DE102017101126A1

DE102017101126A1 - Leistungselektroniksystem und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102017101126A1
Application number: DE102017101126.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Wecker; Ole Mühlfeld; Lars Paulsen; Henning Ströbel-Maier; Holger Beer; Christopher Klaehr; Klaus Olesen
Original assignee: Danfoss Silicon Power GmbH
Current assignee: Danfoss Silicon Power GmbH
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-21
Also published as: CN112423549A; US20190373777A1; WO2018134031A1; CN110192442A; DE102017101126B4; US10999955B2; CN110192442B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leistungselektroniksystem (1) umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul (2). Das Leistungselektronikmodul (2) umfasst eine Grundplatte (3) und mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite der Grundplatte (3) angeordnet ist. Das Leistungselektronikmodul (2) umfasst eine Kühlstruktur (4), um Wärme vom Leistungselektronikmodul (2) weg zu transportieren über ein Kühlmittel, das durch die Kühlstruktur (4) geleitet wird. Die Kühlstruktur (4) ist auf einer zweiten Seite (5) der Grundplatte (3) gegenüber der ersten Seite angeordnet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leistungselektroniksystem (1) mit einer verbesserten Kühlung bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kühlstruktur (4) einstückig mit der Grundplatte (3) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungselektroniksystem umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul, wobei das Leistungselektronikmodul eine Grundplatte umfasst sowie mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die an einer ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, wobei das Leistungselektronikmodul eine Kühlstruktur umfasst, um Wärme vom Leistungselektronikmodul über ein Kühlmittel, das durch die Kühlstruktur geleitet wird, weg zu transportieren, und wobei die Kühlstruktur auf einer zweiten Seite der Grundplatte gegenüber der ersten Seite angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektronikmoduls der oben genannten Art.
Traditionell werden Leistungselektronikmodule in Leistungselektroniksystemen dadurch aufgebaut, dass eine wärmeerzeugende Komponente direkt oder indirekt auf einer ersten Seite einer Grundplatte befestigt wird. Die wärmeerzeugende Komponente wird dann üblicherweise gegenüber der Umwelt eingekapselt in einer Formmasse, die auch den Rest der ersten Seite der Grundplatte bedeckt.
Separate Teile, die Kühlstrukturen umfassen, können dann auf einer oder beiden Seiten des Leistungselektronikmoduls befestigt werden, um Wärme vom Leistungselektronikmodul weg zu transportieren. Dieser Aufbau hat aber mehrere Nachteile, insbesondere, wenn eine starke Kühlung notwendig ist. Wenn eine Kühlstruktur, die ein Kühlmittel verwendet, an der zweiten Seite der Grundplatte befestigt wird, wird das Kühlmittel durch die Kühlstruktur geleitet, um überschüssige Wärme vom Leistungselektronikmodul weg zu transportieren. Eine effiziente Kühlung benötigt allerdings eine hohe Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmittels, welche dadurch erreicht wird, dass das Kühlmittel durch eine Pumpe mit hohem Druck bereitgestellt wird. Dadurch ist das Leistungselektronikmodul starken Druckkräften ausgesetzt, die aufgrund von durch die Pumpe verursachten Druckpulsen schwanken können. Daher ist es notwendig, das Leistungselektronikmodul zu stabilisieren, um Mikrorisse zu vermeiden, was üblicherweise durch eine dickere Grundplatte erreicht wird, um vorzeitiges mechanisches Versagen des elektronischen Leistungsmoduls zu verhindern. Dies vergrößert aber das Volumen, die Dicke und das Gewicht des Leistungselektronikmoduls.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Leistungselektroniksystem mit einer verbesserten Kühlung bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass die Kühlstruktur einstückig mit der Grundplatte ausgebildet ist.
Die Grundplatte und die Kühlstruktur sind also keine separaten Teile, die während der Montage nur aneinander befestigt werden, sondern die Kühlstruktur ist einstückig mit der Grundplatte ausgebildet. Dadurch kann die Kühlstruktur wirksamer zur Versteifung der Grundplatte beitragen und die Gesamthöhe der Kombination von Grundplatte und Kühlstruktur kann im Vergleich zum Stand der Technik reduziert werden ohne einen Stabilitätsverlust des Leistungselektronikmoduls.
