适于电子组件的液体冷却系统技术方案

适于电子组件(8)的液体冷却系统(4)包括：交换器板(24)，其具有第一壁(28)和第二壁(32)，第一壁(28)适于与将被冷却的电子组件(8)至少部分地通过界面接触，而第二壁(32)布置成与冷却液体接触；多个散热器元件(40)，其与所述第二壁(32)相关联并在冷却流体影响下进行散热；其中所述散热器元件(40)根据规则的模式(44)成形，所述模式(44)平行于主延伸方向(X-X)延伸且其包括多个环(48)，其中每个环(48)包括连续的曲线形部段(52)，其从第一附接端(56)以悬臂的方式延伸到第二附接端(60)，第一附接端(56)和第二附接端(60)固定到第二壁(32)。有利地，连续的曲线形部段(52)成形为使得第一平面(P1)和第二平面(P2)的迹线垂直于第二壁(32)分别通过所述第一端(56)和第二端(60)，连续的曲线形部段(52)至少部分地在所述垂直平面(P1，P2)之间限定的空间(S)外部延伸。

Liquid cooling system suitable for electronic components

\u9002\u4e8e\u7535\u5b50\u7ec4\u4ef6(8)\u7684\u6db2\u4f53\u51b7\u5374\u7cfb\u7edf(4)\u5305\u62ec\uff1a\u4ea4\u6362\u5668\u677f(24)\uff0c\u5176\u5177\u6709\u7b2c\u4e00\u58c1(28)\u548c\u7b2c\u4e8c\u58c1(32)\uff0c\u7b2c\u4e00\u58c1(28)\u9002\u4e8e\u4e0e\u5c06\u88ab\u51b7\u5374\u7684\u7535\u5b50\u7ec4\u4ef6(8)\u81f3\u5c11\u90e8\u5206\u5730\u901a\u8fc7\u754c\u9762\u63a5\u89e6\uff0c\u800c\u7b2c\u4e8c\u58c1(32)\u5e03\u7f6e\u6210\u4e0e\u51b7\u5374\u6db2\u4f53\u63a5\u89e6\uff1b\u591a\u4e2a\u6563\u70ed\u5668\u5143\u4ef6(40)\uff0c\u5176\u4e0e\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e8c\u58c1(32)\u76f8\u5173\u8054\u5e76\u5728\u51b7\u5374\u6d41\u4f53\u5f71\u54cd\u4e0b\u8fdb\u884c\u6563\u70ed\uff1b\u5176\u4e2d\u6240\u8ff0\u6563\u70ed\u5668\u5143\u4ef6(40)\u6839\u636e\u89c4\u5219\u7684\u6a21\u5f0f(44)\u6210\u5f62\uff0c\u6240\u8ff0\u6a21\u5f0f(44)\u5e73\u884c\u4e8e\u4e3b\u5ef6\u4f38\u65b9\u5411(X-X)\u5ef6\u4f38\u4e14\u5176\u5305\u62ec\u591a\u4e2a\u73af(48)\uff0c\u5176\u4e2d\u6bcf\u4e2a\u73af(48)\u5305\u62ec\u8fde\u7eed\u7684\u66f2\u7ebf\u5f62\u90e8\u6bb5(52)\uff0c\u5176\u4ece\u7b2c\u4e00\u9644\u63a5\u7aef(56)\u4ee5\u60ac\u81c2\u7684\u65b9\u5f0f\u5ef6\u4f38\u5230\u7b2c\u4e8c\u9644\u63a5\u7aef(60)\uff0c\u7b2c\u4e00\u9644\u63a5\u7aef(56)\u548c\u7b2c\u4e8c\u9644\u63a5\u7aef(60)\u56fa\u5b9a\u5230\u7b2c\u4e8c\u58c1(32)\u3002 Advantageously, the continuous curved section (52) forming the first plane (P1) and second (P2) of the trace plane perpendicular to the second wall (32) respectively through the first end (56) and second (60), end curved continuous section (52) at least in part the vertical plane (P1, P2) between the limited space (S) external extension.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适于电子组件的液体冷却系统。
技术介绍
