具有承载式冷却体的功率组件

技术领域

本发明涉及一种用于中压或高压变换器、优选模块化多级变换器的功率组件，所述功率组件包括构造为承载元件的中心冷却板，以用于至少接纳能量储存器组件和功率半导体组件。

背景技术

现代的中压或高压变换器通常具有多个互相连接的功率组件，用于将交流电压转换为直流电压或反过来。这种功率组件也可以称为子模块，尤其是在模块化的多级变换器中。在此，对于本领域技术人员来说，已知有能量储存器组件、功率半导体组件、与之连接的控制装置以及尤其是设置用于冷却这些元件的冷却装置的多种可能的布置。

在WO2008/074274A1中公开了一种具有多个具有功率半导体的变流器模块和多个能量储存器的多级变流器，其中至少一个变流器模块承载地紧固在能量储存器上。为了构造模块化多级变换器，将这种多级变流器布置在机架中，使得能量储存器被支撑在机架的前侧和背侧上的机架的横梁上，由此难以快速更换功率组件。在这种布置中，为了接触用于电流器件、控制器件和/或冷却剂的接头有时需要相对长的连接元件或连接线路，这削弱了使用者方面的可及性。

在US2017194878A1中公开一种用于多级变流器的功率组件或子模块的可能的结构，所述结构设置功率组件的功率半导体组件至少部分地直接布置在冷却板上。然而，为了将这种功率组件安装在多级变流器中，需要相对耗费的框架结构以保持功率组件的各个部件，以便能够实现将负荷转移(Lastabtragung)到多级电流变换器的机架上。此外，所公开的结构具有的缺点是，能量储存器单元在竖直方向上布置在半导体单元上，由此降低冷却板对能量储存器单元的冷却作用。

EP1125355B1公开一种变流器电容器组件，所述变流器电容器组件构造为承载式的部件。电容器安装在功率半导体上方，由此必须承受远离电容器布置的冷却体的散热减小的缺点。

本领域技术人员已知用于功率组件的其它装置，其中能量储存器组件在纵向方向上布置在半导体组件和/或控制组件后方。在此，主要在竖直方向上构造功率组件的最大的长度伸展，由此多个功率组件可以在机架中并排地并且彼此相叠布置以形成模块化的变换器，然而必须考虑相对大的结构高度。

对安全性、尤其是防爆保护和操作安全性的越来越高的要求伴随着成本有利地制造功率组件的要求。此外，还期望在损坏情况下功率组件的快速和方便的可更换性。此外，功率组件对于固定设备上的中压或高压变换器的相应的局部需求的单独的可适配性是值得期望的，或者对于在可移动的安装地点、例如列车或船舶的使用而言也是实践上有利的。

发明内容

本发明的任务是，克服现有技术的缺点并且提供一种功率组件，该功率组件是简单的、成本有利的、可靠的并且可快速更换的平台解决方案。

所述任务通过根据权利要求所述的装置来解决。

根据本发明的用于中压或高压变换器、优选模块化多级变换器的功率组件包括：至少一个功率半导体组件、至少一个能量储存器组件和至少一个冷却装置。在此，冷却装置构造为可以被冷却剂穿流的冷却板，在该冷却板的上侧和/或下侧上布置有至少一个功率半导体组件和/或至少一个能量储存器组件，并且其中，至少所述功率半导体组件与所述冷却板导热地连接。为了负荷传递地支撑在中压或高压变换器的机架上，冷却板具有在横向方向上相对于能量储存器组件的至少一个能量储存器宽度伸出的支撑面。这种功率组件优选布置在中压或高压变换器的机架的为此设置的接纳空间内，其中，机架可以在横向方向上任意扩展。

功率半导体组件优选包括IGBT组件、MOSFET、晶体管或类似物。能量储存器组件优选地包括电容器组件和/或其它合适的能量储存器，所述电容器组件可以包括多个电容器。各个部件借助合适的传导元件、如汇流排或类似物的连接对于本领域技术人员来说是充分已知的并且因此不进一步阐述。用于控制功率组件的控制装置可以被布置在冷却板的上侧或下侧上。

