CN112119555A - 带有冷却突起部的汇流条 - Google Patents

Abstract

本公开涉及设有突起部的汇流条，突起部允许汇流条直接或间接地与冷却系统接触，以去除在汇流条自身中产生的热量。本公开还提供了一种冷却汇流条的方法。该方法包括为至少一个汇流条提供至少一个突起部，并且将该至少一个突起部连接至冷却元件。

Description

带有冷却突起部的汇流条

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月14日提交的美国临时专利申请号62/671,081的权益和优先权，该申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及汇流条。更具体地，本发明涉及设有突起部的汇流条，突起部可以与冷却组件连接由此冷却汇流条。

背景技术

汇流条广泛用于电子设备中，以将信号或更传统的电力从电路或外壳中的第一位置传输到第二位置。在电力分配中，汇流条是用于局部大电流电力分配的金属带或金属条。汇流条还用于连接处于电气开关站的高压设备和电池组中的低压设备。它们通常是非绝缘的，并且具有足够的刚度以通过绝缘支柱支撑在空气中。这些特征通常允许导体的充分冷却，并且允许具有在不产生新接头的情况下分接各点的能力。

通常，多个汇流条必需以紧密的关系共存并且在它们之间需要电绝缘。该因素和其它因素可能会妨碍汇流条的充分对流冷却。

发明内容

根据本公开的一方面，提供了一种汇流条，包括：第一端、第二端以及设置在第一端与第二端之间的导电路径；导电路径包括至少一个突起部，至少一个突起部构造成和尺寸设计成能与冷却元件连接。

至少一个突起部包括沿着导电路径的纵向表面均匀间隔开的两个或更多个突起部。

在上述的任意一个中，至少一个突起部可以包括沿着导电路径的纵向表面非均匀间隔开的两个或更多个突起部。

在上述的任意一个中，至少一个突起部可以具有均匀的长度。

在上述的任意一个中，至少一个突起部可以具有非均匀的长度。

在上述的任意一个中，导电路径可以以第一成角度的端部终止于第一端，并且可以以第二成角度的端部终止于第二端，其中第一成角度的端部和第二成角度的端部提供安装表面。

根据本公开的另一方面，提供了一种汇流条组件，该汇流条组件包括如上的至少一个汇流条；以及绝缘安装托架，构造成接纳导电路径的至少一部分；绝缘安装托架包括允许第一突起部从其穿过的至少一个开口。

上面的任意一个汇流条组件可以包括：包括至少第一突起部的第一汇流条和包括至少第二突起部的第二汇流条，第一突起部和第二突起部对齐，使得第一突起部和第二突起部在沿着冷却元件的纵向方向相对于彼此处于交替的位置。