在下文中，将明确参照汽车领域中的应用而不失一般性；事实上，本专利技术可实施用于设有相关冷却系统的任何类型的电子组件。众所周知，对混合动力驱动的道路车辆的使用正在不断增加，其将传统的内燃发动机推进及相关驱动器与更加创新的电力推进及相关驱动器相结合。电力驱动需要使用可逆型的旋转电机，其可通过吸收电力和产生驱动扭矩而作为电动机发挥功能，以及其可作为发电机发挥功能，即吸收机械能并产生电力。电机典型地是具有永久磁铁的三相同步型电机，机械地连接到或可连接到驱动轮，并电连接到包含电子功率转换器的电子控制单元。电子功率转换器包括电子组件，其必须被充分冷却以避免包含在电子组件内的半导体材料过度过热，这将会导致快速劣化。冷却系统还必须用作恒温器以尽可能避免由于构成电子组件的金属材料和半导体之间的热膨胀系数不同而导致的快速和频繁的温度波动，以及以尽可能避免由于热应力而产生机械疲劳，这会产生电子组件的开裂和致命的断裂以及内部电连接的相关中断。因此，为了电子组件的正确操作和耐久性的目的，有必要使得电子组件经受连续和有效的冷却，以便不仅避免由于上述原因导致的过热而且避免突然的温度变化。
技术实现思路
为了改善组件的冷却，例如已知实施用于控制电动汽车电机(electricautomotivemachine)的电子功率转换器，其具有金属交换器板，所述金属交换器板设有第一壁和第二壁，第一壁布置成与电子组件本身接触，而第二壁平行于第一壁并相对于第一壁，以及布置成与冷却液体储槽接触，所述冷却液体诸如像例如水与单乙二醇或其它添加剂的溶液。通常情况下，存在冷却液体储槽，其至少部分地由所述第二热交换器板壁界定，并适于由冷却液体的流经过。此外，浸入到冷却液体内的金属元件的迷宫结构或模式与第二壁相关联。所述金属元件通过传导以对应于(通过焊接)连接到该板本身的锚固点的方式传递交换器板的热量；此外，由冷却流体的流包围的金属元件增加与冷却流体接触的表面面积，并允许从板移除更多热量。该解决方案涉及若干缺陷和限制。事实上，由于通过所述金属迷宫结构获得的相当大的热交换表面而能够实现电子组件的有效冷却：以这种方式，尽管电子组件及其交换器板的尺寸减小，但仍有可能改善热交换。另一方面，迷宫结构的生产非常昂贵，因为它需要相当复杂和费力的机械加工；该机械加工因为初始加工和后续增量生产成本二者而具有较高的成本。用于改善电子组件冷却的另外方法还包括增加传送至组件本身的冷却流体的流率，从而增加移除的热功率，其中组件部件的物理/结构参数相同。但是，在将被传送的流体的流率方面存在制约，这与非常小的可用空间以及适于流体本身的相关再循环泵的成本相关。从FR2681757A1还已知替代上述迷宫结构的替代模式；该模式包括多个金属条带，其彼此相同，并根据规则的矩形、梯形或正弦曲线几何形状折叠，以便增加与冷却流体的热交换表面。该文献教导将这种条带布置为彼此相等，在垂直于冷却液体流的方向上，并借助于使得金属条带相对于条带延伸的主方向(垂直于冷却流体流的方向)偏移而在冷却流体的通道内产生轻微的湍流。这种轻微的偏移用于产生轻微的湍流，而不会影响由所述几何形状所限定的自由横向通道横截面。此解决方案虽然比迷宫结构更经济，但在所有运行条件下和对于将被冷却的所有类型的电子组件而言并不能总是确保热量的高效移除。换言之，该解决方案在冷却方面受限，因此在冷却大功率电子组件的情况下不能够确保有效的冷却，除非例如冷却流体流量被显著增加。然而，这种增加并不总是可能的，并且必然带来复杂性和成本方面的进一步问题。因此，在本领域内需要提供一种适于电子组件的液体冷却系统，其在确保热效率的同时，即使对于高功率的电子组件而言，还提供可靠性以及较低的生产和运行成本。这一需要由根据权利要求1所述的冷却系统来满足。附图说明从实施例的其优选和非限制性示例的以下描述将更加易于理解本专利技术的进一步的特征和优点，其中：图1是电子功率转换器的示意图，其尤其适于控制电动汽车电机，并配备有根据本专利技术的液体冷却系统；图2是图1所示冷却系统的交换器板的透视图；图3是从图2的箭头III一侧所见的图2所示交换器板的俯视平面视图；图4是从图2的箭头IV一侧所见的图2所示交换器板的侧视平面视图；图5是从图2的箭头V一侧所见的图2所示交换器板的侧视平面视图；图6示出图5的放大细节VI；图7是根据本专利技术另一实施例的图2所示交换器板的侧视图；图8示出图7的放大细节VIII；图9示出根据本专利技术的散热器元件的进一步放大的细节。在下面描述的实施例之间的共同的构件或构件的部分将用相同的附图标记指示。具体实施方式参照上述附图，附图标记4总体指示根据本专利技术的应用到至少一个电子组件8的液体冷却系统的整体示意图。对于本专利技术的保护范围的目的而言，冷却系统所应用到其的电子组件的具体类型是不相关的；例如，但非排他性地，本专利技术可应用到适于汽车的电子组件，诸如用于控制电动汽车电机的电子功率转换器12。在一般情况下，在任何情况下将被冷却的电子组件8可以具有任何类型、功率和尺寸。例如，该电子功率转换器12包括容纳箱14，其优选由金属例如铝制成的，在其内部设置有用于控制可关联的电机(未示出)的至少一个电子组件8，诸如晶体管的电池。例如，电子组件8在半导体材料构成的基板16上实现并安装到陶瓷材料构成的支撑件18上。根据一个实施例，在半导体材料构成的基板16和陶瓷材料构成的支撑件18之间间置钎焊材料20以实现稳定和永久的连接。液体冷却系统4具有移除由电子组件8内部的耗散而产生的热量的功能。适于电子组件的液体冷却系统4包括交换器板24，例如为平行六面体形状的交换器板；通常，所述的交换器板24由铜制成并经镀镍以具有一薄层镍。交换器板24包括第一壁28，其适于与将被冷却的电子组件8至少部分地通过界面接触；例如，第一壁28通过间置钎焊材料20而固定到电子组件8的陶瓷材料构成的支撑件18。交换器板24还包括第二壁32，该第二壁例如与第一壁28相对，并布置成与冷却液体浴接触。例如，作为冷却剂液体，可使用水与加入的单乙二醇或其它添加剂。冷却系统4也将设有冷却液体的输送和/或再循环泵(未示出)。该冷却系统还包括储槽36，其由容纳箱14本文档来自技高网...

