DE102020109900A1

DE102020109900A1 - Heat exchanger for an electrical element

Info

Publication number: DE102020109900A1
Application number: DE102020109900.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Genger; Frederic Simon
Original assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Current assignee: Valeo Klimasysteme GmbH
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2021-10-14
Also published as: WO2021204657A1

Abstract

Es ist ein Wärmetauscher für ein elektrisches Element vorgesehen. Der Wärmetauscher umfasst eine erste Platte, eine zweite Platte, die zum Kontakt mit dem elektrischen Element eingerichtet ist, und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen. Die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen befindet sich zwischen der ersten und der zweiten Platte, um einen Wärmeaustausch zwischen einem in der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen strömenden Fluid und dem elektrischen Element zu erlauben. Der Wärmetauscher umfasst ferner einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt der Wärmeaustauschkanäle steht mit einem ersten der elektrischen Elemente in thermischem Kontakt, und der zweite Abschnitt der Wärmeaustauschkanäle steht mit einem zweiten der elektrischen Elemente in thermischem Kontakt. Ferner besitzt der erste Abschnitt einen von dem Flächeninhalt des zweiten Abschnitts verschiedenen Flächeninhalt.A heat exchanger for an electrical element is provided. The heat exchanger comprises a first plate, a second plate, which is adapted to contact the electrical element, and a plurality of heat exchange channels. The plurality of heat exchange channels are located between the first and second plates to allow heat exchange between a fluid flowing in the plurality of heat exchange channels and the electrical element. The heat exchanger further includes a first section and a second section. The first section of the heat exchange channels is in thermal contact with a first one of the electrical elements, and the second section of the heat exchange channels is in thermal contact with a second one of the electrical elements. Furthermore, the first section has an area different from the area of the second section.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wärmetauscher für ein elektrisches Element, insbesondere einen Akkupack, um eine homogene Temperatur in dem elektrischen Element aufrechtzuerhalten.The present invention relates to a heat exchanger, in particular a heat exchanger for an electrical element, in particular a battery pack, in order to maintain a homogeneous temperature in the electrical element.

Im Allgemeinen sind Akkupacks in Kraftfahrzeugen vorgesehen, um verschiedene Elemente der Kraftfahrzeuge mit Strom zu versorgen. Beim Laden oder Entladen der in den Akkupacks vorgesehenen Akkumulatorzellen kann Wärme erzeugt werden, die reguliert bzw. verringert werden muss, damit die Batterien effizient geladen und entladen werden können. Ferner muss die Temperatur der Akkupacks aufrechterhalten werden, um die Lebensdauer des Akkupacks zu erhöhen.In general, battery packs are provided in motor vehicles in order to supply various elements of the motor vehicles with power. When charging or discharging the battery cells provided in the battery packs, heat can be generated which must be regulated or reduced so that the batteries can be charged and discharged efficiently. Furthermore, the temperature of the battery pack must be maintained in order to increase the service life of the battery pack.