通过将冷却体创造性地构造为负荷传递的结构元件，同时实施功率组件在机架上的支撑功能并且形成用于所有布置在冷却体上的组件的接纳平台。冷却板因此用作一种结构板，用于接纳能量组件、功率半导体组件和可能的其它部件。这样的部件可以例如以辅助组件的形式布置在冷却板上并且例如包括控制装置、电源、电阻等。根据中压或高压变换器的结构和类型，在此可能有利的是，至少一个功率半导体组件布置在冷却板的一侧上、例如上侧上，并且所述至少一个能量储存器组件布置在冷却板的相对置的侧上、例如下侧上。其它布置方式(其分别具有至少部分地布置在冷却板的上侧和下侧处的部件)位于设计者的设计自由范围内并且同样可利用根据本发明的平台组件在冷却板处实现。在任何情况下都具有的很大优点是，冷却板如此布置在中央，使得至少可以有效地导出至少能量组件和功率半导体组件的热量。

此外，通过将冷却装置构造为被冷却剂穿流的冷却板，可以实现相对于例如具有相同效率的空气冷却装置减小功率组件的尺寸。在此，冷却液特别优选作为冷却剂。由此，尤其能够实现功率组件的“扁平的”、优选平放的布置。这有利于具有相对小的总尺寸的中压或高压变换器的设计，因为多个功率组件能够在为此设置的接纳空间中彼此相叠地布置。尤其是与已知结构形式的“立式的”功率组件相比，其中能量组件和功率半导体组件沿接纳空间的纵向方向和沿竖直方向明显超出功率组件沿横向方向的宽度，因此可以实现空间需求的降低。

作为当前的本发明解决方案的另一个优点，应提及从前侧可良好地接近功率组件，因为冷却板侧向地在支撑面上平放在机架的为此设置的承载元件上，并且因此可以避免前侧的横梁。由此，在损坏情况下，能够为操作者实现功率组件的非常快速且可容易接近的更换，并且功率组件的可能的前侧的接头是非常可接近的。

此外，可能适宜的是，至少一个功率半导体组件布置在冷却板的上侧上，并且至少一个能量储存器组件布置在冷却板的下侧上。

功率组件通常具有大于200kg的非常高的自重。在此，能量储存器组件构成总重量的大部分。通过能量储存器组件在下侧上的这种有利的布置，实现了功率组件的非常低的重心。与已知的布置相比，这避免了不期望的倾斜力矩并且以这种方式提高了使用者安全性。此外，通过将能量储存器组件中央地布置在冷却板的下侧上，能够构造能量储存器组件穿过冷却板到功率半导体组件上的基本无机械应力的电连接。在此，在热交变负荷的情况下能够实现能量储存器组件沿竖直方向向下的以及沿横向方向侧向的受控的、允许的膨胀。这种现象被称为电容器的“呼吸”。以这种方式，在较长的时间段上确保了功率半导体组件的功能，因为可以避免在能量储存器组件与功率半导体组件之间的可能的接触部的不期望的相对运动。

此外可以规定，冷却板可以构造成使得冷却板长度在纵向方向上与冷却板宽度在横向方向上具有5：1至1：2的比例、尤其是2：1至1：1的比例，并且在此在竖直方向上总是大于功率组件高度。

在规定的尺寸内构造冷却板允许“平坦”地构造功率组件。由于在竖直方向上的较小的功率组件高度，所以可以避免功率组件在更换过程中的倾斜，这是因为功率组件的重心被安装得相对较低。此外，通过优选在纵向方向上超过横向方向地构造的冷却板，保证了在中压或高压变换器的机架上的特别好的负荷分布。另一个优点在于，各个功率组件的非常紧凑的结构形式导致中压或高压变换器的小的总尺寸。

此外可以规定，所述冷却板在纵向方向上在背侧上至少在所述冷却板宽度的一部分上相对于能量储存器长度伸出地构造。

根据该实施方式，用作结构平台的冷却板能够用于在机架的布置在背侧的横向元件上的改进的支承和附加的支撑。此外，这种简单且成本有利的措施提供了如下优点，即，对于功率组件的不同的构造形式，不同的能量储存器组件尺寸(例如是由于不同的电容器数量)可以借助标准化的冷却板来实现。

