CN105283038A - 用于针对性地冷却电子和/或电气元件的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却电子和/或电气元件、特别是布置在电路板上的功率半导体的冷却装置，具有：至少一个冷却体，其具有布置在冷却体的表面处的突起的散热件，其中冷却体设置用于与电子和/或电气元件热耦合；至少一个冷却介质分布件，以用于将冷却介质有针对性地空间分布到冷却体的所定义的热点处；冷却装置内腔，其由冷却体和能与冷却体连接的冷却体池包围，冷却装置内腔至少包括冷却体的突起的散热件和冷却介质分布件；和至少一个入口，以使冷却介质输送到冷却装置内腔中；以及至少一个出口，以使冷却介质从冷却装置内腔排出。此外，冷却装置设置用于应用在变流器中、特别是在电动或混合动力车辆的变流器中。

Description

用于针对性地冷却电子和/或电气元件的冷却装置

技术领域

本发明涉及一种用于冷却电子和/或电气元件、特别是布置在电路板上的功率半导体的冷却装置，该装置具有至少一个冷却体，其具有布置在冷却体的表面处的突起的散热件，其中，冷却体设置用于与电子和/或电气元件热耦合。

背景技术

电子和/或电气元件、如其例如在工业变流器中或者在用于电动或混合动力车辆的变流器中的应用那样，通常设计用于在相应的所期望的高功率密度时的高的电持续功率和峰值功率。在运行中，这些电子和/或电气元件引起了在大多数情况下不可忽略的电损耗，该电损耗大部分转化为损耗热。该损耗热损害了电子和/或电气元件的功能性和寿命，因此需要高效的散热、即需要对损耗热的尽可能低耗费的但是有效的排热。

由于不同的功能性的以及结构上的要求，电子和/或电气元件在大多数情况下以关于空间和面积的特殊布置来布置在电路板、功能上类似的电路载体或者特殊的载体件上。在此，电路载体能够例如实施为PCB(PrintedCircuitBoard，印刷电路板)，又或者借助于DCB(DirectCopperBonded，直接铜接合)技术来制造。出于简明的原因，下面对于本文采用同一的术语：电路板。与电路板一起，电子和/或电气元件与冷却体至少热耦合，并且通常也与其机械地连接。在已知的冷却方案中，该冷却体在大多数情况下在纵向或横向方向上由冷却介质穿流或者环流。在大多数情况下，液态的冷却介质、然而作为替代的有气体状态的冷却介质，原则上适用于排出电子和/或电气元件的损耗热，其中，冷却体是在冷却方案中用于将损耗热传导到冷却介质处的重要的传输件。如果冷却介质流到冷却体中和/或围绕冷却体流动，那么其逐渐地变热。如果现在更多的电子和/或电气元件与冷却体热耦合，那么随着冷却介质逐渐变热、在相同的冷却体温度时，冷却效率(ΔT下降)沿着冷却介质的流动方向减小。反之，如果损耗功率、即待散热的电子和/或电气元件的损耗热保持相同，那么随着冷却介质的温度上升(ΔT不变)，冷却体的温度就沿着流动方向升高。

在冷却介质的流入口处的电子和/或电气元件经受很小的温度负载。与此相对地，在冷却介质的流出口处的电子和/或电气元件尽管有散热、特别是在上面的区域中有散热，但还在高温下工作。该效应被称为“热量堆叠(Thermalstacking)”，这在下面被称为热串联。不仅在冷却介质在纵向方向上传流时，而且在横向方向上穿流时，热串联的不期望的效应在已知的冷却方案中是能确定的。因此通常，对于待冷却的电子和/或电气元件的设计根据最热的元件的参数来进行。该最热的元件通常是更近地与冷却介质的流出口热耦合的电子和/或电气元件。因此，这种电子和/或电气元件的设计确定了整个电子或电气系统的寿命和工作能力。然而充分散热的电子和/或电气元件能够更多地运行或者说具有更长的寿命。从电子或电气系统的角度来看，这些元件通常对于其应用而言是超规格的。现在需要的解决方案是，同时符合需要地并且因而根据运行状态地同等地冷却电子和/或电气元件。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种冷却装置，其具有对电子和/或电气元件的改进的针对性冷却。