Um die Temperatur des Akkupacks auf einem optimalen Niveau zu halten, kann ein Wärmetauscher an dem Akkupack vorgesehen sein, der die in dem Akkupack erzeugte Wärme mit einem durch den Wärmetauscher strömenden Kühlmittel austauscht, um die in dem Akkupack erzeugte Wärme abzuführen. Ferner kann der herkömmliche Wärmetauscher einheitliche Kühlkanäle besitzen, die sich durch den Wärmetauscher erstrecken, sodass das in einen Einlass des Wärmetauschers eintretende Kühlmittel kälter ist als das im Rest des Wärmetauschers strömende Kühlmittel. Damit kann der herkömmliche Wärmetauscher ein unterschiedliches Maß an Wärmeaustausch zwischen der durch Akkumulatorzellen erzeugten Wärme und dem Kühlmittel über den Akkupack verursachen. Da der mit dem Akkupack versehene Wärmetauscher eine einheitliche Kontaktfläche aufweisen kann, kann es zu einem ungleichmäßigen Wärmeaustausch über den Akkupack kommen. Dadurch kann der Akkupack in unterschiedlichen Bereichen des Akkupacks unterschiedliche Temperaturen haben, was zu einer ineffektiven Leistung des Akkupacks führt. Ferner kann die ineffektive Kühlung der Batterien die Lebensdauer des Akkupacks verringern.In order to keep the temperature of the battery pack at an optimal level, a heat exchanger can be provided on the battery pack, which exchanges the heat generated in the battery pack with a coolant flowing through the heat exchanger in order to dissipate the heat generated in the battery pack. Furthermore, the conventional heat exchanger can have uniform cooling channels which extend through the heat exchanger, so that the coolant entering an inlet of the heat exchanger is colder than the coolant flowing in the remainder of the heat exchanger. The conventional heat exchanger can thus cause a different degree of heat exchange between the heat generated by the battery cells and the coolant via the battery pack. Since the heat exchanger provided with the battery pack can have a uniform contact surface, an uneven heat exchange via the battery pack can occur. As a result, the battery pack can have different temperatures in different areas of the battery pack, which leads to ineffective performance of the battery pack. Furthermore, the ineffective cooling of the batteries can reduce the life of the battery pack.

Demgemäß besteht nach wie vor ein Bedarf an einem Wärmetauscher, der eine homogene Temperatur über den Akkupack aufrechterhält. Ferner besteht ein Bedarf an einem Wärmetauscher, der die Lebensdauer des Akkupacks erhöht.Accordingly, there remains a need for a heat exchanger that maintains a homogeneous temperature across the battery pack. There is also a need for a heat exchanger that increases the life of the battery pack.

In der vorliegenden Beschreibung können einige Elemente oder Parameter indexiert sein, wie zum Beispiel ein erstes Element und ein zweites Element. In diesem Fall soll diese Indexierung, wenn nicht anders angegeben, nur der Differenzierung und Benennung von Elementen dienen, die einander ähnlich, aber nicht identisch sind. Aus einer solchen Indexierung sollte keine Vorstellung hinsichtlich der Priorisierung abgeleitet werden, da diese Ausdrücke austauschbar sind, ohne die Erfindung zu verlassen. Außerdem impliziert diese Indexierung keine Reihenfolge bei der Montage oder Verwendung der erfindungsgemäßen Elemente.In the present description, some elements or parameters may be indexed, such as a first element and a second element. In this case, unless otherwise stated, this indexing is only intended to differentiate and name elements that are similar but not identical. No idea with regard to prioritization should be derived from such indexing, since these terms are interchangeable without departing from the invention. In addition, this indexing does not imply any sequence in the assembly or use of the elements according to the invention.

Unter Berücksichtigung der obigen Erläuterungen stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher für ein elektrisches Element bereit. Der Wärmetauscher umfasst eine erste Platte, eine zweite Platte, die zur thermischen Kopplung mit dem elektrischen Element eingerichtet ist, und eine Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen. Die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen sind zwischen der ersten Platte und der zweiten Platte ausgebildet, um einen Wärmeaustausch zwischen einem in der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen strömenden Fluid und dem elektrischen Element zu ermöglichen. Der Wärmetauscher umfasst ferner einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt der Wärmeaustauschkanäle steht mit einem ersten der elektrischen Elemente in thermischem Kontakt, und der zweite Abschnitt der Wärmeaustauschkanäle steht mit einem zweiten der elektrischen Elemente in thermischem Kontakt. Ferner besitzt der erste Abschnitt einen von dem Flächeninhalt des zweiten Abschnitts verschiedenen Flächeninhalt.In consideration of the above, an embodiment of the present invention provides a heat exchanger for an electrical element. The heat exchanger comprises a first plate, a second plate, which is designed for thermal coupling with the electrical element, and a plurality of heat exchange channels. The plurality of heat exchange channels are formed between the first plate and the second plate to enable heat exchange between a fluid flowing in the plurality of heat exchange channels and the electrical element. The heat exchanger further includes a first section and a second section. The first section of the heat exchange channels is in thermal contact with a first one of the electrical elements, and the second section of the heat exchange channels is in thermal contact with a second one of the electrical elements. Furthermore, the first section has an area that is different from the area of the second section.

