EP-4738405-A1 - CAPACITOR MODULE

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kondensatormodul (1), wobei das Kondensatormodul (1) eine Vielzahl von Kondensatoren als Wickel (2) aufweist, wobei die Wickel (2) jeweils an den Stirnseiten (3, 4) eine Elektrode aufweisen und die Mantelfläche (5) der Wickel (2) elektrisch isoliert ist, wobei die Wickel (2) in zwei Gruppen unterteilt sind, wobei das Kondensatormodul (1) ein erstes Kontaktteil (6), ein zweites Kontaktteil (7) und ein drittes Kontaktteil (8) aufweist, wobei das erste Kontaktteil (6) mit einer Elektrode jedes Wickels (2) verbunden ist, wobei das zweite Kontaktteil (7) mit den anderen Elektroden der ersten Gruppe der Wickel (2) und das dritte Kontaktteil (8) mit den anderen Elektroden der zweiten Gruppe der Wickel (2) verbunden ist.

Inventors

• SCHIEDERMEIER, Maximilian
• Hartwig, Raphael
• SOMMER, CHRISTIAN

Assignees

• Volkswagen Aktiengesellschaft

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20251021

Claims (9)

1. Kondensatormodul (1), wobei das Kondensatormodul (1) eine Vielzahl von Kondensatoren als Wickel (2) aufweist, wobei die Wickel (2) jeweils an den Stirnseiten (3, 4) eine Elektrode aufweisen und die Mantelfläche (5) der Wickel (2) elektrisch isoliert ist, wobei die Wickel (2) in zwei Gruppen unterteilt sind, wobei das Kondensatormodul (1) ein erstes Kontaktteil (6), ein zweites Kontaktteil (7) und ein drittes Kontaktteil (8) aufweist, wobei das erste Kontaktteil (6) mit einer Elektrode jedes Wickels (2) verbunden ist, wobei das zweite Kontaktteil (7) mit den anderen Elektroden der ersten Gruppe der Wickel (2) und das dritte Kontaktteil (8) mit den anderen Elektroden der zweiten Gruppe der Wickel (2) verbunden ist.
2. Kondensatormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickel (2) in mindestens einer Reihe angeordnet sind, wobei innerhalb der Reihe die Wickel (2) der ersten Gruppe und die Wickel der zweiten Gruppe alternierend angeordnet sind, wobei das zweite Kontaktteil (7) und das dritte Kontaktteil (8) von einer Oberseite des Kondensatormoduls (1) die Elektroden der Wickel (2) kontaktieren, wobei das zweite und dritte Kontaktteil (7, 8) kammförmige Kontaktstrukturen (13) oder streifenförmige Kontaktstrukturen aufweisen, wobei an der Unterseite das erste Kontaktteil (6) angeordnet ist.
3. Kondensatormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickel (2) in mindestens einer Reihe angeordnet sind, wobei die Wickel (2) der ersten Gruppe in einem ersten Teil der Reihe und die Wickel (2) der zweiten Gruppe in einem zweiten Teil der Reihe angeordnet sind, wobei an der Unterseite des Kondensatormoduls (1) das erste Kontaktteil (6) angeordnet ist, wobei das zweite Kontaktteil (7) und das dritte Kontaktteil (8) von der Oberseite die Elektroden der ihnen zugeordneten Wickel (2) kontaktieren.
4. Kondensatormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickel (2) der ersten Gruppe und die Wickel (2) der zweiten Gruppe übereinander angeordnet sind, wobei das erste Kontaktteil (6) zwischen den beiden Gruppen angeordnet ist, wobei das zweite Kontaktteil (7) von der Oberseite und das dritte Kontaktteil (8) von der Unterseite die Elektroden kontaktiert oder umgekehrt.
5. Kondensatormodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einzelne Kontaktteile (6-8) mindestens teilweise plattenförmig oder schienenförmig ausgebildet sind.
6. Kondensatormodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteile (6-8) jeweils mindestens einen Abgriff (11, 14; 16) aufweisen.
7. Kondensatormodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul (1) mit einer Vergussmasse vergossen ist, wobei die Abgriffe (11, 14; 16) mindestens teilweise frei von Vergussmasse sind.
8. Kondensatormodul nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kontaktteil (7) und/oder das dritte Kontaktteil (8) jeweils mindestens zwei Abgriffe (14, 16) aufweisen.
