DE102016106180A1 - Kühlvorrichtung für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs - Google Patents

Kühlvorrichtung für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Kühlvorrichtung (10) für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente (110) eines Fahrzeugs, wobei eine Kontaktplatte (20) aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material zur flächigen Kontaktierung der wenigstens einen elektrischen Komponente (110) und ein Schließelement (30), welches mit der Kontaktplatte (20) eine Kavität (40) für die Führung von Kühlmittel ausbildet, wobei in der Kontaktplatte (20) und/oder in dem Schließelement (30) zumindest eine Zulauföffnung (50) für die Zufuhr von kühlem Kühlmittel in die Kavität (40) und zumindest eine Ablauföffnung (60) für die Abfuhr von erwärmten Kühlmittel aus der Kavität (40) ausgebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs sowie ein Elektrogehäuse für ein Fahrzeug, aufweisend eine solche Kühlvorrichtung.
  • Es ist bekannt, dass Fahrzeuge elektrische Komponenten aufweisen, welche zum Teil gekühlt werden müssen. Dabei handelt es sich insbesondere um elektrische Komponenten, welche den Antrieb des Fahrzeugs unterstützen bzw. diesen vollständig zur Verfügung stellen. Hierfür sind häufig sogenannte Hochvoltkomponenten als elektrische Komponenten eingesetzt, welche aufgrund der hohen elektrischen Leistung einen hohen thermischen Ausgangswert aufweisen. Mit anderen Worten erwärmen sich solche elektrischen Komponenten im Betrieb des Fahrzeugs sehr stark.
  • Um die Beschädigung von elektrischen Komponenten durch die Erwärmung zu vermeiden bzw. deren Wirkungsgrad im Betrieb zu verbessern, ist häufig eine Kühlung vorgesehen. Bei den bekannten Lösungen werden hierfür entsprechende Kühlvorrichtungen auf der Außenseite von Elektrogehäusen solcher elektrischer Komponenten angebracht. Dies beinhaltet jedoch den Nachteil, dass die zusätzlichen Komponenten durch die Gehäusewandung zusätzlich von der zu kühlenden elektrischen Komponente getrennt sind. Diese Gehäusewandung führt zwar zu der notwendigen elektrischen Isolierung von der Kühlvorrichtung, bringt jedoch auch eine unerwünschte thermische Isolierung mit sich, so dass die entsprechende Kühlvorrichtung mit einer höheren Kühlleistung ausgestattet werden muss. Dies führt wiederum zu mehr Gewicht und einer erhöhten Anzahl von Bauteilen sowie zu einer vergrößerten Dimensionierung der Kühlleistung der Kühlvorrichtung.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise, die thermische Abfuhr von Wärme einer elektrischen Komponente zu verbessern.
  • Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Elektrogehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektrogehäuse und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
  • Eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung dient der Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente eines Fahrzeugs. Hierfür weist die Kühlvorrichtung eine Kontaktplatte aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material zur flächigen Kontaktierung der wenigstens einen elektrischen Komponente auf. Weiter ist ein Schließelement vorgesehen, welches mit der Kontaktplatte eine Kavität für die Führung von Kühlmittel ausbildet. In der Kontaktplatte und/oder in dem Schließelement sind zumindest eine Zulauföffnung für die Zufuhr von kühlem Kühlmittel in die Kavität und zumindest eine Ablauföffnung für die Abfuhr von erwärmtem Kühlmittel aus der Kavität ausgebildet.
  • Erfindungsgemäß ist nun die Kühlvorrichtung mit einer aktiven Kühlfunktionalität ausgestattet. Das bedeutet, dass kühles Kühlmittel in die Kavität eingebracht werden kann, um dort Wärme aufzunehmen. Auf diese Weise erwärmt sich das Kühlmittel und kann als erwärmtes Kühlmittel die Kavität wieder verlassen. Auf diese Weise wird durch die Abfuhr des erwärmten Kühlmittels Wärme aus dem Gesamtsystem der Kühlvorrichtung und damit von der elektrischen Komponente abgeführt.