Bei einer Ausführungsform hat der erste Abschnitt der Kanäle einen veränderlichen Querschnitt und der zweite Abschnitt der Kanäle hat einen konstanten Querschnitt. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Wärmetauscher einen dritten Abschnitt von Kanälen mit veränderlichem Querschnitt aufweisen.In one embodiment, the first portion of the channels has a variable cross-section and the second portion of the channels has a constant cross-section. In a further embodiment, the heat exchanger can have a third section of channels with variable cross-section.

Bei einer Ausführungsform ist der Fluidkontaktflächeninhalt in dem ersten Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen zu dem elektrischen Element hin 3 bis 20%, vorzugsweise 5 bis 15%, kleiner als der Fluidkontaktflächeninhalt in dem zweiten Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen zu dem elektrischen Element hin.In one embodiment, the fluid contact surface area in the first section of the plurality of heat exchange channels to the electrical element is 3 to 20%, preferably 5 to 15%, smaller than the fluid contact area content in the second section of the plurality of heat exchange channels to the electrical element.

In einem Beispiel umfasst die erste Platte einen zweiten Plattenteil und einen ersten Plattenteil mit Vertiefungen, die die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen bilden.In one example, the first plate includes a second plate portion and a first plate portion with recesses that form the plurality of heat exchange channels.

In einem weiteren Beispiel umfasst die zweite Platte einen ersten Plattenteil und einen zweiten Plattenteil, wobei die ersten Plattenteile der ersten und zweiten Platte voneinander beabstandet sind und dabei die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen bilden, wobei die zweiten Plattenteile der ersten und zweiten Platte flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind.In a further example, the second plate comprises a first plate part and a second plate part, the first plate parts of the first and second plate being spaced apart from one another and thereby forming the plurality of heat exchange channels, the second plate parts of the first and second plate being connected to one another in a liquid-tight manner.

Ferner steht die zweite Platte mit der ersten Platte in Kontakt, um die in der ersten Platte vorgesehene Vertiefung als geschlossene Kanäle auszubilden.Furthermore, the second plate is in contact with the first plate around that in the first plate to form the intended recess as closed channels.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform verzweigt sich die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen entlang der Strömungsrichtung als ein von dem ersten Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen ausgehender Baum.In yet another embodiment, the plurality of heat exchange channels branch out along the flow direction as a tree extending from the first section of the plurality of heat exchange channels.

In einer Ausgestaltung stellt die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen einen U-förmigen Kanal dar. Ferner sind auf einer Seite des Wärmetauschers ein Einlass und ein Auslass ausgebildet.In one embodiment, the plurality of heat exchange channels represents a U-shaped channel. Furthermore, an inlet and an outlet are formed on one side of the heat exchanger.

In einer weiteren Ausgestaltung stellt die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen einen I-förmigen Kanal dar. Ferner sind auf gegenüberliegenden Seiten des Wärmetauschers jeweils ein Einlass und ein Auslass ausgebildet.In a further embodiment, the plurality of heat exchange channels represent an I-shaped channel. Furthermore, an inlet and an outlet are formed on opposite sides of the heat exchanger.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein thermisches System vorgesehen. Das thermische System umfasst einen Wärmetauscher und ein elektrisches Element. Ferner ist das elektrische Element als eine Mehrzahl von Akkusätzen ausgebildet, die voneinander beabstandet sind, und das elektrische Element befindet sich unter der ersten Platte und steht mit dieser in thermischer Wechselwirkung.In a further embodiment of the invention, a thermal system is provided. The thermal system includes a heat exchanger and an electrical element. Furthermore, the electrical element is designed as a plurality of battery packs which are spaced apart from one another, and the electrical element is located under the first plate and is in thermal interaction therewith.