该目的通过具有在权利要求1中给出的特征的冷却装置实现。

该目的还通过根据权利要求14所述的变流器以及根据权利要求15所述的电动或混合动力车辆来实现。

本发明基于以下认识，即当冷却介质从该冷却介质被输送给冷却体开始直到冷却介质从冷却体排出为止借助于热串联从与冷却体热连接的电子和/或电气元件处在流动方向上吸收其损耗热时，在冷却体中和/或其上流动的冷却介质逐渐变热。反之，这导致了，在冷却剂的流动方向上分别以热学顺序依次与冷却体连接的电子和/或电气元件不能够以与其之前的元件相同的强度被冷却，并且因此可能没有充分保证其经常以相同程度所需要的在其总功率范围上的散热。

现在，提出了一种用于冷却电子和/或电气元件、特别是布置在电路板上的功率半导体的冷却装置，其具有至少一个冷却体，该冷却体具有布置在冷却体的表面上的突起的散热件，其中，该冷却体设置用于与电子和/或电气元件热耦合。为了确保对于如此布置的电子和/或电气元件的同时和同等的散热并且尽可能地避免热串联，冷却装置具有至少一个冷却介质分布件，以用于将冷却介质针对性地空间分布到冷却体的所定义的热点处；以及具有冷却装置内腔，该冷却装置内腔由冷却体和能与冷却体连接的冷却体池所包围，并且该冷却装置内腔至少包括冷却体的突起的散热件和冷却介质分布件。此外，冷却装置具有至少一个入口，以用于将冷却介质输送到冷却装置内腔中；以及至少一个出口，以用于将冷却介质从冷却装置内腔排出。

与常规的冷却装置相比，所提供的能集成到复杂的冷却系统中的冷却装置具有决定性的优点，特别是关于其用于使电子和/或电气元件针对性地散热的构造可行性方面。冷却介质分布件实现了使电子和/或电气元件有效且针对性地散热的前提条件，其中，冷却介质现在结构化地并针对性地输送到冷却体的所定义的热点处、优选地输送到突起的散热件的所定义的热点处，并且在吸收了损耗热之后被再次结构化地排出。现在，这种高效的散热以很高的程度避免了由于热串联导致的热量累积的不利效果，该热串联应当从相应地布置在冷却体上的电子和/或电气元件出发并且经由冷却体通过冷却介质排出。所提供的解决方案减少了与冷却体热连接的电子和/或电气元件的相互的热学上的影响。在最优地设计电子和/或电气元件时，如其例如对于变流器中的B6电桥电路的功率半导体所实现的那样，按照几乎相同的预设值计算功率半导体中的每个单独的功率半导体的参数。为所有这种功率半导体设定基本上功能类似的工作能力和类似的寿命。对于功率半导体的功率参数和/或对于所使用的冷却装置的参数的所设置的设计余量、如其在通常的解决方案中例如由于热串联的效应而必须首要考虑的那样，在本解决方案中基本上仅还有限地联系到其对于相应的应用而言的负载极限。由此与迄今为止在大多数情况下因为电子和/或电气元件的以及与其热连接的冷却装置的难以计算的应用而明显地超规格的成本相比，能够明显地减少成本。