  • Ein entscheidender Erfindungsgedanke ist dabei, dass die Kontaktplatte der Kühlvorrichtung eine direkte flächige Kontaktierung der elektrischen Komponente zur Verfügung stellen kann. Diese flächige Kontaktierung erlaubt es nun, dass Wärme, welche beim Betrieb der elektrischen Komponente entsteht, direkt von dieser elektrischen Komponente an die Kühlvorrichtung und dort insbesondere an die Kontaktplatte übertragen werden kann. Die flächige Kontaktierung zwischen der elektrischen Komponente einerseits und der Kontaktplatte andererseits erlaubt diese direkte Wärmeübertragung zwischen diesen beiden Bauteilen. Dadurch, dass die Kontaktplatte aus elektrisch isolierendem Material ausgebildet ist, kann diese Kühlvorrichtung, wie dies später noch erläutert wird, sogar einen Teil einer Bodenplatte oder eines anderen Gehäuseteils eines Elektrogehäuses zur Verfügung stellen. Insbesondere kann auf diese Weise auf Zwischenbauteile verzichtet werden, welche ansonsten eine thermische Isolierfunktion durch das Vorhandensein von zusätzlichem Material ausbilden würden. Darüber hinaus ist darauf hinzuweisen, dass damit das Gesamtsystem der Kühlvorrichtung deutlich kompakter und hinsichtlich der notwendigen Kühlleistung mit geringerem Aufwand ausgestattet werden kann. Durch das Ausbilden der Kontaktplatte aus einem thermisch leitenden Material wird wiederum die Wärmeübertragung an das Kühlmittel in der Kavität verbessert, so dass die Wärmeabfuhr mit geringeren Kühlmittelvolumenströmen einerseits und in höherer Geschwindigkeit andererseits ermöglicht werden kann. Für eine nachgeschaltete Temperaturregelung der elektrischen Komponente ist dies von großem Vorteil, da schneller, zielgerichteter, und mit weniger Schwankungsbereich eine entsprechende Einstellung einer gewünschten Zieltemperatur für die elektrische Komponente möglich wird.
  • Das Schließelement kann dabei in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein. Insbesondere dient es dazu, die Kavität zweiteilig zu umgeben, also von einer Seite mit dem Schließelement und von der anderen Seite mit der Kontaktplatte. Es ist darauf hinzuweisen, dass sowohl die Kontaktplatte als auch das Schließelement vorzugsweise einstückig aus einem integralen bzw. monolithischen Material ausgebildet sind.
  • Jedoch ist es grundsätzlich auch denkbar, dass das Schließelement bzw. die Kontaktplatte zwei oder mehr Einzelbauteile aufweisen, die erst beim Zusammenbau der Kühlvorrichtung miteinander befestigend kombiniert werden.
  • Das Schließelement ist vorzugsweise ebenfalls plattenförmig ausgebildet und kann demnach auch in einer solchen Ausführungsform als Schließplatte bezeichnet werden. Um eine Wärmeabgabe nach unten zu verhindern, kann vorzugsweise das Schließelement ein thermisch isolierendes Material aufweisen. Durch die Aufteilung der Umrandung der Kavität auf zumindest zwei Bauteile, nämlich das Schließelement und die Kontaktplatte, wird die Fertigung des Gesamtsystems der Kühlvorrichtung deutlich vereinfacht. Insbesondere ist eine Herstellung mithilfe eines Spritzgussverfahrens möglich, wie dies später noch näher erläutert wird.
  • Für das Einbringen von kühlem Kühlmittel und das Abführen von erwärmtem Kühlmittel sind zumindest eine Zulauföffnung und zumindest eine Ablauföffnung vorgesehen. Selbstverständlich können jedoch auch zwei oder mehr Zulauföffnungen und/oder zwei oder mehr Ablauföffnungen im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Bevorzugt finden sich die Zulauföffnung und die Ablauföffnung auf unterschiedlichen Seiten bzw. Kanten der Kühlvorrichtung, so dass der Abstand zwischen Zulauföffnung und Ablauföffnung maximiert wird. Dies führt dazu, dass die Strecke, welche von dem kühlen Kühlmittel auf dem Weg zur Ablauföffnung innerhalb der Kavität durchströmt wird, ebenfalls maximiert wird. Auf diese Weise wird es möglich, dass auch ein möglichst großer Bereich der Kontaktplatte mit der gewünschten Kühlleistung versorgt wird. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die Kavität insbesondere die komplette Fläche unterhalb der Kontaktplatte als gekühlter Bereich mit der entsprechenden Kühlfunktionalität ausstattet. Sowohl die Zulauföffnung als auch die Ablauföffnung können dabei selbstverständlich entsprechende Anschlussmittel aufweisen, welche zum Beispiel in Form von Gewindeeinsätzen, Ventilen oder ähnlichen Anschlusselementen eine Anschließbarkeit an Kühlmittelleitungen zur Verfügung stellen.