一个实现方案也是有利的，按照该实现方案可以规定，在冷却板的背侧上布置至少一个与机架的耦联装置相对应的约束元件，所述约束元件优选构造为具有槽的销或具有相对于销直径扩宽的头部的销。

这种耦联装置优选布置在机架的横向元件上或横向元件内部并且例如可以构造为接纳体或接片。耦联元件在此可以具有接纳开口、例如纵向槽，所述接纳开口与冷却板的对应的约束元件形状互补地构造。在更换功率组件时，功率组件被置于维护位置，其中，冷却板的支撑面沿竖直方向升高到机架的承载元件上方。在该维护位置，功率组件能够被引入到机架中，进入到为此设置的接纳空间中，其中，所述约束元件例如能够用作定心辅助装置并且同时形成沿纵向方向朝向机架的方向的端部止挡。在功率组件从维护位置下降到静止位置中时，销形的约束元件借助于槽和/或头部接合到耦联装置的相对应的接纳开口中，由此确保功率组件在机架上的锁定。具有槽的销或具有相对于销直径扩宽的头部的销已经证实为是特别有利的。这种耦联装置因此避免了对功率组件的防止从机架中脱落的单独的保护并且成本有利且通过自动锁定极其可靠地实施。

根据一种改进方案可能的是，冷却板在竖直方向上具有至少一个连接开口，以用于将能量储存器组件的电流接头引导通过至且触点接通至功率半导体组件和/或控制装置。

能量储存器组件的连接例如可以作为连接块上的夹紧在中心地沿冷却板的横向方向和/或纵向方向进行。这能实现所有引导电流的线路能够在功率组件内部延伸地布置。此外，这种连接块或连接端的中央布置和穿过冷却板中的连接开口的穿通部在中心提供了有效降低能量储存器的寄生电感的可能性。

此外，可能适宜的是，功率组件具有至少一个用于接纳功率半导体组件和/或控制装置的上侧壳体和至少一个用于接纳能量储存器组件的下侧壳体，所述上侧壳体和下侧壳体被构造成能够与冷却板紧固、优选能够与冷却板耦联。

上侧壳体和/或下侧壳体可以理解为功率组件的遮盖部。在此，在针对相邻布置的功率组件的合适的防爆保护方面有利的是，上侧壳体和/或下侧壳体不具有除了必要时需要的用于电流接头和/或控制接头的连接开口外的开口。然而在维修情况下有利的是，可以尽可能简单且快速地取下或再次安装上侧壳体和/或下侧壳体。在最简单的情况下，这通过多个螺纹连接实现。

此外可以规定，冷却板围绕水平的扭转轴线的扭转刚度高于上侧壳体和/或下侧壳体的扭转刚度。

在制造上侧壳体和/或下侧壳体时可能发生壳体的翘曲，例如焊接翘曲。这种类型的壳体可以具有非常高的横向刚度或弯曲刚度，由此在将上侧壳体和/或下侧壳体紧固在冷却板上时可能出现冷却板的翘曲。为了实现功率组件在机架上的优化支撑，有利地设计冷却板，使得冷却板的扭转刚度超过上侧壳体和/或下侧壳体的扭转刚度。本领域技术人员可以采取结构上的改善刚度的措施，该措施除了优化冷却板厚度外也可以包括在冷却板上设置必要时需要的加固元件或类似的合适的措施。因此可以避免可能通过壳体的焊接出现的翘曲传递到冷却板上。

此外可以规定，至少下侧壳体具有面状地贴靠在冷却板上的盖元件，以便提高功率组件的扭转刚度，其中，下侧壳体在多个紧固部位处与冷却板连接。

作为上述下侧壳体的实施方式的补充，可以有利的是，下侧壳体基本上构造为除了连接开口外的封闭的盒体。尤其是，当下侧壳体用于接纳能量储存器单元时，下侧壳体的稳定的构造是有利的。下壳体的固有刚度可以有利地用于引起冷却板的刚度的提高、尤其是扭转刚度的提高。为此必要的是，下壳体的盖元件尽可能大面积地贴靠在冷却板的下侧上。以这种方式，盖元件通过与冷却板直接接触而向下侧壳体的内部的方向发挥同样的功能。盖元件因此可以被理解为冷却板的一部分。为了确保盖元件合适地连接在冷却板上，有利的是，在紧固部位上执行多次旋拧。通过盖元件的这种无间隙的旋拧确保了到冷却板的良好的热传递。同样地，为了改善热传递，在冷却板和用作冷却板的一部分的盖元件之间可以设置中间介质，例如“导热填隙”和/或导热膏。

