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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer elektrischen Komponente und einem Wärmetauscher zur Temperierung der elektrischen Komponente, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Elektrische Komponenten, insbesondere elektrische Energiespeicher, beispielsweise Akkumulatoren oder Batterien, kommen in zahlreichen Anwendungen zum Einsatz. In vielen dieser Anwendungen ist es notwendig, die elektrische Komponente, vor, während oder nach dem Betrieb auf ein erwünschtes Temperaturniveau zu bringen bzw. auf einem solchen zu halten. Zur Realisierung einer entsprechenden Temperierung der elektrischen Komponenten kommen gewöhnlich Wärmetauscher zum Einsatz, die insbesondere als Wärmetauscherplatten ausgestaltet sein können. Zur Vermeidung der Elektrisierung des Wärmetauschers sowie umliegenden Gegenständen, d.h. der Übertragung von elektrischem Strom bzw. elektrischer Spannung auf den Wärmetauscher bzw. die Gegenstände, ist es erwünscht, eine elektrische Isolierung zwischen der elektrischen Komponente und dem in der Regel elektrisch leitenden Wärmetauscher zu schaffen. Eine solche Elektrisierung kann insbesondere bei einer Beschädigung der elektrischen Komponente und/oder des Wärmetauschers, beispielsweise bei einem Unfall, insbesondere beim Einsatz in einem Kraftwagen, auftreten. Hierzu kommen üblicherweise elektrisch isolierenden Trennschichten zum Einsatz, die zwischen der elektrischen Komponente und dem Wärmetauscher angeordnet sind.
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Aus der
DE 10 2011 109 969 A1 ist es bekannt, als Trennschicht eine Wärmeleitfolie aus einem Kunststoff oder einer Keramik zu verwenden.
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Die
DE 10 2010 034 082 A1 schlägt als Trennschicht eine Wärmeleitfolie oder eine elektrisch isolierende Wärmeleitpaste vor.
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Nachteilig bei den aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen aus elektrischer Komponente und Wärmetauscher ist, dass das Verbinden bzw. Anordnen der Trennschicht mit hohen Herstellungskosten und/oder Montagekosten verbunden ist. Auch weisen die Trennschichten hohe thermische Widerstände auf, die eine ineffiziente Temperierung der elektrischen Komponente zur Folge haben. Zudem haben diese Anordnungen den Nachteil, dass es durch die Verbindung der Trennschicht und/oder der Temperierung zur thermischen Deformationen der elektrischen Komponenten und/oder des Wärmetauschers kommen kann, die zu entsprechenden Beschädigungen und/oder mechanischen Kontaktverlusten in der Anordnung führen können.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Anordnung der vorstehend genannten Art, eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch niedrige Herstellungskosten und/oder eine verlängerte Lebensdauer und/oder eine effizientere Temperierung und/oder eine effizientere elektrische Isolierung zwischen der elektrischen Komponente und dem Wärmetauscher auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Trennschicht, die bei einer Anordnung aus einer elektrischen Komponente und einem die elektrische Komponente temperierenden Wärmetauscher zwischen der elektrischen Komponente und dem Wärmetauscher angeordnet ist, stoffschlüssig mit dem Wärmetauscher und/oder der elektrischen Komponente zu verbinden. Die stoffschlüssige Verbindung ermöglicht eine kostengünstige Herstellung bzw. Montage der Anordnung. Darüber hinaus kann hierdurch eine stabile Verbindung zwischen der Trennschicht und/oder der elektrischen Komponenten und/oder dem Wärmetauscher realisiert werden, sodass die Lebensdauer und die Stabilität der Anordnung verbessert wird. Die Trennschicht dient der elektrischen Isolierung zwischen der elektrischen Komponente, oder kurz Komponente, und dem Wärmetauscher. Zudem ist die Trennschicht vorzugsweise wärmeleitend bzw. weist einen niedrigen thermischen Widerstand auf, sodass der Wärmeaustausch zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher durch die Trennschicht möglichst wenig beeinträchtigt wird. Dabei trägt die formschlüssige Verbindung der Trennschicht dazu bei, die Wärmeleitung zwischen dem Wärmetauscher und der Komponente möglichst wenig zu beeinträchtigen oder sogar zu verbessern.