Ferner ist der erste Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen eingerichtet, um mit einem ersten Satz von Zellen des elektrischen Elements in Kontakt zu stehen, und der zweite Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen ist eingerichtet, um mit einem zweiten Satz von Zellen des elektrischen Elements in Kontakt stehen.Further, the first portion of the plurality of heat exchange channels is configured to be in contact with a first set of cells of the electrical element, and the second portion of the plurality of heat exchange channels is configured to be in contact with a second set of cells of the electrical element .

Bei einer weiteren Ausführungsform ist ein Verhältnis zwischen dem ersten Plattenteil und einem zweiten Plattenteil in dem ersten Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen kleiner als ein Verhältnis zwischen dem ersten Plattenteil und einem zweiten Plattenteil in dem zweiten Abschnitt der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen, und zwar in einem Bereich von 80% bis 97%, vorzugsweise 95% bis 85%, vorteilhafterweise etwa 90%.In a further embodiment, a ratio between the first plate part and a second plate part in the first portion of the plurality of heat exchange channels is smaller than a ratio between the first plate part and a second plate part in the second portion of the plurality of heat exchange channels, in a range of 80% to 97%, preferably 95% to 85%, advantageously about 90%.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus der nun folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich. Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und vieler der damit verbundenen Vorteile werden leicht ersichtlich, wenn die Erfindung anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren besser verständlich wird. Darin zeigen:

1A eine schematische Darstellung des Wärmetauschers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1 B und 1C Explosionsansichten des Wärmetauschers aus 1A ohne bzw. mit dem Akkupack;
2 eine Querschnittsansicht des mit einer zweiten Platte versehenen Wärmetauschers aus 1A; und
3A-C Draufsichten von Kanälen des Wärmetauschers aus 1A, in denen die Flächeninhalte der Fluidkontaktfläche der Kanäle in unterschiedlichen Abschnitten entlang der Länge der Kanäle dargestellt ist.

Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the description of the invention which follows. A more complete appreciation of the invention and many of the advantages associated therewith will become readily apparent as the invention can be better understood from the following detailed description in conjunction with the accompanying figures. Show in it:

1A a schematic representation of the heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
1 B. and 1C Exploded views of the heat exchanger 1A without or with the battery pack;
2 a cross-sectional view of the heat exchanger provided with a second plate 1A ; and
3A-C Top views of the channels of the heat exchanger 1A , in which the surface areas of the fluid contact surface of the channels is shown in different sections along the length of the channels.