In einer Ausführungsform umfasst die Kühlstruktur mindestens eine Wandstruktur zur Versteifung der Grundplatte und zum Führen eines Kühlmittels entlang der Kühlstruktur. Jede Wandstruktur kann eine Kombination von mehreren miteinander verbundenen Wandelementen sein. Die mindestens eine Wandstruktur kann auch den Fluss des Kühlmittels von mindestens einem Kühlstruktureinlass zu mindestens einem Kühlstrukturauslass leiten. Wandstrukturen sorgen für eine höhere Stabilität und Steifigkeit der Grundplatte als isolierte Stift-Flossen (pin-fins). In einer Ausführungsform wechselt die mindestens eine Wandstruktur ihre Richtung in der Ebene der Kühlstruktur parallel zur zweiten Oberfläche. Der Richtungswechsel kann graduell oder abrupt erfolgen oder beides an unterschiedlichen Positionen der Wandstruktur. Anders ausgedrückt können Teile der Wandstruktur gerade und andere Teile beispielsweise gebogen sein.
In einer Ausführungsform umfasst eine der Wandstrukturen mindestens ein stabilisierendes Wandelement, wobei das stabilisierende Wandelement seine Richtung für mindestens ein Drittel der Ausdehnung der Grundplatte entlang dieser Richtung nicht ändert. Diese Ausführungsform stellt sicher, dass mindestens ein Teil der mindestens einen Wandstruktur deutlich zur Versteigung und Stabilität der Grundplatte beiträgt. Wenn die Kühlstruktur mehrere stabilisierende Wandelemente dieser Art umfasst, dann wird die Steifigkeit der gesamten Grundplatte annähernd dieselbe Steifigkeit erreichen, wie diejenige einer massiven Grundplatte derselben Dicke. In einer Ausführungsform wechselt mindestens ein stabilisierendes Wandelement seine Richtung nicht für mindestens die Hälfte der Ausdehnung der Grundplatte in dieser Richtung. In einer Ausführungsform ändert mindestens ein stabilisierendes Wandelement seine Richtung nicht für die volle Ausdehnung der Grundplatte entlang dieser Richtung.
In einer Ausführungsform umfasst das Leistungselektroniksystem mindestens zwei stabilisierende Wandelemente, die zueinander in einem relativen Winkel zwischen 60° und 120° angeordnet sind. Diese Ausführungsform sorgt dafür, dass mindestens zwei stabilisierende Wandelemente annähernd senkrecht zueinander angeordnet sind in der Ebene der Kühlstruktur und dadurch eine ausreichende Gesamtsteifigkeit und Stabilität der Grundplatte sichergestellt wird.
In einer Ausführungsform wird die Kühlstruktur in der Ebene der Kühlstruktur begrenzt durch mindestens drei stabilisierende Wandelemente. Abhängig von der Form der Grundplatte kann eine Anzahl von stabilisierenden Wandelementen somit die Kühlstruktur begrenzen und damit auch den Fluss des Kühlmittels in der Ebene der Kühlstruktur. Die Grundplatte kann rechteckig sein und in diesem Fall kann die Kühlstruktur durch vier stabilisierende Wandelemente begrenzt werden, welche sich in den Ecken der Kühlstruktur treffen.
In einer Ausführungsform umfasst die Kühlstruktur mindestens zwei Wandstrukturen, die verschachtelte Kammmuster bilden, um den Fluss von Kühlmittel entlang der Kühlstruktur zu führen und um die Grundplatte zu stabilisieren. Ein verschachteltes Kammmuster stellt effektiv sowohl eine gleichmäßige Kühlung als auch eine hohe Steifigkeit der Grundplatte bereit. Das verschachtelte Kammmuster kann zwischen zwei benachbarten stabilisierenden Wandelementen ausgebildet sein. Die benachbarten stabilisierenden Wandelemente können parallel verlaufen, aber können auch in einem Relativwinkel zueinander angeordnet sein.
In einer Ausführungsform umfasst die Kühlstruktur sowohl Wandstrukturen als auch quer isolierte Stifte. Die Kühlstruktur kann außerdem Stifte umfassen, die mit mindestens einer der Wandstrukturen verbunden sind.