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Die stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht ist vorzugsweise wärmetauscherseitig realisiert. Das heißt, dass die Trennschicht zumindest bereichsweise mit dem Wärmetauscher stoffschlüssig verbunden ist. Die Montage der Anordnung kann hierbei derart erfolgen, dass die Trennschicht bereits mit dem Wärmetauscher verbunden ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Trennschicht stoffschlüssig mit der Komponente zu verbinden, sodass die Trennschicht bereits vor der Montage der Anordnung mit der Komponente verbunden wird. Auch ist es vorstellbar, dass die Trennschicht durch die entsprechende stoffschlüssige Verbindung Teil bzw. Bestandteil des Wärmetauschers bzw. der Komponente ist.
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Eine solche stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht kann beispielsweise durch das Verkleben der Trennschicht erfolgen. Das Verkleben der Trennschicht ermöglicht eine einfache und/oder kostengünstige Verbindung der Trennschicht. Hierzu kommt bevorzugt ein anorganischer Klebstoff, insbesondere ein anorganischer Klebzement, zum Einsatz. Auch ist es vorstellbar, einen organischen Klebstoff zu verwenden, der insbesondere Silikon aufweist. Ebenso kann das Verkleben der Trennschicht mithilfe einer Heißklebfolie erfolgen. Zur Verbesserung des Wärmeaustauschs weist der Klebstoff vorzugsweise wärmeleitende Bestandteile, insbesondere Wärmeleitpartikeln, auf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trennschicht zur stoffschlüssigen Verbindung wenigstens abschnittsweise verlötet. Das Verlöten der Trennschicht ist eine kostengünstige Verbindungsart, die vorteilhafte Wärmeleitfähigkeitseigenschaften mit sich bringt. Das Verlöten der Trennschicht kann auf beliebige Weise realisiert sein. Insbesondere kann das Verlöten unter Luft, unter einem Schutzgas, insbesondere Argon sowie Stickstoff, oder unter Vakuum stattfinden.
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Zum Verlöten der Trennschicht können beliebige Arten von Lötmitteln oder kurz Lot zum Einsatz kommen. Hierzu zählen insbesondere Metalle sowie Metalllegierungen. Insbesondere kann das Lot Silber, Kupfer, Zink, Zinn, Gold, Silicium, Aluminium sowie Titanium enthalten. Auch ist es vorstellbar, das Lot mit einem Oxid zu versetzen. Das Lot kann in einer beliebigen Form vorliegen. Vorstellbar ist es, das Lot als eine Folie oder eine Paste zu verwenden. Auch ist es vorstellbar, das Lot auf die entsprechende Oberfläche zu legen, zu streichen sowie zu sprühen.
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Die Trennschicht kann wenigstens einseitig eine Beschichtung aus Metall aufweisen. Das heißt, dass die Trennschicht wenigstens einseitig metallisiert sein kann. Die Metallisierung der Trennschicht dient insbesondere dem Zweck, eine verbesserte stoffschlüssige Verbindung und/oder eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit zu realisieren. Dabei kann die Beschichtung aus Metall bzw. Metallisierung punktförmig, linienförmig oder segmentartig aufgebracht sein. Auch ist es vorstellbar, die Trennschicht wenigstens bereichsweise flächig mit einer solchen Metallschicht zu versehen.