Es ist anzumerken, dass die Figuren die Erfindung für ihre Implementierung ausreichend ausführlich offenbaren, wobei die Figuren ggf. zu einer besseren Definition der Erfindung beitragen. Die Erfindung sollte jedoch nicht auf die in der Beschreibung offenbarte Ausführungsform beschränkt sein.It should be noted that the figures disclose the invention in sufficient detail for its implementation, the figures possibly contributing to a better definition of the invention. However, the invention should not be restricted to the embodiment disclosed in the description.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für einen Akkupack mit einer oder mehreren Zellen. Die eine oder mehreren Zellen sind zu dem Akkupack zusammengefasst. Der Akkupack kann elektrische Komponenten eines Fahrzeugs mit Energie versorgen. Wenn der Akkupack die Hauptquelle für die Energieversorgung der elektrischen Komponenten des Fahrzeugs darstellt, kann sich der Akkupack aufheizen und die Temperatur des Akkupacks muss für eine effiziente Leistung der Zellen auf einem optimalen Niveau gehalten werden. Ferner können die eine oder mehreren Zellen in dem Akkupack eine unterschiedliche Menge an Wärme freisetzen und deshalb eine unterschiedliche Temperatur haben, sodass ein zum Kühlen der Zellen mit dem Akkupack verbundener Wärmetauscher in der Lage sein sollte, den Akkupack gleichmäßig zu kühlen, damit die Durchschnittstemperatur der einen oder mehreren Zellen gleich bleibt. Im Falle einer über den Akkupack ungleichmäßigen Kühlung des Akkupacks ist es aufwendig, eine homogene Temperatur über den Akkupack zu erreichen. Um eine homogene Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit über den Wärmetauscher zu erreichen, ist der Wärmetauscher mit nicht-identischen Kühlmittelkontaktflächen zwischen dem Wärmetauscher und dem Akkupack versehen. Da die Kühlmittelströmungsgeschwindigkeit in dem Wärmetauscher nicht identisch über den Wärmetauscher ist, kann der Wärmetauscher den Akkupack entsprechend der von den entsprechenden Zellen des Akkupacks freigesetzten Wärmemenge kühlen, wodurch eine homogene Temperatur über den Akkupack erreicht wird.The present invention relates to a heat exchanger for a battery pack with one or more cells. The one or more cells are combined to form the battery pack. The battery pack can supply electrical components of a vehicle with energy. If the battery pack is the main source of energy for the electrical components of the vehicle, the battery pack can heat up and the temperature of the battery pack must be kept at an optimal level for the cells to perform efficiently. Furthermore, the one or more cells in the battery pack can release a different amount of heat and therefore have a different temperature, so that a heat exchanger connected to the battery pack for cooling the cells should be able to cool the battery pack evenly so that the average temperature of the one or more cells remains the same. If the battery pack is unevenly cooled via the battery pack, it is time-consuming to achieve a homogeneous temperature via the battery pack. In order to achieve a homogeneous coolant flow rate over the heat exchanger, the heat exchanger is provided with non-identical coolant contact surfaces between the heat exchanger and the battery pack. Since the coolant flow rate in the heat exchanger is not identical across the heat exchanger, the heat exchanger can cool the battery pack according to the amount of heat released by the corresponding cells of the battery pack, whereby a homogeneous temperature is achieved across the battery pack.

Während Ausgestaltungen eines Wärmetauschers mit einer nicht-identischen Kühlmittelkontaktfläche über den Wärmetauscher für einen oben beschriebenen Akkupack, die somit auch für andere Geräte implementiert werden können, ein heterogenes Temperaturniveau über die der Kühlung dienenden Geräte aufweisen, werden die Ausführungsformen im Kontext des bzw. der nun folgenden Systeme beschrieben.During designs of a heat exchanger with a non-identical coolant contact surface over the heat exchanger for a top described battery pack, which can thus also be implemented for other devices, have a heterogeneous temperature level above the devices used for cooling, the embodiments are described in the context of the system or systems below.

