DE102018208977A1 - Anordnung mit einer Leistungselektronik und einem Kühler - Google Patents

Anordnung mit einer Leistungselektronik und einem Kühler Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung (1) mit einer Leistungselektronik (2), die zumindest ein elektronisches Bauteil (6) aufweist, und einen Kühler (3) zum Kühlen des Bauteils (6). Eine vereinfachte, ökonomische Herstellung der Anordnung (1) und eine erhöhte Effizienz der Kühlung des Bauteils (6) ergeben sich dadurch, dass eine Außenhülle (11) des Bauteils (6), über welcher das Bauteil (6) Wärme auf den Kühler (3) überträgt, mit einer Klebeschicht (9) stoffschlüssig am Kühler (3) fixiert ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug (4) mit einer derartigen Anordnung (1) und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung (1).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer Leistungselektronik und einem Kühler zum Kühlen der Leistungselektronik, die insbesondere in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Anordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung.
  • Eine Leistungselektronik findet vielfältige Anwendung und weist in der Regel mehrere elektronische Bauteile auf, die im Betrieb Wärme entwickeln. Ein Beispiel des Einsatzes der Leistungselektronik ist in Kraftfahrzeugen, wobei der Einsatz von Leistungselektronik in Kraftfahrzeugen, insbesondere bedingt durch die steigende Bedeutung von zumindest teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, zunimmt. Die in den Bauteilen der Leistungselektronik entstehende Wärme kann zu Beschädigungen und/oder Leistungseinbußen der Leistungselektronik führen. Dies erfordert eine Kühlung der Bauteile, die üblicherweise mit Hilfe eines Kühlers erfolgt.
  • Aus der US 2005/072334 A1 ist es bekannt, zum Kühlen eines elektronischen Bauteils eine Kühlrippe mit Hilfe einer Klebeschicht am elektronischen Bauteil anzubringen, um dieses Bauteil zu kühlen.
  • Bei steigenden Anforderungen an die Leistungselektronik, insbesondere bei erhöhten elektrischen Strömen durch die Bauteile, ist eine effizientere Kühlung der Bauteile erforderlich. Hierzu kommen üblicherweise Kühler zum Einsatz, welche mit zumindest einem elektronischen Bauteil der Leistungselektronik in wärmeübertragendem Kontakt stehen, wobei die Wärmeübertragung über ein Temperiermittel erfolgt, welches durch den Kühler strömt.
  • Von Temperiermittel durchströmte Kühler, die teilweise geklebt sind, sind aus der DE 10 2014 218 694 A1 und der DE 10 2013 206 056 A1 bekannt.
  • Kühler, welche üblicherweise zum Kühlen der Bauteile der Leistungselektronik zum Einsatz kommen, weisen einen aus einem Metall oder einer Legierung hergestellten Rohrkörper auf, der am zu kühlenden Bauteil fixiert und damit wärmeübertragend verbunden wird. Dies kann durch das Verlöten des Rohrkörpers am Bauteil erfolgen. Möglich ist es auch, den Rohrkörper und das Bauteil kraft- und/oder formschlüssig miteinander zu verbinden. Um eine gleichmäßige Verbindung bzw. einen gleichmäßigen Wärmeübertrag zwischen dem Rohrkörper und dem Bauteil zu ermöglichen, kommt üblicherweise eine Lage eines sogenannten thermischen Interfaces zum Einsatz, die zwischen dem Rohrkörper und dem Bauteil angeordnet und an diesen fixiert ist. Das thermische Interface-Material dient dabei einerseits dem Zweck, topologische Unterschiede der Oberflächen des Bauteils und des Kühlers auszugleichen und somit insbesondere den Wärmeübertrag zwischen diesen zu verbessern. Zudem dient ein solches thermisches Interface-Material dem Zweck, thermomechanische Spannungen zwischen Bauteil und Kühler abzubauen. Das Anbringen des thermischen Interface-Materials erfordert dabei eine relativ hohe Flächenpressung, die einige Bar betragen