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Bei weiteren Ausgestaltungen weist die Trennschicht wenigstens einseitig ein aufoxidiertes Kupferblech auf, wobei auch das Kupferblech punkförmig, linienförmig, segmentartig oder flächig auf der Trennschicht aufoxidiert sein kann. Beim Kupferblech handelt es sich vorzugsweise um direct bonded copper. Somit ist es möglich, eine stabile Verbindung der Trennschicht zu ermöglichen und die Wärmeleitfähigkeit möglichst effektiv auszugestalten. Insbesondere ermöglicht es das Kupferblech durch die entsprechende stoffschlüssige Verbindung, die Leitfähigkeit durch möglichst wenige bzw. geringfügige Kontaktverluste zu verbessern.
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Das Aufbringen der Metallschicht und/oder des Kupferblechs erfolgt vorzugsweise auf der dem Wärmetauscher zugewandten Seite der Trennschicht, um einen elektrischen Kontakt zwischen der elektrischen Komponente und der Trennschicht zu vermeiden. Die Metallschicht bzw. das Kupferblech dienen ferner dem Zweck der Verbesserung der Diffusionsbarriere sowie des Korrosionsschutzes.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen weist die Trennschicht das Lot zur Verlötung auf. Dies kann derart realisiert sein, dass die Trennschicht mit Lot versetzt wird. Auch ist es vorstellbar, die Metallbeschichtung und/oder das Kupferblech als Lot zu verwenden. Das Lot kann ferner Glas enthalten bzw. als Glaslot ausgeführt sein, sodass die Trennschicht entsprechend glashaltig sein kann. Das Versehen der Trennschicht mit Lot führt zur Vereinfachung der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung, da auf den Einsatz von gesondertem sowie externem Lot verzichtet werden kann.
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Zur Verbesserung der Verbindung des Lots und/oder der Metallbeschichtung und/oder des Kupferblechs an die Trennschicht können ferner Haftmittel bzw. Haftvermittler vorgesehen sein. Das Haftmittel bzw. der Haftvermittler ist dabei insbesondere auf die Trennschicht aufgetragen. Auch kann die Trennschicht Haftvermittler bzw. Haftmittel aufweisen.
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Die stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht kann auch dadurch realisiert sein, dass die Trennschicht wenigstens abschnittsweise auf dem Wärmetauscher und/oder der Komponente hergestellt ist. Bevorzugt sind hierbei Ausgestaltungen, bei denen die Trennschicht auf dem Wärmetauscher hergestellt ist, um eine Beschädigung bzw. negative Beeinflussung der Komponente zu vermeiden. Die wenigstens abschnittsweise Herstellung der Trennschicht auf dem Wärmetauscher bzw. der Komponente führt insbesondere dazu, dass keine gesonderte Verbindung, beispielsweise durch Verlöten bzw. Verkleben, notwendig ist. Dies führt zu reduzierten Herstellungskosten. Des Weiteren führt die Herstellung der Trennschicht auf dem Wärmetauscher bzw. der Komponente zu einer verbesserten Verbindung, sodass die Verbindung eine verbesserte Stabilität aufweist und/oder die Wärmeleitfähigkeit verbessert wird. Hierzu ist es insbesondere vorstellbar, die Trennschicht zu sintern, zu gießen, zu brennen, zu spritzen.
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Die Trennschicht kann prinzipiell aus einem beliebigen Werkstoff bzw. aus einer beliebigen Werkstoffzusammensetzung hergestellt sein. Hierzu zählt beispielsweise Keramik, der durch seine elektrisch isolierende Eigenschaft bei gleichzeitig guter Wärmeleitfähigkeit ein geeigneter Werkstoff für die Trennschicht ist. Hierbei ist die Trennschicht keramikhaltig, wobei sie vorzugsweise als Keramik ausgestaltet ist. Dabei liegt die Keramik als eine Platte oder vorzugsweise als eine Folie vor. Als Keramik können Metalloxide, beispielsweise Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid sowie zirkoniumverstärktes Aluminiumoxid zum Einsatz kommen. Ebenso ist es vorstellbar, als Keramik Metallnitride, wie beispielsweise Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, zu verwenden. Ebenso kann Hartporzellan oder Cordierit zum Einsatz kommen. Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, dass die Keramik aus einer Mischung der genannten Werkstoffe zusammengesetzt ist. Die Keramik kann dabei aus Feststoffpartikeln, Bindemittel und/oder Lösungsmittel zusammengesetzt sein. Als Bindemittel kommen beispielsweise organische Polymere und als Lösungsmittel beispielsweise flüchtige organische Mittel zum Einsatz.