In einer Ausführungsform umfasst die Kühlstruktur mindestens drei Wandstrukturen, die jeweils mindestens ein stabilisierendes Wandelement umfassen, wobei sich die mindestens drei stabilisierenden Wandelemente radial in Richtung auf eine gemeinsame Zentralposition erstrecken. Die gemeinsame Zentralposition muss nicht notwendigerweise im geometrischen Zentrum der Grundplatte angeordnet sein. Falls die Grundplatte eine gewisse Symmetrie aufweist, kann es jedoch von Vorteil sein, wenn die gemeinsame Zentralposition im geometrischen Zentrum der Ebene der Kühlstruktur angeordnet ist. Mindestens drei stabilisierende Wandelemente in einer radialen Anordnung relativ zu einer gemeinsamen Zentralposition anzuordnen sorgt für eine hohe Stabilität der Grundplatte. Außerdem kann in dieser Ausführungsform ein Kühlstruktureinlass oberhalb der gemeinsamen Zentralposition angeordnet sein, so dass die Mitte der Grundplatte hier die stärkste Kühlung erfährt. Letzteres kann wünschenswert sein in solchen Anwendungen, in denen die meiste Hitze im Zentrum des Leistungselektronikmoduls erzeugt wird. Die Kühlstruktur kann in dieser Ausführungsform weitere, nicht radial angeordnete stabilisierende Wandelemente umfassen.
In einer Ausführungsform bilden Wandstrukturen ein polares Kammmuster zwischen benachbarten stabilisierenden Wandelementen um die gemeinsame Zentralposition. In dieser Ausführungsform kann das Kühlmittel nahe der gemeinsamen Zentralposition in die Kühlstruktur eintreten und dann radial nach außen fließen, wobei es durch das polare Kammmuster mäandert, das zwischen benachbarten stabilisierenden Wandelementen angeordnet ist, bis es den Kühlstrukturauslass erreicht.
In einer Ausführungsform umfasst das Leistungselektroniksystem mindestens zwei Leistungselektronikmodule und einen gemeinsamen Kühlmittelverteiler, wobei der gemeinsame Kühlmittelverteiler mindestens einen Verteilereinlass und mindestens einen Verteilerauslass umfasst, der mit jedem der Leistungselektronikmodule verbunden ist. Jeder Verteilereinlass kann mit einem oder mehreren Kühlstrukturauslässen verbunden sein und jeder Verteilerauslass kann mit einem oder mehreren Kühlstruktureinlässen verbunden sein und umgekehrt.
In einer Ausführungsform umfasst der gemeinsame Kühlmittelverteiler individuelle Vertiefungen, um jedes Leistungselektronikmodul aufzunehmen, wobei jede Vertiefung mindestens einen Verteilereinlass und mindestens einen Verteilerauslass umfasst.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems gelöst, umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul, wobei das Leistungselektronikmodul eine Grundplatte umfasst und mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite einer Grundplatte angeordnet ist, wobei das Leistungselektronikmodul eine Kühlstruktur umfasst, um Wärme vom Leistungselektronikmodul über ein Kühlmittel, das durch die Kühlstruktur geleitet wird, weg zu transportieren, und wobei die Kühlstruktur auf einer zweiten Seite der Grundplatte gegenüber der ersten Seite angeordnet ist, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen einer unverarbeiteten Grundplatte,
- Ausbilden einer Kühlstruktur auf der zweiten Seite der unverarbeiteten Grundplatte, so dass die Kühlstruktur einstückig mit der Grundplatte ausgebildet ist,
- Befestigen der mindestens einen wärmeerzeugenden Komponente auf der ersten Seite.