根据一个特别的实现方案可能的是，下侧壳体、尤其是盖元件在冷却板侧在冷却板侧具有在横向方向上相对于能量储存器宽度伸出的、尤其是直至相对于冷却板宽度伸出的突出部。

在某些情况下，已经证明有利的是，通过在下壳体上侧向伸出的突出部来实现下壳体在冷却板上的紧固。这些突起部除了具有紧固特性外还具有的优点是，突出部用作中间元件，用于将功率组件或冷却板支承在机架上。以这种方式，可以由下壳体的盖元件实施一部分的负荷转移。除了提高功率组件的刚度外，也可以利用附加的效应，该效应通过在功率组件与机架的接触面上改变的材料对而产生。在铝制冷却体的情况下，腐蚀易感性相对于由钢制成的承载元件可以通过以下方式降低，即，用于支承在机架的承载元件上的下侧壳体或突出部同样由钢构造。

根据有利的进一步改进方案，可以规定，在冷却板和/或底侧壳体的支撑面上相对于中压或高压变换器的机架设置有中间元件，所述中间元件优选由不同于冷却板和/或下侧壳体的材料制成。

通过这种措施可以避免冷却板与机架之间的不期望的腐蚀现象。另一优点在于，这样构造的中间元件可以用于接收和衰减机架的振动。为此，首先考虑具有合适的振动阻尼特性的不导电的材料。在实施时，由合成塑料或GFK制成的板条状的中间元件证明是特别有效的。

尤其可能有利的是，在功率组件的前侧上相应构造有至少两个电流接头和/或控制接头和/或可能的测量接头或辅助接头和/或优选地构造成快速锁合件的冷却剂接头。

通过该措施确保了到功率组件的所有接头的非常好的可接近性。由此可以实现接头的简单、快速且可靠的耦接或脱开。此外，该措施促进防爆保护，因为功率组件的所有连接开口仅布置在前侧。

此外可以规定，所述至少两个、优选构造为快速锁合件的冷却剂接头可自由接近地布置在冷却板的前侧上，以用于耦联到中压或高压变换器的冷却剂回路上。

根据本发明的功率组件的构造使得冷却剂接头能够布置在冷却板的前侧上，由此冷却剂接头对于操作者来说是容易接近的。冷却剂接头优选地构造为快速锁合件，由此在冷却剂接头脱开时进行自动密封。以这种方式可以避免无意的冷却剂流出。通过这种方式可以简单地操作这种快速锁合件。

同样有利的是一种实现方案，根据该实现方案可以规定，冷却剂接头这样来构造，使得相应至少一个连接区段在竖直方向上向下定向地构造。

通过冷却剂接头的这种构造使得能够实现，在沿竖直方向下降时，冷却剂接头与中压或高压变换器的冷却剂回路的对应的配合件自动地耦联。这种类型的自动耦联是快速且简单的以及是特别可靠的并且避免操作者的错误操作。在此可以选择一种实施方案，该实施方案允许在提升功率组件时自动脱耦，由此在更换过程中能够明显提高安全性和速度。

此外可以规定，在冷却板的端侧上沿横向方向布置有至少一个超过冷却板宽度伸出的止挡元件。

这种止挡元件可以与冷却板刚性连接，并且因此在插入到中压或高压变换器的机架的接纳空间中时用作沿功率组件的纵向方向的深度止挡件。优选的是这种止挡元件成对地布置在两侧。由此，可以确保功率组件在机架中的正确定位的可靠的且快速的以及简单的可能性。另一个优点在于，所有功率组件在竖直方向上在一个平面中定向，由此所有的接头并且在此尤其是电流接头定向在一个平面中。以这种方式，在功率组件互相连接时避免电流接头之间的连接条的机械张紧。

