CN106257973A - 用于冷却功率模块的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于冷却功率模块的装置，特别是用于冷却电机的功率模块(1)装置，其带有长形的容纳壳体(2)，其中，功率模块(1)以如下方式进行紧固，即，使得功率模块(1)的待冷却的区域朝向容纳壳体(2)的被冷却剂穿流的内腔(3)，其中，设置有通过流入开口与容纳壳体(2)的内腔(3)连通的流入区域(4)作为冷却剂入口，并且设置有通过流出开口与容纳壳体(2)的内腔(3)连通的流出区域(5)作为冷却剂出口，并且其中，流入开口和/或流出开口实施为减小冷却剂流的流动横截面的区段，该区段配属有改变冷却剂流的流动方向的转向区域。

Description

用于冷却功率模块的装置
技术区
本发明涉及一种冷却根据权利要求1的前序部分详细限定类型的功率模块冷却的装置。
背景技术
此类装置由车辆技术所公知。待冷却的功率模块被紧固在容纳壳体上，其中，功率模块的待冷却区域伸入冷却结构中，或者位于容纳壳体内腔的被冷却剂流过的冷却剂通道中。冷却剂在端侧进入，或者沿功率模块或者容纳壳体的纵向方向流过内腔。为此，在容纳壳体的一个端部处设置有流入区域，并且在相对置的端部处设置有流出区域。
已经表明，由于水平的冷却剂流，特别是在到内腔中的流入开口区域和由内腔出来的流出开口区域设置了下述区域，其没有被供应冷却剂流或冷却剂流供应不足。由于这种所谓的死水区，功率模块的区域没有或者不足地被冷却。同时，在水平的安装位置的情况下，在这些区域中可能在填充时产生夹杂空气，其会进一步减小冷却效果。
发明内容
本发明的任务在于，提出了开头提到类型的装置，其中，使带有减小冷却效果的区域消除或者最小化。
根据本发明，该任务通过根据权利要求1的特征得到了解决。优势和有利的设计方案由从属权利要求、说明书以及附图中得出。
因而，提出了用于冷却电机的功率模块或功率电子器件或类似物的装置，其带有长形的容纳壳体，其中，功率模块以如下方式进行紧固，即，使得功率模块的待冷却区域朝向容纳壳体的被冷却剂穿流的内腔。设置有通过流入开口与该容纳壳体的内腔连通的流入区域作为冷却剂入口，设置有通过流出开口与该容纳壳体的内腔连通的流出区域作为冷却剂出口。
通过如下方式实现了在容纳壳体的内腔中对功率模块的优化的冲流，即，流入开口和/或流出开口实施为减小冷却剂流的流动横截面的区段，该区段配属有改变冷却剂流的流动方向的转向区域。
以这种方式，冷却剂流通过使流动方向改变的转向区域首先在使流动横截面减小的区段之前以提高的流动速率被收集并溢流出该区段。然后冷却剂流通过改变流动方向的转向区域发生相应转向，从而使冷却剂流被直接引导至功率模块的待冷却的区域或者流出区域的出口中。优选地，流入区域以及流出区域分别配属有转向区域。
通过配属于流入开口的转向区域，在撞上待冷却的区域之后或者在撞上功率模块的凸出于容纳壳体内腔的区域的下侧之后，冷却剂流平行于冷却面或者平行于功率模块的待冷却区域地引导。由此防止了死水区，并且同样用冷却剂直接冲流死水区。可能存在的夹杂空气通过冷却剂流从内腔中输送出。因此，不仅实现了对功率模块的整个待冷却结构的改善的冲流，而且还实现了对容纳壳体内腔的改善的排气性能。
根据本发明的一个优选实施变体可以设置的是，减小流动横截面的区段设置为相对于容纳壳体的纵向方向横向延伸的流入缝隙或者流出缝隙，它们位于流入区域或者流出区域的底部之上。流入缝隙以及流出缝隙可以例如通过指向底部区域的抬高部或者类似物来实现。
具有预定半径的转向区域例如在流入缝隙或者流出缝隙的纵向方向上成型，从而使转向区域和流入缝隙或者流出缝隙形成实施为成角度的缺口，该缺口例如通过切削加工朝向在内腔的方向上空出的用于功率模块的冷却或者用于出口的区域打开，或者可以通过在具有滑门的压铸件中的制造来实现，或者可以在具有缺口的陡峭的角的压铸件中通过在两个方向上的脱模来实现。冷却剂在流入缝隙之前流入或者冲流至收集区域可以在任意方向上进行，这取决于存在何种安装情况以及因而能够提供怎样的构造空间。
附图说明
下面借助附图进一步阐明本发明。在附图中：
图1为根据本发明的装置的实施变体的示意性俯视图；
图2为沿着根据图1的切割线A-A的示意性截面图；
图3为容纳壳体的示意性俯视图；并且
图4为沿着根据图3的切割线B-B的示意性截面图。
具体实施方式
在图1至4中示例性地示出了根据本发明的装置的实施变体的不同视图，该装置用于冷却电机的功率模块1。
该装置包括长形的容纳壳体2，其中，待冷却的功率模块1以如下方式进行紧固，即，使得功率模块1的待冷却区域6朝向容纳壳体2的被冷却剂穿流的内腔3。设置有通过流入开口与容纳壳体2的内腔3连通的流入区域4作为冷却剂入口，并且设置有通过流出开口与该容纳壳体2的内腔3连通的流出区域5作为冷却剂出口。
为了在容纳壳体2内腔3中对功率模块1的待冷却的区域6的优化的冲流，设置的是，流入开口和流出开口分别配属有减小冷却剂流的流动横截面的区段，以及至少一个改变冷却剂流的流动方向的转向区域。
特别是，由根据图2和4的截面图可以看出，减少流体横截面的区段实施为相对于容纳壳体2的纵向方向横向延伸的流入缝隙7，其位于流入区域4的底部8之上，并且减小流动横截面的区段被设置为相对于容纳壳体2的纵向方向横向延伸的流出缝隙7A，其位于流出区域5的底部8A的上方。流入缝隙7的宽度和流出缝隙7A的宽度分别大致相当于功率模块1的待冷却的区域6的宽度。功率模块1的待冷却区域6的宽度又大致相当于在图3中示出的凹槽9的宽度，该凹槽用于把功率模块1安装到容纳壳体2中。
每个转向区域包括两个相对彼此以预定的半径取向的转向侧边10、14；11、15。正如特别由图2和4可以看出的那样，第一转向区域配属于流入缝隙7，而第二转向区域配属于流出缝隙7A。
配属于流入缝隙7的第一转向区域具有在流入区域4中的第一转向侧边10，用以使冷却剂流在流动方向上在流入缝隙7之前指向流入缝隙7。配属于流入缝隙7的第一转向区域具有在内腔3中的第二转向侧边11，用以使冷却剂流在流动方向上在流入缝隙7之后指向功率模块1的待冷却的区域6。
配属于流出缝隙7A的第二转向区域具有在内腔3中的第一转向侧边14，用以使冷却剂流在流动方向上在流出缝隙7A之前指向流出缝隙7A。配属于流出缝隙7A的第二转向区域具有在流出区域5中的第二转向侧边15，用以使冷却剂流在流动方向上在流出缝隙7A之后指向流出区域5的出口13。
各自的转向区域的两个以预定的半径彼此定向的转向侧边10、11或者14、15形成一定的角度或者说半径，在该角度或者说半径的情况下确保了一方面把冷却剂引导至流入缝隙7或者流出缝隙7A，并且接着以高的流动速率直接引导至功率模块1的待冷却的区域或者引导至出口13。
对于在图1至4中所示出的根据本发明的装置的实施变体，通过相对于容纳壳体2的纵向方向横向延伸的入口12实现了将冷却剂输送到流入区域4中，以及通过相对于容纳壳体2的纵向方向横向延伸的出口13实现了使冷却剂从流出区域5排出。
附图标记列表
1 功率模块
2 容纳壳体
3 内腔
4 流入区域
5 流出区域
6 功率模块的待冷却的区域
7 流入缝隙
7A 流出缝隙
8 流入区域的底部
8A 流出区域的底部
9 凹槽
10 第一转向区域的在流入区域中第一转向侧边
11 第一转向区域的在内腔中的第二转向侧边
12 入口
13 出口
14 第二转向区域的在内腔中的第一转向侧边
15 第二转向区域的在流出区域中的第二转向侧边