上面的任意一个汇流条组件还可以包括：至少一个压缩元件，该至少一个压缩元件构造成保持至少一个突起部与冷却元件之间的连接。

上面的任意一个汇流条组件还可以包括：压力施加部件，压力施加部件构造成将力施加到至少一个压缩元件上，以将至少一个压缩元件偏置到绝缘安装托架上。

在上述的任意一个汇流条组件中，绝缘安装托架可以包括中间壁；以及多个侧壁；至少一个汇流条容纳在中间壁和多个侧向壁之一之间。

在上述的任意一个汇流条组件中，中间壁可以提供限定至少一个压缩元件的自由端。

在上述的任意一个汇流条组件中，自由端可以包括至少一个弹性柔性突起部，其构造成将向下的偏置力施加到至少一个汇流条上，由此迫使至少至少一个突起部朝向冷却元件。

上面的任意一个汇流条组件还可以包括：隔热材料，隔热材料构造成使得至少一个突起部经由隔热材料连接至冷却元件。

在上述的任意一个汇流条组件中，隔热材料可以是热垫。

在上述的任意一个汇流条组件中，隔热材料可以是热垫。

在上述的任意一个汇流条组件中，冷却元件可以是主动冷却元件。

在上述的任意一个汇流条组件中，冷却元件可以是散热器。

在上述的任意一个汇流条组件中，散热器可以被构造为倒T形。

在又一个方面中，本公开提供：一种冷却汇流条的方法，该方法包括：为至少一个汇流条提供至少一个突起部；以及将该至少一个突起部连接至冷却元件。

上面的任意一个方法还可以包括：为绝缘安装托架提供至少一个开口；将至少一个汇流条接纳在绝缘安装托架中；以及使至少一个突起部延伸穿过至少一个开口。

上面的任意一个方法还可以包括：保持至少一个突起部和冷却元件之间的连接。

在上述方法的任意一个中，保持还可以包括：将力施加到压缩元件施上；以及将力通过压缩元件传递到至少一个汇流条上。

在上述方法的任意一个中，保持还可以包括：在绝缘安装托架的中间壁上提供自由端，由此限定压缩元件；将向下的偏置力通过自由端施加到至少一个汇流条上，以及迫使至少一个突起部朝向冷却元件。

上面的任意一个方法还可以包括：将第一汇流条与第一突起部对齐，并且将第二汇流条与第二突起部对齐，使得第一突起部和第二突起部在沿着冷却元件的纵向方向上呈交替的位置。

附图说明

在附图中：

图1是根据第一说明性实施例的汇流条组件的立体图；

图2是从顶侧看的图1的汇流条组件的分解立体图；

图3是沿图1的线3-3截取的剖视图；

图4是从底侧示出的图1的汇流条组件的分解图；

图5是从底侧示出的图1的汇流条组件的局部分解图；以及

图6是类似于图3的剖视图，但是示出了第二说明性实施例。

具体实施方式

当在权利要求和/或说明书中与术语“包括”结合使用时，使用词语“一”或“一个”可以表示“一个”，但它也与“一个或多个”、“至少一个”“一个或多于一个”的含义一致。类似地，单词“另一个”可表示至少第二个或更多个。

如在本说明书和权利要求中所使用的，以下词汇：“正包括(comprising)”(以及“正包括”的诸如“包括(一般语态)”和“包括(第三人称单数)”之类的任何形态)、“正具有”(以及“正具有”的诸如诸如“具有(一般语态)”和“具有(第三人称单数)”之类的任何形态)、“正包括(including)”(以及“正包括”的诸如“包括(一般语态)”和“包括(第三人称单数)”之类的任何形态)或“正包含”(以及“正包含”的诸如“包含(一般语态)”和“包含(第三人称单数)”之类的任何形态)是包容性的或开放式的，并且不排除其它未列举的元件或流程步骤。

在本说明书和所附权利要求中，使用了天然的诸如“纵向”、“水平”、“前”、“后”、“向上”、“向下”等定向的、几何的和/或空间的各种术语。应当理解，这些术语仅用于说明和相对意义，并且不以任何方式用作对本公开范围的限制。

表述“连接”应当在本文和所附权利要求中广义地解释，从而包括机械部分或部件之间的任何协作或被动关联。例如，这些部分可以通过直接连接组装在一起，或者使用其它部分间接连接。连接也可以是远程的，例如使用磁场或其它。

要注意的是，表述“热界面材料”(在下文中称为“TIM”)在本文和所附权利要求书中将解释为导热且电绝缘的任何类型的材料。

通过阅读以下仅通过示例参考附图给出的说明性实施例的非限制性描述，具有冷却突起部的汇流条的其它目的、优点以及特征将变得更加明显。

一般而言，本文描述的汇流条的说明性实施例设置有突起部，该突起部允许汇流条直接或间接地与冷却系统接触以去除在汇流条自身中产生的热量。

附图的图1和图2示出了根据说明性实施例的汇流条组件10。组件10包括第一汇流条12和第二汇流条14，它们是大体上平直的并且设有带有连接小孔18的成角度的端部16。第一汇流条12和第二汇流条14中的每一个包括由大体上笔直的导电主体15(图2)提供的导电路径，导电主体终止于具有成角度的端部16的相对的两端。在所示的实施例中，每个汇流条12、14的导电主体15是细长的矩形构件，其包括第一和第二宽的平面的表面6、7以及第一侧边缘8和第二侧边缘9。在所示的示例中，每个汇流条的导电主体15定位成平行于彼此，其中它们的第二平面7彼此相对地间隔开并且它们的第一平面6面向相反的、向外的方向。每个汇流条12、14的成角度的端部16相对于主体15的第一宽的表面6(图2)垂直地延伸。如本领域技术人员将理解的，成角度的端部16可以以任何合适的角度从主体15延伸，从而适应汇流条12和14将安装至的任何表面。

