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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektronisches Bauteil, insbesondere für eine Steuerungsplatine, mit einer Kühlvorrichtung zum Kühlen des Bauteils, ge- mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein elektronisches beziehungsweise elektrisches Bauteil, wie beispielsweise eine Steuerungsplatine oder eine Batterie, kann nur in einem definierten Temperatur- bereich leistungserhaltend betrieben werden. Um dies zu ermöglichen, wird an ein Gehäuse des jeweiligen elektronischen Bauteils üblicherweise eine Kühlvor- richtung eingebaut. Die Kühlvorrichtung umfasst dabei zwei Grundplatten, zwi- schen denen mehrere Kühlkanäle ausgebildet sind. Die eine - üblicherweise me- tallische - Grundplatte wird dabei an das Gehäuse des Bauteils wärmeübertra- gend gekoppelt. Die in dem Bauteil erzeugte Wärme wird über das Gehäuse und die wärmeübertragend gekoppelte Grundplatte an ein Kühlmedium abgegeben, das in den Kühlkanälen der Kühlvorrichtung strömt. Derartige Kühlvorrichtungen für eine Batterie sind beispielsweise aus
EP 2 854 212 A1 und
US 2016/0049705 A1 bekannt. Nachteiligerweise weisen derartige Kühlvorrich- tungen eine geringe Kühlleistung und sind relativ teuer in der Herstellung. Ferner müssen diese aufwändig an das Gehäuse des Bauteils wärmeübertragend ge- koppelt werden.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Gehäuse für ein elektronisches Bauteil mit einer Kühlvorrichtung zum Kühlen des Bauteils eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kühlvor- richtung in ein Gehäuse für ein elektronisches Bauteil, insbesondere eine Steue- rungsplatine, zu integrieren. Die Kühlvorrichtung ist dabei zum Kühlen des elekt- ronischen Bauteils vorgesehen. Das Gehäuse weist ein erstes Gehäuseteil und ein zweites Gehäuseteil auf, wobei zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil das elektronische Bauteil festlegbar ist. Die Kühlvorrichtung mit mehreren von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanälen ist dabei an dem ersten Gehäuseteil festgelegt und kann das elektronische Bauteil kühlen. Erfindungsgemäß sind die mehreren Kühlkanäle der Kühlvorrichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und einem Deckel angeordnet.
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Die Kühlkanäle der Kühlvorrichtung sind auf diese Weise mit dem ersten Gehäu- seteil direkt wärmeübertragend gekoppelt, so dass die in dem Bauteil erzeugte Wärme über das erste Gehäuseteil direkt an ein Kühlmedium in der Kühlvorrich- tung abgegeben werden kann. Im Vergleich zu einer herkömmlichen an ein Ge- häuse wärmeübertragend gekoppelten Kühlvorrichtung muss in dem erfindungs- gemäßen Gehäuse die in dem Bauteil erzeugte Wärme durch wenige Material- schichten transportiert werden und dadurch kann die Kühlleistung der in das Ge- häuse integrierten Kühlvorrichtung erheblich verbessert werden.
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Vorteilhafterweise kann das erste Gehäuseteil aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, bestehen. Metalle weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und die in dem Bauteil erzeugte Wärme kann durch das erste Gehäuseteil effektiv an das Kühlmedium in der Kühlvorrichtung abgegeben werden. Der Deckel kann aus einem Metall wie Aluminium oder auch aus einem Kunststoff bestehen. Um eine Leckage des Kühlmediums in der Kühlvorrichtung zu vermeiden, kann der Deckel an dem zweiten Gehäuseteil fluiddicht festgelegt sein.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die mehreren Kühlkanäle der Kühlvorrichtung zumindest teilweise durch mehrere Erhöhungen und/oder mehre- re Vertiefungen in dem ersten Gehäuseteil und/oder in dem Deckel gebildet sind. So kann beispielsweise das erste Gehäuseteil eben ausgeformt sein und der De- ckel mehrere Erhöhungen aufweisen, die zu dem ersten Gehäuseteil hin ausge- richtet sind. Zwischen den Erhöhungen sind dann die mehreren Kühlungskanäle der Kühlvorrichtung gebildet, die mit dem Kühlmedium durchströmbar sind. Ins- besondere kann auf diese Weise die in dem Bauteil erzeugte Wärme über das erste Gehäuseteil direkt an das Kühlmedium abgegeben werden und die Kühl- leistung der in das Gehäuse integrierten Kühlvorrichtung erheblich erhöht wer- den.
