DE102016106180A1

DE102016106180A1 - Cooling device for cooling at least one electrical component of a vehicle

Info

Publication number: DE102016106180A1
Application number: DE102016106180.8A
Authority: DE
Inventors: Dominik Grass
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-04-05
Filing date: 2016-04-05
Publication date: 2017-10-05

Abstract

Kühlvorrichtung (10) für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente (110) eines Fahrzeugs, wobei eine Kontaktplatte (20) aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material zur flächigen Kontaktierung der wenigstens einen elektrischen Komponente (110) und ein Schließelement (30), welches mit der Kontaktplatte (20) eine Kavität (40) für die Führung von Kühlmittel ausbildet, wobei in der Kontaktplatte (20) und/oder in dem Schließelement (30) zumindest eine Zulauföffnung (50) für die Zufuhr von kühlem Kühlmittel in die Kavität (40) und zumindest eine Ablauföffnung (60) für die Abfuhr von erwärmten Kühlmittel aus der Kavität (40) ausgebildet ist.Cooling device (10) for cooling at least one electrical component (110) of a vehicle, wherein a contact plate (20) of electrically insulating and thermally conductive material for surface contact of the at least one electrical component (110) and a closing element (30), which with the contact plate (20) forms a cavity (40) for the guidance of coolant, wherein at least one inlet opening (50) for the supply of cool coolant into the cavity (40 ) and at least one drain opening (60) for the removal of heated coolant from the cavity (40) is formed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs sowie ein Elektrogehäuse für ein Fahrzeug, aufweisend eine solche Kühlvorrichtung. The present invention relates to a cooling device for cooling at least one electrical component of a vehicle and to an electrical housing for a vehicle, comprising such a cooling device.

Es ist bekannt, dass Fahrzeuge elektrische Komponenten aufweisen, welche zum Teil gekühlt werden müssen. Dabei handelt es sich insbesondere um elektrische Komponenten, welche den Antrieb des Fahrzeugs unterstützen bzw. diesen vollständig zur Verfügung stellen. Hierfür sind häufig sogenannte Hochvoltkomponenten als elektrische Komponenten eingesetzt, welche aufgrund der hohen elektrischen Leistung einen hohen thermischen Ausgangswert aufweisen. Mit anderen Worten erwärmen sich solche elektrischen Komponenten im Betrieb des Fahrzeugs sehr stark. It is known that vehicles have electrical components which must be partially cooled. These are, in particular, electrical components which support the drive of the vehicle or provide it completely. For this purpose, so-called high-voltage components are often used as electrical components, which have a high thermal output due to the high electrical power. In other words, such electrical components heat up very much during operation of the vehicle.

Um die Beschädigung von elektrischen Komponenten durch die Erwärmung zu vermeiden bzw. deren Wirkungsgrad im Betrieb zu verbessern, ist häufig eine Kühlung vorgesehen. Bei den bekannten Lösungen werden hierfür entsprechende Kühlvorrichtungen auf der Außenseite von Elektrogehäusen solcher elektrischer Komponenten angebracht. Dies beinhaltet jedoch den Nachteil, dass die zusätzlichen Komponenten durch die Gehäusewandung zusätzlich von der zu kühlenden elektrischen Komponente getrennt sind. Diese Gehäusewandung führt zwar zu der notwendigen elektrischen Isolierung von der Kühlvorrichtung, bringt jedoch auch eine unerwünschte thermische Isolierung mit sich, so dass die entsprechende Kühlvorrichtung mit einer höheren Kühlleistung ausgestattet werden muss. Dies führt wiederum zu mehr Gewicht und einer erhöhten Anzahl von Bauteilen sowie zu einer vergrößerten Dimensionierung der Kühlleistung der Kühlvorrichtung. In order to avoid the damage of electrical components by the heating or to improve their efficiency in operation, cooling is often provided. In the known solutions for this purpose, appropriate cooling devices are mounted on the outside of electrical housings of such electrical components. However, this involves the disadvantage that the additional components are additionally separated by the housing wall from the electrical component to be cooled. Although this housing wall leads to the necessary electrical insulation of the cooling device, but also brings an undesirable thermal insulation with it, so that the corresponding cooling device must be equipped with a higher cooling capacity. This in turn leads to more weight and an increased number of components and to an enlarged dimensioning of the cooling capacity of the cooling device.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise, die thermische Abfuhr von Wärme einer elektrischen Komponente zu verbessern. It is an object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages described above. In particular, it is an object of the present invention, in a cost effective and simple way to improve the thermal dissipation of heat of an electrical component.

Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Elektrogehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektrogehäuse und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. The above object is achieved by a cooling device with the features of claim 1 and an electrical housing with the features of claim 10. Further features and details of the invention will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. In this case, features and details that are described in connection with the cooling device according to the invention, of course, in connection with the invention and the electrical housing in each case vice versa, so that with respect to the disclosure of the individual aspects of the invention always reciprocal reference is or may be.

Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung dient der Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs. Hierfür weist die Kühlvorrichtung eine Kontaktplatte aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material zur flächigen Kontaktierung der wenigstens einen elektrischen Komponente auf. Weiter ist ein Schließelement vorgesehen, welches mit der Kontaktplatte eine Kavität für die Führung von Kühlmittel ausbildet. In der Kontaktplatte und/oder in dem Schließelement sind zumindest eine Zulauföffnung für die Zufuhr von kühlem Kühlmittel in die Kavität und zumindest eine Ablauföffnung für die Abfuhr von erwärmtem Kühlmittel aus der Kavität ausgebildet. A cooling device according to the invention serves to cool at least one electrical component of a vehicle. For this purpose, the cooling device on a contact plate of electrically insulating and thermally conductive material for surface contacting of at least one electrical component. Next, a closing element is provided, which forms a cavity for the guidance of coolant with the contact plate. At least one inlet opening for the supply of cool coolant into the cavity and at least one drain opening for the removal of heated coolant from the cavity are formed in the contact plate and / or in the closing element.

Erfindungsgemäß ist nun die Kühlvorrichtung mit einer aktiven Kühlfunktionalität ausgestattet. Das bedeutet, dass kühles Kühlmittel in die Kavität eingebracht werden kann, um dort Wärme aufzunehmen. Auf diese Weise erwärmt sich das Kühlmittel und kann als erwärmtes Kühlmittel die Kavität wieder verlassen. Auf diese Weise wird durch die Abfuhr des erwärmten Kühlmittels Wärme aus dem Gesamtsystem der Kühlvorrichtung und damit von der elektrischen Komponente abgeführt. According to the invention, the cooling device is now equipped with an active cooling functionality. This means that cool coolant can be introduced into the cavity to absorb heat there. In this way, the coolant heats up and can leave the cavity as heated coolant. In this way, heat is removed from the entire system of the cooling device and thus from the electrical component by the removal of the heated coolant.

Ein entscheidender Erfindungsgedanke ist dabei, dass die Kontaktplatte der Kühlvorrichtung eine direkte flächige Kontaktierung der elektrischen Komponente zur Verfügung stellen kann. Diese flächige Kontaktierung erlaubt es nun, dass Wärme, welche beim Betrieb der elektrischen Komponente entsteht, direkt von dieser elektrischen Komponente an die Kühlvorrichtung und dort insbesondere an die Kontaktplatte übertragen werden kann. Die flächige Kontaktierung zwischen der elektrischen Komponente einerseits und der Kontaktplatte andererseits erlaubt diese direkte Wärmeübertragung zwischen diesen beiden Bauteilen. Dadurch, dass die Kontaktplatte aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet ist, kann diese Kühlvorrichtung, wie dies später noch erläutert wird, sogar einen Teil einer Bodenplatte oder eines anderen Gehäuseteils eines Elektrogehäuses zur Verfügung stellen. Insbesondere kann auf diese Weise auf Zwischenbauteile verzichtet werden, welche ansonsten eine thermische Isolierfunktion durch das Vorhandensein von zusätzlichem Material ausbilden würden. Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, dass damit das Gesamtsystem der Kühlvorrichtung deutlich kompakter und hinsichtlich der notwendigen Kühlleistung mit geringerem Aufwand ausgestattet werden kann. Durch das Ausbilden der Kontaktplatte aus einem thermisch leitenden Material wird wiederum die Wärmeübertragung an das Kühlmittel in der Kavität verbessert, so dass die Wärmeabfuhr mit geringeren Kühlmittelvolumenströmen einerseits und in höherer Geschwindigkeit andererseits ermöglicht werden kann. Für eine nachgeschaltete Temperaturregelung der elektrischen Komponente ist dies von großem Vorteil, da schneller, zielgerichteter, und mit weniger Schwankungsbereich eine entsprechende Einstellung einer gewünschten Zieltemperatur für die elektrische Komponente möglich wird. A crucial idea of the invention is that the contact plate of the cooling device can provide a direct surface contact of the electrical component. This surface contact allows now that heat which arises during operation of the electrical component can be transmitted directly from this electrical component to the cooling device and there in particular to the contact plate. The surface contact between the electrical component on the one hand and the contact plate on the other hand allows this direct heat transfer between these two components. The fact that the contact plate is formed of electrically insulating material, this cooling device, as will be explained later, even provide a part of a bottom plate or other housing part of an electrical housing. In particular, can be dispensed with intermediate components in this way, which would otherwise form a thermal insulation function by the presence of additional material. In addition, it should be noted that thus the overall system of the cooling device can be much more compact and with regard to the necessary cooling capacity with less effort. By forming the contact plate of a thermally conductive material, in turn, the heat transfer to the coolant in the cavity is improved, so that the heat dissipation with lower coolant flow rates on the one hand and at a higher speed on the other can be enabled. For a downstream temperature control of the electrical component, this is of great advantage, since faster, more targeted, and with less fluctuation range, a corresponding adjustment of a desired target temperature for the electrical component is possible.