kann, so dass die Herstellung einer Anordnung aus der Leistungselektronik und dem Kühler aufwendig und teuer ist. Zudem bilden derartige thermische Interface-Materialien einen thermischen Widerstand zwischen Bauteil und Kühler, die zu einer reduzierten Kühlung des Bauteils führen. Dabei führt die für die vorstehenden Funktionen des thermischen Interface-Materials benötigte Dicke des Materials zu einem erhöhten thermischen Widerstand und somit zu einer reduzierten Kühlung des Bauteils. Ferner durchlaufen derartige thermische Interface-Materialien eine Alterung und Abnutzung, die mitunter zu einem zumindest lokalen Kontaktverlust zwischen dem Interface und dem Bauteil bzw. dem Kühler führen, der den thermischen Widerstand weiter erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für eine Anordnung mit einer Leistungselektronik und einem Kühler sowie für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Anordnung und für ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine kostengünstigere und/oder ökonomischere Herstellung und/oder eine verbesserte Kühlung der Leistungselektronik auszeichnen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein elektronisches Bauteil einer Leistungselektronik mit einer Klebeschicht stoffschlüssig an einem Kühler zum Kühlen des Bauteils zu fixieren und somit einerseits auf das energieintensive und aufwendige Verlöten des Bauteils am Kühler zu verzichten und andererseits auf ein aus dem Stand der Technik eingesetztes thermisches Interface-Material zu verzichten. Durch das Verkleben erfolgt, insbesondere im Vergleich zum Verlöten, eine kostengünstigere und/oder einfachere Fixierung des Bauteils am Kühler, die insbesondere ökonomischer ist. Durch den Entfall des thermischen Interface-Materials wird der thermische Widerstand zwischen Bauteil und Kühler reduziert, so dass eine effizientere Kühlung des Bauteils erfolgt. Zudem sind hiermit üblicherweise durch Lötvorgänge bedingte Korrosionen des Kühlers verhindert oder zumindest reduziert. Zudem kann die für das Anbringen des thermischen Interface-Materials benötigte Flächenpressung entfallen oder zumindest reduziert werden.
  • Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Anordnung die Leistungselektronik sowie den Kühler auf. Die Leistungselektronik weist zumindest ein elektronisches Bauteil auf, das eine Außenhülle aufweist, über die im Betrieb ein Wärmeübertrag auf den Kühler erfolgt, um das Bauteil zu kühlen. Erfindungsgemäß ist dabei die Außenhülle stoffschlüssig mit einer Klebeschicht am Kühler fixiert. Die Klebeschicht fixiert also einerseits die Außenhülle am Kühler und ersetzt andererseits das thermische Interface-Material bzw. bildet dieses thermische Interface.
  • Die Außenhülle des elektronischen Bauteils kann insbesondere die unmittelbare Oberfläche des Bauteils sein bzw. diese beinhalten. Vorstellbar ist es auch, das Bauteil in einer separaten Außenhülle aufzunehmen, über die ein Wärmeübertrag auf den Kühler erfolgt.
  • Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Klebeschicht unmittelbar zwischen dem Kühler und der Außenhülle angeordnet ist. Das heißt insbesondere, dass zwischen der Klebeschicht und dem Kühler bzw. der Klebeschicht und der Außenhülle keine weiteren Lagen und Bestandteile angeordnet sind. Somit wird insbesondere der thermische Widerstand zwischen der Außenhülle und dem Kühler reduziert und die Kühlung des Bauteils verbessert.
  • Die Klebeschicht ist eine Schicht, die als Hauptbestandteil einen Klebstoff aufweist, wobei in der Klebeschicht Füllmaterialien vorgesehen sein können. Die Klebeschicht kann also ungefüllt oder, insbesondere mit Wärmeleitfähigkeit steigernden Partikeln, beispielsweise aus Metall oder Metalllegierungen, gefüllt.
  • Die Klebeschicht weist vorteilhaft als, insbesondere wesentlichen, Bestandteil ihrer adhäsiven Zusammensetzung zumindest einen Thermoplast, beispielsweise Polypropylen, Polyethylen oder Mischungen daraus, auf, wobei die adhäsive Zusammensetzung oder die Klebschicht aus dem zumindest einen Thermoplast bestehen kann.
  • Die Klebeschicht kann prinzipiell eine beliebige Dicke aufweisen, wobei sie vorzugsweise dünn aufgetragen und/oder ausgebildet ist, um einen verbesserten Wärmeübertrag zwischen dem Bauteil und dem Kühler zu ermöglichen. Die Klebeschicht weist vorteilhaft eine Dicke auf, die kleiner als 500 µm ist, insbesondere zwischen 5 µm und 150 µm beträgt, wobei die Dicke zwischen der Außenhülle und dem Kühler verläuft.
  • Die Klebeschicht wird üblicherweise auf die Außenhülle und/oder am Kühler angebracht, wobei zum Fixieren mit Hilfe der Klebeschicht Druck und/oder Temperatur angewendet werden können. Das heißt, dass nach dem Aufbringen der Klebeschicht die Außenhülle gegen den Kühler gedrückt bzw. gepresst werden kann. Der Druck beträgt hierbei beispielsweise zwischen 0,1 N/mm2 (Newton pro Quadratmillimeter) und 0,7 N/mm2.
  • Zudem ist es vorstellbar, die Klebeschicht zum Fixieren der Außenhülle am Kühler für eine vorgegebene Dauer zu heizen bzw. zu erwärmen. Die Klebeschicht wird beispielsweise auf Temperaturen zwischen 120°C und 220°C geheizt. Die Dauer des Heizens ist vorzugsweise unterhalb von 10 Minuten.
  • Die Klebeschicht ist vorteilhaft als eine Klebefolie ausgebildet. Dies vereinfacht den Einsatz der Klebeschicht. Zudem lässt sich die Klebeschicht somit dünn realisieren.
  • Bei bevorzugten Ausführungsformen weist der Kühler einen Kanalkörper auf, der im Betrieb von einem Temperiermittel, beispielsweise einem Kühlmittel, durchströmt ist. Zum Kühlen des Bauteils erfolgt ein Wärmeübertrag vom Bauteil auf das Temperiermittel. Die Außenhülle liegt vorteilhaft an einer ersten Seite der Klebeschicht, vorzugsweise unmittelbar, an. Der Kanalkörper liegt auf einer abgewandten zweiten Seite der Klebeschicht, vorzugsweise unmittelbar, an.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Klebeschicht einen Strömungspfad des Temperiermittels im Kanalkörper begrenzt und den Kanalkörper zum Begrenzen des Strömungspfads fluiddicht verschließt. Das heißt, dass die Klebeschicht zusammen mit dem Kanalkörper einen Rohrkörper bildet, durch den das Temperiermittel im Betrieb entlang des Strömungspfads strömt. Der Kanalkörper kann hierzu, insbesondere einseitig, offen ausgebildet sein, wobei der offene Abschnitt von der Klebeschicht verschlossen ist, die am Kanalkörper, vorzugsweise unmittelbar, angebracht ist. Somit wird die Klebeschicht unmittelbar vom Temperiermittel umströmt bzw. steht unmittelbar mit dem Temperiermittel in Kontakt. Folglich wird der Wärmeübertrag zwischen dem Bauteil und dem Kühler weiter verbessert. Zudem ist die Herstellung der Anordnung weiter vereinfacht und/oder die Anordnung braucht einen geringeren Bauraum.
  • Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen der Kühler eine im Kanalkörper angeordnete, wärmeübertragende Oberfläche vergrößernde Struktur, beispielsweise eine Rippenstruktur, insbesondere eine Wellrippe, aufweist, die vom Temperiermittel durchströmbar und im Betrieb durchströmt ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Klebeschicht die Struktur an der Außenhülle des Bauteils stoffschlüssig fixiert. Besonders bevorzugt liegt die Klebeschicht hierbei unmittelbar zwischen der Struktur und dem Bauteil. Dabei verschließt die Klebeschicht zudem, wie vorstehend beschrieben, den Kanalkörper zum Begrenzen des Strömungspfads des Temperiermittels durch den Kanalkörper fluiddicht. Somit wird der Wärmeübertrag zwischen dem Temperiermittel und der Klebeschicht verbessert, so dass das Bauteil effizienter gekühlt wird.