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Alternativ oder zusätzlich kann in den mehreren Kühlkanälen zumindest teilweise eine Turbulenzeinlage zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Deckel ange- ordnet sein. Die Turbulenzeinlage kann dabei so ausgebildet sein, dass das Kühlmedium die Kühlkanäle turbulent durchströmt und besser vermischt wird. Insbesondere kann dadurch das bereits an dem ersten Gehäuseteil erwärmte Kühlmedium mit dem noch kühlen Kühlmedium an dem Deckel vermischt wer- den. Auf diese Weise kann die Kühlleistung der in das Gehäuse integrierten Kühlvorrichtung erhöht und das elektronische Bauteil in dem Gehäuse besser gekühlt werden.
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Alternativ oder zusätzlich können die mehreren Kühlkanäle der Kühlvorrichtung zumindest teilweise durch wenigstens ein Kühlrohr gebildet sein, das zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem Deckel formschlüssig festgelegt ist. Das Kühl- rohr kann beispielsweise mäanderförmig an dem ersten Gehäuseteil anliegend angeordnet sein, so dass das erste Gehäuseteil großflächig an die Kühlvorrich- tung wärmeübertragend gekoppelt ist. Alternativ können mehrere Kühlrohre pa- rallel zueinander an dem ersten Gehäuseteil angeordnet sein und beidseitig in jeweils einen Sammelrohr einmünden, so dass auch hier das erste Gehäuseteil an die Kühlvorrichtung großflächig wärmeübertragend gekoppelt ist.
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Das jeweilige Kühlrohr kann an dem ersten Gehäuseteil vorteilhafterweise direkt anliegen, so dass die in dem Bauteil erzeugte Wärme über das erste Gehäuseteil direkt an das jeweilige Kühlrohr und weiter an das in dem jeweiligen Kühlrohr strömende Kühlmedium übertragen werden kann. Ferner kann das Kühlrohr dem ersten Gehäuseteil zugewandt einen flachen Koppelbereich aufweisen, der dann zweckgemäß an dem flach ausgeformten ersten Gehäuseteil direkt anliegt. Auf diese Weise können eine wärmeübertragende Fläche zwischen dem jeweiligen Kühlrohr und dem ersten Gehäuseteil und dadurch auch die Kühlleistung der Kühlvorrichtung vergrößert werden.
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Vorteilhafterweise kann das jeweilige Kühlrohr aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, bestehen. Aufgrund einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Metalle kann die in dem Bauteil erzeugte Wärme effektiv über das erste Gehäuseteil und über das jeweilige metallische Kühlrohr an das Kühlmedium abgegeben werden. Der Deckel kann dabei aus einem Kunststoff hergestellt sein und das jeweilige Kühlrohr an dem ersten Gehäuseteil formschlüssig festlegen. Bei einer beson- ders vorteilhaften Ausgestaltung des Deckels kann dieser an das jeweilige Kühl- rohr durch ein Kunststoffanspritzen angespritzt sein. Insbesondere ist dadurch das jeweilige Kühlrohr kostengünstig und aufwandreduziert an dem ersten Ge- häuseteil festlegbar.
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Vorteilhafterweise kann bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gehäu- ses vorgesehen sein, dass der Deckel auf dem erstem Gehäuseteil kraftschlüs- sig, vorzugsweise durch ein Klemmen, festgelegt ist. Alternativ kann der Deckel auf dem ersten Gehäuseteil formschlüssig, vorzugsweise durch ein Nieten oder durch ein Schrauben, festgelegt sein. Ferner kann der Deckel auf dem ersten Gehäuseteil auch stoffschlüssig, vorzugsweise durch ein Kleben, festgelegt sein.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das zweite Gehäuseteil an dem ersten Gehäuseteil oder an dem Deckel lösbar festgelegt ist. Das elektronische Bauteil ist dann zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil festlegbar und das zweite Gehäuseteil an dem Deckel oder alternativ an dem ersten Gehäuseteil festgelegt. Vorteilhafterweise können dabei der Deckel, die Kühlvorrichtung, das erste Gehäuseteil und das zweite Gehäuseteil in eine Sta- pelrichtung aufeinander gestapelt sein.