Das Schließelement kann dabei in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein. Insbesondere dient es dazu, die Kavität zweiteilig zu umgeben, also von einer Seite mit dem Schließelement und von der anderen Seite mit der Kontaktplatte. Es ist darauf hinzuweisen, dass sowohl die Kontaktplatte als auch das Schließelement vorzugsweise einstückig aus einem integralen bzw. monolithischen Material ausgebildet sind. The closing element can be designed in different ways. In particular, it serves to surround the cavity in two parts, ie from one side with the closing element and from the other side with the contact plate. It should be noted that both the contact plate and the closing element are preferably formed integrally from an integral or monolithic material.

Jedoch ist es grundsätzlich auch denkbar, dass das Schließelement bzw. die Kontaktplatte zwei oder mehr Einzelbauteile aufweisen, die erst beim Zusammenbau der Kühlvorrichtung miteinander befestigend kombiniert werden. However, in principle it is also conceivable that the closing element or the contact plate have two or more individual components which are combined with one another only during assembly of the cooling device.

Das Schließelement ist vorzugsweise ebenfalls plattenförmig ausgebildet und kann demnach auch in einer solchen Ausführungsform als Schließplatte bezeichnet werden. Um eine Wärmeabgabe nach unten zu verhindern, kann vorzugsweise das Schließelement ein thermisch isolierendes Material aufweisen. Durch die Aufteilung der Umrandung der Kavität auf zumindest zwei Bauteile, nämlich das Schließelement und die Kontaktplatte, wird die Fertigung des Gesamtsystems der Kühlvorrichtung deutlich vereinfacht. Insbesondere ist eine Herstellung mithilfe eines Spritzgussverfahrens möglich, wie dies später noch näher erläutert wird. The closing element is preferably also plate-shaped and can therefore also be referred to as a closing plate in such an embodiment. In order to prevent heat emission downwards, the closing element may preferably comprise a thermally insulating material. By dividing the border of the cavity to at least two components, namely the closing element and the contact plate, the production of the entire system of the cooling device is significantly simplified. In particular, a production by means of an injection molding process is possible, as will be explained in more detail later.

Für das Einbringen von kühlem Kühlmittel und das Abführen von erwärmtem Kühlmittel sind zumindest eine Zulauföffnung und zumindest eine Ablauföffnung vorgesehen. Selbstverständlich können jedoch auch zwei oder mehr Zulauföffnungen und/oder zwei oder mehr Ablauföffnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Bevorzugt finden sich die Zulauföffnung und die Ablauföffnung auf unterschiedlichen Seiten bzw. Kanten der Kühlvorrichtung, so dass der Abstand zwischen Zulauföffnung und Ablauföffnung maximiert wird. Dies führt dazu, dass die Strecke, welche von dem kühlen Kühlmittel auf dem Weg zur Ablauföffnung innerhalb der Kavität durchströmt wird, ebenfalls maximiert wird. Auf diese Weise wird es möglich, dass auch ein möglichst großer Bereich der Kontaktplatte mit der gewünschten Kühlleistung versorgt wird. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Kavität insbesondere die komplette Fläche unterhalb der Kontaktplatte als gekühlter Bereich mit der entsprechenden Kühlfunktionalität ausstattet. Sowohl die Zulauföffnung als auch die Ablauföffnung können dabei selbstverständlich entsprechende Anschlussmittel aufweisen, welche zum Beispiel in Form von Gewindeeinsätzen, Ventilen oder ähnlichen Anschlusselementen eine Anschließbarkeit an Kühlmittelleitungen zur Verfügung stellen. For the introduction of cool coolant and the discharge of heated coolant at least one inlet opening and at least one drain opening are provided. Of course, however, it is also possible to use two or more inlet openings and / or two or more outlet openings in the sense of the present invention. Preferably, the inlet opening and the outlet opening are located on different sides or edges of the cooling device, so that the distance between inlet opening and outlet opening is maximized. As a result, the distance traversed by the cool coolant on the way to the drain opening within the cavity is also maximized. In this way it is possible that even the largest possible area of the contact plate is supplied with the desired cooling capacity. It should be noted that the cavity in particular equips the entire surface below the contact plate as a cooled area with the appropriate cooling functionality. Of course, both the inlet opening and the outlet opening can have corresponding connection means which, for example in the form of threaded inserts, valves or similar connection elements, provide connectability to coolant lines.