  • Da die Klebeschicht an der Struktur und am Kanalkörper angebracht ist, ist die Struktur somit über die Klebeschicht auch im Kanalkörper fixiert.
  • Vorstellbar ist es, einen von der Klebeschicht separaten Klebstoff, insbesondere eine Lage des Klebstoffs, zum Fixieren der Struktur am Kanalkörper einzusetzen. Der Klebstoff, insbesondere die Lage des Klebstoffs, ist vorteilhaft auf der von der Klebeschicht abgewandten Seite der Struktur angeordnet. Hierdurch kann ein Löten oder Schweißen der Struktur am Kanalkörper gänzlich entfallen, so dass die Herstellung der Anordnung weiter vereinfacht und/oder ökonomischer wird.
  • Prinzipiell ist es ausreichend, wenn der Kühler einen einzigen Kanalkörper aufweist, der wie vorstehend beschrieben über die Klebeschicht an der Außenhülle des Bauteils fixiert ist.
  • Vorstellbar ist es auch, insbesondere wenn ein erhöhter Kühlbedarf des Bauteils besteht, den Kühler mit zwei solchen, zueinander beabstandeten Kanalkörpern auszustatten, wobei das Bauteil zwischen den Kanalkörpern angeordnet und vorteilhaft mit jeweils einer zugehörigen Klebeschicht am jeweiligen Kanalkörper fixiert ist, wobei dies vorteilhaft wie vorstehend beschrieben erfolgt.
  • Vorstellbar ist es zudem, dass die Leistungselektronik zumindest zwei elektronische Bauteile mit jeweils einer Außenhülle aufweist, wobei die Außenhüllen zumindest zwei der Bauteile jeweils mit einer Klebeschicht oder mit einer gemeinsamen Klebeschicht am Kühler, insbesondere am Kanalkörper des Kühlers, fixiert sind, wobei die Klebeschicht bevorzugt unmittelbar zwischen der jeweiligen Außenhülle und dem Kühler, insbesondere dem Kanalkörper, angeordnet ist.
  • Auch ist es vorstellbar, mehrere elektronische Bauteile der Leistungselektronik zwischen zwei Kanalkörpern des Kühlers anzuordnen und jeweils mit zumindest einer Klebeschicht am jeweiligen Kanalkörper, wie vorstehend beschrieben, zu fixieren.
  • Das jeweilige elektronische Bauteil kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Bei dem jeweiligen Bauteil kann es sich um einen Transistor, beispielsweise einen Bipolartransistor, insbesondere mit der eine isolierte Gateelektrode, handeln, das somit als IGBT (insulated-gate bipolar transistor) ausgebildet sein kann.
  • Ist die Leistungselektronik mehrphasig aufgebaut, ist vorteilhaft pro Phase zumindest ein solches Bauteil, insbesondere ein IGBT, vorgesehen. Dabei können alle Bauteile der Leistungselektronik mit demselben Kühler, insbesondere mit demselben zumindest einem Kanalkörper, gekühlt werden.
  • Die Anordnung mit der Leistungselektronik und dem Kühler kann prinzipiell beliebig zum Einsatz kommen. Die Anordnung kommt beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz, in welchen die Leistungselektronik Bestandteil einer elektrischen Antriebseinrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektromotors des Kraftfahrzeugs, sein kann.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
    • 1 einen Querschnitt durch eine Anordnung,
    • 2 die Ansicht aus 1 bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Anordnung,
    • 3 die Ansicht aus 2 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
    • 4 eine Seitenansicht der Anordnung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
    • 5 einen Schnitt durch die Anordnung bei einem weiteren Ausführungsbeispiel,
    • 6 die Ansicht aus 4 bei einem anderen Ausführungsbeispiel.