根据一个进一步改进方案可能的是，该冷却板由至少两个在纵向方向和/或横向方向和/或竖直方向上被分开的冷却板区段组装而成，以便构造连续的冷却通道。

通过将多个冷却板区段组装在一起而构造冷却板，实现冷却板的简单的模块化结构形式，由此根据本发明的平台构思，能够根据需要简单地进行与功率半导体组件和/或能量储存器组件在冷却板上的布置的适配。在最简单的情况下，可以通过两个水平分开的冷却板区段的接合来形成一个冷却板，其中，至少一个冷却板区段具有用于冷却通道的凹部。冷却板区段可以通过合适的连接元件互相连接。在此也可以想到钎焊连接。为了提高强度，冷却板区段可以借助焊接连接而连接。尤其是，在由铝或铝合金制成的冷却板中，冷却板区段彼此间的借助于搅拌摩擦焊接的连接证实是有效的。

此外可以适宜的是，至少两个冷却板区段具有彼此不同的冷却功率。

以这种方式可能的是，通过冷却板进行局部的散热的优化。因此，之前描述的措施允许相应于尤其是功率半导体和/或能量储存器在冷却板处的可预设的布置来局部地适配散热功率。此外，冷却板的这种构造能够导致成本有利的设计。

此外可以规定，至少一个冷却板区段，为了在冷却板的组装状态下构造连续的冷却通道，而具有用于接纳形状互补的冷却剂管路的冷却通道凹部，在冷却板的组装状态下，该冷却剂管路被冷却板包围。

在某些情况下可能有利的是，设置被布置在冷却板内的分离的冷却剂管路。为了接纳这种冷却剂管路，可以以简单的方式在至少一个侧面上例如通过铣削出冷却通道凹部来预加工至少一个冷却板区段。当多个冷却板区段互相连接时，该措施可以是特别有利的，因为共同地构造的冷却通道通过位于内部的冷却剂管路在任何情况下都被保护免受冷却剂损失。为了改善热传导，冷却剂管路可以由例如铜构造，或者为了避免相对于冷却板的腐蚀现象由铝制成、或者可以由例如耐腐蚀钢制成。为了改善冷却剂管路的热传递，有利的是通过钎焊连接将冷却剂管路与冷却板连接。同样地，如果使用会导致与冷却板的材料的腐蚀问题的冷却剂、尤其是冷却液体，则冷却剂管路的所述构造可以是有利的。例如要提及去离子水与铝的组合，这种组合通过使用耐腐蚀的钢作为冷却剂管路可以导致避免所述问题。

附图说明

为了更好地理解本发明，借助以下附图对本发明进行更详细阐述。

在此，分别以非常简化的示意图示出：

图1示出具有三个相叠布置的功率组件的中压或高压变换器的一部分的示意斜视图；

图2示出具有转移负荷的冷却板的功率组件的实施例的示意斜视图；

图3示出由多个冷却板区段构成的冷却板的实施例的示例性视图(a)和具有冷却剂管路的两个冷却板区段的分解视图(b)；

图4示出具有功率组件和耦联装置的机架的背侧的示意斜视图(a)以及定心和/或锁定的原理(b)；

图5示出具有耦联的冷却剂回路的中压或高压变换器的一部分的示意斜视图(a)和用于自动耦联的实施例(b)。

具体实施方式

首先要确定，在不同描述的实施方式中相同的部件设有相同的附图标记或相同的构件名称，其中在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明，例如上、下、侧等也涉及直接描述的以及所示的附图，并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置上。

在图1中示出中压或高压变换器1的示例。这种中压或高压变换器1具有机架2，在该机架中构造有多个相叠布置的接纳空间3用于分别接纳功率组件4。中压或高压变换器1可以具有多个这样的机架2并且因此具有多个功率组件4。在此，机架2包括竖直站立元件5，各竖直站立元件分别成对地布置并且借助于水平定向的承载元件6连接。在机架2的背侧25上，承载元件6能够借助于横向元件8连接。通过承载元件6和横向元件8的连接构造框架，其中，根据本发明的功率组件4至少在承载元件6上以负荷传递的方式被支撑。