  • Es ist von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte als Bodenplatte eines Elektrogehäuses für die wenigstens eine elektrische Komponente ausgebildet ist. Elektrogehäuse werden in Fahrzeugen üblicherweise zum Schutz der elektrischen Komponenten gegen mechanische Beeinflussung und insbesondere gegen das Eindringen von Verschmutzungen oder Flüssigkeiten zur Verfügung gestellt. Das Ausbilden der Kontaktplatte einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung als Bodenplatte eines Elektrogehäuses bildet somit zusätzlich noch diese Sicherungsfunktion gegen mechanische Beeinflussung bzw. gegen den Flüssigkeitseintritt ebenfalls durch die Kühlvorrichtung aus. Auf ein separates Bauelement zum Verschließen des Elektrogehäuses kann somit verzichtet werden, um entsprechend Gewichtsreduktion und Bauteilreduktion zu erzielen. Auch wird auf diese Weise der direkte Kontakt in flächiger Berührung zwischen der elektrischen Komponente und der Kontaktplatte nochmals vereinfacht, um den zufließenden Wärmestrom einfach, kostengünstig und in effizienter Weise aufnehmen und an das Kühlmittel weitergeben zu können.
  • Ein weiterer Vorteil wird erzielt, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte zumindest eine Befestigungsschnittstelle für die Befestigung der wenigstens einen elektrischen Komponente aufweist, wobei die Befestigungsschnittstelle vorzugsweise in die Kavität hineinragt. Eine Befestigungsschnittstelle kann sowohl in sich als Befestigung zur Verfügung gestellt sein, als auch mit separaten Befestigungsmitteln zusammenwirken. So sind beispielsweise formschlüssige oder reibschlüssige Befestigungsschnittstellen denkbar. Jedoch sind auch Befestigungsschnittstellen in Form von Innengewinden, sogenannten Gewindedomen, denkbar, welche mit Befestigungsmitteln in Form von Verschraubungen oder Nietelementen zusammenwirken können. Dabei ist es bevorzugt, wenn diese Befestigungsschnittstellen zumindest teilweise in die Kavität hineinragen. Am Beispiel der Befestigungsdome wird deutlich, dass solche Innengewinde mit dem umgebenden Material nun im Bereich der befestigten elektrischen Komponente eine zusätzliche Oberfläche in der Kavität zu dem umgebenden Kühlmittel ausbilden können.
  • Das führt dazu, dass genau in dem Bereich, in welchem von der elektrischen Komponente Wärme in die Kontaktplatte eingebracht wird, die Befestigungsschnittstelle eine zusätzliche Übertragungsfläche in die Kavität und damit zu dem Kühlmittel zur Verfügung stellt. Genau an dem Entstehungsort der Wärme wird somit die Übertragungseffizienz der Kontaktplatte für die Übertragung von Wärme an das Kühlmittel verbessert bzw. erhöht.
  • Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kavität wenigstens eine Kanalwandung aufweist, welche insbesondere durch die Kontaktplatte und/oder das Schließelement ausgebildet ist. Dabei teilt die Kanalwandung die Kontaktplatte in gekühlte Bereiche und ungekühlte Bereiche auf. Mit anderen Worten kann nun die Kavität in gefüllte oder ungefüllte Bereiche unterschieden bzw. aufgeteilt werden. Jedoch ist es auch denkbar, dass die Kanalwandung die Kavität so aufteilt, dass die Kavität zwar vollständig mit Kühlmittel gefüllt ist, jedoch nicht den kompletten Abschnitt unterhalb der Kontaktplatte als Kavität zur Verfügung stellt. Die Kanalwandung dient also dazu, gezielt unterschiedliche Bereiche der Kontaktplatte zur Verfügung zu stellen. Gekühlte Bereiche sind die Bereiche der Kontaktplatte, deren Unterseite mit entsprechendem Kühlmittelstrom versorgt wird. Bereiche ohne eine gefüllte Kavität bzw. gänzlich ohne jede Kavität sind ungekühlte Bereiche, da in diesen Abschnitten kein Kontakt auf der Rückseite der Kontaktplatte mit Kühlmittel vorhanden ist. Das Unterscheiden zwischen gekühlten und ungekühlten Bereichen erlaubt es nun, die Kühlvorrichtung spezifisch an die entsprechende geometrische Situation auf der Kontaktplatte, insbesondere an die tatsächlichen Orte der elektrischen Komponenten, anzupassen. Dies führt dazu, dass ein zielgenaues Kühlen nur an den Orten der elektrischen Komponenten möglich wird, so dass auf diese Weise eine Reduktion der Menge an Kühlmittel durch eine Reduktion der gefüllten Kavität zur Verfügung gestellt werden kann. Darüber hinaus ist neben einer leichteren und besseren Ausgestaltung der Kühlvorrichtung auch ein höherer Effizienzgrad bei der Kühlleistung erzielbar.
  • Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte auf ihrer von der Kavität abgewandten Seite zumindest eine Rippenstruktur aufweist, zur abschnittsweisen Aufnahme der wenigstens einen elektrischen Komponente. Eine solche Rippenstruktur dient zum einen vorzugsweise einer Haltefunktion bzw. einer mechanischen Stabilisierung der Kontaktplatte und/oder der elektrischen Komponente. So sind beispielsweise seitliche Rippen bzw. Seitenwandungen denkbar, welche vorzugsweise einen Formschluss und/oder einen Reibschluss zu den Außenflächen der elektrischen Komponente zur Verfügung stellen können. Dazu erlaubt eine zusätzliche Kontaktfläche zwischen der Rippenstruktur und der elektrischen Komponente eine verstärkte und verbesserte Übertragung von Wärme aus der elektrischen Komponente in die Kontaktplatte hinein. Neben der Haltefunktion ist also auf diese Weise auch eine verbesserte Effizienz der Kühlleistung zu erwarten.
  • Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung zwischen der Oberfläche der Rippenstruktur und einer daran angeordneten elektrischen Komponente ein zumindest temporär formbares Material angeordnet ist. Unter einem temporär formbaren Material sind zum Beispiel Materialien zu verstehen, welche eine elastische Verformbarkeit aufweisen. Auch eine Verformbarkeit, welche unter Temperatureinfluss gegeben bzw. nicht gegeben ist, kann ein solches temporär formbares Material zur Verfügung stellen. Auch aushärtbare Materialien sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung hier einsetzbar. Dieses temporär formbare Material füllt also den Abstand zwischen der Rippenstruktur bzw. deren Oberfläche einerseits und der Oberfläche der elektrischen Komponente aus und verbessert auf diese Weise die Kontaktierung zwischen diesen beiden Bauteilen. Eine entsprechende Einbringung von solchem Material kann selbstverständlich auch zwischen dem Boden der Rippenstruktur, also der Oberseite der Kontaktplatte, und der elektrischen Komponente eingesetzt werden. Vorzugsweise wird hier ein Material mit verbesserter bzw. hoher Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung gestellt, welches auch als Wärmeleitpaste oder so genannter Gapfiller eingesetzt wird.
  • Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Kontaktplatte und/oder das Schließelement wenigstens abschnittsweise aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind. Dies erlaubt es, eine besonders einfache und kostengünstige Herstellungsweise mithilfe von Spritzgussverfahren zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise können auch andere Materialien eingesetzt werden, so dass Materialkomponenten miteinander vermischt unterschiedliche Funktionen an unterschiedlichen Abschnitten des jeweiligen Bauteils zur Verfügung stellen können. Vorzugsweise sind jedoch sämtliche Bauteile, also insbesondere das Schließelement und die Kontaktplatte, in sich monolithisch aus einem einzigen Material ausgebildet. Jedoch sind auch unterschiedliche Materialien für die einzelnen Bauteile möglich.
  • Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung das Schließelement aus einem thermisch isolierenden Material ausgebildet ist. Diese thermische Isolierung wirkt also nun nach unten, so dass eine Wärmeabfuhr aus der Kühlvorrichtung heraus mit hohem Maße auf das Abfließen des erwärmten Kühlmittels aus der Abfuhröffnung fokussiert werden kann. Dies führt dazu, dass insbesondere umgebende Bauteile der Kühlvorrichtung vor unerwünschter Werbebeeinflussung geschützt sind. Dies wiederum ermöglicht eine kompaktere Bauweise, welche eine stärkere Annäherung von benachbarten Bauteilen an die Kühlvorrichtung erlaubt. Auch wird auf diese Weise unerwünschter Wärmeeintrag von außen in das Kühlmittel über das Schließelement reduziert oder sogar gänzlich vermieden.