本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

在冷却装置的一个有利的设计方式中，布置在冷却体的表面处的突起的散热件构造为特别是插针和/或冷却体片，插针和冷却体片具有几何基体的形状或者几何基体的衍生形状。通常也被称为针翅(Pin-Fin)的插针在大多数情况下是冷却体的从冷却体的表面突出的、形成了容积的更多的压制部，其中，该插针的设计、即几何基体的形状的选择或者几何基体的衍生形状的选择取决于结构性的以及热学的标准。通过选择作为插针使用的几何体的形状以及其布置，突起的散热件能够极好地由冷却介质环流，并且因此将与冷却体热耦合的电子和/或电气元件的损耗热高效地输出到冷却介质处。与插针相比，配备有冷却体片的冷却体还能够成本更低地、即耗费更少地制造。冷却体片与插针一样布置在冷却体的表面上，其中，各个冷却体片在大多数情况下采取矩形的几何形状，即有体积地采取长方体的几何形状。冷却体片如下地布置，以使得冷却介质能够定向地在流动方向上流动。横向于流动方向，与插针相反，冷却体片通常在整个面上不具有间隙。因此尽可能还更优地避免了输送和排出的冷却介质的混合。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却体池是冷却体的集成构件。因此在考虑到相应的要求，例如构造、结构和设计的情况下，冷却体池与冷却体统一地设计。根据应用情况有利的能够是，冷却体池由与冷却体相同或者相应的导热材料构成。此时，这样集成的冷却体池改善了冷却体的功能性，该冷却体现在将从热耦合的电子和/或电气元件出发的损耗热更高效地传输到冷却介质处。然而，如此也能够必然需要的是，冷却体池必须具有热隔离的属性，以便利用由冷却体所吸收的损耗热没有不期望地加热邻接的部件。在这种情况下，对于冷却体池的制造而言使用不导热的或导热差的材料。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却体池构造为壳体的集成的构件。因此，壳体、例如变流器的壳体与冷却体一起包围了冷却装置内腔。不再需要作为单个部件的单独的冷却体池。壳体也经常设计为大容积的和/或大面积的，这结合其大多数时极好的导热性能能够实现电子和/或电气元件的还更高效的散热。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却介质分布件构造为冷却体的定向到冷却装置内腔中的构件。冷却介质分布件作为冷却体的一部分与其布置在表面上的、突起的散热件相连，散热件特别地构造为插针。冷却体和冷却介质分布件能够由相同的导热材料或者尽可能相似的导热材料构成。对于使用冷却介质分布件而言的制造和装配耗费在这种情况下是极其小的，并且因此是节省成本的。然而功能上更高效的是，冷却介质分布件由不导热或导热差的材料构成，以便经由冷却介质分布件仅允许在输送和排出的冷却介质之间尽可能小的热交换。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却体池的定向到冷却装置内腔中的部分具有作为该部分的组成部分的冷却介质分布件。如果冷却体池与冷却体连接，那么冷却介质分布件就抵靠在冷却体的布置在表面处的、突起的散热件处，散热件特别地构造为插针。冷却体池和冷却介质分布件能够由相同的材料组成，其中，这种材料能够是导热的。在这种情况下，制造和装配耗费应当视作很小，并且因此同样是节省成本的。有利的是，如已经阐述过的，冷却介质分布件由不导热或导热差的材料构成，因此经由冷却介质分布件在输送和排出的冷却介质之间进行了尽可能很小的热量交换。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却介质分布件构造为单独的嵌入件。因此存在以下可行性，在冷却介质分布件可能磨损时，从保养和维护的角度采取低耗费且因此低成本的替换。对于选择构成了单独的嵌入件的材料的选择来说，其热学方面、如已经在之前的应用实例中所描述的那样，绝对具有重要的意义。在此也需要的是，冷却介质分布件、即单独的嵌入件应当由不导热或导热差的材料、例如塑料构成，因此经由单独的嵌入件尽可能在输送和排出的冷却介质之间几乎不进行热交换。同样决定性的是，单独的嵌入件特别地机械地经受了所定义的、使冷却介质在冷却装置内腔中流动的压力范围。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却介质分布件实施为有弹性的。利用冷却介质分布件的这种的弹性实施方案实现了在冷却装置内腔中在输送和排出的冷却介质之间的改善的密封。输送给冷却体的所定义的热点的、因此也就是其突起的散热件的冷却介质，现在能够在运行情况下几乎不与从冷却体排出的变热了的冷却介质混合。对于冷却介质来说，也几乎不可能的是，不是从突起的散热件旁流过而是围绕散热件或者在其之间穿流。对此的前提是，冷却介质分布件的规格比在冷却体的突起的散热件和冷却体池的内表面之间应当占据的空间更大。在此情况下，冷却介质分布件由于装配过程而部分地压在一起。由此，在冷却装置内腔中必须对冷却介质分布件的在另一个方向上作用的延展可能在空间上进行补偿。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，从侧视冷却介质分布件出发，冷却介质分布件的结构构造为镜面对称的7结构或者镜面对称的Z结构。在此，数字7的特征至少部分地也存在于字母Z中，并且在此为所呈现出的结构给出了足以辨别的名称。冷却介质分布件的这样构造的镜面对称的7结构或者镜面对称的Z结构确保了为输送和排出冷却介质所设置的分开的流动方向，而能够不出现输送的与排出的冷却介质的显著混合。这种结构特别适合于为冷却介质分布件提供有弹性的属性。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却介质分布件的第一开口分别与至少一个待散热的电子和/或电气元件、特别是与至少一个功率半导体，并且与冷却体的至少一个对此所定义的热点共同沿着虚拟轴线地布置。由此确保了，实现了以最短的路径将冷却介质输送到冷却体的热源处，以便进一步导出电子和/或电气元件的运送到该处的损耗热。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，在虚拟轴线处借助于冷却介质分布件设置冷却介质的流动方向的目标定向。因此，冷却介质分布件将冷却介质沿着虚拟轴线通过其第一开口引导给冷却体的所定义的热点、特别是给突起的散热件、即插针和/或冷却体片。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，借助于冷却介质分布件设置用于使冷却介质从冷却体的所定义的热点的外部区域排出到冷却装置的出口的流动方向。对此，冷却介质分布件分别具有至少一个开口，其将现在变热了的冷却介质从冷却体的所定义的热点的边缘、特别是从突起的散热件、插针的边缘引导出。

在冷却装置的另一个有利的设计方式中，冷却装置的用于将冷却介质输送到冷却装置内腔中的多个入口具有与冷却体的所定义的热点在数量上的吻合，该热点分别与至少一个待散热的电子和/或电气元件热耦合。

附图说明

结合下面联系附图详细阐述的对实施例的说明，本发明的上述属性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法更清楚易懂。在此示出：

图1是用于常规冷却例如电子和/或电气元件的冷却体的三维图，该冷却体具有对于冷却介质的入口和出口以及流动方向，

图2是具有在流动方向上经过所定义的路程在根据图1的冷却体中和/或其处流动的冷却介质的温度变化曲线的图表，该冷却介质用于使电子和/或电气元件散热，

图3是具有布置在其上的、待散热的电子和/或电气元件的电路板的示意图，

图4是冷却体和冷却体池以及与冷却体热耦合的且待散热的电子和/或电气元件的示意图，这些元件类似地布置在根据图3的电路板上，

图5是具有布置在冷却装置的冷却装置内腔中的冷却介质分布件的根据本发明的冷却装置的示意图，

图6是用于根据图5的冷却装置的冷却介质分布件的第一个三维图，

图7是根据图5且来自图6的冷却介质分布件的第二个三维图，该冷却介质分布件具有冷却体池的开口以及对冷却介质的输送和排出，并且

图8是具有带有根据图5的根据本发明的冷却装置的变流器的电动或混合动力车辆的示意图。

具体实施方式

图1中示出了冷却体4的三维图，该冷却体常规地例如用于冷却电子和/或电气元件。冷却体4具有用于冷却介质的输送13的入口11和用于冷却介质7的排出14的出口12。冷却介质7借助于分层次的一维结构化的、部分地局部涡流化的流动方向15围绕了冷却体4的多个突起的散热件5。因为冷却体4的散热的强度和持续时间并不是在冷却体4的每个点处都有相同的需求，所以对于冷却体4的所有待输出的热量数量来说，冷却介质7在大多数情况下仅能够借助于冷却系统的宽松式的设计和通常超规格的构造完全地吸收和排出该热量数量。因此，对与冷却体4热耦合的电子和/或电气元件的冷却在大多数情况下效率低下地进行。因此，对冷却体4处的热点的针对性散热仅能够极其受限地实现。

图1的实例和实施方案通过对图2中示出的图表的阐述来补充，该图表描述了在流动方向15上经过所定义的路程在冷却体4中和/或其处流动的、用于电子和/或电气元件的散热的冷却介质7的温度表现。在具有标记T[℃]的、下面被称为图表的Y轴的图表轴线上绘出温度，冷却介质7随着在入口11处的其输送13开始直到在冷却体4的出口12处的排出14为止能够表现出该温度。在此，以图表的Y轴处的T1记录冷却介质7的输入端温度值，该输入端温度值能够在冷却体4的入口11处被求出或者测量。在出口12处能够被求出或者测量的输出端温度值T2同样记录在图表的Y轴上。以T2标注的输出端温度值由于在流动方向15上由冷却介质7所吸收的热量数量而具有比对于T1所求出的输入端温度值更高的温度值。在下面被称为图表的X轴的、具有标记S[mm]的另外的图表轴线示出了所定义的路程，冷却介质7经过该路程以最短的路径从入口11到出口12。