汇流条12和14被接纳在绝缘安装托架20中，该绝缘安装托架包括用于每个汇流条12、14的分离的狭槽。绝缘安装托架20经由紧固件24安装至散热器22。在所示的实施例中，紧固件24被容纳在连接托架23中，该连接托架从绝缘安装托架20的第一宽的表面25突出。紧固件24穿过连接托架23的连接小孔27被接纳。应当理解的是，可以想到在绝缘安装托架20和散热器22之间的任何其它合适的连接方法。TIM 26设置在汇流条12和14与散热器22之间，以允许热量通过该处，但是使汇流条与散热器绝缘。在所示的实施例中，TIM 26采用细长垫的形式。对于本领域技术人员显而易见的是，散热器22(本身是冷却元件)可以安装至主动冷却系统(未示出)，例如液体流动冷却系统。

汇流条组件10还包括大体上U形的压缩元件28，其用于将汇流条12和14压缩到TIM26上，使得汇流条与散热器22热接合。

附图的图2和图4以分解图示出了汇流条组件10。从该图可以看出，汇流条12和14分别包括从每个汇流条12、14的第一边缘8延伸的突起部30和32(在图2中仅示出突起部30)。突起部30和32构造成突伸穿过设置在绝缘安装托架20中的相应的小孔34和36(在图2中仅示出小孔34)。

从图2也可以看出，在本文描述的示例中，散热器22大体上呈T形，并且设有螺纹小孔38，该螺纹小孔构造成接纳紧固件24。本领域技术人员将理解，散热器22的倒T形可增加汇流条12、14和散热器22之间的爬电距离(creepage distance)。

附图中的图3是沿图1的线3-3截取的剖视图，并且示出了汇流条14的突起部32(延伸穿过小孔36)与TIM 26之间的接触。该图3还示出了绝缘安装托架20的将两个汇流条12和14分开的中间壁40。图3还示出了绝缘安装托架20的侧向外壁42和44。外壁42、44和中间壁40各自近似地平行于彼此延伸，其中用于汇流条12的狭槽被形成在外壁42和中间壁40之间，而用于汇流条14的狭槽被形成在外壁44和中间壁40之间。如图4中最佳所示，外壁42、44和中间壁40都沿着其底边缘连接至安装托架20的底壁45。小孔34和36穿过绝缘安装托架20的底壁45形成。

虽然在附图中未示出，但是，在一些示例实施例中，汇流条组件10还包括呈压力施加部件47形式的装置(参见图3)，以将压力施加到压缩元件28上(参见箭头46)，以在汇流条12和14的突起部30和32与热垫26之间提供足够的接触。例如，可以使用将压缩元件28偏置到绝缘安装托架20上的夹子。在图1至图5所示的实施例中，压缩元件包括U形主体29，该U形主体具有限定狭槽33的两个侧构件31，狭槽被构造成适当地接纳中间壁40的至少顶部分。如图3中最清楚地示出的，当压缩元件28位于中间壁40上方时，两个侧构件31中的每一个构造成与每个汇流条12和14的侧边缘9的顶表面接触，因此将汇流条12和14保持在绝缘安装托架20内，以保持突起部30，32与热垫26接触。

图4以分解图示出了汇流条12和14的突起部30、32以及绝缘安装托架20的对应的小孔34、36。

如图所示，突起部30和32通常具有相似的长度，并且分别在每个汇流条12和14的底侧边缘8上均匀地间隔开。应当理解，突起部30、32的尺寸可以是不均匀的。在一些实施例中，来自汇流条12的突起部30的长度可以不同于来自汇流条14的突起部32的长度。在其它一些实施例中，单个汇流条上的突起部(诸如汇流条12上的突起部30)可以具有变化的长度。突起部30和32的厚度可以基于供它们在其上形成的汇流条12和14的厚度而变化。如本领域技术人员可以理解的，更长和/或更宽的突起部可以具有与冷却元件的更大的接触表面积，由此提高单个突起部的导热性。突起部30和32的一个或多个尺寸可以取决于如下因素，即，诸如沿着导电主体15的热传导率、散热器22的对应部段的散热能力、或任何其它合适的考虑。