1A, 1 B und 1C zeigen unterschiedliche Ansichten eines Wärmetauschers 100 für ein elektrisches Element 102 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das elektrische Element 102 versorgt alle elektrischen Komponenten mit Energie und strahlt während der Versorgung der elektrischen Komponenten Wärme ab. In einem Beispiel zeigt 1A eine schematische Ansicht des Wärmetauschers 100, und die 1 B und 1C zeigen Explosionsansichten des Wärmetauschers 100 ohne bzw. mit dem elektrischen Element 102. Das elektrische Element 102 ist eine Ansammlung von hintereinander angeordneten Zellen in einem Fahrzeug, um die verschiedenen Komponenten in dem Fahrzeug mit elektrischer Energie zu versorgen. Das elektrische Element 102 kann in Kontakt mit dem Wärmetauscher 100 vorgesehen sein, um einen Wärmeaustausch zwischen der in dem elektrischen Element 102 erzeugten Wärme und einem in dem Wärmetauscher 100 strömenden Kühlmittel zu erlauben. Bei einer Ausführungsform kann das elektrische Element 102 die hintereinander angeordneten Zellen 102A, 102B aufweisen und dazu eingerichtet sein, nach Bedarf zu laden und zu entladen. Beim Laden oder Entladen der Zellen 102A, 102B in dem elektrischen Element 102 können die Zellen Wärme freisetzen, was unerwünscht ist. Ferner kann das in den Wärmetauscher 100 strömende Kühlmittel an unterschiedlichen Orten eine unterschiedliche Fähigkeit zum Wärmeaustausch besitzen, da die Temperatur des Kühlmittels über den Wärmetauscher 100 nicht identisch ist. Zum Beispiel hat das durch einen Einlass des Wärmetauschers 100 eintretende Kühlmittel ein niedrigeres Temperaturniveau als das am Körper des Wärmetauschers 100 strömende Kühlmittel. Dagegen hat das aus einem Auslass des Wärmetauschers 100 kommende Kühlmittel eine höhere Temperatur als der Körper des Wärmetauschers 100. Daher ist der Wärmeaustausch zwischen der von dem elektrischen Element 102 erzeugten Wärme und dem in dem Wärmetauscher 100 strömenden Kühlmittel ungleichmäßig. Das elektrische Element 102 kann daher unterschiedliche Temperaturniveaus über das elektrische Element 102 aufweisen. Zum Beispiel können die in den Ecken des elektrischen Elements 102 vorgesehenen Zellen 102A mit dem Kühlmittel in thermischem Kontakt stehen, dass verglichen mit dem Kühlmittel, das mit den in dem elektrischen Element 102 vorgesehenen Zellen 102B in thermischem Kontakt steht, die niedrigste Temperatur und die höchste Temperatur hat. Daher kommt es über das elektrische Element 102 zu einem heterogenen Wärmeaustausch, was die Lebensdauer des elektrischen Elements verringert. Um ein solches Szenario zu vermeiden, ist die Kühlmittelkontaktfläche über den Wärmetauscher modifiziert, sodass im Einlassbereich des Wärmetauschers 100 und im Auslassbereich weniger Kühlmittelströmung stattfindet als im übrigen Wärmetauscher 100. 1A , 1 B. and 1C show different views of a heat exchanger 100 for an electrical element 102 according to an embodiment of the present invention. The electrical element 102 supplies all electrical components with energy and radiates heat while supplying the electrical components. In an example shows 1A a schematic view of the heat exchanger 100 , and the 1 B. and 1C show exploded views of the heat exchanger 100 with or without the electrical element 102 . The electrical element 102 is a collection of cells arranged one behind the other in a vehicle in order to supply the various components in the vehicle with electrical energy. The electrical element 102 can come into contact with the heat exchanger 100 be provided to allow heat exchange between that in the electrical element 102 generated heat and one in the heat exchanger 100 to allow flowing coolant. In one embodiment, the electrical element 102 the cells arranged one behind the other 102A , 102B have and be adapted to charge and discharge as needed. When charging or discharging the cells 102A , 102B in the electrical element 102 the cells can release heat, which is undesirable. It can also be used in the heat exchanger 100 Coolant flowing in different places have a different ability to exchange heat, as the temperature of the coolant through the heat exchanger 100 is not identical. For example, through an inlet of the heat exchanger 100 incoming coolant has a lower temperature level than that on the body of the heat exchanger 100 flowing coolant. On the other hand, this has from an outlet of the heat exchanger 100 incoming coolant has a higher temperature than the body of the heat exchanger 100 . Therefore, the heat exchange between that of the electrical element 102 generated heat and that in the heat exchanger 100 flowing coolant unevenly. The electrical element 102 can therefore have different temperature levels across the electrical element 102 exhibit. For example, those in the corners of the electrical element 102 provided cells 102A are in thermal contact with the coolant that compared to the coolant that is in the electrical element 102 provided cells 102B is in thermal contact, has the lowest temperature and the highest temperature. Hence it comes from the electrical element 102 to a heterogeneous heat exchange, which reduces the service life of the electrical element. To avoid such a scenario, the coolant contact surface over the heat exchanger is modified so that it is in the inlet area of the heat exchanger 100 and there is less coolant flow in the outlet area than in the rest of the heat exchanger 100 .

In einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Wärmetauscher eine erste Platte 106 und eine zweite Platte 112 auf, die zur Kopplung mit der ersten Platte 106 eingerichtet ist. Ferner ist auf der erste Platte 106 oder auf der zweiten Platte 112 eine Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen 104 ausgebildet. Bei einer Ausführungsform kann die Mehrzahl von Kanälen 104 teilweise auf der ersten Platte 106 und auf der zweiten Platte 112 ausgebildet sein. Ferner ist die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen 104 mit unterschiedlichen Querschnitten in dem Wärmetauscher 100 ausgebildet, um den Strom des Kühlmittels in der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen mit unterschiedlichen Volumina und unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten zu ermöglichen. Die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen 104, nachfolgend als Kanäle bezeichnet, können in der ersten Platten 106 des Wärmetauschers 100 ausgebildet sein. Die erste Platte 106 kann einen ersten Plattenteil 106A mit Vertiefungen und einen zweiten Plattenteil 106 aufweisen. Bei einer Ausführungsform können die in dem ersten Plattenteil 106A der ersten Platte 106 gebildeten Vertiefungen die Kanäle 104 bilden, wenn die erste Platte 106 mit der zweiten Platte 112 gekoppelt ist. Die zweite Platte 112 ist so ausgebildet, dass die erste Platte 106 mit dem elektrischen Element 102 in Kontakt steht. Bei einer Ausführungsform kann die zweite Platte 112 mit dem elektrischen Element 102 in thermischem Kontakt stehen, um den Wärmeaustausch zwischen dem elektrischen Element 102 und dem in den Kanälen 104 des Wärmetauschers 100 strömenden Kühlmittel zu erlauben. Bei einem weiteren Beispiel können die Kanäle 104 zwischen der ersten Platte 106 und der zweiten Platte 112 gebildet sein, um den Wärmeaustausch zwischen dem Kühlmittel und dem elektrischen Element 102 zu erlauben. Bei einem weiteren Beispiel umfasst die zweite Platte 112 einen ersten Plattenteil 112A und einen zweiten Plattenteil 112B. Ferner sind die ersten Plattenteile 106A, 112A der ersten Platte 106 und der zweiten Platte 112 voneinander beabstandet und bilden dadurch die Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen, und die zweiten Plattenteile 106B, 112B der ersten Platte 106 und der zweiten Platte 112 sind flüssigkeitsdicht miteinander verbunden.In one embodiment of the invention, the heat exchanger has a first plate 106 and a second plate 112 on that to couple with the first plate 106 is set up. Further is on the first plate 106 or on the second plate 112 a plurality of heat exchange channels 104 educated. In one embodiment, the plurality of channels 104 partly on the first plate 106 and on the second plate 112 be trained. Furthermore, the plurality of heat exchange channels 104 with different cross sections in the heat exchanger 100 designed to allow the flow of coolant in the plurality of heat exchange channels with different volumes and different flow rates. The majority of heat exchange channels 104 , hereinafter referred to as channels, can be in the first plates 106 of the heat exchanger 100 be trained. The first record 106 can have a first plate part 106A with recesses and a second plate part 106 exhibit. In one embodiment, the in the first plate part 106A the first record 106 formed wells the channels 104 form when the first plate 106 with the second plate 112 is coupled. The second plate 112 is designed so that the first plate 106 with the electrical element 102 is in contact. In one embodiment, the second plate 112 with the electrical element 102 are in thermal contact for heat exchange between the electrical element 102 and that in the channels 104 of the heat exchanger 100 to allow flowing coolant. In another example, the channels 104 between the first plate 106 and the second plate 112 be formed to the heat exchange between the coolant and the electrical element 102 to allow. In another example, the second plate comprises 112 a first plate part 112A and a second plate part 112B . Furthermore, the first are plate parts 106A , 112A the first record 106 and the second plate 112 spaced from each other and thereby form the plurality of heat exchange channels, and the second plate parts 106B , 112B the first record 106 and the second plate 112 are connected to one another in a liquid-tight manner.

