮短。產(chǎn)生電解質(zhì)干涸或者電解質(zhì)的介電強度減小的危險。這導(dǎo)致：功率電子組件需更頻繁地并且更早地維修或更換。

如果使用與電制冷壓縮機連接的逆變器從而使用與電制冷壓縮機連接的中間電路電容器，那么因此實現(xiàn)通過制冷壓縮機的制冷功率主動地冷卻該中間電路電容器從而減小過度加熱的之前所描述的負(fù)面效應(yīng)。

所提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點是：電解電容器被差地和/或不均勻地冷卻。不均勻的冷卻在此在每個電容器中會單獨地出現(xiàn)，也就是說，電容器的一些部分與電容器的其它部分相比更好地散熱。但是也能夠在中間電路濾波器的各個電容器之間出現(xiàn)溫度差。

現(xiàn)有技術(shù)的此外已知的缺點是：電解電容器由于通過使用固定夾而安裝在側(cè)表面上僅不充分地被保護(hù)以防止振動。

為了主動地散熱，電解電容器的表面必須以盡可能的低的熱阻連接到冷卻面或冷卻體上。這能夠借助于彈性的熱襯墊或者專門的導(dǎo)熱粘膠來實現(xiàn)。該冷卻襯墊或者熱粘膠具有在1W/mK和10W/mK之間的典型的導(dǎo)熱能力從而與制冷壓縮機的殼體或者冷卻體相比具有更差的熱傳導(dǎo)能力。該殼體/冷卻體通常由銅或鋁制成，其中所述銅具有400W/mK的導(dǎo)熱值，所述鋁具有通常235W/mK的導(dǎo)熱值。

此外已知的是，電解電容器的側(cè)表面以平放的方式或者以在凹陷部中粘接的方式放置。在此，首先通過配料單元施加粘膠，并且隨后將電容器插入到粘合劑中。此外已知的是，電子器件為了粘結(jié)而被注塑包封或者澆注。

在上文中提到的現(xiàn)有技術(shù)的另一缺點是：在粘結(jié)側(cè)表面的一小部分時僅產(chǎn)生器件的不均勻的熱連接。此外，在澆注或者注塑包封電子器件時必須將這些電子器件嵌入到相對于器件尺寸相對大的空腔中。由此由于注塑包封的或者被澆注的材料相對于原本的冷卻體產(chǎn)生相對長的熱路徑。除此之外，在注塑包封/澆注多個器件時由于熱材料引起的不同長度的路徑產(chǎn)生如下缺點：這些路徑在熱學(xué)方面不同地散熱。此外產(chǎn)生鑄件/注塑包封塊的相對高的消耗，所述消耗導(dǎo)致提高的成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，尤其在車輛中使用時，通過到電制冷壓縮機上的改進(jìn)的、均勻的熱連接，提高電解電容器的電效率和使用壽命。此外，本發(fā)明應(yīng)通過電解電容器的固定的單獨安裝來改進(jìn)相對于振動的穩(wěn)固性。本發(fā)明的所述目的的另一部分在于：提供一種用于將能導(dǎo)熱的粘膠施加到軸向的電子器件、尤其電制冷壓縮機中的電解電容器的側(cè)表面上的方法。

所述目的一方面通過一種用于在冷卻體上安裝至少一個柱形的電解電容器的系統(tǒng)來實現(xiàn)。改進(jìn)方案在實施方式中給出。

冷卻體根據(jù)本發(fā)明具有用于至少部分地容納柱形的電解電容器的至少一個孔。在此，所述孔在容納之后部分地或者完全地包圍所述柱形的電解電容器，其中柱形的電解電容器的側(cè)表面機械連接到或者熱連接到孔的面上，即，側(cè)表面和孔的面彼此熱接觸。也就是說：為了改進(jìn)電解電容器的冷卻，這些電解電容器分別單獨地放置到完全包圍或者部分包圍柱形的電容器的側(cè)表面的孔中，所述孔優(yōu)選構(gòu)成為盲孔。為了將電容器機械連接到和熱連接到孔的或者盲孔的面上，側(cè)表面優(yōu)選與能良好導(dǎo)熱的側(cè)表面粘結(jié)或者電容器借助相應(yīng)的配合壓入到孔中。能導(dǎo)熱的粘膠在此優(yōu)選具有在1W/mK至10W/mK的范圍中的導(dǎo)熱能力。

根據(jù)本發(fā)明的一個尤其優(yōu)選的實施方式，冷卻體是空調(diào)設(shè)施的電制冷壓縮機的殼體的一部分，其中所述電制冷壓縮機的殼體優(yōu)選由銅或者鋁或者銅或鋁的合金構(gòu)成。替選地，冷卻體也能夠由鋼構(gòu)成。