如图4中最佳所示，汇流条12的突起部30和汇流条14的突起部32在它们各自的汇流条12、14上大体上均匀地间隔开。此外，汇流条12和14由绝缘安装托架20接纳，以使突起部30和32在沿着散热器22的长度的交替位置对齐。对应地，绝缘安装托架20的小孔34、36以类似的方式构造。应当理解，单个汇流条上的突起部(诸如汇流条12上的突起部30)可以不均匀地间隔开。此外，应当理解，突起部30和32的任何其它合适的对齐都是可能的，包括至少部分地重叠。

图5类似于图4，但是以部分分解图的形式示出了汇流条组件10，其示出了延伸穿过小孔34和36的突起部30、32。

因此，如本领域的技术人员将容易理解的那样，由于在汇流条12和14、热垫26、散热器22之间建立并且保持充分的接触，因此在汇流条12和14中产生的热量将经由热垫26传递至散热器22。

现在转向附图中的图6，该图是类似于图3的剖视图，将描述根据第二说明性实施例的汇流条组件100。

汇流条组件100与汇流条组件10非常相似，并且因此下面将仅描述它们之间的区别。

一般而言，组件100与组件10之间的主要区别是用于保持突起部与热垫之间的接触的特征。

实际上，绝缘安装托架102具有略高的中间壁104，该中间壁设有大体上箭头形的自由端106，该自由端被构造成和尺寸设计成在将两个汇流条12和14插设在托架102中时能钩住两个汇流条12和14并且保持它们与热垫26的连接。换句话说，自由端106可限定压缩元件。具体地，箭头形的自由端106是头部部分，具有两个侧突起部105，侧突起部延伸超过中间壁40的覆盖区(footprint)。如图6中所示，侧突起部105构造成在汇流条12和14的至少一部分上延伸。在其它示例性实施例中，侧突起部105可以构造成是弹性柔性的并且构造成具有微小的向下角度。当将汇流条12和14放置在绝缘安装托架20内时，自由端106的突起部105弹性地向上弯曲以便容纳汇流条，同时将向下的偏置力施加在汇流条12和14上，由此保持突起部30和32与TIM和/或散热器之间的连接。尽管公开了大体上箭头形的自由端106，但是应当理解，可以使用其它适当形状的自由端106来保持突起部30、32与TIM和/或散热器之间的连接。

本领域的技术人员将理解，可以使用其它方法或元件来压缩这些元件，使得热量从汇流条中充分吸收。

尽管上面的描述和附图示出了并联运行的两个汇流条，但是本领域技术人员将理解，汇流条的数量可以不同，并且它们的构造可以与并联不同。

本领域的技术人员还将理解，尽管本文所示的汇流条在其整个长度上包括突起，但是这些突起可以仅存在于汇流条的一部分上，例如在汇流条的要放置在冷却组件附近的部分上。

可以根据其中要使用汇流条的电路的构造来设计突起部的尺寸和形状。

而且，尽管本文示出的汇流条通过由介电材料制成的托架与彼此绝缘，但是允许汇流条连接至冷却组件的突起部也将关注未安装在绝缘安装托架中的汇流条。

本领域的技术人员将理解，如果汇流条和冷却系统的拓扑结构使得可以经由TIM将流条的突起部直接安装至冷却系统，则可以省略中间的T形散热器22。

可以理解的是，冷却突起部的汇流条在其应用中不限于附图所示和上文所述的结构和部件的细节。具有冷却突起部的汇流条能够用于其他实施例并且能够以各种方式来实践。还应理解，本文使用的措辞或术语是出于说明而非限制的目的。因此，尽管上文已经通过其说明性实施例描述了冷却突起部的汇流条，但是在不脱离其精神、范围和本质的情况下，可以对其进行修改。如本文中所使用的，术语“近似地”，“大体上”和“基本上”是指与它们一起使用的性质的正负15％以内。

Claims (25)

1.一种汇流条，包括：第一端、第二端以及设置在所述第一端与所述第二端之间的导电路径；所述导电路径包括至少一个突起部，所述至少一个突起部构造成和尺寸设计成能与冷却元件连接。

2.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于，所述至少一个突起部包括沿着所述导电路径的纵向表面均匀间隔开的两个或更多个突起部。

3.根据权利要求1所述的汇流条，其特征在于，所述至少一个突起部包括沿着所述导电路径的纵向表面非均匀间隔开的两个或更多个突起部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的汇流条，其特征在于，所述至少一个突起部具有均匀的长度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的汇流条，其特征在于，所述至少一个突起部具有非均匀的长度。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的汇流条，其特征在于，所述导电路径以第一成角度的端部终止于所述第一端，并且以第二成角度的端部终止于所述第二端，

其中所述第一成角度的端部和所述第二成角度的端部提供安装表面。

7.一种汇流条组件，包括：

冷却元件；

第一汇流条，所述第一汇流条具有导电路径，包括从所述第一汇流条的边缘延伸并且与所述冷却元件热接合的至少第一突起部，以及

绝缘安装托架，构造成接纳所述导电路径的至少一部分；所述绝缘安装托架包括允许所述第一突起部从其穿过的至少一个开口。

8.根据权利要求7所述的汇流条组件，其特征在于，包括：

第二汇流条，所述第二汇流条具有导电路径，包括从所述第二汇流条的边缘延伸并且与所述冷却元件热接合的至少第二突起部，所述绝缘安装托架被构造成接纳所述第二汇流条的导电路径的至少一部分；所述绝缘安装托架包括允许所述第二突起部从其穿过的至少一个另外的开口。

9.根据权利要求8所述的汇流条组件，其特征在于,所述第一突起部和所述第二突起部对齐，使得所述第一突起部和所述第二突起部在沿着所述冷却元件的纵向方向相对于彼此呈交替的位置。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的汇流条组件，其特征在于，还包括至少一个压缩元件，所述至少一个压缩元件构造成保持至少所述第一突起部和所述冷却元件之间的热接合。

11.根据权利要求10所述的汇流条组件，其特征在于，还包括压力施加部件，所述压力施加部件构造成将力施加到所述至少一个压缩元件上，以将所述至少一个压缩元件偏置到所述绝缘安装托架上。

12.根据权利要求10或11所述的汇流条组件，其特征在于，所述绝缘安装托架包括

中间壁；以及

多个侧向壁；并且

所述第一汇流条容纳在所述中间壁和所述多个侧向壁之一之间。

13.根据权利要求12所述的汇流条组件，其特征在于，所述中间壁提供限定所述至少一个压缩元件的自由端。

14.根据权利要求13所述的汇流条组件，其特征在于，所述自由端包括至少一个弹性柔性突起部，其构造成将向下的偏置力施加到所述第一汇流条上，由此迫使至少所述第一突起部朝向所述冷却元件。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的汇流条组件，其特征在于，还包括隔热材料，所述隔热材料构造成使得至少所述第一突起部经由所述隔热材料与所述冷却元件热接合。

16.根据权利要求15所述的汇流条组件，其特征在于，所述隔热材料是热垫。

17.根据权利要求7至16中任一项所述的汇流条组件，其特征在于，所述冷却元件是主动冷却元件。

18.根据权利要求7至16中任一项所述的汇流条组件，其特征在于，所述冷却元件是散热器。

19.根据权利要求18所述的汇流条组件，其特征在于，所述散热器被构造为倒T形。

20.一种冷却汇流条的方法，所述方法包括：

为至少一个汇流条提供至少一个突起部；以及

将所述至少一个突起部连接至冷却元件。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

为绝缘安装托架提供至少一个开口；

将所述至少一根汇流条接纳在所述绝缘安装托架中；以及

使所述至少一个突起部延伸穿过所述至少一个开口。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

保持所述至少一个突起部和所述冷却元件之间的连接。

23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述保持还包括：

将力施加到压缩元件施上；以及

将所述力通过所述压缩元件传递到至少一个汇流条上。

24.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述保持还包括：

在所述绝缘安装托架的中间壁上提供自由端，由此限定所述压缩元件；

将向下的偏置力通过所述自由端施加到所述至少一个汇流条上，以及

迫使所述至少一个突起部朝向所述冷却元件。

25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，还包括：将第一汇流条与第一突起部对齐，并且将第二汇流条与第二突起部对齐，使得所述第一突起部和所述第二突起部在沿着所述冷却元件的纵向方向上呈交替的位置。

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