Es ist von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte als Bodenplatte eines Elektrogehäuses für die wenigstens eine elektrische Komponente ausgebildet ist. Elektrogehäuse werden in Fahrzeugen üblicherweise zum Schutz der elektrischen Komponenten gegen mechanische Beeinflussung und insbesondere gegen das Eindringen von Verschmutzungen oder Flüssigkeiten zur Verfügung gestellt. Das Ausbilden der Kontaktplatte einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung als Bodenplatte eines Elektrogehäuses bildet somit zusätzlich noch diese Sicherungsfunktion gegen mechanische Beeinflussung bzw. gegen den Flüssigkeitseintritt ebenfalls durch die Kühlvorrichtung aus. Auf ein separates Bauelement zum Verschließen des Elektrogehäuses kann somit verzichtet werden, um entsprechend Gewichtsreduktion und Bauteilreduktion zu erzielen. Auch wird auf diese Weise der direkte Kontakt in flächiger Berührung zwischen der elektrischen Komponente und der Kontaktplatte nochmals vereinfacht, um den zufließenden Wärmestrom einfach, kostengünstig und in effizienter Weise aufnehmen und an das Kühlmittel weitergeben zu können. It is advantageous if, in a cooling device according to the invention, the contact plate is designed as a bottom plate of an electrical housing for the at least one electrical component. Electrical housings are usually provided in vehicles for the protection of electrical components against mechanical interference and in particular against the ingress of contaminants or liquids available. The formation of the contact plate of a cooling device according to the invention as a bottom plate of an electrical housing thus also additionally forms this safety function against mechanical influence or against the liquid inlet also by the cooling device. A separate component for closing the electrical housing can thus be dispensed with in order to achieve corresponding weight reduction and component reduction. Also, the direct contact in surface contact between the electrical component and the contact plate is simplified in this way again to absorb the incoming heat flow easily, inexpensively and efficiently and pass it on to the coolant.

Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte zumindest eine Befestigungsschnittstelle für die Befestigung der wenigstens einen elektrischen Komponente aufweist, wobei die Befestigungsschnittstelle vorzugsweise in die Kavität hineinragt. Eine Befestigungsschnittstelle kann sowohl in sich als Befestigung zur Verfügung gestellt sein, als auch mit separaten Befestigungsmitteln zusammenwirken. So sind beispielsweise formschlüssige oder reibschlüssige Befestigungsschnittstellen denkbar. Jedoch sind auch Befestigungsschnittstellen in Form von Innengewinden, sogenannten Gewindedomen, denkbar, welche mit Befestigungsmitteln in Form von Verschraubungen oder Nietelementen zusammenwirken können. Dabei ist es bevorzugt, wenn diese Befestigungsschnittstellen zumindest teilweise in die Kavität hineinragen. Am Beispiel der Befestigungsdome wird deutlich, dass solche Innengewinde mit dem umgebenden Material nun im Bereich der befestigten elektrischen Komponente eine zusätzliche Oberfläche in der Kavität zu dem umgebenden Kühlmittel ausbilden können. A further advantage is achieved if, in the case of a cooling device according to the invention, the contact plate has at least one fastening interface for fastening the at least one electrical component, the fastening interface preferably protruding into the cavity. An attachment interface may be provided in itself as a fixture, as well as cooperating with separate attachment means. Thus, for example, positive or frictional attachment interfaces are conceivable. However, fastening interfaces in the form of internal threads, so-called threaded domes, are conceivable, which can cooperate with fastening means in the form of screw connections or rivet elements. It is preferred if these attachment interfaces at least partially protrude into the cavity. Using the example of the fastening dome, it becomes clear that such internal threads can now form an additional surface in the cavity with the surrounding material in the region of the attached electrical component to the surrounding coolant.

Das führt dazu, dass genau in dem Bereich, in welchem von der elektrischen Komponente Wärme in die Kontaktplatte eingebracht wird, die Befestigungsschnittstelle eine zusätzliche Übertragungsfläche in die Kavität und damit zu dem Kühlmittel zur Verfügung stellt. Genau an dem Entstehungsort der Wärme wird somit die Übertragungseffizienz der Kontaktplatte für die Übertragung von Wärme an das Kühlmittel verbessert bzw. erhöht. As a result, exactly in the region in which heat is introduced into the contact plate by the electrical component, the attachment interface provides an additional transfer surface into the cavity and thus to the coolant. Exactly at the place of origin of the heat is thus the transmission efficiency of Contact plate for the transfer of heat to the coolant improved or increased.

Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kavität wenigstens eine Kanalwandung aufweist, welche insbesondere durch die Kontaktplatte und/oder das Schließelement ausgebildet ist. Dabei teilt die Kanalwandung die Kontaktplatte in gekühlte Bereiche und ungekühlte Bereiche auf. Mit anderen Worten kann nun die Kavität in gefüllte oder ungefüllte Bereiche unterschieden bzw. aufgeteilt werden. Jedoch ist es auch denkbar, dass die Kanalwandung die Kavität so aufteilt, dass die Kavität zwar vollständig mit Kühlmittel gefüllt ist, jedoch nicht den kompletten Abschnitt unterhalb der Kontaktplatte als Kavität zur Verfügung stellt. Die Kanalwandung dient also dazu, gezielt unterschiedliche Bereiche der Kontaktplatte zur Verfügung zu stellen. Gekühlte Bereiche sind die Bereiche der Kontaktplatte, deren Unterseite mit entsprechendem Kühlmittelstrom versorgt wird. Bereiche ohne eine gefüllte Kavität bzw. gänzlich ohne jede Kavität sind ungekühlte Bereiche, da in diesen Abschnitten kein Kontakt auf der Rückseite der Kontaktplatte mit Kühlmittel vorhanden ist. Das Unterscheiden zwischen gekühlten und ungekühlten Bereichen erlaubt es nun, die Kühlvorrichtung spezifisch an die entsprechende geometrische Situation auf der Kontaktplatte, insbesondere an die tatsächlichen Orte der elektrischen Komponenten, anzupassen. Dies führt dazu, dass ein zielgenaues Kühlen nur an den Orten der elektrischen Komponenten möglich wird, so dass auf diese Weise eine Reduktion der Menge an Kühlmittel durch eine Reduktion der gefüllten Kavität zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus ist neben einer leichteren und besseren Ausgestaltung der Kühlvorrichtung auch ein höherer Effizienzgrad bei der Kühlleistung erzielbar. It is also advantageous if, in a cooling device according to the invention, the cavity has at least one channel wall, which is formed in particular by the contact plate and / or the closing element. The channel wall divides the contact plate into cooled areas and uncooled areas. In other words, the cavity can now be distinguished or divided into filled or unfilled regions. However, it is also conceivable that the channel wall divides the cavity so that the cavity is indeed completely filled with coolant, but does not provide the entire section below the contact plate as a cavity. The channel wall thus serves to selectively provide different areas of the contact plate available. Chilled areas are the areas of the contact plate whose bottom is supplied with appropriate coolant flow. Areas without a filled cavity or entirely without any cavity are uncooled areas because there is no contact on the back of the contact plate with coolant in these sections. The distinction between cooled and uncooled areas now makes it possible to adapt the cooling device specifically to the corresponding geometric situation on the contact plate, in particular to the actual locations of the electrical components. As a result, accurate cooling only becomes possible at the locations of the electrical components, so that in this way a reduction in the amount of coolant can be provided by a reduction of the filled cavity. In addition, in addition to a lighter and better design of the cooling device and a higher degree of efficiency in the cooling performance can be achieved.

Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte auf ihrer von der Kavität abgewandten Seite zumindest eine Rippenstruktur aufweist, zur abschnittsweisen Aufnahme der wenigstens einen elektrischen Komponente. Eine solche Rippenstruktur dient zum einen vorzugsweise einer Haltefunktion bzw. einer mechanischen Stabilisierung der Kontaktplatte und/oder der elektrischen Komponente. So sind beispielsweise seitliche Rippen bzw. Seitenwandungen denkbar, welche vorzugsweise einen Formschluss und/oder einen Reibschluss zu den Außenflächen der elektrischen Komponente zur Verfügung stellen können. Dazu erlaubt eine zusätzliche Kontaktfläche zwischen der Rippenstruktur und der elektrischen Komponente eine verstärkte und verbesserte Übertragung von Wärme aus der elektrischen Komponente in die Kontaktplatte hinein. Neben der Haltefunktion ist also auf diese Weise auch eine verbesserte Effizienz der Kühlleistung zu erwarten. It is also advantageous if, in the case of a cooling device according to the invention, the contact plate has at least one rib structure on its side remote from the cavity, for receiving the at least one electrical component in sections. Such a rib structure preferably serves for a holding function or a mechanical stabilization of the contact plate and / or the electrical component. Thus, for example, lateral ribs or side walls are conceivable, which can preferably provide a positive connection and / or a frictional connection to the outer surfaces of the electrical component. For this purpose, an additional contact surface between the rib structure and the electrical component allows increased and improved transfer of heat from the electrical component into the contact plate. In addition to the holding function, improved cooling efficiency is to be expected in this way.

Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zwischen der Oberfläche der Rippenstruktur und einer daran angeordneten elektrischen Komponente ein zumindest temporär formbares Material angeordnet ist. Unter einem temporär formbaren Material sind zum Beispiel Materialien zu verstehen, welche eine elastische Verformbarkeit aufweisen. Auch eine Verformbarkeit, welche unter Temperatureinfluss gegeben bzw. nicht gegeben ist, kann ein solches temporär formbares Material zur Verfügung stellen. Auch aushärtbare Materialien sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung hier einsetzbar. Dieses temporär formbare Material füllt also den Abstand zwischen der Rippenstruktur bzw. deren Oberfläche einerseits und der Oberfläche der elektrischen Komponente aus und verbessert auf diese Weise die Kontaktierung zwischen diesen beiden Bauteilen. Eine entsprechende Einbringung von solchem Material kann selbstverständlich auch zwischen dem Boden der Rippenstruktur, also der Oberseite der Kontaktplatte, und der elektrischen Komponente eingesetzt werden. Vorzugsweise wird hier ein Material mit verbesserter bzw. hoher Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung gestellt, welches auch als Wärmeleitpaste oder so genannter Gapfiller eingesetzt wird. A further advantage may be if, in a cooling device according to the invention, an at least temporarily formable material is arranged between the surface of the rib structure and an electrical component arranged thereon. By a temporarily moldable material are meant, for example, materials which have an elastic deformability. Also, a deformability, which is given or not given under the influence of temperature, can provide such a temporarily moldable material. Also curable materials are used here in the context of the present invention. Thus, this temporarily moldable material fills the distance between the rib structure or its surface on the one hand and the surface of the electrical component and thus improves the contact between these two components. A corresponding introduction of such material can of course also be used between the bottom of the rib structure, ie the top of the contact plate, and the electrical component. Preferably, a material with improved or high thermal conductivity is provided here, which is also used as thermal paste or so-called gap filler.

Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte und/oder das Schließelement wenigstens abschnittsweise aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind. Dies erlaubt es, eine besonders einfache und kostengünstige Herstellungsweise mithilfe von Spritzgussverfahren zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise können auch andere Materialien eingesetzt werden, so dass Materialkomponenten miteinander vermischt unterschiedliche Funktionen an unterschiedlichen Abschnitten des jeweiligen Bauteils zur Verfügung stellen können. Vorzugsweise sind jedoch sämtliche Bauteile, also insbesondere das Schließelement und die Kontaktplatte, in sich monolithisch aus einem einzigen Material ausgebildet. Jedoch sind auch unterschiedliche Materialien für die einzelnen Bauteile möglich. It is also advantageous if the contact plate and / or the closing element are at least partially formed of a thermoplastic material in a cooling device according to the invention. This makes it possible to provide a particularly simple and cost-effective method of production by means of injection molding. Preferably, other materials may be used, so that mixed material components mixed together can provide different functions at different sections of the respective component. Preferably, however, all components, ie in particular the closing element and the contact plate, are monolithically formed in themselves from a single material. However, different materials for the individual components are possible.

Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung das Schließelement aus einem thermisch isolierenden Material ausgebildet ist. Diese thermische Isolierung wirkt also nun nach unten, so dass eine Wärmeabfuhr aus der Kühlvorrichtung heraus mit hohem Maße auf das Abfließen des erwärmten Kühlmittels aus der Abfuhröffnung fokussiert werden kann. Dies führt dazu, dass insbesondere umgebende Bauteile der Kühlvorrichtung vor unerwünschter Werbebeeinflussung geschützt sind. Dies wiederum ermöglicht eine kompaktere Bauweise, welche eine stärkere Annäherung von benachbarten Bauteilen an die Kühlvorrichtung erlaubt. Auch wird auf diese Weise unerwünschter Wärmeeintrag von außen in das Kühlmittel über das Schließelement reduziert oder sogar gänzlich vermieden. It may also be advantageous if, in a cooling device according to the invention, the closing element is formed from a thermally insulating material. Thus, this thermal insulation now acts downwards, so that a heat removal from the cooling device can be focused to a high degree on the outflow of the heated coolant from the discharge opening. As a result, in particular surrounding components of the cooling device are protected against undesired advertising influence. This in turn allows a more compact design, which allows a closer approach of adjacent components to the cooling device. Also, in this way unwanted heat input from the outside into the coolant reduced over the closing element or even completely avoided.

Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Oberseite der Kühlvorrichtung ausschließlich durch die Kontaktplatte als ebene Fläche und/oder die Unterseite der Kühlvorrichtung durch das Schließelement und/oder die Kontaktplatte als ebene Fläche ausgebildet ist. Eine ebene Fläche erlaubt eine vereinfachte Anbindung auf der jeweiligen Seite der Kühlvorrichtung. Zum einen dient dies einer verbesserten Anbindung eines Gehäuseoberteils eines Elektrogehäuses auf der Oberseite der Kontaktplatte. Auf der Unterseite dient eine ebene Fläche dazu, die Kühlvorrichtung leichter und vor allem kompakter an umgebende Komponenten anzubinden bzw. dort zu befestigen. Selbstverständlich kann die ebene Fläche durch entsprechende Öffnungen unterbrochen werden bzw. als im Wesentlichen ebene Fläche ausgebildet sein, welche an den Seitenabschnitten durch vergrößerte Öffnungen aufgeweitet werden kann. A further advantage is when, in a cooling device according to the invention, the upper side of the cooling device is formed exclusively by the contact plate as a flat surface and / or the underside of the cooling device by the closing element and / or the contact plate as a flat surface. A flat surface allows a simplified connection on the respective side of the cooling device. On the one hand, this serves for an improved connection of an upper housing part of an electrical housing on the upper side of the contact plate. On the underside, a flat surface serves to connect the cooling device easier and, above all, more compactly to surrounding components or to fasten them there. Of course, the flat surface can be interrupted by corresponding openings or be formed as a substantially flat surface, which can be widened at the side portions by enlarged openings.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektrogehäuse für ein Fahrzeug, aufweisend einen Innenraum, dessen Bodenplatte durch eine Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Dabei kontaktiert in dem Innenraum wenigstens eine elektrische Komponente die Kontaktplatte der Kühlvorrichtung in flächiger Weise. Ein erfindungsgemäßes Elektrogehäuse bringt demnach die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung erläutert worden sind. Likewise provided by the present invention is an electrical housing for a vehicle, comprising an interior, the bottom plate of which is formed by a cooling device according to the present invention. In the interior, at least one electrical component contacts the contact plate of the cooling device in a planar manner. An electrical housing according to the invention accordingly brings with it the same advantages as have been explained in detail with reference to a cooling device according to the invention.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigt schematisch: Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which, with reference to the drawings, embodiments of the invention are described in detail. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. It shows schematically:

1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Elektrogehäuses im Querschnitt, 1 an embodiment of a cooling device according to the invention and an electrical housing according to the invention in cross section,

2 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der 1, 2 a schematic plan view of the embodiment of the 1 .

