用于双面冷却电子模块的换热器制造技术

换热器组件包括围有流体流道的第一和第二散热元件以及夹紧组件。散热元件由至少一个发热电子元件位于其中的空间分开，其中每个电子部件的外侧表面与散热元件热接触。夹紧组件包括布置成与散热元件的外表面接触的第一和第二弹簧元件。弹簧元件连结在一起以对散热元件施加压缩力，并且致使电子部件被夹紧在散热元件之间。每个弹簧元件包括用于对散热元件施加力的离散的力施加区域和用于压缩和保持弹簧元件相对于散热元件的外表面的位置的多个紧固区域。

【技术实现步骤摘要】
用于双面冷却电子模块的换热器相关申请的交叉引用本申请要求2016年12月14日提交的美国临时专利申请第62/433,936号的优先权和权益，其内容以参见的方式纳入本文。专利
本专利技术涉及具有一对散热片的换热器，该对散热片用于冷却包括多个发热电子部件的电子器件封装的相对两侧。
技术介绍
电动车辆(“EV”)和混合动力电动车辆(“HEV”)采用产生大量热能的电力电子器件。这种热能必须消散以避免这些设备过热，过热可能会导致损害或降低性能。汽车电力电子器件通常包括一个或多个诸如晶体管、电阻器、电容器、场效应晶体管(FETS)、隔离栅双极晶体管(IGBT)、功率逆变器、直流转直流转换器和直流转交流转换器的发热电子部件。这些部件可以安装在诸如印刷电路板的基板上。尽管汽车电力电子器件的结构是可变的，但是在某些应用中，电力电子器件设置有冷却可以沿其进行的相对两平面。IGBT是可以具有这种结构的电力电子器件的示例。这样的器件可以通过将器件的相对两平面中的一个或两个与散热片接触来进行冷却。为了使与电力电子器件的平面的热接触最大，散热片具有平坦表面，散热片沿该平坦表面与电力电子器件接触，并且薄层热界面材料(TIM)可以设置在散热片与电力电子器件的平面之间。为了增强热传递，诸如空气或液体冷却剂的冷却流体可以沿着或穿过散热片循环。电力电子器件的已知冷却装置可以包括用于将第一和第二散热器件以交错重叠布置的方式夹紧到电力电子器件封装的相对两侧的装置，以改善电子器件与散热片之间的热接触。在Taylor等人的美国专利No.7,295,433B2中公开了具有定位成与电子器件封装的第一和第二侧表面热连通的第一和第二散热器件的电子组件。由Taylor等人公开的电子组件通过一对紧固在一起的夹具保持在一起，每个夹具具有构造成接合或接纳散热器件之一的周界的形状。仍然存在对双面冷却发热电子部件的简单且有效的换热器的需求，由此在散热器与电子部件的相对两侧表面之间提供有效的热连通。
技术实现思路
在实施例中，有提供一种换热器组件，包括：由空间分隔开的第一散热元件和第二散热元件，其中第一散热元件限定第一流体流道，第二散热元件限定第二流体流道，并且其中第一和第二散热元件彼此平行；至少一个发热电子部件，其位于所述空间中并且被夹在第一和第二散热元件之间，其中每个所述发热电子部件具有与第一散热元件的内表面热接触的第一侧表面以及与第二散热元件的内表面热接触的相对侧表面；以及夹紧组件，包括：(a)第一弹簧元件，其布置成与第一散热元件的外表面接触；和(b)第二弹簧元件，其布置成与第二散热元件的外表面接触；其中，第一和第二散热元件被夹在第一和第二弹簧元件之间，并且其中，第一和第二弹簧元件连结在一起，以对第一和第二散热元件施加压缩力并且由此致使至少一个发热电子部件被夹紧在第一和第二散热元件之间。在实施例中，每个所述弹簧元件包括一个或多个离散的施力区域，用于对散热元件之一施加力，以及多个紧固区域，用于保持弹簧元件相对于与其接触的散热元件的外表面的位置。在实施例中，为至少一个发热部件中的每个设置至少一个施力区域。在实施例中，由弹簧元件中的每个施加的压缩力在至少一个施力区域中处于最大值。在实施例中，换热器组件包括沿散热元件的纵向轴线对齐的多个所述发热电子部件，并且其中弹簧元件中的每个包括多个所述施力区域。在实施例中，施力区域定位成使得施力区域中的至少一些大致居中地位于发热电子部件之一的侧表面的上方或下方。在实施例中，施力区域的至少一些沿横向于纵向轴线的弹簧元件的宽度尺寸大致位于弹簧元件之一的中间。