此外有利的是，在孔中設(shè)有工件棱邊，優(yōu)選階梯部。由此，電容器在裝入時一方面獲得深度止擋件，另一方面電解電容器的膨脹閥能夠在故障/安全情況下膨脹到在深度止擋件下方形成的空腔中。這例如能夠通過如下方式實現(xiàn)：具有第一直徑的第一部段從孔的外棱邊起始，所述第一部段在孔的內(nèi)部中在優(yōu)選階梯狀的凸肩處終止，具有第一直徑的第一部段在凸肩的內(nèi)邊緣處在孔的內(nèi)部中過渡為具有更小的第二直徑的第二部段，由此電解電容器在凸肩處獲得深度止擋件并且在其下方獲得呈第二部段的構(gòu)型的空腔。

本發(fā)明的優(yōu)點在于電解電容器的改進(jìn)的熱的冷卻。因此，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)這些單個電容器的均衡的熱的冷卻而且能夠?qū)崿F(xiàn)在包括這些單個電容器的整個中間電路電容器上的均勻的熱的冷卻。借助于本發(fā)明，即使在電容器中由于強的電流負(fù)荷所引起的高損耗功率的情況下也可以獲得高的導(dǎo)電性能。所有這些也引起電容器的使用壽命的延長。最后但同樣被認(rèn)為有利的是，也改進(jìn)到冷卻體上的、優(yōu)選到制冷壓縮機的殼體上的機械連接。由此改進(jìn)了抗振性。

用于放置電解電容器的保持件可通過機械加工例如銑削和/或進(jìn)行鉆孔和/或鉸孔(Reiben)通過將相應(yīng)的孔、優(yōu)選相應(yīng)的盲孔制成在實心材料中來實現(xiàn)。

替選地，也能夠通過使鑄件或者擠出的模制件成型來產(chǎn)生電解電容器的相應(yīng)的保持件。

本發(fā)明的所述目的此外通過一種用于建立至少一個柱形的電解電容器和冷卻體之間的連接的方法來實現(xiàn)。有利的改進(jìn)方案在實施方式中提出。

在此，冷卻體具有用于至少部分地容納柱形的電解電容器的至少一個孔?？自谌菁{之后部分地或者完全地包圍柱形的電解電容器，其中具有恒定的或者可變的第一直徑的第一部段從孔的外棱邊起始，所述第一部段在孔的內(nèi)部中在工件棱邊處終止，在所述工件棱邊處，第一部段在孔的內(nèi)部中過渡為具有恒定的直徑的第二部段，所述恒定的直徑小于工件棱邊前方的第一部段的直徑。所述方法包括下述步驟：

a)將能導(dǎo)熱的粘膠涂抹到第一部段中，使得所涂抹的粘合劑經(jīng)由工件棱邊伸入到孔的內(nèi)部中，以及

b)在粘膠硬化之前將電解電容器引入到孔中，至少部分地直至進(jìn)入第二部段中，使得尚未硬化的粘膠一起被帶入孔中并且潤濕電解電容器的側(cè)表面。

根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計理念，為了改進(jìn)電解電容器的冷卻，這些電解電容器分別單獨地放置到完全包圍或者部分包圍柱形的電容器的側(cè)表面的孔中。在孔的外棱邊的區(qū)域中，第一部段設(shè)有工件棱邊，優(yōu)選呈階梯狀的凸肩形式或者斜邊形式。在階梯狀的凸肩的情況下，具有恒定的第一直徑或者可變的直徑的第一部段從孔的外棱邊起始，其中第一部段在孔的內(nèi)部中在階梯狀的凸肩處終止，所述凸肩具有內(nèi)邊緣作為工件棱邊，在所述內(nèi)邊緣處，第一部段在孔的內(nèi)部中過渡為具有更小的直徑的第二部段。替選地或者附加地，孔的在位于工件棱邊前方的第一部段中的壁至少部分地構(gòu)成為斜邊，其中孔的直徑在第一部段中連續(xù)減小。

在第一部段的區(qū)域中，例如在階梯狀的凸肩或者斜邊上，借助于配料裝置，優(yōu)選通過配料尖端，施加能導(dǎo)熱的粘膠。也就是說，粘膠的量在此被配給為，使得該粘膠經(jīng)由工件棱邊、例如經(jīng)由凸肩的內(nèi)邊緣伸入到孔直徑中。如果此時將電解電容器引入到相應(yīng)的孔中，那么該電解電容器將尚未硬化的粘膠一起帶入到孔中，更確切地說，帶入到第二部段中。電解電容器在側(cè)表面上被潤濕并且在低熱阻地粘結(jié)。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式，冷卻體或者冷卻面是電制冷壓縮機的殼體的一部分。制冷壓縮機的殼體優(yōu)選由銅或者鋁，或者由銅或鋁的合金構(gòu)成。尤其有利的是在冷卻體中構(gòu)成為盲孔的孔。