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In dem erfindungsgemäßen Gehäuse sind die Kühlkanäle der Kühlvorrichtung mit dem ersten Gehäuseteil direkt wärmeübertragend gekoppelt. Im Vergleich zu ei- ner herkömmlichen Kühlvorrichtung kann die in dem Bauteil erzeugte Wärme di- rekt über das erste Gehäuseteil an die Kühlvorrichtung abgegeben und die Kühl- leistung der Kühlvorrichtung deutlich erhöht werden. Ferner ist das Gehäuse mit der integrierten Kühlvorrichtung kostengünstiger und aufwandreduziert herstell- bar.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei- bung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo- nenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit einem elekt- ronischen Bauteil;
- 2 eine Ansicht einer Kühlvorrichtung, die zwischen dem ersten Ge- häuseteil und einem Deckel angeordnet ist;
- 3 eine Schnittansicht eines ersten Gehäuseteils mit einem Deckel, der an dem ersten Gehäuseteil angeschraubt ist;
- 4 eine Schnittansicht eines ersten Gehäuseteils mit einem Deckel, der an dem ersten Gehäuseteil klemmend festgelegt ist;
- 5 eine Schnittansicht eines ersten Gehäuseteils mit einem Deckel, der an dem ersten Gehäuseteil angespritzt ist.
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1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Gehäuses 1 für ein elektroni- sches Bauteil 2. Das Gehäuse 1 weist dabei ein erstes Gehäuseteil 3a und ein zweites Gehäuseteil 3b auf, die lösbar aneinander festlegbar sind. Zwischen dem ersten Gehäuseteil 3a und dem zweiten Gehäuseteil 3b ist dann das elektroni- sche Bauteil 2 festlegbar. Ferner weist das Gehäuse 1 eine Kühlvorrichtung 4 mit mehreren Kühlkanälen 5, die zwischen dem ersten Gehäuseteil 3a und einem Deckel 6 angeordnet sind. Die Kühlvorrichtung 4 weist einen Einlassstutzen 7a und einen Auslassstutzen 7b auf, die ein Kühlmedium durch die Kühlvorrichtung 4 durchleiten. Dazu sind der Einlassstutzen 7a und der Auslassstutzen 7b an dem Deckel 6 festgelegt und mit den Kühlkanälen 5 der Kühlvorrichtung 4 flui- disch verbunden. Der Deckel 6, die Kühlvorrichtung 4, das erste Gehäuseteil 3a und das zweite Gehäuseteil 3b sind dabei in eine Stapelrichtung 8 aufeinander gestapelt.
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Zweckgemäß ist das elektronische Bauteil 2 an das erste Gehäuseteil 3a wärme- übertragend gekoppelt, so dass die in dem elektronischen Bauteil 2 erzeugte Wärme über das erste Gehäuseteil 3a an das Kühlmedium in den Kühlkanälen 5 abgegeben werden kann. Das erste Gehäuseteil 3a besteht in diesem Ausfüh- rungsbeispiel aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und der Deckel 6 besteht aus einem Kunststoff. Um eine Leckage des Kühlmediums in der Kühl- vorrichtung 4 zu vermeiden, ist der Deckel 6 an dem zweiten Gehäuseteil 3a zweckgemäß fluiddicht festgelegt.
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In diesem Ausführungsbeispiel sind die mehreren Kühlkanäle 5 der Kühlvorrich- tung 4 durch mehrere Erhöhungen 9a und mehrere Vertiefungen 9b in dem De- ckel 6 gebildet. Das erste Gehäuseteil 3a ist dabei eben ausgeformt und zwi- schen den Erhöhungen 9a sind dann die mehreren Kühlkanäle 5 der Kühlvorrich- tung 4 gebildet. Auf diese Weise kann die in dem Bauteil 2 erzeugte Wärme über das erste Gehäuseteil 3a direkt an das Kühlmedium in den Kühlkanälen 5 abge- geben werden. Im Vergleich zu einer herkömmlichen an ein Gehäuse wärme- übertragend gekoppelten Kühlvorrichtung muss in dem erfindungsgemäßen Ge- häuse 1 die in dem elektronischen Bauteil 2 erzeugte Wärme durch wenige Mate- rialschichten transportiert werden und dadurch kann die Kühlleistung der in das Gehäuse 1 integrierten Kühlvorrichtung 4 deutlich erhöht werden.