在实施例中，施力区域沿纵向轴线间隔开相邻发热电子部件之间的中心至中心的距离。在实施例中，紧固区域位于每个所述弹簧元件的外边缘处，并且定位成向外超过散热元件的周界边缘。在实施例中，相应弹簧元件中的紧固区域布置成相互垂直对齐。在实施例中，紧固区域设置有用于接纳紧固件的紧固装置，弹簧元件通过紧固件连结在一起。在实施例中，紧固装置是槽或孔，并且其中紧固件包括杆、螺钉或螺栓。在实施例中，弹簧元件中的每个均包括多个X形构件，X形构件中的每个包括一对相对于散热元件的纵向轴线对角线地布置的交叉腿部构件。在实施例中，腿部构件具有相对两端部，紧固区域位于该相对两端部处并且弹簧元件的相邻X形构件在该相对两端部处连结在一起。在实施例中，施力区域中的至少一些位于X形构件中的每个的腿部构件彼此交叉的点处。在实施例中，弹簧元件中的每个在其未压缩状态下是非平面的，其中施力区域通常位于与紧固区域通常位于其中的平面间隔开的多个平面之一中，并且腿部构件通常随着其在施力区域与紧固区域之间延伸而倾斜。在实施例中，施力区域中的每个由形成在弹簧元件中的弯曲部限定。在实施例中，弯曲部中的每个平行于纵向轴线。在实施例中，各弯曲部朝向相同的方向，以便在弹簧元件处于未压缩状态的情况下，使弹簧元件具有在垂直于纵向轴线的横向尺寸上的总体凸形形状，并且其中，弹簧元件在凸形形状朝向散热元件的情况下安装在散热元件上。在实施例中，弹簧元件中的每个包括：-多个内施力区域，其沿纵向轴线对齐；-多个外施力区域，外施力区域中的每个位于紧固区域之一的附近；以及-多个中间施力区域，中间施力区域中的每个沿腿部构件之一定位在内施力区域之一与外施力区域之一之间。在实施例中，换热器组件还包括固定到第一和第二散热元件的外表面的散热板，其中散热板中的每个包括弹簧元件的腿部构件接纳在其中的凹槽。在实施例中，弹簧元件中的每个均由弹簧钢片或弹簧钢板一体形成，并且整个厚度均匀。在实施例中，散热元件以串连布置的方式与设置在第一散热元件中的入口开口和设置在第二散热元件中的出口开口连接，其中入口开口和出口开口并排布置在换热器组件的第一端，并且其中入口开口和出口开口设置有并排布置并沿同一方向突出的配件。在实施例中，第一和第二散热元件各自形成有凸起部分，相应的入口开口和出口开口位于该凸起部分中；其中每个所述凸起部分从大致散热元件的纵向轴线横向跨过相应散热元件的一部分延伸到散热元件的纵向延伸的外周界边缘。附图说明现在将仅通过示例的方式参照附图来描述本专利技术，附图中：图1是根据实施例的换热器的俯视立体图；图2是图1的换热器的俯视平面图；图3是图1的换热器的仰视平面图；图4是图1的换热器的侧视图；图5是沿图4的线5-5’的剖视图；图6是示出图1的换热器的弹簧板的俯视立体图；图7是图6的弹簧板的俯视平面图；图8是图6的弹簧板的侧视图；图9是图6的弹簧板的正视图；图10是具有替代构型的弹簧板的正视图；图11是示出在施加夹紧力之前的弹簧板的类似于图5的剖视图；以及图12是示出在施加夹紧力之后的弹簧板的类似于图5的剖视图。具体实施方式以下参照图1至5描述根据示例性实施例的换热器组件10。换热器组件10包括第一散热元件12(图中的上部)和第二散热元件14(图中的下部)。两个散热元件12、14由空间16隔开，至少一个发热电子部件18位于该空间16中，其中，至少一个发热电子部件18夹在第一散热元件12和第二散热元件14之间。在本实施例中，空间16容纳多个发热电子部件18。电子部件18可以包括IGBT，并且尽管图中未示出，但电子部件18可以安装在电路板上。换热器组件10的第一散热元件12具有限定第一流体流道20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热器组件，包括：由空间分隔开的第一散热元件和第二散热元件，其中所述第一散热元件限定第一流体流道，而所述第二散热元件限定第二流体流道，并且其中，所述第一和第二散热元件彼此平行；至少一个发热电子部件，其位于所述空间中并且被夹在第一和第二散热元件之间，其中每个所述发热电子部件具有与所述第一散热元件的内表面热接触的第一侧表面以及与所述第二散热元件的内表面热接触的相对侧表面；以及夹紧组件，包括：(a)第一弹簧元件，其布置成与所述第一散热元件的外表面接触；和(b)第二弹簧元件，其布置成与所述第二散热元件的外表面接触；其中，所述第一和第二散热元件被夹在所述第一和第二弹簧元件之间，并且其中，所述第一和第二弹簧元件连结在一起，以对所述第一和第二散热元件施加压缩力并且由此致使至少一个发热电子部件被夹紧在所述第一和第二散热元件之间。