作為能導(dǎo)熱的粘膠優(yōu)選使用導(dǎo)熱能力為1W/mK至10W/mK的粘膠。

本發(fā)明除此之外也涉及一種在至少一個電解電容器和冷卻體之間的連接，所述連接可通過在上文中所提到的方法或者其實施方式獲得。尤其優(yōu)選的是如下實施方式，其中能導(dǎo)熱的粘膠是電絕緣的。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過薄的粘膠厚度和均勻的粘接所導(dǎo)致的電容器的改進(jìn)的、均勻的熱的冷卻。因此不僅實現(xiàn)了電解電容器的均勻的熱的冷卻而且實現(xiàn)了在整個中間電路電容器上的均勻的熱的冷卻。此外，改進(jìn)了到制冷壓縮機的冷卻體或殼體上的機械連接。由此改進(jìn)了抗振性。最后但同樣重要的一點是，也相對于鑄件降低熱粘膠的消耗。

附圖說明

本發(fā)明的設(shè)計方案的其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點參考相應(yīng)的附圖從接下來對實施例的描述中得出。附圖示出：

圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所述的用于在電制冷壓縮機上安裝電解電容器以進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)，

圖2示出用于在電制冷壓縮機上安裝電解電容器的系統(tǒng)，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例將粘膠施加到盲孔的凸肩中的示意圖，以及

圖4示出引入電子器件和借助于能導(dǎo)熱的粘膠潤濕側(cè)表面的示意圖。

具體實施方式

圖1示意性地示出用于冷卻電解電容器2的裝置1或根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所述的用于在電制冷壓縮機上安裝(Verbau)電解電容器的以進(jìn)行冷卻的系統(tǒng)1。裝置1除了電解電容器2外還包括功率電子器件3的電路板(Leiterkarte)，電解電容器2經(jīng)由固定夾4機械連接在所述電路板上。電解電容器2經(jīng)由固定夾4不僅與功率電子器件3的電路板電連接而且與其機械連接。為了主動地散熱，電解電容器2的表面必須以盡可能低的熱阻連接到冷卻體5或冷卻面5a上。從出自現(xiàn)有技術(shù)的該實例中已知，單一的或者多個電容器借助于可塑性樹脂(Plastikharz)6澆注或粘結(jié)。這能夠借助于彈性的熱襯墊6來實現(xiàn)或者能夠借助于專門的導(dǎo)熱粘膠6來實現(xiàn)。在此，在盆狀的容納區(qū)域中存在兩個電解電容器2，如在圖1中所示出的那樣，所述容納區(qū)域是制冷壓縮機的殼體5的一部分。圖1示出在安裝電解電容器2時已知的方法過程的結(jié)果，在所述方法過程中柱形的電解電容器2以平放的方式通過側(cè)表面的一小部分接觸殼體5的冷卻面5a的方式被安裝。也就是說，電解電容器2以平坦地安放在側(cè)表面上的方式借助于作為粘結(jié)劑6的可塑性樹脂6粘結(jié)地放置在電制冷壓縮機的作為冷卻體5的殼體5上，所述冷卻體以冷卻介質(zhì)7來填充。在此，能導(dǎo)熱的粘膠6首先通過在圖1中未示出的配料單元施加并且電解電容器2隨后插入在粘結(jié)劑6中。此外已知的是，電子器件為了進(jìn)行粘接而注塑包封或者澆注。示意性地也在圖1中示出電解電容器2的冷卻/散熱，通過箭頭8來簡單示出，所述箭頭是導(dǎo)出的熱量8。

為了改進(jìn)電解電容器的冷卻，這些電解電容器分別單一地放置到完全包圍或者部分包圍柱形的電容器的側(cè)表面的孔中。圖2示意性地示出用于安裝兩個柱形的電解電容器2的系統(tǒng)1，所述電解電容器在兩個構(gòu)成為盲孔9的孔9中與功率電子器件3的電路板電連接和機械連接。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)相對于現(xiàn)有技術(shù)具有改進(jìn)的冷卻?？?分別用于至少部分地容納柱形的電解電容器2。相應(yīng)的孔9在容納柱形的電解電容器2之后部分地或者完全地包圍所述柱形的電解電容器，其中柱形的電解電容器2的側(cè)表面機械連接到并且熱連接到孔9的面上。這根據(jù)圖2中的系統(tǒng)1通過如下方式進(jìn)行：柱形的電解電容器2的側(cè)表面借助能導(dǎo)熱的粘膠6粘入或者壓入到孔9中。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)從電容器2經(jīng)由粘膠6和孔的壁到電制冷壓縮機的殼體5上的熱傳遞8。