  • Eine Anordnung 1, wie sie in den 1 bis 6 gezeigt ist, weist eine Leistungselektronik 2 sowie einen Kühler 3 zum Kühlen der Leistungselektronik 2 auf. Die Anordnung 1 kann Bestandteil eines im Übrigen nicht gezeigten Kraftfahrzeugs 4 sein, in dem die Leistungselektronik 2 Bestandteil einer im Übrigen nicht gezeigten elektrischen Antriebseinrichtung 5 sein kann. Die Leistungselektronik 2 weist zumindest ein elektronisches Bauteil 6 auf, wobei in den 1, 2, 3 und 5 ein solches Bauteil 6 und in den 4 und 6 jeweils drei der Bauteile 6 zu sehen sind. Beim jeweiligen elektronischen Bauteil 6 handelt es sich beispielsweise um einen Transistor 7, insbesondere einen bipolaren Transistor 8 mit einer isolierten Gateelektrode, auch IGBT genannt. Der Kühler 3 nimmt im Betrieb Wärme von dem zumindest einen Bauteil 6 der Leistungselektronik 2 auf und kühlt somit das Bauteil 6. Die Wärmeaufnahme erfolgt über eine Außenhülle 11 des Bauteils 6, die mit einer Klebeschicht 9, die in den gezeigten Beispielen als eine Klebefolie 10 ausgebildet ist, stoffschlüssig am Kühler 3 fixiert ist. Neben dem stoffschlüssigen Fixieren ersetzt die Klebeschicht 9 ein im Stand der Technik üblicherweise vorgesehenes thermisches Interface-Material (nicht gezeigt) zwischen der Außenhülle 11 und somit des Bauteils 6 und dem Kühler 3. In den gezeigten Beispielen liegt dabei die Klebeschicht 9 jeweils unmittelbar an der Außenhülle 11 und am Kühler 3 an. Der Kanalkörper 12 und die Außenhülle 11 liegen also an voneinander abgewandten Seiten der Klebeschicht 9 an.
  • Bei den in 1 bis 3 gezeigten Beispielen weist der Kühler 3 zwei Kanalkörper 12 auf, die jeweils von einem Temperiermittel, beispielsweise einem Kühlmittel, im Betrieb durchströmt sind, um das Bauteil 6 zu kühlen. Die Kanalkörper 12 sind zueinander beabstandet, wobei das Bauteil 6 zwischen den Kanalkörpern 12 angeordnet ist. In den gezeigten Beispielen ist im jeweiligen Kanalkörper 12 zudem eine vom Temperiermittel durchströmbare, die wärmeübertragende Fläche vergrößernde Struktur 13, die vorliegend als eine Rippenstruktur 13' ausgebildet ist, angeordnet.
  • Im Beispiel der 1 ist der jeweilige Kanalkörper 12 als ein Rohrkörper 14 ausgebildet. Der Rohrkörper 14 ist in einer Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet und begrenzt einen Strömungspfad 15 des Temperiermittels, wobei der Strömungspfad 15 des Temperiermittels in der in 1 dargestellten Ansicht in die Zeichenebene zeigt. Für die stoffschlüssige Fixierung der Außenhülle 11 am jeweiligen Rohrkörper 14 ist eine zugehörige Klebeschicht 9 vorgesehen, wobei die jeweilige Klebeschicht 9 unmittelbar zwischen der Außenhülle 11 und dem zugehörigen Rohrkörper 14 angeordnet ist. Das heißt, dass die Klebeschicht 9 unmittelbar auf der dem Bauteil 6 zugewandten Seite des zugehörigen Rohrkörpers 14 anliegt. Zudem liegt die jeweilige Klebeschicht 9 unmittelbar an der Außenhülle 11 des Bauteils 6 an.