从图1中也可以看出，每个功率组件4可以具有多个接头，例如电流接头32、控制接头33以及冷却剂接头34。这些接头有利地在竖直方向12上相互对齐地定向。通过将接头布置在前侧24上，对于操作者来说可以实现良好的可接近性。示出的功率组件4的实施例在静止位置44中示出，其中，每个功率组件4根据本发明借助于相对于能量储存器组件9的能量储存器宽度21突出的支撑面16在机架2上支撑在承载元件6上。为了更换功率组件4，需要将功率组件4在竖直方向12上提升到维护位置45中并且在纵向方向10上从机架2中移出。在所选择的视图中还可看出，功率组件4在纵向方向10上具有其最大的长度延伸，该长度延伸在该示例中明显超出在横向方向11以及竖直方向12上的长度延伸。以这种方式确保功率组件4基本上平放地布置在承载元件6上。同样可以想到在横向方向11上带有较大长度延伸的备选的尺寸，只要保持“扁平的”平放的布置即可。在一定的情况下可以有利的是，冷却板17在纵向方向10上超过能量储存器长度22。这例如可以用于使冷却板17在背侧25的方向上提供用于支撑在横向元件8上的附加的支承面。

根据本发明的基本方案，冷却板17一方面用于在机架2上的负荷传递的支撑以及用于可以布置在冷却板17的上侧18和/或下侧19上的至少一个功率半导体组件7以及至少一个能量储存器组件9的散热。功率半导体组件7在冷却板17的上侧18上的布置的实施例在图2中示意地示出。优选地，所述至少一个能量储存器组件9布置在冷却板17的下侧19上。能量储存器组件9在此例如可以具有多个电容器15，由此必须由冷却板17承载能量储存器组件9的大的自重。图2中以分解视图示出的优选实施方式提供功率组件4的相对于支承面或支撑面16更低地布置的重心的明显优点。由此，能够实现在更换功率组件4时避免在横向方向11或纵向方向10上的不期望的倾斜力矩。

此外，由图2可见，所述至少一个功率半导体组件7与冷却板17导热地连接。功率半导体组件7在冷却板17上的所示的基本上平放的布置提供了功率半导体在冷却板17的上侧18处的相对大的支承面上分布的另外的优点。由此结合在冷却板17上的直接的热连接，可以确保功率半导体组件7的高效的散热。示意示出的控制装置13同样可以布置在冷却板17上的合适的位置上。原则上可以想到功率半导体组件7在下侧19上和能量储存器组件9在上侧18上的相反的布置。根据复杂度，功率组件4也可以在相应侧上构造两个部件。

因为根据本发明，冷却装置14被构造为能够由冷却剂穿流、尤其是能够由冷却液体穿流的冷却板17，冷却板17可以被用作用于功率组件4的各个部件的结构或承载平台。这种平台构思可以被用于借助于针对相应的使用优化的功率组件4来装备中压或高压变换器1。

此外，由图2可知，可以设置上侧壳体28和/或下侧壳体29。这些壳体不是强制性地在所有三个空间方向上闭合，然而可能有利的是，尤其是在横向方向11以及纵向方向10上，这些侧面为了防爆保护而被封闭。已经证明有利的是，设置用于接纳能量储存器组件9的上侧壳体28或下侧壳体29构造了盖元件或底部元件30。在图2的实施例中，这种盖元件30被示出为对下侧壳体29的沿竖直方向12的封闭。由下侧壳体29接纳的形成能量储存器组件9的电容器15可以通过电汇流排与功率半导体组件7连接。能量储存器组件9的电导体例如可以借助于示意示出的连接端46组合。这种连接端46的中央布置和未示出的汇流排的对称构造可以用于避免寄生电感。为了实现连接端46与功率半导体组件7的触点接通，根据本发明的冷却板17借助至少一个连接开口20在竖直方向12上被穿通。控制装置13的位置可以由本领域技术人员相应地优化，并且在示例性的视图中在冷却板17的上侧18上在前侧被选择。