因此回顾图1，定义了在此作为图表的X轴上的路程值S1记录的入口11和在此作为图表的X轴上的路程值S2记录的出口12之间的间距。所有记录到图表中的关键值T1，T2，S1和S2呈现出了温度变化曲线，该温度变化曲线具有在沿着冷却介质7的流动方向15所经过的在冷却体4的入口11和出口12之间的路程上的温度提升。

然而从图2中几乎识别不出来有关这种温度曲线的不利于冷却系统的热效应、例如热串联效应。当产生了损耗热的电子和/或电气元件的布置由相同的冷却介质按顺序依次冷却时，此时热串联例如与冷却系统有关地出现。因此，产生了损耗热并且在冷却介质的流动方向上热学地位于散热链的开始处的电子和/或电气元件影响了热学地位于散热链的末端处的电子和/或电气元件。

图3中的示意图示出了电路板17，其中布置于其上的、待散热的电子和/或电气元件2特别地是功率半导体3，该功率半导体从其布局和数量上能够相当于6脉冲的电桥电路。在图3中，电路板17上的箭头指出了冷却介质7的冷却功率减少16的方向。因此箭头指出了，如果热串联例如利用根据图1的冷却体4散热，那么布置在电路板17上的功率半导体3特别地承受了热串联的所不期望的热效应。因此，相对于定位在散热链的开始处的功率半导体3，在散热链中位于末端处的功率半导体3没有被同等地散热。如果图3的功率半导体3利用如图1中所示的冷却体4散热，那么此时冷却介质7首先吸收热学上邻近地与冷却体4的入口11耦合的功率半导体3的损耗热。现在已经变热的冷却介质7必须在其流动方向15的走向上吸收热学上到冷却体4的入口11更远距离的功率半导体3的另外的损耗热。

特别是当功率半导体3在其设计和其运行模式方面位于其工作能力的极限范围中时，冷却介质7可能能够不再接收损耗热，或者说在热串联中置于下游的功率半导体3附加地变热。电子和/或电气元件2的损坏是极有可能的。作为影响有，一方面由于已经提及的宽松的规格设计，该设计通常借助于对所涉及的部件的耗费成本的超规格设计，另一方面由于对于功率半导体3的在不期望的温度升高方面受限制的运行的措施，对于相应的应用而言防止了对人和机器的伤害。

图4中的示意图示出了冷却体4和冷却体池10以及与冷却体4热耦合的且待散热的电子和/或电气元件2，这些元件与图3类似地布置在电路板17上。冷却体4具有突起的散热件5，其由冷却体池10所包围。在该实例中，冷却体4和冷却体池10应视为单独的部件。用于冷却介质7的输送13和排出14的各一个入口11和出口12集成到冷却体池10中。相应地定义了冷却介质7的流动方向15。从热串联的角度看，通过电路板17与冷却体4特别地热耦合的电子和/或电气元件2具有如在图3的实施方案中所描述的相同的不期望的热效应。在图4中的电路板17上类似地实现了电子和/或电气元件2的结构性布置。根据冷却功率减少16的所示出的方向，能够辨识出由热串联的作用首先涉及的电子和/或电气元件2。

利用根据图5的示意图提出了根据本发明的冷却装置1，该冷却装置具有布置在冷却装置1的冷却装置内腔9中的冷却介质分布件6。在冷却装置1的技术意义以及结构意义中，冷却介质分布件6具有用于使产生了损耗热的电子和/或电气元件2针对性地冷却、即针对性地散热的关键功能，该电子和/或电气元件特别地以功率半导体3的形式布置在电路板17上并且至少与冷却装置1的冷却体4热耦合。冷却体4具有布置在冷却体的表面处的突起的散热件5，其能够实施为插针5。特别地能够具有几何基体的形状或者几何基体的衍生形状的该插针5在根据图5的装置实例中实施为柱体又或者长方体。冷却介质分布件6连接到突起的散热件5处、即在此到插针5处。通过使冷却剂分布件与冷却体4连接，冷却体池10包围了突起的散热件5和冷却剂分布件6。因此存在冷却装置1的冷却装置内腔9。冷却体池10具有用于冷却介质7的输送13的入口11以及用于排出14的出口12。