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Dabei kann die keramikhaltige Trennschicht bzw. die Trennschicht aus Keramik auf der Komponente bzw. dem Wärmetauscher hergestellt sein. Die Herstellung erfolgt vorzugweise auf dem Wärmetauscher. Ebenso ist es möglich, die Keramik nach dem Aufbringen auf den Wärmetauscher zu sintern bzw. aufzusintern. Hierzu können beliebige Sinterverfahren, beispielsweise ein Heißpressen und/oder ein Spark-Plasma-Sintern (SPS) zum Einsatz kommen.
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Bei anderen Ausführungsformen kann die Herstellung der Trennschicht auf dem Wärmetauscher bzw. der Komponente derart realisiert sein, dass eine solche Trennschicht, vorzugsweise auf dem Wärmetauscher, als Diamantenbeschichtung aufgebracht ist. Hierzu kommt bevorzugt eine Microplasmadiamantenbeschichtung, beispielsweise durch eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD), zum Einsatz.
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Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist die stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht mittels einer Nanofolie realisiert. Der Einsatz der Nanofolie erlaubt es dabei, zur stoffschlüssigen Verbindung der Trennschicht geringe Spannungen und/oder Ströme einzusetzen, sodass eine schonende Verbindung erfolgt und Beschädigungen der Trennschicht und/oder des Wärmetauschers und/oder der Komponente vermieden oder zumindest verringert werden. Zum Verbinden der Trennschicht mittels der Nanofolie kommt insbesondere das sogenannte "Löten mit Blitz" zum Einsatz.
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Die Trennschicht kann bei weiteren Ausführungsformen glashaltig sein und insbesondere als eine Glasfolie oder einer Glaspaste vorliegen. Hierbei wird die als Glasfolie oder Glaspaste vorliegende Trennschicht bevorzugt auf den Wärmetauscher aufgelötet. Auch ist es vorstellbar, dass die Trennschicht als eine Lasur vorliegt und auf die Komponente, bevorzugt jedoch auf den Wärmetauscher, eingebrannt wird. Somit ist eine kostengünstige und einfache Verbindung der Trennschicht realisiert. Die glashaltige Trennschicht kann ferner Haftvermittler und/oder Lösungsmittel und/oder Bindemittel aufweisen.
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Bei anderen Ausführungsformen weist die Trennschicht ein Siliziumharzlack auf. Der Siliziumharzlack weist vorzugsweise ein Epoxidharz auf. Der Siliziumharzlack liegt also insbesondere als 2K-Siliziumharzlack, insbesondere Polyurethan, sowie Polysilazen vor. Insbesondere ist es vorstellbar, dass die Trennschicht ein solcher Siliziumharzlack ist. Die Verbindung der Trennschicht erfolgt hierbei mit einer entsprechenden Wärmebehandlung, wodurch sich der Siliziumharzlack mit dem Wärmetauscher bzw. der Komponente verbindet. Hierdurch ist eine schonende und einfache Verbindung der Trennschicht möglich.
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Die vorstehend erläuterten stoffschlüssigen Verbindungsarten der Trennschicht können jeweils gesondert vorliegen, um eine möglichst kostengünstige und/oder wärmeleitfähige Trennschicht mit einer verbesserten Lebensdauer zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher zu realisieren. Selbstverständlich ist es auch möglich, diese Verbindungsarten, soweit möglich, beliebig zu kombinieren.
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Zur Verringerung des negativen Einflusses der Trennschicht auf den Wärmeaustausch zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher ist die Trennschicht bevorzugt dünn ausgeführt. Insbesondere weist die Trennschicht Dicken von weniger als 2 mm, bevorzugt weniger als 1 mm und ganz bevorzugt zwischen 0,05 mm und 1 mm auf.
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Bei der Komponente kann es sich um eine beliebige elektrische Komponente handeln. Insbesondere kann die Komponente in mobilen Anwendungen, beispielsweise in einem Fahrzeug zum Einsatz kommen. Die Komponente kann ein elektrischer Verbraucher, ein elektrischer Energiespeicher oder ein elektrischer Wandler sein. Insbesondere kann es sich bei der elektrischen Komponente um eine Batterie bzw. einen Akkumulator handeln.
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Bei unzureichender elektrischer Isolierung herrscht die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher. Dabei ist die Trennschicht vorteilhaft derart ausgeführt, dass eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher gewährleistet ist. Ausreichend ist hierbei insbesondere anwendungsbezogen. Bei einer elektrischen Komponente, die in einem Hochvoltanwendungsbereich in einem Fahrzeug zum Einsatz kommt, bei der elektrische Spannungen von ca. 400 Volt auftreten, ist die Trennschicht beispielsweise derart ausgeführt, dass sie eine elektrische Durchschlagsfestigkeit von ca. 1,5 KV–4KV aufweist. Zur Gewährleistung der elektrischen Isolierung zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher kann es hierbei insbesondere bei dünn ausgeführten Trennfolien, notwendig sein, dass die Trennfolie flächig und insbesondere über die gesamte Fläche zwischen dem Wärmetauscher und der Komponente angeordnet ist.
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Der Wärmetauscher kann auf beliebige Weise realisiert sein, sofern er einen Wärmeaustausch mit der Komponente gewährleistet. Der Wärmeaustausch zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher ist dabei vorzugsweise als eine Temperierung der Komponente realisiert, bei der die Komponente bei Bedarf gekühlt wird. Dies kann bei einer als Energiespeicher in einem Fahrzeug ausgestalteten Komponente, beispielsweise beim Betrieb des Fahrzeugs, notwendig sein, um ein Überhitzen der Komponente zu vermeiden. Ebenso kann der Wärmetauscher dazu eingesetzt werden, die Komponente bei Bedarf aufzuwärmen. Ein solcher Fall kann beispielsweise bei oder vor dem Start der entsprechenden Anwendung, insbesondere des zugehörigen Fahrzeugs, vorliegen.
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Der Wärmetauscher ist bevorzugt plattenartig ausgebildet, sodass ein möglichst großflächiger und/oder effizienter Wärmeaustausch zwischen den Wärmetauschern bzw. der Wärmeplatte und der Komponente erfolgen kann. Auch ist es vorstellbar, dass der Wärmetauscher, insbesondere die Wärmeplatte, von einem Fluid, insbesondere einem Kühlmittel, durchströmt ist. In diesen Fällen liegt eine erhöhte Gefahr einer Elektrisierung des Wärmetauschers sowie mit dem Wärmetauscher verbundenen Bauteilen vor, sodass eine elektrische Isolierung zwischen der Komponente und dem Wärmetauscher wichtiger ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
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1 einen Schnitt durch eine Anordnung,
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2–5 jeweils eine Explosionsdarstellung eines Ausschnittes aus 1.
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1 zeigt eine Anordnung 1 mit einer elektrischen Komponente 2 sowie einem Wärmetauscher 3. Die elektrische Komponente 2 ist vorliegend rein beispielhaft als eine Batterie 4 bzw. Akkumulator 4' ausgestaltet. Der Wärmetauscher 3 ist als eine Wärmetauscherplatte 5 ausgestaltet und weist mehrere Strömungskanäle 6 auf, durch die ein Kühlmittel strömen kann. Die elektrische Komponente 2, oder kurz Komponente 2, sowie der Wärmetauscher 3 sind im gezeigten Schnitt rechteckig geformt und derart dimensioniert, dass sich die einander zugewandten Seiten der Komponente 2 und des Wärmetauschers 3 überdecken. Der Wärmetauscher 3 dient der Temperierung der Komponente 2, insbesondere der Kühlung der Komponente 2. Bei Beschädigung der stromführenden bzw. unter elektrischer Spannung stehenden Komponente 2, kann es zu einer Elektrisierung des Wärmetauschers 3 kommen, sodass der Wärmetauscher 3 bestromt wird bzw. unter Spannung steht. Um eine diesbezügliche Gefahr zu vermeiden bzw. zu reduzieren ist zwischen der Komponente 2 und dem Wärmetauscher 3 eine elektrisch isolierende Trennschicht 7 angeordnet. Im gezeigten Bespiel trennt die Trennschicht 7 die Komponente 2 und den Wärmetauscher 3 in der gesamten Kontaktfläche, um einen entsprechenden elektrischen Kurzschluss zwischen der Komponente 2 und dem Wärmetauscher 3 zu vermeiden.
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Die Trennschicht 7 ist erfindungsgemäß stoffschlüssig mit der Komponente 2 bzw. dem Wärmetauscher 3 verbunden, wobei die stoffschlüssige Verbindung vorzugsweise wärmetauscherseitig realisiert ist. Die Trennschicht 7 ist bevorzugt als eine Folie 8 ausgebildet, die eine Dicke zwischen 0,05 mm und 1 mm aufweist. Dabei ist die Trennschicht 7 keramikhaltig und/oder glashaltig. Auch kann die Trennschicht 7 ein Siliziumharzlack 9 aufweisen.
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Die 2 bis 5 zeigen Explosionsdarstellungen der Anordnung 1, bei denen die Komponente 2 nicht dargestellt ist.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Trennschicht 7 als eine Keramikfolie 10 ausgebildet. Die stoffschlüssige Verbindung der Keramikfolie 10 mit dem Wärmetauscher 3 erfolgt durch ein Verlöten der Keramikfolie 10 auf dem Wärmetauscher 3. Hierzu kommt ein Lot 11 zum Einsatz, das zwischen der Keramikfolie 10 und dem Wärmetauscher 3 flächig angeordnet wird. Das Lot 11 kann hierbei in Form einer Lotfolie 11' oder einer Lotpaste 11" vorliegen. Dabei kann das Lot 11 auf die Keramikfolie 10 oder den Wärmetauscher 3 gestrichen oder gesprüht und anschließend zum Verlöten verwendet werden. Als Lotmaterialien kommen beispielsweise Metalle zum Einsatz, die mit Oxiden versetzt sein können. Auch ist es vorstellbar, ein glasaufweisendes Lot 11 bzw. ein Glaslot 11''' zu verwenden.
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Bei der in 3 gezeigten Variante ist zusätzlich eine Schicht Haftvermittler 12 vorgesehen, der auf der dem Wärmetauscher 3 zugewandten Seite der Trennschicht 7 und/oder auf der der Trennschicht 7 zugewandten Seite des Wärmetauschers 3 aufgebracht ist. Der Haftvermittler 12 verbessert hierbei die Haftung des Lots 11 bzw. der Trennschicht 7 am Wärmetauscher 3. Dabei ist es auch möglich, das Lot 11 mit einem solchen Haftvermittler 12 zu versehen. Der Haftvermittler 12 ist gleichmäßig auf der jeweiligen Fläche verteilt, um eine homogene Verbindung zu gewährleisten.
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Bei dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennschicht 7 beidseitig, das heißt auf der dem Wärmetauscher 3 zugewandten Seite und auf der der Komponente 2 zugewandten Seite, mit einer Metallbeschichtung 13 versehen. Die Metallbeschichtung 13 kann als eine Metallisierung der entsprechenden Oberflächen der Trennschicht 7 realisiert sein und ist beim gezeigten Beispiel segmentartig und homogen auf der Trennschicht 7 verteilt. Durch das Aufbringen der Metallschicht 13 auf die Trennschicht 7 wird die Wärmeleitfähigkeit der Anordnung, insbesondere die Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Wärmetauscher 3 und der Trennschicht 7 und zwischen der Trennschicht 7 und der Komponente 2, verbessert.
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Auch kann die Metallschicht 13 das Lot 11 enthalten, wobei dies aufgrund der wärmetauscherseitig realisierten stoffschlüssigen Verbindung der Trennschicht 7 lediglich beim auf der dem Wärmetauscher 3 zugewandten Seite der Trennschicht 7 aufgebrachten Metallisierung der Fall ist. In diesem Fall kann auf das in 4 flächig dargestellte Lot 11 verzichtet werden, sodass die Herstellung bzw. Montage der Anordnung vereinfacht wird.
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Beim in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennschicht 7 beidseitig mit einem aufoxidierten Kupferblech 14 versehen, das jeweils segmentartig und homogen auf der Trennschicht 7 aufoxidiert ist. Das aufoxidierte Kupferblech 14 liegt vorzugsweise als direct bonded copper 15 vor. Somit kann die Verbindung der Trennschicht 7 sowie die Wärmeleitfähigkeit weiter verbessert werden. Beim in 5 gezeigten Beispiel ist auf der dem Wärmetauscher 3 zugewandten Seite der Trennschicht 7 auf das Kupferblech 14 zusätzlich eine solche Metallschicht 13 aufgebracht. Hierbei kann die Metallschicht 13 insbesondere das Lot 11 aufweisen, sodass auf das in 5 dargestellt Lot 11 verzichtet werden kann.
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Bei den vorstehen gezeigten Varianten können ferner Haftvermittler 12 zum Einsatz kommen, die beispielsweise eine verbesserte Haftung der Metallschicht 13 bzw. des Kupferblechs 14 mit der Trennschicht 7 ermöglichen.
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Alternativ zu den in 4 und 5 gezeigten Ausführungsformen kann die Trennschicht 7 mit Lot 11 versehen werden, um auf den Einsatz von zusätzlichem Lot 11 zu verzichten.
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Bei der in 1 gezeigten Anordnung 1 kann die stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht 7 auch dadurch realisiert sein, dass die Trennschicht 7 auf der Komponente 2 bzw. dem Wärmetauscher 3, vorzugsweise auf dem Wärmetauscher 3, hergestellt ist. Eine solche Herstellung der Trennschicht 7, insbesondere der Keramikfolie 10, kann dadurch erfolgen, dass die Keramikfolie 10 auf dem Wärmetauscher 3 durch ein Sinterverfahren, insbesondere einer Sinterpressung, hergestellt ist.
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Als weitere Alternative zur stoffschlüssigen Verbindung der Trennschicht 7 kann alternativ zum in 2 dargestellten Lot 11 eine Nanofolie 16 zum Einsatz kommen. Dabei wird die stoffschlüssige Verbindung der Trennschicht 7 mit dem Wärmetauscher 3 bzw. der Komponente 2 durch den Einsatz geringer elektrischer Ströme bzw. Spannungen realisiert ("Löten mit Blitz"). Wie vorstehend erwähnt, wird die Trennschicht 7 stoffschlüssig mit dem Wärmetauscher 3 verbunden. Danach wird die die Trennschicht 7 aufweisende Seite des Wärmetauscher 3 mit der Komponente 2 in Kontakt gebracht, sodass einerseits eine elektrische Isolierung zwischen dem Wärmetauscher 3 und der Komponente 2 realisiert und andererseits ein Wärmeaustausch zwischen dem Wärmetauscher 3 und der elektrischen Komponente 2 möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011109969 A1 [0003]
- DE 102010034082 A1 [0004]