  • Ein weiterer Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung die Oberseite der Kühlvorrichtung ausschließlich durch die Kontaktplatte als ebene Fläche und/oder die Unterseite der Kühlvorrichtung durch das Schließelement und/oder die Kontaktplatte als ebene Fläche ausgebildet ist. Eine ebene Fläche erlaubt eine vereinfachte Anbindung auf der jeweiligen Seite der Kühlvorrichtung. Zum einen dient dies einer verbesserten Anbindung eines Gehäuseoberteils eines Elektrogehäuses auf der Oberseite der Kontaktplatte. Auf der Unterseite dient eine ebene Fläche dazu, die Kühlvorrichtung leichter und vor allem kompakter an umgebende Komponenten anzubinden bzw. dort zu befestigen. Selbstverständlich kann die ebene Fläche durch entsprechende Öffnungen unterbrochen werden bzw. als im Wesentlichen ebene Fläche ausgebildet sein, welche an den Seitenabschnitten durch vergrößerte Öffnungen aufgeweitet werden kann.
  • Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Elektrogehäuse für ein Fahrzeug, aufweisend einen Innenraum, dessen Bodenplatte durch eine Kühlvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Dabei kontaktiert in dem Innenraum wenigstens eine elektrische Komponente die Kontaktplatte der Kühlvorrichtung in flächiger Weise. Ein erfindungsgemäßes Elektrogehäuse bringt demnach die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Kühlvorrichtung erläutert worden sind.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigt schematisch:
  • 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und eines erfindungsgemäßen Elektrogehäuses im Querschnitt,
  • 2 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der 1,
  • 3 eine Variation der Ausführungsform der 1 in einer Teildarstellung,
  • 4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung und
  • 5 eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform der 4.
  • 1 zeigt im schematischen Seitenschnitt eine Kühlvorrichtung 10, welche die Bodenplatte 120 eines Elektrogehäuses 100 zur Verfügung stellt. Im Innenraum 130 dieses Elektrogehäuses 100 befindet sich eine elektrische Komponente 110, welche als Hochvoltkomponente ausgeführt ist. Für die Befestigung der elektrischen Komponente 110 sind hier drei Schraubmittel vorgesehen, mit welchen die elektrische Komponente 110 an zugehörigen Befestigungsschnittstellen 22 in der Bodenplatte 120 und damit in der Kontaktplatte 20 der Kühlvorrichtung 10 verschraubt befestigt ist. Die einzelnen Schraubdome der Befestigungsschnittstellen 22 reichen dabei in der Kontaktplatte 20 nach unten in eine Kavität 40 hinein, welche auf der Unterseite durch ein Schließelement 30 abgeschlossen wird. Die Kavität 40 ist mit Kühlmittel gefüllt, welches von der Zulauföffnung 50 zur Ablauföffnung 60 die Kavität 40 durchströmt. Beim Durchströmen wird das gekühlte Kühlmittel in der Kavität 40 von der Ablauföffnung 50 sich selbst erwärmen durch Wärmeaufnahme von der Kontaktplatte 20 bzw. von der elektrischen Komponente 110. Das erwärmte Kühlmittel verlässt die Kavität 40 abschließend durch die Ablauföffnung 60. Die Ausbildung der Kontaktplatte 20 ist in elektrisch isolierender Weise gewählt, um eine elektrische Isolierung durch die Kontaktplatte 20 für das Elektrogehäuse 100 von der Unterseite zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig ist das Material der Kontaktplatte 20 in thermisch leitender Weise ausgebildet, um mit hoher Effizienz die Wärmeabfuhr durch das Kühlmittel in der Kavität 40 gewährleisten zu können.
  • Die 2 zeigt in schematischer Draufsicht, dass die Ablauföffnung 60 und die Zulauföffnung 50 voneinander einen maximierten Abstand quer über die Kühlvorrichtung 10 aufweisen. Dies erlaubt es, die gesamte Fläche unterhalb der Kontaktplatte 20 als Kavität auszubilden und entsprechend mit Kühlmittel zu durchströmen. Gleichzeitig wird auf diese Weise eine besonders einfache Ausführungsform und Ausbildung der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10 möglich.