In einer Ausführungsform wird die Kühlstruktur durch Kaltfließpressen der unverarbeiteten Grundplatte ausgebildet. Die Kühlstruktur kann beispielsweise in die unverarbeitete Grundplatte gestanzt werden. Abhängig vom Material der Grundplatte kann Kaltfließpressen kosteneffizienter sein als andere Herstellungsverfahren. Alternativ kann die Kühlstruktur auch durch Warmschmieden, Ätzen, Fräsen, 3D-Drucken, Additive Herstellung, Sintern, Spritzguss, Gießen oder Erodieren geformt sein. Diese alternativen Verfahren können insbesondere verwendet werden, wenn das Material der Grundplatte für Kaltfließpressen nicht geeignet ist oder die Form der Kühlstruktur durch Kaltfließpressen schwierig zu erreichen ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei:

1 eine Ansicht eines Leistungselektronikmoduls von oben als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
2 eine zweite Ausführungsform eines Leistungselektronikmoduls als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
3A+3B eine dritte Ausführungsform eines Leistungselektronikmoduls als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
4 einen gemeinsamen Kühlmittelverteiler als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
5 eine vierte Ausführungsform einer Grundplatte als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
6 eine fünfte Ausführungsform einer Grundplatte als Teil eines Leistungselektroniksystems gemäß der Erfindung zeigt,
7 eine Anordnung von zwölf angrenzenden Grundplatten gemäß der Ausführungsform von 6 zeigt,
8 die Ausführungsform gemäß 7 gemeinsam mit einem passenden gemeinsamen Kühlmittelverteiler zeigt,
9 ein Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung zeigt.

1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Leistungselektroniksystems 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Leistungselektroniksystem 1 umfasst ein Leistungselektronikmodul 2 mit einer Grundplatte 3. Das Leistungselektronikmodul 2 umfasst weiterhin eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite der Grundplatte 3 angeordnet ist, welche aus dem gezeigten Winkel nicht sichtbar ist. Das Leistungselektronikmodul 2 umfasst weiterhin eine Kühlstruktur 4, die auf einer zweiten Seite 5 der Grundplatte 3 angeordnet ist.
Die Kühlstruktur 4 ist einstückig mit der Grundplatte 3 ausgebildet. Beide können aus einer gemeinsamen unverarbeiteten Grundplatte hergestellt werden, beispielsweise durch Kaltfließpressen. Alternativ kann die Kühlstruktur 4 auch durch Warmschmieden, Ätzen, Fräsen, 3D-Drucken, Additive Herstellung, Sintern, Spritzguss, Gießen oder Erodieren gebildet werden.
In dieser Ausführungsform umfasst die Kühlstruktur 4 drei Wandstrukturen 6 sowie quer isolierte Stifte 7. Außerdem sind einige Stifte 8 mit Wandstrukturen 6 verbunden.
1 zeigt außerdem zwei Hauptdurchflussrichtungen eines Kühlmittels, beginnend von oben nach unten und dann ungefähr Kanälen folgend, die durch die Wandstrukturen 6 gebildet sind.
Das Leistungselektroniksystem 1 kann selbstverständlich eine Vielzahl von Leistungselektronikmodulen 2 umfassen, welche von einem gemeinsamen Kühlmittelverteiler mit Kühlmittel versorgt werden können, wie in einer der späteren Ausführungsformen gezeigt werden wird.
Die Wandstrukturen 6 umfassen hier jeweils mindestens ein stabilisierendes Wandelement 9, das seine Richtung nicht ändert für mindestens ein Drittel der Ausdehnung der Grundplatte entlang dieser Richtung.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Leistungselektroniksystems 1 gemäß der Erfindung. Das Leistungselektronikmodul 2 umfasst hier erneut eine Grundplatte 3 mit einer anderen Kühlstruktur 4 verglichen mit der vorherigen Ausführungsform. Die Kühlstruktur 4 umfasst hier vier Wandstrukturen 6. Eine der Wandstrukturen 6 umfasst vier stabilisierende Wandelemente 9, welche die Kühlstruktur 4 in der transversalen Ebene begrenzen. Die anderen Wandstrukturen 6 sind innerhalb der begrenzenden Wandstrukturen 6 angeordnet. Die Wandstrukturen 6 formen ein verschachteltes Kammmuster, um den Fluss des Kühlmittels entlang der Kühlstruktur 4 zu leiten. In dieser Ausführungsform sind alle Wandelemente entweder parallel oder senkrecht zueinander angeordnet.
3a und 3b zeigen Ausführungsformen ähnlich zu der in 2. Hier wird das Leistungselektronikmodul 2 von der zweiten Seite in 3a gezeigt und von der ersten Seite der Grundplatte 3 in 3b gezeigt.