【技术保护点】
适于电子组件(8)的液体冷却系统(4)，包括：‑交换器板(24)，其具有第一壁(28)和第二壁(32)，第一壁(28)适于与将被冷却的电子组件(8)至少部分地通过界面接触，而第二壁(32)布置成与冷却液体接触；‑多个散热器元件(40)，其与所述第二壁(32)相关联并在冷却流体影响下进行散热；‑其中所述散热器元件(40)根据规则的模式(44)成形，所述模式(44)平行于主延伸方向(X‑X)延伸且包括多个环(48)；‑每个环(48)包括连续的曲线形部段(52)，该曲线形部段从第一附接端(56)突出延伸到第二附接端(60)，第一附接端(56)和第二附接端(60)附接到第二壁(32)；其特征在于：连续的曲线形部段(52)成形为使得第一平面(P1)和第二平面(P2)的迹线垂直于第二壁(32)分别通过所述第一端(56)和第二端(60)，连续的曲线形部段(52)至少部分地在所述垂直平面(P1，P2)之间限定的空间(S)外部延伸。

【技术特征摘要】
2014.10.14 IT PD2014A000270(102014902300905)1.适于电子组件(8)的液体冷却系统(4)，包括：
-交换器板(24)，其具有第一壁(28)和第二壁(32)，第一壁(28)
适于与将被冷却的电子组件(8)至少部分地通过界面接触，而第二壁(32)
布置成与冷却液体接触；
-多个散热器元件(40)，其与所述第二壁(32)相关联并在冷却流体
影响下进行散热；
-其中所述散热器元件(40)根据规则的模式(44)成形，所述模式
(44)平行于主延伸方向(X-X)延伸且包括多个环(48)；
-每个环(48)包括连续的曲线形部段(52)，该曲线形部段从第一附
接端(56)突出延伸到第二附接端(60)，第一附接端(56)和第二附接端
(60)附接到第二壁(32)；
其特征在于：
连续的曲线形部段(52)成形为使得第一平面(P1)和第二平面(P2)
的迹线垂直于第二壁(32)分别通过所述第一端(56)和第二端(60)，连
续的曲线形部段(52)至少部分地在所述垂直平面(P1，P2)之间限定的
空间(S)外部延伸。
2.根据权利要求1所述的冷却系统(4)，其特征在于，环(48)被成
形以便具有适于冷却流体通道的内腔，在垂直于第二壁(32)和平行于主
延伸方向(X-X)的投影平面(Z)上测量，该内腔随着从第二壁(32)离
开而增大。
3.根据权利要求1所述的冷却系统(4)，其特征在于，连续的曲线形
部段(52)部分地在由所述两个垂直平面(P1，P2)所限定的空间(S)内
延伸且部分地超出所述垂直平面(P1，P2)中的第一垂直平面(P1)。
4.根据权利要求1所述的冷却系统(4)，其特征在于，每个环(48)
相对于所述第一垂直平面(P1)的一侧总体横向倾斜。
5.根据权利要求1所述的冷却系统(4)，其特征在于，同一条带(44)
的连续的第一环(48′)和连续的第二环(48″)相对于相应的第一垂直平面

\t(P1′，P1″)倾斜，以便使得第二环(48″)的连续曲线形部段(52″)与第
一环(48′)的第二平面(P2′)相交。
6.根据权利要求1所述的冷却系统(4)，其特征在于，每个环(48)
相对于正中平面(M)大致对称，所述正中平面(M)在第一平面(P1)
的一侧上相对于所述第二壁(32)倾斜。
7.根据权利要求6所述的冷却系统(4)，其特征在于，所述正中平面
(M)与第二壁(32)成介于0至45度之间的角度(α)。
8.根据权利要求6所述的冷却系统(4)，其特征在于，在主延伸方向
(X-X)上相邻的两个环(48′，48″)在相应的第一垂直平面(P1′...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·蒂齐亚尼，E·塔利亚费里，
申请(专利权)人：马涅蒂马瑞利公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT