包括用于散热的冷却结构的冷却模块制造技术

本发明专利技术涉及一种蜂窝状冷却结构(3)，其被配置成消散由放置在基板(2)的上表面(21)上的至少一个电子部件(40)产生的热量，该蜂窝状冷却结构(3)与所述基板(2)的内表面(22)接触。蜂窝状冷却结构(3)包括单元，单元的边缘增加了蜂窝状冷却结构(3)和冷却流体之间的总接触表面；以及由单元限定并分布在蜂窝状冷却结构(3)的体积中的孔，冷却流体通过孔和/或通过孔之间的空间流通。之间的空间流通。之间的空间流通。

【技术实现步骤摘要】
包括用于散热的冷却结构的冷却模块


[0001]本专利技术涉及电气设备领域，特别是用于车辆，特别是用于电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)。
[0002]更具体地，本专利技术涉及在冷却模块中使用的冷却结构，该冷却结构被配置成有效地消散由电子模块的电子部件产生的热量。

技术介绍

[0003]用于电动或混合动力车辆的电子模块，例如电子功率模块，包括通常放置在电子模块的基板上的电子部件。在电子模块运行期间，电子部件产生热量，并且必须被冷却以便可运行。电子部件的有效冷却使得尤其有可能增加电子部件的使用寿命。电子模块因此包括冷却模块，以便消散由这些电子部件产生的热量。
[0004]通常，基板包括其上放置电子部件的上表面和与冷却模块接触的下表面，冷却流体(例如水)在该冷却模块中循环。由电子部件产生的热量从基板传递到冷却模块，然后通过循环的冷却流体排出。
[0005]此外，冷却模块可以包括浸没在冷却流体中的冷却心轴。冷却心轴通常由金属制成，因此便于热交换以及散热。然而，由这种类型的冷却模块提供的散热效率必须进一步提高。
[0006]因此，需要通过对热冲击、高温、潮湿和高压具有良好抵抗的冷却结构来改善电子模块的电子部件的冷却。

技术实现思路

[0007]本专利技术涉及一种蜂窝状冷却结构，其被配置成消散由放置在基板的上表面上的至少一个电子部件产生的热量，该蜂窝状冷却结构与所述基板的内表面接触。蜂窝状冷却结构包括单元，单元的边缘增加了蜂窝状冷却结构和冷却流体之间的总接触表面；以及由单元限定并分布在蜂窝状冷却结构的体积中的孔，冷却流体通过孔和/或孔之间的空间流通。
[0008]有利地，蜂窝状冷却结构通过3D打印产生。
[0009]有利的是，单元是开放和/或封闭型的，孔是互连和/或封闭型的。
[0010]优选地，蜂窝状冷却结构与下表面的接触区相接触，并且浸入冷却流体中。
[0011]优选地，蜂窝状冷却结构包括分别连接到接触区和/或分布在下表面的接触区中的接触点的部分。
[0012]有利的是，蜂窝状冷却结构是包括这些部分的单件，或者替代地，蜂窝状冷却结构的这些部分彼此独立。
[0013]有利的是，蜂窝状冷却结构是盘管的形式。
[0014]优选地，蜂窝状冷却结构的孔隙率在蜂窝状冷却结构的体积的75％至95％的范围内。
[0015]优选地，蜂窝状冷却结构由导热率大于冷却流体导热率的材料构成。
[0016]有利的是，蜂窝状冷却结构通过烧结、焊接、胶粘或压缩连接到下表面的接触区。
[0017]有利的是，蜂窝状冷却结构通过3D打印与基板一起形成。
[0018]本专利技术还涉及一种用于电子模块的冷却模块，特别是用于电动或混合动力汽车的冷却模块，该模块被配置成消散由电子模块产生的热量。冷却模块包括至少一个如上所述的蜂窝状冷却结构，该至少一个蜂窝状冷却结构与电子模块的至少一个基板接触。
[0019]有利地，冷却模块包括至少一个腔室和至少一个蜂窝状冷却结构，该腔室被配置成容纳冷却流体。
[0020]有利的是，冷却模块包括冷却流体。
[0021]本专利技术还涉及一种电子模块，其被设计成结合在电动或混合动力汽车的电气组件中。该电子模块包括包含上表面和下表面的至少一个基板；放置在至少一个基板的上表面上的至少一个电子部件；如上所述的冷却模块，该冷却模块与至少一个基板的下表面接触，并且包括与至少一个基板的下表面接触的至少一个蜂窝状冷却结构。
[0022]电子模块例如是电子功率模块，其中至少一个电子部件是半导体功率芯片。
[0023]本专利技术涉及一种用于电动或混合动力汽车的电气组件，包括如上所述的电子模块。
[0024]电子模块例如是逆变器或直流
‑
直流电压转换器。
附图说明
[0025]通过阅读以示例方式提供的以下描述并参考以非限制性示例方式提供的以下附图，将更好地理解本专利技术，在附图中，相同的附图标记表示相似的物体。
[0026]图1示出了根据本专利技术实施例的配备有包括蜂窝状冷却结构的冷却模块的电子模块的横截面视图；
[0027]图2和3示出了配备有根据本专利技术的各种形式的结构的电子模块；
[0028]图4和图5示出了根据本专利技术的连接到电子模块的基板的接触点的蜂窝状冷却结构；
[0029]图6示出了根据本专利技术实施例的包括彼此独立的部分的蜂窝状冷却结构；
[0030]图7示出了根据本专利技术的一个实施例的不与冷却模块的腔室基部接触的蜂窝状冷却结构；
[0031]图8示出了根据本专利技术实施例的冷却模块，该冷却模块包括用于冷却放置在两个基板上的电子部件的单个蜂窝状冷却结构；和
[0032]图9示出了包括两个蜂窝状冷却结构的冷却模块，用于冷却放置在所述蜂窝状冷却结构之间的至少一个电子部件。
[0033]应当注意的是，附图详细阐述了本专利技术，用于实现本专利技术，并且应当理解，如果必要，所述附图可以用来更好地定义本专利技术。
具体实施方式
[0034]总的来说，本专利技术因此涉及一种蜂窝状冷却结构3，其被设计成放置在电子模块10的冷却模块5中，以便消散由电子模块10的至少一个电子部件40产生的热量。
[0035]图1示出了根据本专利技术实施例的电子模块10的横截面视图，该电子模块配备有具
有至少一个蜂窝状冷却结构3的冷却模块5。
[0036]电子模块10包括至少一个电子部件40、其上放置至少一个电子部件40的至少一个基板2、以及冷却模块5。电子模块10优选是电子功率模块。电子模块10特别设计成结合在电动或混合动力汽车上的电气组件中。电气组件例如是逆变器或直流
‑
直流电压转换器。
[0037]至少一个电子部件40特别是半导体功率芯片。在大多数情况下，电子模块10包括多个电子部件40。然而，为了便于阅读文本，在下文所示的大多数实施例中，电子模块10包括单个基板2和单个电子部件40。
[0038]基板2优选具有多层结构。根据一个实施例，基板2包括金属层。本专利技术不限制基板2的层数或层的材料。优选地，基板2通过3D(三维)打印生产。
[0039]基板2具有上表面21和下表面22。两个表面21和22是平的。至少一个电子部件40放置在上表面21上，而下表面22与冷却模块5接触。
[0040]冷却模块5包括至少一个腔室51，该腔室被配置成容纳冷却流体和至少一个蜂窝状冷却结构3。在下文所示的大多数实施例中，冷却模块5包括单个腔室51和单个蜂窝状冷却结构3。
[0041]优选地，冷却流体循环通过腔室51。特别地，在以密封的方式将基板2安装在冷却模块5上之后，蜂窝状冷却结构3被放置在腔室51中。冷却流体例如是水或液体乙二醇。
[0042]蜂窝状冷却结构3放置在腔室51中，并浸没在冷却流体中。如图1所示，蜂窝状冷却结构3例如与腔室51的基部接触。或者，如图5和7所示，蜂窝状冷却结构3不与腔室51的基部接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种蜂窝状冷却结构(3)，其被配置成消散由放置在基板(2)的上表面(21)上的至少一个电子部件(40)产生的热量，所述蜂窝状冷却结构(3)与所述基板(2)的内表面(22)接触；所述蜂窝状冷却结构(3)的特征在于，所述蜂窝状冷却结构包括：
‑
单元，其单元边缘增加了蜂窝状冷却结构(3)和冷却流体之间的总接触表面；
‑
由所述单元限定并分布在蜂窝状冷却结构(3)的体积中的孔，所述冷却流体通过孔和/或孔之间的空间流通。2.根据权利要求1所述的蜂窝状冷却结构(3)，通过3D打印生产。3.根据权利要求1或2所述的蜂窝状冷却结构(3)，其中：
‑
所述单元是开放式和/或封闭式的；
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所述孔是互连型和/或密封型的。4.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝状冷却结构(3)，其与所述下表面(22)的接触区(7)接触，并且浸没在所述冷却流体中。5.根据权利要求4所述的蜂窝状冷却结构(3)，包括分别连接到接触区(73a，71b)和/或分布在下表面(22)的接触区(7)中的接触点(71a至71e)的部分(31至34，36，37，38)。6.根据权利要求5所述的蜂窝状冷却结构(3)，其中：
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所述蜂窝状冷却结构(3)是包括部分(36，37，38)的单件；或
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所述部分(31至34)彼此独立。7.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝状冷却结构(3)，所述蜂窝状冷却结构为盘管的形式。8.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝状冷却结构(3)，其具有介于所述蜂窝状冷却结构(3)的体积的75％和95％之间的孔隙率。9.根据前述权利要求中任一项所述的蜂窝状冷却结构(3)，由导热率大于冷却流体导热率的材料构成。10.根据权利要求4至9中任一项所述的蜂窝状冷却结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：R弗霍格，
申请(专利权)人：法雷奥西门子新能源汽车法国股份公司，
类型：发明
国别省市：