3 eine Variation der Ausführungsform der 1 in einer Teildarstellung, 3 a variation of the embodiment of the 1 in a partial view,

4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und 4 a further embodiment of a cooling device according to the invention and

5 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der 4. 5 a schematic plan view of the embodiment of the 4 ,

1 zeigt im schematischen Seitenschnitt eine Kühlvorrichtung 10, welche die Bodenplatte 120 eines Elektrogehäuses 100 zur Verfügung stellt. Im Innenraum 130 dieses Elektrogehäuses 100 befindet sich eine elektrische Komponente 110, welche als Hochvoltkomponente ausgeführt ist. Für die Befestigung der elektrischen Komponente 110 sind hier drei Schraubmittel vorgesehen, mit welchen die elektrische Komponente 110 an zugehörigen Befestigungsschnittstellen 22 in der Bodenplatte 120 und damit in der Kontaktplatte 20 der Kühlvorrichtung 10 verschraubt befestigt ist. Die einzelnen Schraubdome der Befestigungsschnittstellen 22 reichen dabei in der Kontaktplatte 20 nach unten in eine Kavität 40 hinein, welche auf der Unterseite durch ein Schließelement 30 abgeschlossen wird. Die Kavität 40 ist mit Kühlmittel gefüllt, welches von der Zulauföffnung 50 zur Ablauföffnung 60 die Kavität 40 durchströmt. Beim Durchströmen wird das gekühlte Kühlmittel in der Kavität 40 von der Ablauföffnung 50 sich selbst erwärmen durch Wärmeaufnahme von der Kontaktplatte 20 bzw. von der elektrischen Komponente 110. Das erwärmte Kühlmittel verlässt die Kavität 40 abschließend durch die Ablauföffnung 60. Die Ausbildung der Kontaktplatte 20 ist in elektrisch isolierender Weise gewählt, um eine elektrische Isolierung durch die Kontaktplatte 20 für das Elektrogehäuse 100 von der Unterseite zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig ist das Material der Kontaktplatte 20 in thermisch leitender Weise ausgebildet, um mit hoher Effizienz die Wärmeabfuhr durch das Kühlmittel in der Kavität 40 gewährleisten zu können. 1 shows in schematic side section a cooling device 10 which the floor plate 120 an electrical enclosure 100 provides. In the interior 130 this electrical enclosure 100 there is an electrical component 110 , which is designed as a high-voltage component. For fixing the electrical component 110 Here three screw means are provided, with which the electrical component 110 at associated mounting interfaces 22 in the bottom plate 120 and thus in the contact plate 20 the cooling device 10 is fastened screwed. The individual screw domes of the mounting interfaces 22 range in the contact plate 20 down into a cavity 40 into it, which on the bottom by a closing element 30 is completed. The cavity 40 is filled with coolant, which from the inlet opening 50 to drain opening 60 the cavity 40 flows through. When flowing through the cooled coolant in the cavity 40 from the drain hole 50 Heat yourself by absorbing heat from the contact plate 20 or of the electrical component 110 , The heated coolant leaves the cavity 40 finally through the drain opening 60 , The formation of the contact plate 20 is selected in an electrically insulating manner to provide electrical insulation through the contact plate 20 for the electrical housing 100 from the bottom up. At the same time, the material of the contact plate 20 formed in a thermally conductive manner, with high efficiency, the heat dissipation through the coolant in the cavity 40 to be able to guarantee.

Die 2 zeigt in schematischer Draufsicht, dass die Ablauföffnung 60 und die Zulauföffnung 50 voneinander einen maximierten Abstand quer über die Kühlvorrichtung 10 aufweisen. Dies erlaubt es, die gesamte Fläche unterhalb der Kontaktplatte 20 als Kavität auszubilden und entsprechend mit Kühlmittel zu durchströmen. Gleichzeitig wird auf diese Weise eine besonders einfache Ausführungsform und Ausbildung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 möglich. The 2 shows in a schematic plan view that the drain opening 60 and the inlet opening 50 from each other a maximized distance across the cooling device 10 exhibit. This allows the entire surface below the contact plate 20 form as a cavity and to flow through with coolant accordingly. At the same time in this way a particularly simple embodiment and design of the cooling device according to the invention 10 possible.