在图5的实例中，入口11和出口12置入在冷却体池10的底部中。在此处背离突起的散热件5或者插针5的一侧上，布置在电路板17上的电子和/或电气元件2与冷却体4热耦合。在大多数情况下，电路板17也通过引入导热膏与冷却体4机械地、例如借助于螺栓连接来相连。但是，在该位置处也使用材料配合的机械连接、其例如能借助于烧结或焊接来建立，其中，对于这种情况而言通常放弃引入导热膏。现在，布置在电路板17上的电子和/或电气元件2将其在运行中产生的损耗热输出到冷却体4处。因此，特别是在突起的散热件5处出现了所定义的热点8，其通过在电路板17上的电子和/或电气元件2的已知布置而应当被精确地定位。针对性的冷却、即借助于冷却介质7对冷却体4的散热必须刚好在冷却体4的突起的散热件5的这些热点8处进行。现在，由于冷却介质分布件的镜面对称的7结构19或者其可能的镜面对称的Z结构19的功能性属性和第一开口23，冷却介质分布件6应当将冷却介质7沿着虚拟轴线20针对性地引导到突起的散热件5处。如在图5中应看到的，这直接地并且经过尽可能短的路程在冷却装置内腔9的内部进行。

冷却介质分布件6在图5的应用实例中在结构上如下地设计，其结构19也设置用于利用对此必要的第二开口24将冷却介质7从突起的散热件5引出。现在由冷却介质7经由冷却体4的突起的散热件5吸收的损耗热在流动方向15上再次导入到冷却介质分布件6中，并且通过该冷却介质分布件自身引导到用于排出14的冷却体池10的出口12。冷却介质分布件6通过其构造几乎完全阻止了，输送给冷却装置1的冷却介质7与以变热的状态由冷却装置1排出的冷却介质7混合。，用于冷却介质7的排出14的出口12也能够置入在冷却介质7的流动方向15上的其他合适点处，以代替在冷却体10的底部处。在图5中，此时例如可以在冷却体池10的未示出的俯视图或者后视图中、即至少在冷却体池10的一侧处看到该出口12。对于这种情况，在冷却介质分布件6的结构19中的第二开口24不是必需的。为了冷却介质7的排出14，能够设置与入口11相比数量更少的出口12。

从用于根据图5的冷却装置1的冷却介质分布件6的第一个三维图的图6中能够获得镜面对称的7结构19或者镜面对称的Z结构19的一系列细节。在此是冷却装置1的单独构件的以单独的嵌入件18形式的冷却介质分布件6在本应用实例中仅配备了其第一开口23，以用于将冷却介质7输送13给冷却体4的突起的散热件5。因此，仅经由出口12实现了冷却介质7的排出14，这些开口如图5所示没有置入在冷却体池10的底部中。在此示出的并且特别地设置为单独的嵌入件18的冷却介质分布件6能够借助于成本比较低廉的制造工艺、例如冲压工艺、弯曲工艺、挤压成型工艺又或者挤出成型工艺来制造。一般由其来制造冷却介质分布件6的、以及特别是单独的嵌入件18的待应用的材料的使用一方面取决于要应用的冷却介质7的类型(例如气体形式对液体形式的物态)。然而，另一方面重要的是，冷却介质分布件6、即单独的嵌入件18应当尽可能地由不导热或导热差的材料构成，因此经由单独的嵌入件18仅在输送的和排出的冷却介质7之间进行极其受限的热交换。

在图7中示出的冷却介质分布件6的第二个三维图公开了其他细节，该细节能够根据图5和来自图6示出的实施例明显看出。特别地，应极其详细地识别出冷却介质7的与冷却介质分布件6相关的输送13、排出14和流动方向15。用于将冷却介质7输送13到冷却装置内腔9中的冷却体池10的入口11能够与图5的根据本发明的实例类似地来布置。然而，用于排出14冷却介质7的出口12并不置入在冷却体池10的底部中。在图7的冷却介质分布件6中，关于根据图5所示的相应位置，也同样不置入用于排出14冷却介质7的第二开口24。已经讨论过的可行性是，在冷却体池10的至少一个、但是在图中没有视觉化的一侧中置入对于排出14冷却介质7来说必要的出口12。