  • In 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 gezeigt. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Beispiel dadurch, dass der jeweilige Kanalkörper 12 in Umfangsrichtung, zumindest im Bereich des Bauteils 6, nicht geschlossen, sondern offen ausgebildet ist und somit einen offenen Abschnitt 16 aufweist. Dieser offene Abschnitt 16 des jeweiligen Kanalkörpers 12 wird von der zugehörigen Klebeschicht 9 fluiddicht verschlossen, so dass die jeweilige Klebeschicht 9 den Strömungspfad 15 im zugehörigen Kanalkörper 12 begrenzt und im Betrieb in unmittelbaren Kontakt mit dem Temperiermittel steht. Die jeweilige Klebeschicht 9 erstreckt sich über den offenen Abschnitt 16 hinaus, derart, dass sie das Bauteil 6 bzw. die Außenhülle 11 stoffschlüssig am Kanalkörper 12 fixiert.
  • In den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen kann die jeweilige Struktur 13 innerhalb des zugehörigen Kanalkörpers 12 am Kanalkörper 12 verschweißt oder verlötet sein.
  • 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Anordnung 1. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Beispiel dadurch, dass die jeweilige Struktur 13 innerhalb des zugehörigen Kanalkörpers 12 mit einem Klebstoff 17, insbesondere einer Klebstofflage 18, am Kanalkörper 12 fixiert ist, so dass ein Verlöten oder Verschweißen der Struktur 13 am Kanalkörper 12 entfällt. Der Klebstoff 17, insbesondere die Klebstofflage 18, ist im gezeigten Beispiel der zugehörigen Klebstoffschicht 9 gegenüberliegend angeordnet.
  • 4 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung 1 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem in 1 gezeigten Beispiel mit dem Unterschied, dass die Leistungselektronik 2 mehrere derartige Bauteile 6 aufweist, welche jeweils auf die in 1 gezeigte Weise mit den als Rohrkörper 14 ausgebildeten Kanalkörpern 12 des Kühlers 3 stoffschlüssig verbunden sind. In 4 sind insgesamt drei Bauteile 6 zu sehen, welche jeweils zu einer Phase der Leistungselektronik 3 gehören können, so dass die Leistungselektronik 3 insgesamt drei Phasen aufweist. Der Kühler 3 weist einen Zuführanschluss 19 zum Zuführen des Temperiermittels zu beiden Kanalkörpern 12 und einen Abführanschluss 20 zum Abführen des Temperiermittels aus beiden Kanalkörpern 12 auf, wobei der jeweilige Anschluss 19, 20 in der Art eines Stutzens 21 ausgebildet ist.
  • 5 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung 1 aus 4 durch die Kanalkörper 12 und im Bereich eines der Bauteile 6 mit dem Unterschied, dass das dargestellte Bauteil 6, vorzugsweise auch die anderen Bauteile 6, in der in den 2 und 3 gezeigten Art stoffschlüssig an den Rohrkörpern 12 fixiert ist, und mit dem Unterschied, dass die Strukturen 13 in dem jeweiligen Kanalkörper 12 an den Kanalkörper 12 selbst nicht fixiert und zum Kanalkörper 12 beabstandet sind. Zu sehen ist ferner, dass der offene Abschnitt 16 des jeweiligen Kanalkörpers 12 kleiner ist als das Bauteil 6 und als die Klebeschicht 9, derart, dass die Klebschicht 9 den offenen Abschnitt 6 überdeckt.
  • Selbstverständlich ist es möglich, die Bauteile 6 in der Anordnung 1 in 4 auch gemäß den in den 2 und 3 gezeigten Varianten am jeweiligen Kanalkörper 12 stoffschlüssig zu fixieren.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Anordnung 1 ist in 6 gezeigt. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Beispiel dadurch, dass der Kühler 3 lediglich einen Kanalkörper 12 aufweist. Im Vergleich zu der in 4 gezeigten Anordnung 1 kann die in 6 gezeigte Anordnung 1 zum Einsatz kommen, wenn ein verringerter Kühlbedarf der Bauteile 6 besteht. Selbstverständlich ist es auch möglich, das jeweilige Bauteil 6 in 6 wie in den 2, 3 und 5 gezeigt stoffschlüssig am Kanalkörper 12 zu fixieren.