  • Die 3 zeigt eine alternative Möglichkeit, den seitlichen Anschluss der Zulauföffnung 50 auszubilden. Während in 1 die Kontaktplatte 20 als einziges Bauelement die Oberseite ausbildet, und dort eine flächige Ebene zur Verfügung stellt, wird in 3 die Unterseite der Kühlvorrichtung 10 als Zusammensetzung aus der Kontaktplatte 20 einerseits und dem Schließelement 30 andererseits eine ebene Fläche zur Verfügung stellen.
  • Die 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 10. Hier ist die Kavität 40 zwischen der Kontaktplatte 20 und dem Schließelement 30 deutlich komplexer ausgestattet, so dass einzelne Kanalwandungen 42 die Kavität auf einen eng begrenzten Bereich unterhalb der Kontaktplatte 20 eingrenzen. Die 5 zeigt, dass sich ein Kanal durch die Kavität 40 mithilfe der Kanalwandungen 42 eingrenzen lässt, so dass ein deutlich verringertes Volumen an Kühlmittel notwendig ist, um in örtlich gezielter Weise eine Kühlfunktion zur Verfügung stellen zu können.
  • Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass gemäß der 4 nun eine Rippenstruktur 24 an zwei Positionen der Kontaktplatte 20 angeordnet ist, welche direkt oberhalb der jeweiligen Kavität 40 angeordnet ist. Zwischen dieser Rippenstruktur 24 ist jeweils eine elektrische Komponente 110 angeordnet, wobei vorzugsweise zu der Oberfläche der Rippenstruktur 24 ein zumindest temporär verformbares Material in Form eines Gapfillers oder einer Wärmeleitpaste angeordnet ist.
  • Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Kühlvorrichtung (10) für die Kühlung wenigstens einer elektrischen Komponente (110) eines Fahrzeugs, aufweisend eine Kontaktplatte (20) aus elektrisch isolierendem und thermisch leitendem Material zur flächigen Kontaktierung der wenigstens einen elektrischen Komponente (110) und ein Schließelement (30), welches mit der Kontaktplatte (20) eine Kavität (40) für die Führung von Kühlmittel ausbildet, wobei in der Kontaktplatte (20) und/oder in dem Schließelement (30) zumindest eine Zulauföffnung (50) für die Zufuhr von kühlem Kühlmittel in die Kavität (40) und zumindest eine Ablauföffnung (60) für die Abfuhr von erwärmten Kühlmittel aus der Kavität (40) ausgebildet ist.
  2. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (20) als Bodenplatte (120) eines Elektrogehäuses (100) für die wenigstens eine elektrische Komponente (110) ausgebildet ist.
  3. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (20) zumindest eine Befestigungsschnittstelle (22) für die Befestigung der wenigstens einen elektrischen Komponente (110) aufweist, wobei die Befestigungsschnittstelle (22) vorzugsweise in die Kavität (40) hineinragt.
  4. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kavität (40) wenigstens eine Kanalwandung (42) aufweist, welche insbesondere durch die Kontaktplatte (20) und/oder das Schließelement (30) ausgebildet ist, wobei die Kanalwandung (42) die Kontaktplatte (20) in gekühlte Bereiche (GB) und ungekühlte Bereiche (UB) aufteilt.
  5. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (20) auf ihrer von der Kavität (40) abgewandten Seite zumindest eine Rippenstruktur (24) aufweist zur abschnittsweisen Aufnahme der wenigstens einen elektrischen Komponente (110).
  6. Kühlvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Oberfläche der Rippenstruktur (24) und einer daran angeordneten elektrischen Komponente (110) ein zumindest temporär formbares Material angeordnet ist.
  7. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (20) und/oder das Schließelement (30) wenigstens abschnittsweise aus einem thermoplastischen Material ausgebildet sind.
  8. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließelement (30) aus einem thermisch isolierenden Material ausgebildet ist.
  9. Kühlvorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite der Kühlvorrichtung (10) ausschließlich durch die Kontaktplatte (20) als ebene Fläche und/oder die Unterseite der Kühlvorrichtung (10) durch das Schließelement (30) und/oder die Kontaktplatte (20) als ebene Fläche ausgebildet ist.
  10. Elektrogehäuse (100) für ein Fahrzeug, aufweisend einen Innenraum (130), dessen Bodenplatte (120) durch eine Kühlvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei in dem Innenraum (130) wenigstens eine elektrische Komponente (110) die Kontaktplatte (20) der Kühlvorrichtung (10) flächig kontaktiert.
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