Die 3 zeigt eine alternative Möglichkeit, den seitlichen Anschluss der Zulauföffnung 50 auszubilden. Während in 1 die Kontaktplatte 20 als einziges Bauelement die Oberseite ausbildet, und dort eine flächige Ebene zur Verfügung stellt, wird in 3 die Unterseite der Kühlvorrichtung 10 als Zusammensetzung aus der Kontaktplatte 20 einerseits und dem Schließelement 30 andererseits eine ebene Fläche zur Verfügung stellen. The 3 shows an alternative possibility, the lateral connection of the inlet opening 50 train. While in 1 the contact plate 20 as the only component forms the top, and there provides a flat plane, is in 3 the bottom of the cooler 10 as a composition of the contact plate 20 on the one hand and the closing element 30 On the other hand provide a flat surface.

Die 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10. Hier ist die Kavität 40 zwischen der Kontaktplatte 20 und dem Schließelement 30 deutlich komplexer ausgestattet, so dass einzelne Kanalwandungen 42 die Kavität auf einen eng begrenzten Bereich unterhalb der Kontaktplatte 20 eingrenzen. Die 5 zeigt, dass sich ein Kanal durch die Kavität 40 mithilfe der Kanalwandungen 42 eingrenzen lässt, so dass ein deutlich verringertes Volumen an Kühlmittel notwendig ist, um in örtlich gezielter Weise eine Kühlfunktion zur Verfügung stellen zu können. The 4 and 5 show a further embodiment of a cooling device according to the invention 10 , Here is the cavity 40 between the contact plate 20 and the closing element 30 significantly more complex, so that individual channel walls 42 the cavity on a narrow area below the contact plate 20 enclose. The 5 shows that a channel passes through the cavity 40 using the channel walls 42 can be limited, so that a significantly reduced volume of coolant is necessary to provide in a locally targeted manner a cooling function can.

Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass gemäß der 4 nun eine Rippenstruktur 24 an zwei Positionen der Kontaktplatte 20 angeordnet ist, welche direkt oberhalb der jeweiligen Kavität 40 angeordnet ist. Zwischen dieser Rippenstruktur 24 ist jeweils eine elektrische Komponente 110 angeordnet, wobei vorzugsweise zu der Oberfläche der Rippenstruktur 24 ein zumindest temporär verformbares Material in Form eines Gapfillers oder einer Wärmeleitpaste angeordnet ist. Also good to see is that according to the 4 now a rib structure 24 at two positions of the contact plate 20 is arranged, which directly above the respective cavity 40 is arranged. Between this rib structure 24 is in each case an electrical component 110 arranged, preferably to the surface of the rib structure 24 an at least temporarily deformable material in the form of a capfiller or a thermal compound is arranged.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. The above explanation of the embodiments describes the present invention solely by way of example. Of course, individual features of the embodiments, if technically feasible, can be combined freely with one another, without departing from the scope of the present invention.

Claims

Cooling device ( 10 ) for the cooling of at least one electrical component ( 110 ) of a vehicle, comprising a contact plate ( 20 ) of electrically insulating and thermally conductive material for surface contacting of the at least one electrical component ( 110 ) and a closing element ( 30 ), which with the contact plate ( 20 ) a cavity ( 40 ) forms for the guidance of coolant, wherein in the contact plate ( 20 ) and / or in the closing element ( 30 ) at least one inlet opening ( 50 ) for the supply of cool coolant into the cavity ( 40 ) and at least one drain opening ( 60 ) for the removal of heated coolant from the cavity ( 40 ) is trained.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate ( 20 ) as a base plate ( 120 ) of an electrical enclosure ( 100 ) for the at least one electrical component ( 110 ) is trained.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate ( 20 ) at least one attachment interface ( 22 ) for the attachment of the at least one electrical component ( 110 ), wherein the attachment interface ( 22 ) preferably in the cavity ( 40 ) protrudes.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cavity ( 40 ) at least one channel wall ( 42 ), which in particular by the contact plate ( 20 ) and / or the closing element ( 30 ), wherein the channel wall ( 42 ) the contact plate ( 20 ) into cooled areas (GB) and uncooled areas (UB).

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate ( 20 ) on its from the cavity ( 40 ) facing away from at least one rib structure ( 24 ) has for receiving in sections the at least one electrical component ( 110 ).

Cooling device ( 10 ) according to claim 5, characterized in that between the surface of the rib structure ( 24 ) and an electrical component ( 110 ) an at least temporarily moldable material is arranged.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the contact plate ( 20 ) and / or the closing element ( 30 ) are at least partially formed of a thermoplastic material.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the closing element ( 30 ) is formed of a thermally insulating material.

Cooling device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the upper side of the cooling device ( 10 ) only through the contact plate ( 20 ) as a flat surface and / or the underside of the cooling device ( 10 ) by the closing element ( 30 ) and / or the contact plate ( 20 ) is formed as a flat surface.

Electrical housing ( 100 ) for a vehicle having an interior space ( 130 ) whose bottom plate ( 120 ) by a cooling device ( 10 ) is formed with the features of one of claims 1 to 9, wherein in the interior ( 130 ) at least one electrical component ( 110 ) the contact plate ( 20 ) of the cooling device ( 10 ) contacted flatly.