冷却板17由于负荷转移的支撑功能而具有所需的最小刚度，以便避免冷却板17的弯曲。除了竖直方向12上的弯曲刚度，围绕假想的空间轴线的扭转刚度在此也是重要的。在组装所述功率组件4时应当避免功率组件4的扭曲，并且在此情况下尤其是应当避免冷却板17的扭曲，以便确保功率半导体组件7与冷却板17的持久的面接触。因此，冷却板17可以在上侧18和/或下侧19上具有附加的加固元件。对此的一种备选方案是根据本发明利用上侧壳体28和/或下侧壳体29的固有刚度、尤其是扭转刚度，以提高功率组件4的总刚度、尤其是扭转刚度。因此，上侧壳体28和/或下侧壳体29可以紧固在冷却板17上。这种紧固不仅通过焊接而且优选通过在为此设置的紧固部位42上的多个螺钉实现。

在一个优选的实施方式中，下侧壳体29的扭转刚度能够用于提高功率组件4的扭转刚度。在图2中所示的这种情况下，下侧壳体29具有面状地贴靠在冷却板17上的盖元件30。盖元件30在多个紧固部位上与冷却板17连接。优选地，盖元件30在竖直方向12上穿过冷却板17与该冷却板连接。因此，这些紧固部位42能够沿纵向方向10和横向方向11分布在冷却板17上，由此确保了该冷却板与该盖元件30的大面积连接并且能够避免间隙形成。通过这种措施可以确保冷却板17经由盖元件30朝向能量储存器组件9的方向的足够良好的热传递。在这种情况下，盖元件30被理解为冷却板17的一部分。

在特殊情况下可以有利的是，下侧壳体29和尤其是在此盖元件30在横向方向11上具有突出部31。这些突出部31一方面可以用于构造用于紧固部位42的另一种可能性。另一方面，这样在横向方向11上相对于能量储存器宽度21突出的突出部31可以用作一种类型的中间元件，用于使功率组件4相对于机架2支承。经由这种方式，紧固在冷却板17上的下侧壳体29能够显著地提高功率组件4或冷却板17的扭转刚度和/或弯曲刚度。

在未示出的情况下，突出部31可以相对于能量储存器宽度21突出，使得突出部用于使冷却板17支承在机架2上。同样可以想到未示出的中间元件，该中间元件具有相同功能，即冷却板17的支撑面16与机架2的直接支承的分离。

在图3a和图3b中示出冷却板17的不同实施方式。在图3a中在此可以看出，冷却板17可以由多个冷却板区段37组装成。虚线表示连续构造的冷却通道43。如从图3a中可以特别清楚地看到的，不同的冷却板区段37可以具有不同的冷却功率。这由曲折形布置的冷却通道43示意性地表示，该冷却通道在不同的冷却板区段37中具有不同数量的冷却通道绕组。因此，冷却板17可以简单地通过多个冷却板区段37的连接而适配于局部所需的散热条件。因此，以一种简单的方式可能的是，由至少两个冷却板区段37组装单件式的冷却板17，这两个冷却板区段在纵向方向10和/或横向方向11和/或竖直方向12上被分开地制造。

在一个特别的实施方式中可以有利的是，冷却板区段37也或者整个冷却板17沿纵向方向10分开地存在并且冷却板区段37中的至少一个冷却板区段具有冷却通道凹部38。对此尤其参考图3b。这种冷却通道凹部38例如可以被铣削出并且提供用于冷却剂管路39的空间，该冷却剂管路在冷却板17的组装状态下完全被冷却板17包围。

冷却板17的这种简单且模块化的结构形式在与冷却板17的负荷传递的功能相关联的平台构思方面提供特别的优点。

此外，由图3b结合图1和图2以及图5可以看出在冷却板17上的止挡元件23的构造。这种止挡元件23沿横向方向11在冷却板宽度41上突出地构造。止挡元件可以用于在插入到维护位置45中时将功率组件4简单、快速且正确地定位在机架2内。