9. Kondensatormodul nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kondensatormodul (1) weitere Kondensatoren aufweist, die mit einem der Kontaktteile (6-8) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kondensatormodul. Kondensatormodule weisen eine Vielzahl von Kondensatoren auf, die häufig als Wickel ausgebildet sind. Dabei weisen die Wickel an ihren Stirnseiten Elektroden auf, über die diese von Kontaktteilen kontaktiert werden können, wobei die Mantelflächen der Wickel elektrisch isoliert sind. De Wickel können sehr kompakt in einer Reihe oder als Matrix angeordnet werden, wobei dann ein Kontaktteil die Elektroden der einen Stirnseite und ein anderes Kontaktteil die Elektroden der anderen Stirnseite kontaktieren kann, sodass die Wickel elektrisch parallel verbunden sind, sodass sich deren Kapazität addiert. Ein Anwendungsfall für ein solches Kondensatormodul ist ein Zwischenkreiskondensator eines Wechselrichters. In diesem Fall werden dann die Kontaktteile mit einem positiven und einem negativen Anschluss des Wechselrichters verbunden. In verschiedenen Anwendungen benötigt man Reihenschaltungen von Kondensatoren mit einem Mittelabgriff, beispielsweise wenn der Zwischenkreiskondensator für einen 3-Level-Wechselrichter verwendet werden soll. Aber auch in anderen Schaltungskonfigurationen benötigt man Reihenschaltungen von Kondensatoren. Eine Lösung wäre, zwei bekannte Kondensatormodule in Reihe zu schalten. Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein kompaktes Kondensatormodul mit einem Mittelabgriff zu schaffen. Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch ein Kondensatormodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Das Kondensatormodul weist eine Vielzahl von Wickeln auf, wobei die Wickel jeweils an den Stirnseiten Elektroden aufweisen und die Mantelfläche der Wickel elektrisch isoliert ist. Die Wickel sind in zwei Gruppen unterteilt. Weiter weist das Kondensatormodul ein erstes Kontaktteil, ein zweites Kontaktteil und ein drittes Kontaktteil auf, wobei das erste Kontaktteil mit einer Elektrode jedes Wickels verbunden ist. Das erste Kontaktteil bildet dabei den Mittelabgriff des Kondensatormoduls. Das zweite Kontaktteil ist mit den anderen Elektroden der ersten Gruppe der Wickel und das dritte Kontaktteil ist mit den anderen Elektroden der zweiten Gruppe verbunden. Hierdurch wird ein sehr kompakter Aufbau eines Kondensatormoduls mit Mittelabgriff möglich. In einer Ausführungsform sind die Wickel in mindestens einer Reihe angeordnet, wobei innerhalb der Reihe die Wickel der ersten Gruppe und die Wickel der zweiten Gruppe alternierend angeordnet sind. Dabei ist auch ein paarweises oder tripleförmiges Alternieren möglich. Parallel zu der Reihe können weitere Reihen angeordnet sein, die alle gleich ausgebildet sind. Das zweite und dritte Kontaktteil kontaktieren die Elektroden von der Oberseite, wobei das zweite und dritte Kontaktteil kammförmige oder streifenförmige Kontaktstrukturen aufweisen, wobei an der Unterseite das erste Kontaktteil angeordnet ist. Oberseite und Unterseite können auch vertauscht werden und dienen hier nur zur Unterscheidung der Stirnseiten. Wichtig ist nur, dass das erste Kontaktteil von einer Seite alle Elektroden aller Wickel kontaktiert. In einer alternativen Ausführungsform sind die Wickel in mindestens einer Reihe angeordnet, wobei die Wickel der ersten Gruppe in einem ersten Teil der Reihe und die Wickel der zweiten Gruppe in einem zweiten Teil der Reihe angeordnet sind, wobei an der Unterseite des Kondensatormoduls das erste Kontaktteil angeordnet ist, wobei das zweite Kontaktteil und das dritte Kontaktteil von der Oberseite die Elektroden der ihnen zugeordneten Wickel kontaktieren. Bezüglich Ober- und Unterseite gilt das zuvor Gesagte. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Wickel der ersten und zweiten Gruppe räumlich als Einheit angeordnet sind, sodass der Kontaktierungsvorgang vereinfacht ist, wobei jedoch die parasitären Induktivitäten etwas größer sind. In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind die Wickel der ersten Gruppe und die Wickel der zweiten Gruppe übereinander angeordnet, wobei das erste Kontaktteil zwischen den beiden Gruppen angeordnet ist, wobei das zweite Kontaktteil von der Oberseite und das dritte Kontaktteil von der Unterseite die Elektroden kontaktiert. Der Vorteil ist, dass das zweite und dritte Kontaktteil räumlich getrennt sind, sodass die Isolation zwischen den Potentialen vereinfacht ist. Dabei ist das Kondensatormodul höher, wobei jedoch das Bauvolumen ähnlich wie bei den anderen Ausführungsformen ist. In einer weiteren Ausführungsform sind mindestens einzelne Kontaktteile plattenförmig oder schienenförmig ausgebildet. An den plattenförmigen Elementen können dann noch Abwinkelungen angeordnet sein. Dabei können die plattenförmigen Elemente im Bereich der Elektroden der Wickel Löcher aufweisen, wobei z.B. an den Rändern der Löcher Kontaktfahnen angeordnet sind, die dann mit den Elektroden verlötet oder verschweißt werden können. Die Löcher können beispielsweise durch Bohrungen, Stanzungen oder Fr