Claims (9)

1.用于冷却电机的功率模块(1)装置，所述装置带有长形的容纳壳体(2)，其中，所述功率模块(1)以如下方式进行紧固，即，使得所述功率模块(1)的待冷却的区域朝向所述容纳壳体(2)的被冷却剂穿流的内腔(3)，其中，设置有通过流入开口与所述容纳壳体(2)的内腔(3)连通的流入区域(4)作为冷却剂入口，并且设置有通过流出开口与所述容纳壳体(2)的内腔(3)连通的流出区域(5)作为冷却剂出口，其特征在于，所述流入开口和/或所述流出开口实施为减小冷却剂流的流动横截面的区段，所述区段配属有改变冷却剂流的流动方向的转向区域。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，减小流动横截面的区段设置为相对于所述容纳壳体(2)的纵向方向横向延伸的流入缝隙(7)，所述流入缝隙位于所述流入区域(4)的底部(8)之上。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，减小流动横截面的区段设置为相对于所述容纳壳体(2)的纵向方向横向延伸的流出缝隙(7A)，所述流出缝隙位于所述流出区域(5)的底部(8A)之上。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述流入缝隙(7)的宽度和所述流出缝隙(7A)的宽度分别相当于所述功率模块(1)的待冷却的区域(6)的宽度。
5.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，所述转向区域具有两个相对彼此以预定的半径取向的转向侧边(10、11、14、15)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，配属于所述流入缝隙(7)的第一转向区域具有在所述流入区域(4)中的第一转向侧边(10)，用以使冷却剂流在流动方向上在所述流入缝隙(7)之前指向所述流入缝隙(7)。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，配属于所述流入缝隙(7)的第一转向区域具有在内腔(3)中的第二转向侧边(11)，用以使冷却剂流在流动方向上在所述流入缝隙(7)之后指向所述功率模块(1)的待冷却的区域(6)。
8.根据权利要求5至7中任意一项所述的装置，其特征在于，配属于所述流出缝隙(7A)的第二转向区域具有在内腔(3)中的第一转向侧边(14)，用以使冷却剂流在流动方向上在所述流出缝隙(7A)之前指向所述流出缝隙(7A)。
9.根据权利要求5至8中任意一项所述的装置，其特征在于，配属于所述流出缝隙(7A)的第二转向区域具有在所述流出区域(5)中的第二转向侧边(15)，用以使冷却剂流在流动方向上在所述流出缝隙(7A)之后指向所述流出区域(5)的出口(13)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE10038178A1 (de) * 2000-08-04 2002-02-21 Eupec Gmbh & Co Kg Kühlschiene für die direkte Fluidkühlung von Schaltungsmodulen, insbesondere Halbleitermodulen, Leistungshalbleitermodulen oder dergleichen
CN101523595A (zh) * 2007-01-11 2009-09-02 爱信艾达株式会社 发热体冷却构造以及具备该构造的驱动装置
CN101794756A (zh) * 2009-01-23 2010-08-04 赛米控电子股份有限公司 具有肋式冷却体的冷却装置

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