In 4 ist ein gemeinsamer Kühlmittelverteiler 10 für drei Leistungselektronikmodule 2 gemäß den 3a und 3b gezeigt. Der gemeinsame Kühlmittelverteiler 10 umfasst drei Vertiefungen 11, die je dazu vorgesehen sind, eine Kühlstruktur 4 eines Leistungselektronikmoduls 2 aufzunehmen. In jeder Vertiefung 11 ist ein Verteilereinlass 12 und ein Verteilerauslass 13 angeordnet.
5 zeigt eine vierte Ausführungsform einer Grundplatte 3 für ein Leistungselektroniksystem 1. Die anderen Teile des Leistungselektronikmoduls 2 und des Leistungselektroniksystems 1 sind der Einfachheit halber weggelassen. Die Grundplatte 3 umfasst hier erneut eine Kühlstruktur 4. Die Kühlstruktur 4 umfasst acht Wandstrukturen 6. Die Wandstrukturen 6 umfassen jeweils ein stabilisierendes Wandelement 9, das in Richtung einer gemeinsamen Zentralposition 14 verläuft. Für jedes stabilisierende Wandelement 9 gibt es ein anderes stabilisierendes Wandelement 9, das parallel verläuft und zwei andere stabilisierende Wandelemente 9, die senkrecht verlaufen. Die Wandstrukturen 6 formen ein polares Kammmuster zwischen benachbarten stabilisierenden Wandelementen 9 um die gemeinsame Zentralposition 14.
6 zeigt eine fünfte Ausführungsform gemäß der Erfindung. Die Grundplatte 3 umfasst hier eine Kühlstruktur 4, die eine ähnliche Radialgeometrie wie die Ausführungsform nach 5 hat. Der Hauptunterschied besteht in diesem Fall darin, dass die Grundplatte 3 sowie die Kühlstruktur 4 eine rechteckige Form in der Ebene der Kühlstruktur 4 haben.
7 zeigt eine Anordnung von zwölf Grundplatten 3 gemäß der Ausführungsform von 6, die nebeneinander angeordnet sind. Alle anderen Elemente des Leistungselektronikmoduls 2 sind erneut der Einfachheit halber weggelassen.
8 zeigt dieselbe Ausführungsform wie 7, wobei zusätzlich ein gemeinsamer Kühlmittelverteiler 10 auf die Kühlstrukturen 4 aufgesetzt ist, um die Leistungselektronikmodule 2 mit Kühlmittel zu versorgen und aufgeheiztes Kühlmittel, das aus den Kühlstrukturen 4 herausfließt, aufzunehmen. In diesem Fall stellt der gemeinsame Kühlmittelverteiler 10 drei benachbarte Kühlstrukturen 4 mit Kühlmittel durch drei benachbarte Verteilerauslässe 13 bereit. Die Verteilerauslässe 13 sind hier so angeordnet, dass das Kühlmittel in die Kühlstrukturen 4 jeweils bei der gemeinsamen Zentralposition 14 der Kühlstrukturen 4 eintritt. Das aufgeheizte Kühlmittel verlässt dann die Kühlstrukturen 4 bei dem Verteilereinlass 12. Hier ist jeder Verteilereinlass 12 mit mehreren angrenzenden Kühlstrukturen 4 von angrenzenden Leistungselektronikmodulen 2 verbunden.
9 zeigt ein Flussdiagramm des Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindung. Gemäß dem Verfahren wird zunächst eine unverarbeitete Grundplatte bereitgestellt. Die Kühlstruktur 4 wird dann auf der zweiten Seite der unverarbeiteten Grundplatte gebildet, so dass die Kühlstruktur einstückig mit der Grundplatte ausgebildet ist. Dieser Formungsprozess kann beispielsweise durch Kaltfließpressen ausgeführt werden. Alternativ kann die Kühlstruktur 4 auch durch Warmschmieden, Ätzen, Fräsen, 3D-Drucken, Additive Herstellung, Sintern, Spritzguss, Gießen oder Erodieren gebildet werden.