  • Eine beispielhaft in 1 gezeigte Dicke 22 der jeweiligen Klebeschicht 9, die zwischen der Außenhülle 11 und dem Kühler 3, und in den gezeigten Beispielen also dem zugehörigen Kanalkörper 12, verläuft, beträgt weniger als 500 µm, vorzugsweise zwischen 5 µm und 150 µm, so dass die jeweilige Klebeschicht 9 dünn ausgebildet ist und es somit zwischen dem Temperiermittel und dem Bauteil 6 zu einem verbesserten Wärmeausübertrag kommt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2005072334 A1 [0003]
    • DE 102014218694 A1 [0005]
    • DE 102013206056 A1 [0005]

Claims (16)

  1. Anordnung (1), insbesondere in einem Kraftfahrzeug (4), - mit einer Leistungselektronik (2), die zumindest ein elektronisches Bauteil (6) mit einer Außenhülle (11) aufweist, - mit einem Kühler (3) zum Kühlen des Bauteils (6), auf welchem das Bauteil (6) im Betrieb des Kühlers (3) über die Außenhülle (11) Wärme überträgt, - mit einer Klebeschicht (9), welche die Außenhülle (11) stoffschlüssig am Kühler (3) fixiert.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (9) unmittelbar zwischen dem Kühler (3) und der Außenhülle (11) angeordnet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass der Kühler (3) einen im Betrieb von einem Temperiermittel durchströmten Kanalkörper (12) aufweist, - dass die Außenhülle (11) an einer ersten Seite der Klebeschicht (9) anliegt, - dass der Kanalkörper (12) an einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite der Klebeschicht (9) anliegt.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (9) einen Strömungspfad (15) des Temperiermittels im Kanalkörper (12) begrenzt und den Kanalkörper (12) zum Begrenzen des Strömungspfads (15) fluiddicht verschließt.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, - dass im Kanalkörper (12) eine durchströmbare Struktur (13) angeordnet ist, - dass die Klebeschicht (9) die Struktur (13) an der Außenhülle (11) stoffschlüssig fixiert.
  6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Klebstoff (17) die Struktur (13) am Kanalkörper (12) fixiert.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (3) zwei Kanalkörper (12) aufweist und das Bauteil (6) zwischen den Kanalkörpern (12) angeordnet ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, - dass die Leistungselektronik (2) zumindest zwei elektronische Bauteile (6) aufweist, - dass die Außenhüllen (11) beider Bauteile (6) mit einer Klebschicht (9) am Kühler (3) fixiert sind.
  9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Bauteile (6) als ein Bipolartransistor (8), insbesondere mit einer isolierten Gateelektrode, ausgebildet ist.
  10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (9) eine zwischen der Außenhülle (11) und dem Kühler (3) verlaufende Dicke (22) aufweist, die zwischen 5 µm und 500 µm beträgt.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das die Klebeschicht (9) als eine Klebefolie (10) ausgebildet ist.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (9) einen Thermoplast aufweist, insbesondere aus zumindest einem Thermoplast besteht.
  13. Kraftfahrzeug (4) mit einer Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Leistungselektronik (2) Bestandteil einer elektrischen Antriebseinrichtung (5) des Kraftfahrzeugs (4) ist.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei - die Klebeschicht (9) am Kühler (3) und/oder an der Außenhülle (11) angebracht wird, - die Außenhülle (11) mit einem Anpressdruck gegen den Kühler (3) gepresst wird, derart, dass die Klebeschicht (9) die Außenhülle stoffschlüssig am Kühler (3) fixiert.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle (11) zum stoffschlüssigen Fixieren mit dem Kühler (3) mit einem Anpressdruck zwischen 0,1 N/mm2 und 0,7 N/mm2 gegen den Kühler (3) gepresst wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebeschicht (9) zum stoffschlüssigen Fixieren der Außenhülle (11) am Kühler (3) für eine vorgegebene Dauer auf zwischen 120°C und 220°C geheizt wird.
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