【技术特征摘要】
2016.12.14 US 62/433,9361.一种换热器组件，包括：由空间分隔开的第一散热元件和第二散热元件，其中所述第一散热元件限定第一流体流道，而所述第二散热元件限定第二流体流道，并且其中，所述第一和第二散热元件彼此平行；至少一个发热电子部件，其位于所述空间中并且被夹在第一和第二散热元件之间，其中每个所述发热电子部件具有与所述第一散热元件的内表面热接触的第一侧表面以及与所述第二散热元件的内表面热接触的相对侧表面；以及夹紧组件，包括：(a)第一弹簧元件，其布置成与所述第一散热元件的外表面接触；和(b)第二弹簧元件，其布置成与所述第二散热元件的外表面接触；其中，所述第一和第二散热元件被夹在所述第一和第二弹簧元件之间，并且其中，所述第一和第二弹簧元件连结在一起，以对所述第一和第二散热元件施加压缩力并且由此致使至少一个发热电子部件被夹紧在所述第一和第二散热元件之间。2.如权利要求1所述的换热器组件，其特征在于，每个所述弹簧元件包括一个或多个离散的施力区域，用于对所述散热元件之一施加力，以及多个紧固区域，用于保持所述弹簧元件相对于与其接触的所述散热元件的外表面的位置。3.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，为所述至少一个发热部件中的每个设置至少一个施力区域。4.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，由所述弹簧元件中的每个施加的压缩力在所述至少一个施力区域中处于最大值。5.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述换热器组件包括沿所述散热元件的纵向轴线对齐的多个所述发热电子元件，并且其中所述弹簧元件中的每个包括多个所述施力区域。6.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述施力区域定位成使得所述施力区域中的至少一些大致居中地位于所述发热电子部件之一的侧表面的上方或下方。7.如权利要求6所述的换热器组件，其特征在于，所述施力区域的至少一些沿横向于所述纵向轴线的所述弹簧元件的宽度方向大致位于所述弹簧元件之一的中间。8.如权利要求6所述的换热器组件，其特征在于，所述施力区域沿所述纵向轴线间隔开相邻发热电子部件之间的中心至中心的距离。9.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述紧固区域位于每个所述弹簧元件的外边缘处，并且定位成向外超过所述散热元件的周界边缘。10.如权利要求9所述的换热器组件，其特征在于，相应弹簧元件中的所述紧固区域布置成相互垂直对齐。11.如权利要求9所述的换热器组件，其特征在于，所述紧固区域设置有用于接纳紧固件的紧固装置，所述弹簧元件通过所述紧固件连结在一起。12.如权利要求11所述的换热器组件，其特征在于，所述紧固装置是槽或孔，并且其中所述紧固件包括杆、螺钉或螺栓。13.如权利要求2所述的换热器组件，其特征在于，所述弹簧元件中的每个均包括多个X形构件，所述X形构件中的每个包括一对相...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·A·马彻勒，C·A·肖尔，D·L·巴特尼克，
申请(专利权)人：达纳加拿大公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA