DE102015212722A1

DE102015212722A1 - Cooling device for a power semiconductor module

Info

Publication number: DE102015212722A1
Application number: DE102015212722.2A
Authority: DE
Inventors: Adolf Dillmann; Reiner Holp; Stefan Huehner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2015-07-08
Filing date: 2015-07-08
Publication date: 2017-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Leistungshalbleitermodul, insbesondere einen Inverter. Die Kühlvorrichtung weist einen zum Fluidführen ausgebildeten Hohlraum auf, und eine Einlassöffnung für das Fluid, und eine Auslassöffnung für das Fluid. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung sind jeweils mit dem Hohlraum verbunden. Die Kühlvorrichtung weist an eine Wärmekontaktwand angeformte, in den Hohlraum hineinragende Zapfen auf, welche ausgebildet sind, Verlustwärme an das Fluid abzugeben. Die Zapfen weisen jeweils eine Keilform oder Dreieckform auf. Die Zapfen sind jeweils derart ausgerichtet, dass ein spitz zulaufendes Ende des keilförmigen Zapfens entgegen der Fluidströmungsrichtung ausgerichtet ist. Eine von dem spitz zulaufenden Ende gegenüberliegende Seite des Zapfens ist flacher als das spitz zulaufende Ende, eben, oder hohl ausgebildet. The invention relates to a cooling device for a power semiconductor module, in particular an inverter. The cooling device has a cavity for fluid guidance, and an inlet opening for the fluid, and an outlet opening for the fluid. The inlet opening and the outlet opening are each connected to the cavity. The cooling device has pins formed on a heat contact wall and protruding into the cavity, which are designed to release heat loss to the fluid. The pins each have a wedge shape or triangular shape. The pins are each aligned such that a tapered end of the wedge-shaped pin is aligned against the fluid flow direction. An opposite side of the pin from the tapered end is flatter than the tapered end, flat, or hollow.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für ein Leistungshalbleitermodul, insbesondere einen Inverter. Die Kühlvorrichtung weist einen zum Fluidführen ausgebildeten Hohlraum auf, und eine Einlassöffnung für das Fluid, und eine Auslassöffnung für das Fluid. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung sind jeweils mit dem Hohlraum verbunden, sodass das Fluid durch die Einlassöffnung entlang einer Flussrichtung durch den Hohlraum hindurch bis hin zur Auslassöffnung fließen kann. Die Kühlvorrichtung weist eine Wärmekontaktwand auf, welche eine zum Verbinden mit dem Leistungshalbleitermodul ausgebildete Wärmekontaktfläche aufweist, wobei die Wärmekontaktwand an den Hohlraum angrenzt und ausgebildet ist, Verlustwärme in der Wärmekontaktfläche aufzunehmen und an das in dem Hohlraum fließende Fluid abzugeben. An die Wärmekontaktwand sind bevorzugt in den Hohlraum hineinragende Zapfen angeformt, welche ausgebildet sind, Verlustwärme an das Fluid abzugeben.The invention relates to a cooling device for a power semiconductor module, in particular an inverter. The cooling device has a cavity for fluid guidance, and an inlet opening for the fluid, and an outlet opening for the fluid. The inlet opening and the outlet opening are each connected to the cavity so that the fluid can flow through the inlet opening along a flow direction through the cavity to the outlet opening. The cooling device has a thermal contact wall, which has a heat contact surface formed for connection to the power semiconductor module, wherein the heat contact wall is adjacent to the cavity and is adapted to absorb heat loss in the heat contact surface and deliver it to the fluid flowing in the cavity. To the heat contact wall preferably projecting into the cavity projecting pins are formed, which are designed to deliver heat loss to the fluid.

Aus der US 2008 006 68 88 A1 ist eine Kühlvorrichtung bekannt, welche im Zapfenquerschnitt regentropfenförmig ausgebildete Zapfen aufweist, welche ausgebildet sind, von einem Fluid umströmt zu werden.From the US 2008 006 68 88 A1 a cooling device is known, which has in the journal cross-section raindrop-shaped pin, which are designed to be flowed around by a fluid.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß weisen die Zapfen jeweils – insbesondere im Zapfenquerschnitt – eine Keilform oder Dreieckform auf. Dadurch können sich auf der strömungsabgewandeten Seite des Zapfens, im Folgenden auch Leeseite genannt, Wirbel ausgebilden, die das Fluid des Fluidstroms durchmischen können. According to the invention, the pins each have a wedge shape or a triangular shape, in particular in the journal cross-section. As a result, vortices can form on the side of the journal which is remote from the flow, hereinafter also referred to as the leeward side, which can mix the fluid flow fluid.

Bevorzugt weist der Zapfen entlang seiner vollen Längserstreckung die Keilform oder Dreieckform auf. Dadurch kann der Zapfen vorteilhaft mittels Gußverfahren oder Schmieden aufwandsgünstig erzeugt werden und einfach entformt werden.Preferably, the pin along its full longitudinal extension of the wedge shape or triangular shape. As a result, the pin can advantageously be produced inexpensively by means of casting or forging and easily removed from the mold.

Bevorzugt weist die Keilform ein spitz zulaufendes Ende auf. Weiter bevorzugt ist eine von dem spitz zulaufenden Ende gegenüberliegende Seite des Zapfens flacher als das spitz zulaufende Ende, eben, oder hohl ausgebildet. So kann die Verwirbelung auf der Leeseite des Zapfens gezielt beeinflusst werden. Preferably, the wedge shape has a tapered end. More preferably, one of the tapered end opposite side of the pin is shallower than the tapered end, flat, or hollow. Thus, the turbulence on the lee side of the pin can be selectively influenced.

Bevorzugt sind die Zapfen in der Kühlvorrichtung derart ausgerichtet, dass ein spitz zulaufendes Ende des keilförmigen Zapfens entgegen der Fluidströmungsrichtung ausgerichtet ist. Somit bildet das spitz zulaufende Ende, insbesondere ein Eck des dreieckbildenden Endes bei dem dreieckförmigen Zapfenquerschnitt, eine Luvseite des Zapfens. Die Zapfen sind bevorzugt jeweils ausgebildet, auf einer zur Fluidrichtung abgewandten Seite, insbesondere einer Leeseite des Zapfens, in dem Fluid Wirbel zu erzeugen.Preferably, the pins are aligned in the cooling device such that a tapered end of the wedge-shaped pin is aligned against the direction of fluid flow. Thus, the tapered end, in particular a corner of the triangular-forming end in the triangular pin cross section, forms a windward side of the pin. The pins are preferably each designed to generate eddies in the fluid on a side facing away from the fluid direction, in particular a leeward side of the pin.

Die Fluidströmungsrichtung wird im Folgenden auch Fluidrichtung genannt.The fluid flow direction is also referred to below as the fluid direction.

Bevorzugt sind die Einlassöffnung und die Auslassöffnung jeweils derart mit dem Hohlraum verbunden, dass das Fluid durch die Einlassöffnung entlang einer Flussrichtung durch den Hohlraum hindurch bis hin zur Auslassöffnung fließen kann. Dadurch kann die Verlustwärme effizient von der Wärmekontaktwand und den Zapfen an das Fluid abgeführt werden. Preferably, the inlet opening and the outlet opening are each connected to the cavity such that the fluid can flow through the inlet opening along a flow direction through the cavity to the outlet opening. Thereby, the heat loss can be dissipated efficiently from the heat contact wall and the pin to the fluid.

Auf diese Weise kann der Zapfen vorteilhaft einen geringen Strömungswiderstand erzeugen und im Bereich der von der Strömung abgewandten Leeseite mittels der Verwirbelungen eine gute Durchmischung des Fluids erzeugen. Vorteilhaft kann so an der Wärmekontaktwand anhaftende Fluidströmung abgelöst werden und mit dazu benachbarten in dem Hohlraum fließenden Fluidstromanteilen vermischt werden.In this way, the pin can advantageously produce a low flow resistance and generate good mixing of the fluid in the area of the leeward side facing away from the flow by means of the turbulences. Advantageously, fluid flow adhering to the heat contact wall can thus be detached and mixed with adjacent fluid flow components flowing in the cavity.

Bevorzugt ist die Wärmekontaktwand und/oder die Zapfen aus Metall, insbesondere Aluminium oder einer Aluminium aufweisenden Legierung, aus Kupfer oder einer Kupfer aufweisenden Legierung gebildet. Bevorzugt ist bei der Aluminium aufweisenden Legierung Aluminium der überwiegende Bestandteil, bei der Kupfer aufweisenden Legierung Kupfer der überwiegende Bestandteil. Die Wärmekontaktwand oder die Zapfen oder beide sind beispielsweise durch Fließpressen, durch Metall-Sinterpressen, Pressgießen, auch Squeeze-Casting genannt, durch Schmieden oder durch Metallgießen erzeugt.Preferably, the heat contact wall and / or the pins of metal, in particular aluminum or an aluminum-containing alloy, copper or a copper-containing alloy is formed. Aluminum is the predominant component in the aluminum-containing alloy, copper being the predominant constituent of the copper-containing alloy. The thermal contact wall or the pegs or both are produced by, for example, extrusion molding, metal sintering presses, compression molding, also called squeeze casting, forging or metal casting.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das spitz zulaufende Ende des Zapfens, insbesondere des Zapfenquerschnitts, zu der Einlassöffnung hin ausgerichtet und ein zu dem spitz zulaufenden Ende gegenüberliegendes Ende des Zapfens zu der Auslassöffnung hin ausgerichtet. Auf diese Weise kann die Kühlvorrichtung vorteilhaft einen geringen Strömungswiderstand aufweisen, da die Zapfen in dem Fluidstrom angeordnet sind, welcher sich zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung erstreckt.In a preferred embodiment, the tapered end of the spigot, in particular of the spigot cross-section, is oriented toward the inlet opening and an end of the spigot opposite the tapered end is aligned with the outlet opening. In this way, the cooling device can advantageously have a low flow resistance, since the pins are arranged in the fluid flow, which extends between the inlet opening and the outlet opening.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind entlang einer Flussachse, entlang der das Fluid von der Kühlvorrichtung geführt werden kann, wenigstens zwei Zapfenreihen ausgebildet, wobei eine Zapfenreihe eine Mehrzahl von Zapfen aufweist. Die Zapfen einer Zapfenreihe sind entlang der Flussachse insbesondere parallel zueinander beabstandet angeordnet. Dadurch kann das Fluid vorteilhaft zwischen den Zapfenreihen und um die Zapfen herum strömen, sodass die Kühlvorrichtung einen kleinen Strömungswiderstand aufweisen kann und unter Beibehaltung des kleinen Strömungswiderstands im Inneren das Fluid mittels der Zapfen, insbesondere im Bereich der Leeseiten der Zapfen, gut durchmischen kann.In a preferred embodiment, along a flow axis, along which the fluid can be guided by the cooling device, at least two rows of pins are formed, wherein a row of pins has a plurality of pins. The pins of a row of pins are in particular spaced parallel to one another along the axis of the river arranged. As a result, the fluid can advantageously flow between the rows of pins and around the pins, so that the cooling device can have a small flow resistance and, while maintaining the small flow resistance in the interior, the fluid can mix well by means of the pins, in particular in the leeward side of the pins.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zapfen einer Zapfenreihe entlang der Flussachse derart zueinander beabstandet angeordnet, dass sich im Bereich des zu dem spitz zulaufenden Endes gegenüberliegenden Ende Wirbel ausbilden können. So kann das Fluid im Bereich der Leeseite des Zapfens vorteilhaft mittels der Wirbel durchmischt werden.In a preferred embodiment, the pins of a row of pins along the axis of the flow are arranged at such a distance from one another that vortexes can form in the region of the end opposite the pointed end. Thus, the fluid in the area of the leeward side of the pin can advantageously be mixed by means of the vortex.

Bevorzugt sind die Zapfen von insbesondere unmittelbar zueinander benachbart angeordneter Zapfenreihen zueinander versetzt angeordnet. So erstreckt sich vorteilhaft im Leebereich eines Zapfens, also im Bereich eines Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zapfen einer Zapfenreihe, im Bereich der zu dem Leebereich benachbarten Zapfenreihen ein Zapfen, welcher so eine Strömungsführung unterstützen kann. Auf diese Weise kann ein Strömungswiderstand, insbesondere ein Gesamtströmungswiderstand, der Kühlvorrichtung bei einer guten Durchmischungswirkung der Kühlvorrichtung auf das in der Kühlvorrichtung fließende Fluid, gering gehalten sein.Preferably, the pins of in particular immediately adjacent to each other arranged rows of pins are arranged offset from one another. Thus, in the region of a distance between two successive pins of a row of pins, in the area of the rows of pins adjacent to the area of leeward, a pin which can thus support a flow guidance advantageously extends in the leeb region of a pin. In this way, a flow resistance, in particular a total flow resistance, of the cooling device with a good mixing effect of the cooling device on the fluid flowing in the cooling device, be kept low.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zapfenreihen derart zueinander versetzt angeordnet, dass die spitz zulaufenden Enden von Zapfen zueinander benachbarter Zapfenreihen entlang der Flussachse zueinander beabstandet sind.In a preferred embodiment, the rows of pins are arranged offset from each other such that the tapered ends of pins of adjacent rows of pins along the river axis are spaced from each other.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstand zwischen entlang der Flussachse in einer Zapfenreihe aufeinanderfolgender Zapfen kleiner, als eine Längserstreckung der Zapfen entlang der Flussachse, insbesondere im Querschnitt eines Zapfens. Auf diese Weise kann eine gute Strömungsführung der Strömung erreicht werden.In a preferred embodiment, the distance between successive cones along the flow axis in a row of cones is smaller than a longitudinal extent of the cones along the flow axis, in particular in the cross section of a journal. In this way, a good flow guidance of the flow can be achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Zapfen an einer von dem spitz zulaufenden Ende gegenüberliegend, insbesondere auf der gegenüberliegenden Seite, eine Ausnehmung auf. Die von dem spitz zulaufenden Ende gegenüberliegende Seite bildet bevorzugt eine von der Strömung abgewandte Leeseite des Zapfens. Vorteilhaft kann der Strömungswirbel sich in die Ausnehmung hinein erstrecken, sodass der Wirbel von der die Zapfen umgebenden Strömung nur wenig behindert, sich in dem Zwischenraum zwischen zwei entlang der Zapfenreihe aufeinanderfolgenden Zapfen und in der Ausnehmung ausbreiten kann.In a preferred embodiment, the pin has a recess opposite one of the pointed end, in particular on the opposite side. The opposite of the tapered end side preferably forms a side facing away from the flow of the lee side of the pin. Advantageously, the flow vortex can extend into the recess, so that the vortex of the surrounding the pins flow only slightly impeded, can propagate in the space between two along the pin row consecutive pin and in the recess.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausnehmung konkav ausgebildet, die konkave Ausnehmung bildet bevorzugt einen Kreisbogenabschnitt oder einen parabelförmigen Verlauf. So kann die Ausnehmung vorteilhaft aufwandsgünstig bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the recess is concave, the concave recess preferably forms a circular arc section or a parabolic course. Thus, the recess can advantageously be provided at low cost.

In einer anderen Ausführungsform ist die Ausnehmung U-förmig ausgebildet. So kann der Zapfen vorteilhaft eine Ausnehmung bereitstellen und weiter vorteilhaft materialsparend erzeugt werden.In another embodiment, the recess is U-shaped. Thus, the pin can advantageously provide a recess and further advantageously produced material saving.

Die Erfindung betrifft auch ein Leistungshalbleitermodul, insbesondere einen DC-DC-Wandler oder einen Hochsetzsteller, umfassend die Kühlvorrichtung der vorbeschriebenen Art. Das Leistungshalbleitermodul weist ein Leistungshalbleiterbauteil auf, welches mit der Kühlvorrichtung wärmeleitfähig verbunden ist. Dazu ist die Wärmekontaktfläche der Kühlvorrichtung mit einem Oberflächenbereich des Leistungshalbleiterbauteils wärmeleitfähig verbunden. Das Leistungshalbleiterbauteil weist bevorzugt wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf. The invention also relates to a power semiconductor module, in particular a DC-DC converter or a step-up converter, comprising the cooling device of the type described above. The power semiconductor module has a power semiconductor component which is thermally conductively connected to the cooling device. For this purpose, the heat contact surface of the cooling device is thermally conductive connected to a surface region of the power semiconductor device. The power semiconductor device preferably has at least one semiconductor switch half-bridge.

Bevorzugt ist das Leistungshalbleiterbauteil ein Inverter, auch Wechselrichter genannt. Der Inverter ist bevorzugt wenigstens dreiphasig ausgebildet und weist für jede Phase nur eine oder wenigstens eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf. Mittels einer Halbleiterschalter-Halbbrücke kann beispielsweise eine Phase einer elektrischen Maschine bestromt werden. Der Inverter bildet so eine B6-Brücke. In einer anderen Ausführungsform weist der Inverter für jede Phase zwei Halbleiterschalter-Halbbrücken auf, sodass die zwei Halbleiterschalter-Halbbrücken einer Phase eine H-Brücke bilden.The power semiconductor component is preferably an inverter, also called an inverter. The inverter is preferably formed at least three-phase and has only one or at least one semiconductor switch half-bridge for each phase. By means of a semiconductor switch half-bridge, for example, a phase of an electric machine can be energized. The inverter thus forms a B6 bridge. In another embodiment, the inverter has two semiconductor switch half-bridges for each phase so that the two semiconductor switch half-bridges of one phase form an H-bridge.

Der Inverter kann beispielsweise eine Leistungsendstufe für einen Elektromotor oder eine elektrische Maschine sein oder ein Solarinverter. Vorteilhaft kann die von dem Leistungshalbleitermodul, insbesondere dem Inverter, DC-DC-Wandler oder dem Hochsetzsteller erzeugte Verlustwärme über die Kühlvorrichtung effizient abgeführt werden.The inverter may for example be a power output stage for an electric motor or an electric machine or a solar inverter. Advantageously, the heat loss generated by the power semiconductor module, in particular the inverter, DC-DC converter or the boost converter via the cooling device can be efficiently dissipated.

Vorteilhaft kann ein Kühlkreislauf die vorbeschriebene Kühlvorrichtung aufweisen. Der Kühlkreislauf weist beispielsweise eine Fluidpumpe und mit der Fluidpumpe verbundene Fluidleitungen auf, wobei ein Pumpenausgang der Fluidpumpe über eine Fluidleitung mit der Eingangsöffnung der Kühlvorrichtung verbunden ist und die Ausgangsöffnung der Kühlvorrichtung über eine weitere Fluidleitung mit einer Eingangsöffnung der Fluidpumpe verbunden ist. In den Fluidkreislauf ist vorteilhaft ein Kühlfluid, beispielsweise Kühlwasser, oder Öl geführt.Advantageously, a cooling circuit may comprise the above-described cooling device. The cooling circuit has, for example, a fluid pump and fluid lines connected to the fluid pump, wherein a pump outlet of the fluid pump is connected via a fluid line to the inlet opening of the cooling device and the outlet opening of the cooling device is connected via a further fluid line to an inlet opening of the fluid pump. In the fluid circuit is advantageously a cooling fluid, such as cooling water, or oil out.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen.The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments described. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the dependent claims and in the figures.

1 zeigt – schematisch – ein Ausführungsbeispiel für eine teilweise dargestellte Kühlvorrichtung, nämlich eine Wärmekontaktwand, und an die Wärmekontaktwand angeformte Zapfen in einer Aufsicht; 1 shows - schematically - an embodiment of a partially illustrated cooling device, namely a heat contact wall, and molded onto the heat contact wall pins in a plan view;

2 zeigt – schematisch – ein Leistungshalbleitermodul mit der Kühlvorrichtung in einer Schnittdarstellung, wobei an die Kühlvorrichtung ein Leistungshalbleiterbauteil gekoppelt ist in einer Schnittdarstellung; 2 shows - schematically - a power semiconductor module with the cooling device in a sectional view, wherein the cooling device, a power semiconductor device is coupled in a sectional view;

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen keilförmigen Zapfen für eine Kühlvorrichtung, welcher eine zu einem keilförmigen Ende gegenüberliegende gerade ausgebildete Seite, insbesondere Rückseite aufweist; 3 shows an embodiment of a wedge-shaped pin for a cooling device, which has a side facing a wedge-shaped end straight side, in particular rear side;

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen keilförmigen Zapfen für eine Kühlvorrichtung, welcher eine zu einem keilförmigen Ende gegenüberliegende runde, nach außen gewölbte Seite aufweist; 4 shows an embodiment of a wedge-shaped pin for a cooling device, which has a to a wedge-shaped end facing round, outwardly curved side;

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen keilförmigen Zapfen für eine Kühlvorrichtung, welcher eine zu einem keilförmigen Ende gegenüberliegende runde, nach innen gewölbte Seite aufweist; 5 shows an embodiment of a wedge-shaped pin for a cooling device, which has a wedge-shaped end opposite round, inwardly curved side;

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen keilförmigen Zapfen für eine Kühlvorrichtung, welcher zu einem keilförmigen Ende gegenüberliegend hohl ausgebildet ist, so dass der Zapfen eine V-Form aufweist; 6 shows an embodiment of a wedge-shaped pin for a cooling device, which is formed to a wedge-shaped end opposite hollow, so that the pin has a V-shape;

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen keilförmigen Zapfen für eine Kühlvorrichtung, welcher eine zu einem keilförmigen Ende gegenüberliegende zwei nach innen rund gewölbte Ausnehmungen aufweist, welche eine nach außen weisende Spitze zwischeneinander einschließen. 7 shows an embodiment of a wedge-shaped pin for a cooling device, which has a wedge-shaped end opposite two inwardly curved recesses, which include an outwardly pointing tip between them.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Teil einer Kühlvorrichtung 3, von der in 1 eine Wärmekontaktwand 9 dargestellt ist. An die Wärmekontaktwand 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel acht Zapfen angeformt, welche jeweils ausgebildet sind, sich in einen zum Fluidführen ausgebildeten Hohlraum der Kühlvorrichtung 3 hinein zu erstrecken. 1 shows an embodiment of a part of a cooling device 3 from the in 1 a thermal contact wall 9 is shown. To the thermal contact wall 9 In this embodiment, eight pins are formed, which are each formed in a formed for fluid guiding cavity of the cooling device 3 extend into it.

Die Kühlvorrichtung 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei entlang einer Längsachse 22 zueinander beabstandet angeordnete Zapfen 14 und 15 auf. Die Zapfen 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 sind jeweils keilförmig, in diesem Ausführungsbeispiel dreieckförmig ausgebildet. Die Längsachse 22 weist in diesem Ausführungsbeispiel in dieselbe Richtung wie eine Flussachse 48, entlang der ein in der Kühlvorrichtung 3 fließendes Fluid fließen kann. Die Kühlvorrichtung 3 ist ausgebildet, mittels des Fluids die sich in den Hohlraum hineinerstreckenden Zapfen wie den Zapfen 14 zu umströmen und so Verlustwärme von der Wärmekontaktwand 9 und von den Zapfen wie dem Zapfen 14 aufzunehmen. Die Zapfen wie der Zapfen 14 sind jeweils mit der Wärmekontaktwand wärmeleitfähig verbunden. The cooling device 3 has in this embodiment two along a longitudinal axis 22 spaced pins arranged 14 and 15 on. The cones 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 and 21 are each wedge-shaped, triangular in this embodiment. The longitudinal axis 22 has in this embodiment in the same direction as a river axis 48 , along the one in the cooler 3 flowing fluid can flow. The cooling device 3 is formed, by means of the fluid extending into the cavity pin such as the pin 14 to flow around and so heat loss from the thermal contact wall 9 and from the cones like the journal 14 take. The pins like the pin 14 are each connected to the thermal contact wall thermally conductive.

Dargestellt ist auch eine Flussrichtung 23, in der das Fluid in der Kühlvorrichtung 3 den Hohlraum entlang der Flussachse 48 durchströmen kann. Shown is also a flow direction 23 in which the fluid in the cooling device 3 the cavity along the river axis 48 can flow through.

Der Zapfen 14 weist ein in diesem Ausführungsbeispiel keilförmig spitz zulaufendes Ende 27 auf, von dem ausgehend sich zwei Schenkel 28 und 29 in einem Winkel 31 zueinander erstrecken. Zwischen Enden der Schenkel 28 und 29 erstreckt sich eine von dem spitz zulaufenden Ende 27 abgewandte Seite 30 des Zapfens, welcher in diesem Ausführungsbeispiel in der in 1 dargestellten Aufsicht gerade ausgebildet ist. Die Seite 30 bildet in diesem Ausführungsbeispiel eine Basis einer gleichschenkligen Dreieckform, wobei die Schenkel 28 und 29 jeweils dieselbe Schenkellänge aufweisen. Die in 1 gezeigte Längsachse 22 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel koaxial zu einer Höhe der durch den Querschnitt des Zapfens 14 gebildeten Dreieckform. Die Ecken der Dreieckform des Zapfens 14 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils abgerundet.The pin 14 has a wedge-shaped tapered end in this embodiment 27 on, starting from the two legs 28 and 29 at an angle 31 extend to each other. Between ends of the thighs 28 and 29 extends from the tapered end 27 opposite side 30 of the pin, which in this embodiment in the in 1 shown supervision is straight. The page 30 forms in this embodiment, a base of an isosceles triangular shape, wherein the legs 28 and 29 each have the same leg length. In the 1 shown longitudinal axis 22 extends in this embodiment coaxially with a height of the through the cross section of the pin 14 formed triangle shape. The corners of the triangle shape of the pin 14 are each rounded in this embodiment.

Das spitz zulaufende Ende 27 der durch die Schenkel 28 und 29 gebildeten Keilform des Zapfens 14 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Flussrichtung 23 zugewandt, sodass das Ende 27 des Zapfens 14 von der Fluidströmung luvseitig angeströmt wird. Die Seite 30 des Zapfens 14 bildet so bezogen auf die Flussrichtung 23 eine zur Strömung abgewandte Leeseite, an der sich Wirbel 32 und 33 ausbilden können. Die Wirbel 32 und 33 können so eine Durchmischung des Fluids in dem Hohlraum erzeugen.The pointed end 27 by the thighs 28 and 29 formed wedge shape of the pin 14 is the flow direction in this embodiment 23 facing, so the end 27 of the pin 14 is flowed by the fluid flow luvseitig. The page 30 of the pin 14 forms so in relation to the flow direction 23 a leeward side facing away from the current, at the vortex 32 and 33 can train. The vortex 32 and 33 can thus create a mixing of the fluid in the cavity.

Ein Fluidstrom 34 kann an dem spitz zulaufenden Ende 27 des Zapfens 14 aufgeteilt werden und die Schenkel 28 und 29 umströmen und im Bereich der zur Strömung abgewandten Seite 30 die Wirbel 32 und 33 ausbilden.A fluid stream 34 may be at the tapered end 27 of the pin 14 be split and the thighs 28 and 29 flow around and in the area facing away from the flow side 30 the vertebrae 32 and 33 form.

Die Zapfen 16, 17 und 18 sind in diesem Ausführungsbeispiel zueinander beabstandet entlang einer Längsachse 42 angeordnet. Die Längsachse 42 verläuft in diesem Ausführungsbeispiel parallel zur Längsachse 22, sodass die Zapfen 16, 17 und 18 entlang einer Zapfenreihe entlang der Längsachse 42 angeordnet sind und die Zapfen 14 und 15 eine Zapfenreihe bilden, welche entlang der Längsachse 22 angeordnet ist. Die Zapfen 19, 20 und 21 bilden gemeinsam eine Zapfenreihe, wobei die Zapfen 19, 20 und 21 zueinander beabstandet entlang der Längsachse 43 angeordnet sind. Die Längsachse 43, und so auch die darauf angeordnete Zapfenreihe, ist zur Längsachse 22 parallel beabstandet angeordnet. Die Zapfen unmittelbar zueinander benachbart angeordneter Zapfenreihen sind derart versetzt zueinander angeordnet, dass eine Längserstreckung 25 des Zapfens 14 einen Abstand von zwei aufeinanderfolgenden Zapfen der zu den Zapfen 14 und 15 parallel verlaufenden Zapfenreihe, nämlich umfassend die Zapfen 19, 20 und 21, in einer Parallelprojektion auf die Längsachse 43 abdeckt. Die Längserstreckung 25 des Zapfens ist in diesem Ausführungsbeispiel größer ausgebildet als ein Abstand 26 von zwei entlang der Längsachse, beispielsweise der Längsachse 22, aufeinanderfolgender Zapfen 14 und 15. The cones 16 . 17 and 18 are in this embodiment spaced from each other along a longitudinal axis 42 arranged. The longitudinal axis 42 runs parallel to the longitudinal axis in this embodiment 22 so the pins 16 . 17 and 18 along a row of pins along the longitudinal axis 42 are arranged and the pins 14 and 15 form a row of pins, which along the longitudinal axis 22 is arranged. The cones 19 . 20 and 21 together form a row of pins, with the pins 19 . 20 and 21 spaced apart along the longitudinal axis 43 are arranged. The longitudinal axis 43 , And so also the row of pins arranged thereon, is to the longitudinal axis 22 arranged in parallel spaced. The pins immediately adjacent to one another arranged rows of pins are arranged offset from one another such that a longitudinal extension 25 of the pin 14 a distance of two consecutive pins of the pin 14 and 15 parallel pin row, namely comprising the pins 19 . 20 and 21 , in a parallel projection on the longitudinal axis 43 covers. The longitudinal extension 25 of the pin is formed larger than a distance in this embodiment 26 of two along the longitudinal axis, for example the longitudinal axis 22 , successive cones 14 and 15 ,

Der Fluidstrom 34 kann so um die Zapfenreihe umfassend die Zapfen 14 und 15 vorbeigeführt werden und kann durch die Zapfenreihen, welche entlang der Längsachsen 42 und 43 verlaufen, flankierend geführt werden. Die Längsachsen 22, 42 und 43 und die Flussachse 48 haben jeweils dieselbe Ausrichtung. The fluid flow 34 so can around the pin row comprising the pins 14 and 15 can be passed and can through the rows of pins, which along the longitudinal axes 42 and 43 run, flanking guided. The longitudinal axes 22 . 42 and 43 and the river axis 48 each have the same orientation.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungshalbleitermodul 1. Das Leistungshalbleitermodul 1 weist die in 1 bereits dargestellte Kühlvorrichtung 3 auf. Die Kühlvorrichtung 3 ist in einer Schnittdarstellung in einem Längsschnitt entlang der in 1 dargestellten Schnittlinie 24 dargestellt. Die Kühlvorrichtung 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Gehäusedeckel 7 auf, welcher gemeinsam mit der Wärmekontaktwand 9 ein einen Hohlraum 4 umschließendes Gehäuse bildet. 2 shows an embodiment of a power semiconductor module 1 , The power semiconductor module 1 has the in 1 already shown cooling device 3 on. The cooling device 3 is in a sectional view in a longitudinal section along in 1 illustrated section line 24 shown. The cooling device 3 has in this embodiment, a housing cover 7 on, which together with the thermal contact wall 9 a cavity 4 enclosing housing forms.

Die Kühlvorrichtung 3 weist eine Einlassöffnung 5 und eine Auslassöffnung 6 auf, welche jeweils den Hohlraum 4 angeschlossen sind. Ein Fluid 8 kann so entlang der Längsachse 22, in der Flussrichtung 23 durch die Einlassöffnung 5 in den Hohlraum 4 fließen und dort die Wärmekontaktwand 9 wärmeleitfähig kontaktieren und Verlustwärme von der Wärmekontaktwand 9 aufnehmen. Das Fluid 8 kann dabei die Zapfen 14 und 15, welche jeweils an die Wärmekontaktwand 9 angeformt sind, umströmen. Der Zapfen 14 wird von dem Fluid 8 an dem spitz zulaufenden Ende 27 angeströmt, wobei das Fluid 8 im weiteren Verlauf an den Schenkeln 28 und 29 vorbeiströmt und im Bereich einer zu dem Ende 27 abgewandten Seite 30 die in 1 bereits dargestellten Wirbel 32 und 33 ausbilden kann.The cooling device 3 has an inlet opening 5 and an outlet opening 6 on which each the cavity 4 are connected. A fluid 8th so can along the longitudinal axis 22 , in the flow direction 23 through the inlet opening 5 in the cavity 4 flow and there the thermal contact wall 9 contact thermally conductive and heat loss from the thermal contact wall 9 take up. The fluid 8th can do the pins 14 and 15 , which in each case to the heat contact wall 9 are formed, flow around. The pin 14 gets from the fluid 8th at the tapered end 27 flowed, wherein the fluid 8th later on the thighs 28 and 29 flowed by and in the area one to the end 27 opposite side 30 in the 1 already described vortex 32 and 33 can train.

Die Wärmekontaktwand 9 weist auf einer von dem Hohlraum 4 abgewandten Seite eine Wärmekontaktfläche 10 auf, welche ausgebildet ist, ein Leistungshalbleiterbauteil, insbesondere eine Leistungsendstufe, für einen Inverter, einen DC-DC-Wandler oder einen Hochsetzsteller wärmeleitfähig zu kontaktieren. Die Wärmekontaktfläche 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Leistungshalbleiterbauteil 2 wärmeleitfähig verbunden. Das Leistungshalbleiterbauteil 2 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Halbleiterschalter-Halbbrücke 11 auf, wobei die Halbleiterschalter-Halbbrücke 11 einen Low-Side-Halbleiterschalter 12 und einen High-Side-Halbleiterschalter 13 aufweist. Die Halbleiterschalter-Halbbrücke 11 ist ausgangsseitig mit einem Ausgangsanschluss 41 verbunden. The thermal contact wall 9 points to one of the cavity 4 opposite side a heat contact surface 10 which is designed to contact a power semiconductor device, in particular a power output stage, for an inverter, a DC-DC converter or a step-up converter thermally conductive. The heat contact surface 10 is in this embodiment with a power semiconductor device 2 thermally conductive connected. The power semiconductor device 2 has a semiconductor switch half-bridge in this embodiment 11 on, wherein the semiconductor switch half-bridge 11 a low-side semiconductor switch 12 and a high-side semiconductor switch 13 having. The semiconductor switch half-bridge 11 is output side with an output terminal 41 connected.

Der Ausgangsanschluss 41 kann beispielsweise mit einer Phase einer elektrischen Maschine verbunden werden, um so eine der Phase entsprechende Statorspule eines Stators der elektrischen Maschine zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes bestromen.The output terminal 41 For example, it may be connected to a phase of an electric machine so as to energize a stator corresponding to the phase of a stator of the electric machine for generating a rotating magnetic field.

3 zeigt den in den 1 und 2 bereits dargestellten Zapfen 14 in einer Schnittdarstellung. Der Zapfen 14 weist zwei von einem spitz zulaufenden Ende 27 ausgehende, einander in einem Winkel 31 zueinander erstreckende Schenkel 28 und 29 auf, welche jeweils einen Schenkel eines gleichseitigen Dreiecks der Querschnittsform bilden. Die entlang der Längsachse 22 zu dem Ende 27 gegenüberliegend angeordnete Seite 30 bildet für den Fluidstrom 34 eine Leeseite, an der sich die in 1 bereits dargestellten Wirbel 32 und 33 ausbilden können. Die Seite 33 bildet in diesem Ausführungsbeispiel eine Basis eines gleichschenkligen Dreiecks, umfassend die Schenkel 28 und 29. Die Ecken des durch den Querschnitt des Zapfens 14 gebildeten Dreiecks sind in diesem Ausführungsbeispiel abgerundet. 3 shows the in the 1 and 2 already shown pin 14 in a sectional view. The pin 14 has two of a tapered end 27 outgoing, each other at an angle 31 mutually extending legs 28 and 29 which each form a leg of an equilateral triangle of the cross-sectional shape. The along the longitudinal axis 22 to the end 27 opposite side 30 forms for the fluid flow 34 a lee side, where the in 1 already described vortex 32 and 33 can train. The page 33 forms in this embodiment a base of an isosceles triangle comprising the legs 28 and 29 , The corners of the cross section of the pin 14 formed triangle are rounded in this embodiment.

Der Winkel 31, den die Schenkel 28 und 29 zwischeneinander einschließen, beträgt beispielsweise zwischen zwanzig und sechzig Grad, zwischen dreißig und fünfzig Grad oder vierzig Grad. The angle 31 the thighs 28 and 29 for example, between twenty and sixty degrees, between thirty and fifty degrees or forty degrees.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Zapfen 44, welcher wie der Zapfen 14 das Ende 27 und die sich von dem Ende 27 ausgehend im Winkel 31 erstreckenden Schenkel 28 und 29 aufweist. Anders als bei dem Zapfen 14 weist der Zapfen 44 eine zu dem Ende 27 gegenüberliegende Seite 35 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel konvex nach außen gewölbt ist. Die Seite 35 ist flacher ausgebildet als das Ende 27. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein durch die Wölbung der Seite 35 gebildeter Krümmungsradius größer ausgebildet als ein Krümmungsradius des spitz zulaufenden Endes 27. 4 shows an embodiment of a pin 44 , which like the pin 14 the end 27 and extending from the end 27 starting at an angle 31 extending thighs 28 and 29 having. Unlike the pin 14 points the pin 44 one to the end 27 opposite side 35 on, which is curved convexly in the outside in this embodiment. The page 35 is flatter than the end 27 , In this embodiment, a through the curvature of the page 35 formed radius of curvature formed larger than a radius of curvature of the tapered end 27 ,

Im Leebereich des Zapfens 44, welcher ein Strömungshindernis für den Fluidstrom 34 bildet, können durch die konvexe Wölbung Wirbel ausgebildet werden, welche schwächer ausgebildet sind als die Wirbel, erzeugt durch die gerade ausgebildete Seite 30.In the leebereich of the pin 44 , which is a flow obstruction to the fluid flow 34 can be formed by the convex curvature vertebrae, which are formed weaker than the vortex, generated by the straight side formed by the convex curvature 30 ,

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Zapfen 45, welcher in einer Schnittdarstellung dargestellt ist. Der Zapfen 45 weist wie der Zapfen 14 ein spitz zulaufendes Ende 27 im Querschnitt auf, von dem ausgehend zwei Schenkel 28 und 29 in einem Winkel 31 zwei Flanken bilden, an denen der Zapfen den Fluidstrom 34 führen kann und der Fluidstrom 34 an den Flanken an dem Zapfen 45 vorbeiströmen kann. Die Schenkelenden der Schenkel 28 und 29 sind jeweils mit einer konkav ausgebildeten Seite 36 verbunden, welche eine bereits erwähnte Ausnehmung des Zapfens 45 bildet. In die Ausnehmung, gebildet durch die konkave Seite 36, können die Wirbel 32 und 33 eingreifen und sich dort ausbreiten. Mittels der Ausnehmung, gebildet durch die Seite 36, kann eine gute Fluiddurchmischung erreicht werden und von der Wärmekontaktwand 9 mittels der Wirbel 32 und 33 warmes, an der Wärmekontaktwand 9 anhaftendes Fluid abgelöst und mit einem übrigen Fluid des Fluidstroms 34 durchmischt werden. 5 shows an embodiment of a pin 45 , which is shown in a sectional view. The pin 45 points like the pin 14 a tapered end 27 in cross-section, starting from the two legs 28 and 29 at an angle 31 form two flanks where the pin the fluid flow 34 can lead and the fluid flow 34 on the flanks on the pin 45 can flow past. The leg ends of the thighs 28 and 29 are each with a concave side 36 connected, which an already mentioned recess of the pin 45 forms. In the recess, formed by the concave side 36 , the vertebrae can 32 and 33 intervene and spread out there. By means of the recess, formed by the side 36 , good fluid mixing can be achieved and from the thermal contact wall 9 by means of the vortex 32 and 33 warm, on the thermal contact wall 9 adhering fluid detached and with a remaining fluid of the fluid stream 34 be mixed.

Die Ausnehmung, welche durch die konkave Seite 36 gebildet ist, weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Längserstreckung entlang der Längsachse 22 auf, welche ein Fünftel einer Längserstreckung des Zapfens 45 entlang der durch das Ende 27 verlaufenden Längsachse 22 beträgt.The recess, which through the concave side 36 is formed, in this embodiment has a longitudinal extent along the longitudinal axis 22 on which one-fifth of a longitudinal extent of the pin 45 along the end 27 extending longitudinal axis 22 is.

6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Zapfen 46, welcher in 6 in einer Schnittdarstellung dargestellt ist. Der Zapfen 46 weist wie der Zapfen 45 in 3 ein spitz zulaufendes Ende und zwei von dem Ende in einem Winkel 31 sich erstreckende Schenkel 28 und 29 auf. Die Schenkel 28 und 29 bilden gemeinsam mit dem Ende 27 eine Keilform. 6 shows an embodiment of a pin 46 which is in 6 is shown in a sectional view. The pin 46 points like the pin 45 in 3 a tapered end and two of the end at an angle 31 extending legs 28 and 29 on. The thigh 28 and 29 form together with the end 27 a wedge shape.

Der Zapfen 46 weist eine Ausnehmung 40 auf, welche zu dem Ende 27 entlang der Längsachse 22 gegenüber liegt. Die Ausnehmung 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel V-förmig gebildet, wobei eine Kurvenlinie der V-Form der Ausnehmung 40 in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu einer durch die Schenkel 28, 29 und das Ende 27 gebildeten Kurvenform parallel verläuft.The pin 46 has a recess 40 on which to the end 27 along the longitudinal axis 22 is opposite. The recess 40 is formed V-shaped in this embodiment, wherein a curved line of the V-shape of the recess 40 in this embodiment, parallel to one through the legs 28 . 29 and the end 27 formed curve shape runs parallel.

Der Zapfen 46 weist so eine durch die Schenkel 28 und 29 gebildete Wand auf, welche einen durch die Ausnehmung 40 gebildeten Hohlraum zwischeneinander einschließen. In den durch die Ausnehmung 40 gebildeten V-förmigen Hohlraum können in diesem Ausführungsbeispiel die Wirbel 32 und 33 stark ausgeprägt sein.The pin 46 has such a through the thighs 28 and 29 formed wall, which one through the recess 40 enclosed cavity between each other. In through the recess 40 formed V-shaped cavity can in this embodiment, the vortex 32 and 33 be strong.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Zapfen 47. Der Zapfen 47 weist eine im Querschnitt keilförmige Form auf, wobei ausgehend von einem spitz zulaufenden Ende 27 sich zwei Schenkel 28 und 29 in einem Winkel 31 zueinander erstrecken. Der Winkel 31 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel vierzig Grad. 7 shows an embodiment of a pin 47 , The pin 47 has a wedge-shaped in cross section, starting from a tapered end 27 two legs 28 and 29 at an angle 31 extend to each other. The angle 31 is forty degrees in this embodiment.

Der Zapfen 47 weist an einer zu dem spitz zulaufenden Ende 27 gegenüberliegenden Seite zwei nach innen rund gewölbte, insbesondere parabelförmige Ausnehmungen 37 und 38 auf, welche jeweils zueinander beabstandet quer zu einer Längsachse 22 angeordnet sind. Die Längsachse 22 bildet in diesem Ausführungsbeispiel – und auch in den in den 3 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispielen – eine Winkelhalbierende des Winkels 31. Zwischen den konkav geformten, insbesondere parabelförmigen, Ausnehmungen 37 und 38 erstreckt sich im Querschnitt des Zapfens 47 eine Spitze, zu der jeweils eine Kurve, insbesondere der Parabelast der Ausnehmungen 37 und 38 geführt ist. Die Spitze ragt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Längserstreckung der Schenkel 28 und 29 hinaus. Die Spitze im Querschnitt des Zapfens bildet bei dem Zapfen 47 einen spitz zulaufenden Keil 39.The pin 47 points at one to the pointed end 27 opposite side two inwardly curved, in particular parabolic recesses 37 and 38 on, which in each case spaced apart transversely to a longitudinal axis 22 are arranged. The longitudinal axis 22 forms in this embodiment - and in the in the 3 to 6 described embodiments - an angle bisector of the angle 31 , Between the concave-shaped, in particular parabolic, recesses 37 and 38 extends in the cross section of the pin 47 a peak, to each of which a curve, in particular the parabolic branch of the recesses 37 and 38 is guided. The tip protrudes in this embodiment over a longitudinal extension of the legs 28 and 29 out. The point in the cross section of the pin forms at the pin 47 a tapered wedge 39 ,

In einer anderen Ausführungsform kann die Spitze 39 mit einer Längserstreckung der Schenkel 28 und 29 abschließen oder auch kürzer als die Längserstreckung der Schenkel 28 und 29 ausgebildet sein.In another embodiment, the tip 39 with a longitudinal extension of the legs 28 and 29 complete or shorter than the longitudinal extent of the legs 28 and 29 be educated.

Der Wirbel 32 kann sich in die Ausnehmung 37 hinein bewegen und dort rotieren. Der Wirbel 33 kann sich in die Ausnehmung 38 hinein bewegen und dort rotieren. Der Wirbel 32 und der Wirbel 33 können sich somit – getrennt durch den Keil 39, welcher entlang einer Höhenerstreckung des Zapfens 47 eine spitz zulaufende Trennwand bildet – unabhängig voneinander ausbilden. Dadurch kann ein kleiner Gesamtwiderstand der in 2 dargestellten Kühlvorrichtung 3 durch den Zapfen 47 dem Fluidstrom 34 entgegengesetzt werden, wobei eine Durchmischung des Fluids durch die Wirbel 32 und 33 gut ausgebildet sein kann.The vortex 32 can get into the recess 37 move in and rotate there. The vortex 33 can get into the recess 38 move in and rotate there. The vortex 32 and the vortex 33 can thus - separated by the wedge 39 , which along a height extension of the pin 47 forming a tapered partition - form independently. This allows a small total resistance of the 2 illustrated cooling device 3 through the pin 47 the fluid flow 34 be opposed, with a mixing of the fluid through the vortex 32 and 33 can be well trained.

Der Winkel 31 zwischen den Schenkeln 28 und 29, und somit der Keilform des Zapfens, beträgt bei den in den 3, 4, 5, 6 oder 7 dargestellten Zapfen 40 Grad. Beispielsweise kann der Winkel 31 größer oder kleiner als 40 Grad betragen, insbesondere zwischen 30 und 40 Grad, oder zwischen 40 Grad und 60 Grad betragen. The angle 31 between the thighs 28 and 29 , And thus the wedge shape of the pin is in the in the 3 . 4 . 5 . 6 or 7 illustrated pin 40 Degree. For example, the angle 31 bigger or smaller than 40 Degrees, in particular between 30 and 40 Degree, or between 40 Degrees and 60 Degrees.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20080066888 A1 [0002]

Claims

Cooling device ( 3 ) for a power semiconductor module ( 1 ), wherein the cooling device ( 3 ) one for guiding a fluid ( 8th ) formed cavity ( 4 ), and an inlet opening ( 5 ) for the fluid ( 8th ) and an outlet opening ( 6 ) for the fluid ( 8th ) each connected to the cavity, the cooling device having a thermal contact wall having a thermal contact surface formed for connection to the power semiconductor module and the thermal contact wall adjacent to the cavity and adapted to receive heat loss at the thermal contact surface and to the cavity flowing fluid, wherein the heat contact wall in the cavity ( 4 ) projecting pins ( 14 . 44 . 45 . 46 . 47 ) are formed, which are formed, heat loss to the fluid ( 8th ), characterized in that the pins ( 14 . 44 . 45 . 46 . 47 ) are each wedge-shaped, with a tapered end ( 27 ) of the wedge shape in particular windward against the fluid direction ( 23 ), wherein one of the tapered end ( 27 ) opposite side ( 30 . 35 . 36 . 37 . 38 . 40 ) of the pin ( 14 . 44 . 45 . 46 . 47 ) shallower than the tapered end ( 27 ), flat, or hollow.

Cooling device ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the tapered end ( 27 ) of the pin ( 14 . 44 . 45 . 46 . 47 ) is aligned with the inlet opening and an end opposite the tapered end is aligned with the outlet opening.

Cooling device ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least two along a longitudinal axis ( 22 . 42 . 43 ) extending rows of pins comprising a plurality of pins ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 ) are formed, wherein the pins ( 14 . 15 . 16 . 17 . 18 . 19 . 20 . 21 ) of a row of pins along a river axis ( 48 ) are arranged spaced from each other.

Cooling device ( 3 ) according to claim 3, characterized in that the pins of a row of pins along the longitudinal axis ( 22 . 42 . 43 ) are arranged at such a distance from each other that in the region of the tapered end ( 27 ) opposite side vortex ( 32 . 33 ) can train.

Cooling device ( 3 ) according to one of the preceding claims 3 or 4, characterized in that the pins ( 14 . 16 . 19 ) arranged adjacent to each other pin rows are arranged offset from one another.

Cooling device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance ( 26 ) between the axis of the river in a row of pins of successive pins ( 14 . 15 ) is smaller than a longitudinal extent ( 25 ) the pin ( 14 . 15 ) along the river axis ( 48 ).

Cooling device ( 3 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pin ( 45 . 46 . 47 ) at one of the pointed end ( 27 ) opposite side a recess ( 36 . 37 . 38 . 40 ) having.

Cooling device ( 3 ) according to claim 7, characterized in that the pin ( 45 . 46 . 47 ) at one of the pointed end ( 27 ) opposite side is concave.

Cooling device according to claim 7, characterized in that the recess ( 36 . 37 . 38 . 40 ) Is U-shaped or V-shaped.

Power semiconductor module ( 1 ), in particular inverters, DC-DC converters or boost converters, with a cooling device ( 3 ) according to one of the preceding claims, and a power semiconductor device ( 2 ), wherein the cooling device ( 3 ) with a power semiconductor device ( 2 ) is thermally conductive connected, wherein the heat contact surface ( 10 ) of the cooling device ( 3 ) having a surface area of the power semiconductor device ( 2 ) is thermally conductive connected.