Dann wird die mindestens eine wärmeerzeugende Komponente auf der ersten Seite der Grundplatte befestigt. Dadurch wird ein Leistungselektroniksystem 1 umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul 2 hergestellt. Das Leistungselektronikmodul 2 umfasst eine Grundplatte und mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite der Grundplatte 3 angeordnet ist. Das Leistungselektronikmodul 2 umfasst eine Kühlstruktur 4, um Wärme vom Leistungselektronikmodul 2 über ein Kühlmittel weg zu transportieren, das durch die Kühlstruktur 4 geleitet wird. Die Kühlstruktur 4 ist auf einer zweiten Seite 5 der Grundplatte 3 gegenüber der ersten Seite angeordnet.

Claims

Leistungselektroniksystem umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul, wobei das Leistungselektronikmodul eine Grundplatte umfasst sowie mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, wobei das Leistungselektronikmodul eine Kühlstruktur umfasst, um Wärme vom Leistungselektronikmodul über ein Kühlmittel, das durch die Kühlstruktur geleitet wird, weg zu transportieren, und wobei die Kühlstruktur auf einer zweiten Seite der Grundplatte gegenüber der ersten Seite angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur einstückig mit der Grundplatte ausgebildet ist.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Kühlstruktur mindestens eine Wandstruktur zur Versteifung der Grundplatte und zum Leiten eines Kühlmittels entlang der Kühlstruktur umfasst.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Wandstrukturen mindestens ein stabilisierendes Wandelement umfasst, wobei das stabilisierende Wandelement seine Richtung für mindestens ein Drittel der Ausdehnung der Grundplatte entlang dieser Richtung nicht ändert.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungselektronikmodul mindestens zwei stabilisierende Wandelemente umfasst, die in einem Relativwinkel zwischen 60° und 120° zueinander angeordnet sind.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur in der transversalen Ebene durch mindestens drei stabilisierende Wandelemente begrenzt wird.
Leistungselektroniksystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur mindestens zwei Wandstrukturen umfasst, die ein verschachteltes Kammmuster bilden, um das Kühlmittel entlang der Kühlstruktur zu leiten und die Grundplatte zu stabilisieren.
Leistungselektroniksystem gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur sowohl Wandstrukturen als auch transversal isolierte Stifte umfasst.
Leistungselektroniksystem gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur mindestens drei Wandstrukturen umfasst, wobei jede davon mindestens ein stabilisierendes Wandelement umfasst, wobei die mindestens drei stabilisierenden Wandelemente sich radial in Richtung auf eine gemeinsame Zentralposition erstrecken.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstrukturen ein polares Kammmuster zwischen angrenzenden stabilisierenden Wandelementen um die gemeinsame Zentralposition herum bilden.
Leistungselektroniksystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Leistungselektroniksystem mindestens zwei Leistungselektronikmodule und einen gemeinsamen Kühlmittelverteiler umfasst, wobei der gemeinsame Kühlmittelverteiler mindestens einen Verteilereinlass und mindestens einen Verteilerauslass der mit jedem der Leistungselektronikmodule verbunden ist, umfasst.
Leistungselektroniksystem gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Kühlmittelverteiler individuelle Vertiefungen zur Aufnahme jedes Leistungselektronikmoduls umfasst, wobei jede Vertiefung mindestens einen Verteilereinlass und mindestens einen Verteilerauslass umfasst.
Verfahren zur Herstellung eines Leistungselektroniksystems umfassend mindestens ein Leistungselektronikmodul, wobei das Leistungselektronikmodul eine Grundplatte umfasst und mindestens eine wärmeerzeugende Komponente, die auf einer ersten Seite der Grundplatte angeordnet ist, wobei das Leistungselektronikmodul eine Kühlstruktur umfasst, um Wärme von dem Leistungselektronikmodul weg zu transportieren über ein Kühlmittel, das durch die Kühlstruktur geleitet wird, und wobei die Kühlstruktur auf einer zweiten Seite der Grundplatte gegenüber der ersten Seite angeordnet ist, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer unverarbeiteten Grundplatte, - Bilden einer Kühlstruktur auf der zweiten Seite der unverarbeiteten Grundplatte, so dass die Kühlstruktur einstückig mit der Grundplatte ausgebildet ist, - Befestigen von mindestens einer wärmeerzeugenden Komponente auf der ersten Seite.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur durch Kaltfließpressen der unverarbeiteten Grundplatte gebildet wird.