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2 zeigt eine Ansicht des ersten Gehäuseteils 3a, des Deckels 6 und der al- ternativ ausgestalteten Kühlvorrichtung 4. In diesem Ausführungsbeispiel ist in den Kühlkanälen 5 der Kühlvorrichtung 4 eine Turbulenzeinlage 10 zwischen dem ersten Gehäuseteil 3a und dem Deckel 6 angeordnet. Die Turbulenzeinlage 10 ist dabei so ausgebildet, dass das Kühlmedium die Kühlkanäle 5 turbulent durchströmt. Insbesondere kann dadurch das Kühlmedium in den Kühlkanälen 5 besser vermischt und die Kühlleistung der in das Gehäuse 1 integrierten Kühlvor- richtung 4 erhöht werden. Zweckgemäß ist der Deckel 6 an dem ersten Gehäuse- teil 3a fluidisch dicht festgelegt.
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3 bis 5 zeigen Schnittansichten des ersten Gehäuseteils 3a, des Deckels 6 und der Kühlvorrichtung 4, wobei die Kühlkanäle 5 der Kühlvorrichtung 4 durch ein Kühlrohr 11 gebildet sind. Das Kühlrohr 11 ist hier mäanderförmig und an das erste Gehäuseteil 3a direkt wärmeübertragend gekoppelt. Das Kühlrohr 11 weist dem ersten Gehäuseteil 3a zugewandt einen flachen Koppelbereich 12 auf, der an dem flach ausgeformten ersten Gehäuseteil 3a großflächig und direkt anliegt. Die in dem elektronischen Bauteil 2 - hier nicht gezeigt - erzeugte Wärme kann auf diese Weise über das erste Gehäuseteil 3a direkt an das Kühlrohr 11 und weiter an das in dem jeweiligen Kühlrohr 11 strömende Kühlmedium großflächig übertragen werden.
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In 3 ist der Deckel 6 an dem ersten Gehäuseteil 3a formschlüssig durch Schrauben bzw. Nieten 13 festgelegt. Zwischen dem Deckel 6 und dem ersten Gehäuseteil 3a ist das Kühlrohr 11 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind das erste Gehäuseteil 3a, der Deckel 6 und das Kühlrohr 11 aus einem Me- tall, vorzugsweise Aluminium, hergestellt. In 4 ist der Deckel 6 an dem ersten Gehäuseteil 3a durch mehrere Steckelemente 14 an dem Deckel 6 und durch dazu komplementäre Öffnungen 15 in dem ersten Gehäuseteil 3a formschlüssig festgelegt. Das Kühlrohr 11 ist zwischen dem Deckel 6 und dem ersten Gehäuse- teil 3a formschlüssig festgelegt. Der Deckel 6 besteht in diesem Ausführungsbei- spiel aus einem Kunststoff und das erste Gehäuseteil 3a und das Kühlrohr 11 bestehen aus einem Metall, vorzugsweise Aluminium. Abweichend zu der Anord- nung in 1 bis 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Deckel 6 an dem zweiten Gehäuseteil 3b - hier nicht gezeigt - festlegbar. In 5 besteht der De- ckel 6 aus einem Kunststoff und ist an das Kühlrohr 11 angespritzt. Auf diese Weise ist das Kühlrohr 11 kostengünstig und aufwandreduziert an dem ersten Gehäuseteil 3a festlegbar.
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In dem erfindungsgemäßen Gehäuse 1 sind die Kühlkanäle 5 der Kühlvorrichtung 4 mit dem ersten Gehäuseteil 3a direkt wärmeübertragend gekoppelt. Im Ver- gleich zu einer herkömmlichen Kühlvorrichtung kann dadurch die Kühlleistung der Kühlvorrichtung 4 deutlich erhöht werden. Ferner ist das Gehäuse 1 mit der inte- grierten Kühlvorrichtung 4 kostengünstig und aufwandreduziert herstellbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2854212 A1 [0002]
- US 20160049705 A1 [0002]