深度止挡件与锁定功能相结合的另一种可能性在图4中示例性示出。在图4a中可见在机架2上的耦联装置26的示意图。这种耦联装置26例如可以实施为接片或块状元件，其中，有利地，可以构造用于接纳冷却板17的对应的约束元件27的纵向开口。在此，约束元件27优选地被构造为在横向方向11上具有渐缩部的销或螺栓，该销或螺栓在维护位置45中，即在功率组件4在插入到机架中时的升高状态中与耦联装置26连接。销或螺栓优选具有一个和/或一种相对于销直径扩宽的头部，该头部穿过耦联装置26至少在一侧沿竖直方向12从下方在下降时锁定。工作方式借助图4b示意示出。在该后视图中，静止位置44用虚线表示。在功率组件4从维护位置45下降到静止位置44时，约束元件27锁定在耦联装置26中。约束元件27的锥形销或螺栓的自由端可以通过渐缩部或突出的突起相对于耦联装置26的接纳开口以如下方式设计，即，在下降时该自由端由耦联装置26固定。该措施防止功率组件4由于例如在地震情况下可能出现的外部振动而滑出。此外，耦联装置26以及构造在冷却板17上的约束元件27的实施方案允许功率组件4在机架2的接纳空间3内的自定心功能。

在图5中示出根据本发明的冷却板17或功率组件4的另一个且必要时本身独立的实施方式。参考之前描述的图1至图4，对相同部件的重复描述进行参阅。在图5a中示出多个功率组件4在机架2中的布置，其中，所述功率组件4借助于其冷却剂接头34连接到中压或高压变换器1的冷却剂回路35上。类似于之前描述的实施例，冷却剂接头34优选构造为快速锁合件。以这种方式，能够执行到冷却剂回路35的简单的且快速的耦联。在图5b中示出冷却剂接头的放大的示意图。由此可以看出，冷却剂接头34具有连接区段36，所述连接区段被构造成沿竖直方向12向下定向。冷却剂回路35的对应的输入管路或输出管路与此类似地向上弯曲。以这种方式，在功率组件4从升高的维护位置45下降到静止位置44中时，冷却剂回路35与冷却剂接头34的自动耦联能够进行。容易想到的是，在抬起到维护位置45中时，能够借助于合适的快速耦联器进行自动的脱耦。同样在图5b中特别好地看出，止挡元件23为了功率组件4沿纵向方向10的正确定位同样确保冷却剂接头34相对于冷却剂回路35的正确定位。

这些实施例示出可能的实施变型方案，其中在此要注意，本发明不限于本发明的特别示出的实施变型方案，而是其实各个实施变型方案彼此间的不同组合也是可能的并且该变型可能性基于通过本发明的技术手段的教导而处于本领域技术人员的能力之内。

保护范围由权利要求书确定。然而，应参考说明书和附图来解释权利要求。来自所示出的和所描述的不同的实施例的单个特征或特征组合本身能够是独立的发明解决方案。可以从说明书中得出基于独立的发明解决方案的任务。

在本说明书中的所有关于值范围的说明应理解为，所述值范围一同包括任意的和所有的部分范围，例如说明1至10应理解为，一同包括从下限1和上限10出发的全部部分范围，也就是说，全部部分范围以1或更大的下限开始并且以10或更小的上限结束，例如1至1.7或3.2至8.1或5.5至10。

按规定最后要指出，为了更好地理解所述结构，元件部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。

附图标记列表

1 中压或高压变换器

2 机架

3 接纳空间

4 功率组件

5 竖直站立元件

6 承载元件

7 功率半导体组件

8 横向元件

9 能量储存器组件

10 纵向方向

11 横向方向

12 竖直方向

13 控制装置

14 冷却装置

15 电容器

16 支撑面

17 冷却板

18 上侧

19 下侧

20 连接开口

21 能量储存器宽度

22 能量储存器长度

23 止挡元件

24 前侧

25 背侧

26 耦联装置

27 约束元件

28 上侧壳体

29 下侧壳体

30 盖元件

31 突出部

32 一个/多个电流接头

33 一个/多个控制接头

34 一个/多个冷却剂接头

35 冷却剂回路

36 连接区段

37 冷却板区段

38 冷却通道凹部

39 冷却剂管路

40 冷却板长度

41 冷却板宽度

42 紧固部位

43 冷却通道

44 静止位置

45 维护位置

46 连接端。