根据本发明的冷却装置1的应用特别适合驱动器技术的变流器21，其中利用本解决方案，重要的是也能够针对性地和高效地吸取功率电子件的部件、即如IGBT、MOSFET等的功率半导体3的损耗热。使用了这类冷却装置1的变流器21能够又有利地用于在电动或混合动力车辆22中的应用，这在图8中示意性示出。刚好在电动或混合动力车辆22中需要变流器21的紧凑的结构方式。由于有关该变流器21的高功率或者功率密度的要求，冷却系统经常使用流体的或者可能也使用气体形式的冷却介质7。为了能够高效地并且以能支持的节约的耗费将该要求转换到这类冷却系统上，根据本发明的冷却装置1提供了一种非常好的解决方案。

Claims (15)

1.一种用于冷却电子和/或电气元件(2)、特别是布置在电路板(17)上的功率半导体(3)的冷却装置(1)，具有：

至少一个冷却体(4)，该冷却体具有布置在所述冷却体(4)的表面处的突起的散热件(5)，其中，所述冷却体(4)设置用于与所述电子和/或电气元件(2)热耦合，

至少一个冷却介质分布件(6)，以用于将冷却介质(7)有针对性地空间分布到所述冷却体(4)的所定义的热点(8)处，

冷却装置内腔(9)，该冷却装置内腔由所述冷却体(4)和能够与所述冷却体(4)连接的冷却体池(10)所包围，所述冷却装置内腔至少包括所述冷却体(4)的突起的所述散热件(5)和所述冷却介质分布件(6)，和

至少一个入口(11)，以用于使所述冷却介质(7)输送(13)到所述冷却装置内腔(9)中；以及至少一个出口(12)，以用于使所述冷却介质(7)从所述冷却装置内腔(9)排出(14)。

2.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其中，布置在所述冷却体(4)的表面处的突起的所述散热件(5)构造为特别是插针(5)和/或冷却体片，所述插针和所述冷却体片具有几何基体的形状或者几何基体的衍生形状。

3.根据权利要求1或2所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却体池(10)构造为所述冷却体(4)的集成构件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却体池(10)构造为壳体的集成构件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却介质分布件(6)构造为所述冷却体(4)的定向到所述冷却装置内腔(9)中的构件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却体池(10)的定向到所述冷却装置内腔(9)中的部分具有所述冷却介质分布件(6)作为该部分的构件。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却介质分布件(6)构造为单独的嵌入件(18)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述冷却介质分布件(6)实施为弹性的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的冷却装置(1)，其中，从侧视所述冷却介质分布件(6)出发，所述冷却介质分布件(6)的结构设计为镜面对称的7结构(19)或者镜面对称的Z结构(19)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的冷却装置(1)，其中，第一开口(23)分别与至少一个待散热的所述电子和/或电气元件(2)、特别是至少一个功率半导体(3)、和所述冷却体(4)的至少一个对此所定义的热点(8)共同沿着虚拟轴线(20)地布置。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的冷却装置(1)，其中，在所述虚拟轴线(20)处借助于所述冷却介质分布件(6)设置所述冷却介质(7)的流动方向(15)的目标定向。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的冷却装置(1)，其中，借助于所述冷却介质分布件(6)设置所述流动方向(15)，以用于使所述冷却介质(7)从所述冷却体(4)的所述所定义的热点(8)的外部区域排出(14)到所述冷却装置(1)的所述出口(12)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的冷却装置(1)，其中，用于使所述冷却介质(7)输送(13)到所述冷却装置内腔(9)中的多个所述入口(11)与所述冷却体(4)的所述所定义的热点(8)在数量上吻合，所述所定义的热点分别与至少一个待散热的所述电子和/或电气元件(2)热耦合。

14.一种变流器(21)，具有至少一个根据权利要求1至13中任一项所述的冷却装置(1)。

15.一种电动或混合动力车辆(22)，具有至少一个根据权利要求14所述的变流器(21)。