具有第一直徑的第一部段11從孔9的外棱邊10起始，所述第一部段在孔9的內(nèi)部中在階梯狀的凸肩12處終止。該階梯狀的凸肩12具有內(nèi)邊緣13。在該內(nèi)邊緣13處，具有第一直徑的第一部段11在孔9的內(nèi)部中過渡為具有更小的第二直徑的第二部段14。由此，具有第一直徑的第一部段11用作為用于柱形的電解電容器2的容納區(qū)域，而電解電容器2在凸肩12處獲得深度止擋件。除此之外，電解電容器的膨脹閥能夠在故障/安全情況下在深度止擋件下方形成的空腔14中即第二部段14中膨脹。

圖3和圖4根據(jù)本發(fā)明的一個實施例示意性地示出用于建立在至少一個柱形的電解電容器2和的冷卻面5a之間的連接的方法。所述方法在此是在電制冷壓縮機中的電解電容器2處應(yīng)用能導(dǎo)熱的粘膠6。冷卻體5在此具有用于至少部分地容納各一個柱形的電解電容器2的兩個孔9。這些孔9根據(jù)圖3和圖4中的視圖構(gòu)成為盲孔9?？?在容納之后部分地或者完全地包圍所述柱形的電解電容器2，其中孔9的具有第一直徑的第一部段15從孔9的外棱邊10起始，所述第一部段在孔9的內(nèi)部中在階梯狀的凸肩16處終止，具有第一直徑的第一部段15在凸肩的作為工件棱邊17的內(nèi)邊緣17處在孔9的內(nèi)部中過渡為具有更小的第二直徑的第二部段18。在該實施例中，第二部段18用作為用于電解電容器2的容納空間，其中第二部段18在孔9的內(nèi)部中在另一階梯狀的凸肩19處終止，在所述另一階梯狀的凸肩處，電解電容器2獲得深度止擋件。在深度止擋件的下方構(gòu)成具有第三直徑的第三部段20、即空腔20。在該空腔10中，電解電容器的膨脹閥在故障/安全情況下膨脹。

由此在孔9的外棱邊10的區(qū)域中設(shè)有凸肩12。在該凸肩12上通過配料裝置的配料尖端21涂抹能導(dǎo)熱的粘膠6，如在圖3中所示出的那樣。由此，第一部段15在此用作為用于粘膠6的涂抹區(qū)域。將能導(dǎo)熱的粘膠6涂抹到凸肩16上，使得被涂抹的粘結(jié)劑6經(jīng)由凸肩16的內(nèi)邊緣17伸入到孔9的內(nèi)部中，所述內(nèi)邊緣對應(yīng)于更小的第二直徑。如果此時電解電容器2如圖4示意性示出的那樣引入到相應(yīng)的孔9中，至少部分地直至進(jìn)入到第二部段18中，那么該電解電容器2將尚未硬化的粘膠6一起帶入到孔9中。電解電容器2在側(cè)表面上被潤濕并且低熱阻地被粘結(jié)。

附圖標(biāo)記列表

1 系統(tǒng)，用于冷卻電解電容器的裝置

2 電解電容器

3 功率電子器件的電路板

4 固定夾

5 冷卻體，制冷壓縮機的殼體，冷卻面

5a 冷卻面

6 粘結(jié)劑，可塑性樹脂，熱襯墊，熱粘膠，能導(dǎo)熱的粘膠

7 冷卻介質(zhì)

8 熱量，導(dǎo)出的熱，熱傳遞

9 孔，盲孔

10 孔9的外棱邊

11 (孔9的)具有第一直徑的第一部段(作為用于柱形的電解電容器2的容納區(qū)域)

12 (用于深度止擋件的)的凸肩

13 凸肩的內(nèi)邊緣

14 (孔的)具有第二直徑的(位于用于柱形的電解電容器2的容納區(qū)域下方的)的第二部段，空腔

15 (孔9的)具有第一直徑的第一部段(作為用于粘膠6的涂抹區(qū)域)

16 (用于涂抹粘膠6的)的凸肩

17 內(nèi)邊緣，工件棱邊

18 第二部段

19 (用于深度止擋件)的階梯狀的凸肩

20 第三部段，空腔

21 配料尖端