Die in der ersten Platte 106 gebildeten Kanäle 104 können eingeteilt werden in einen ersten Abschnitt von Kanälen 108 und in einen zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Bei einer Ausführungsform hat der erste Abschnitt von Kanälen 108 einen kleineren Querschnitt als der zweite Abschnitt von Kanälen 110, sodass der erste Abschnitt von Kanälen 108 eine andere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels hat als der zweite Abschnitt von Kanälen 110. Mit anderen Worten, der erste Abschnitt von Kanälen 108 hat einen von dem Flächeninhalt des zweiten Abschnitts von Kanälen 110 verschiedenen Flächeninhalt, vorzugsweise hat der erste Abschnitt von Kanälen 108 einen kleineren Flächeninhalt als der zweite Abschnitt von Kanälen 110. Da der Querschnitt des ersten Abschnitts von Kanälen 108 kleiner ist als der des zweiten Abschnitts von Kanälen 110, ist der Wärmeaustausch zwischen den in dem elektrischen Element 102 vorgesehenen Zellen 102A, die dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 entsprechen, und dem in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 strömenden Kühlmittel niedriger als in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 des Wärmetauschers 100. Ferner ist das in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108, der dem Einlass entspricht, strömende Kühlmittel kälter als das in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 strömende Kühlmittel. Und das in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108, der dem Auslass entspricht, strömende Kühlmittel ist heißer als das in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 strömende Kühlmittel. Um daher einen gleichmäßigen Wärmeaustausch zwischen dem elektrischen Element 102 und dem Wärmetauscher 100 zu erreichen, ist ein kleinerer Querschnitt der Kanäle in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 besser als der Querschnitt der Kanäle in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Ferner sind die ersten und zweiten Abschnitte von Kanälen 108, 110 Abschnitte, die in einem thermischen Kontakt zwischen den Kanälen 104 und den elektrischen Elementen 102 stehen. Mit anderen Worten, der erste Abschnitt von Kanälen 108 entspricht der Summe jedes einzelnen Abschnitts der Kanäle 108-1, 108-2, 108-3, die vom hier betrachteten elektrischen Element „gesehen“ werden.The one in the first record 106 formed channels 104 can be divided into a first section of channels 108 and into a second section of channels 110 . In one embodiment, the first section has channels 108 a smaller cross-section than the second section of channels 110 so that the first section of channels 108 has a different flow rate of the coolant than the second section of channels 110 . In other words, the first section of channels 108 has one of the area of the second section of channels 110 different surface area, preferably has the first section of channels 108 a smaller area than the second section of channels 110 . Because the cross section of the first section of channels 108 is smaller than that of the second section of channels 110 , is the heat exchange between those in the electrical element 102 provided cells 102A that is the first section of channels 108 and that in the first section of channels 108 flowing coolant lower than in the second section of channels 110 of the heat exchanger 100 . Furthermore, this is in the first section of channels 108 corresponding to the inlet, coolant flowing in is colder than that in the second section of channels 110 flowing coolant. And that in the first section of channels 108 coolant flowing corresponding to the outlet is hotter than that in the second section of channels 110 flowing coolant. Therefore a uniform heat exchange between the electrical element 102 and the heat exchanger 100 to achieve is a smaller cross-section of the channels in the first section of channels 108 better than the cross-section of the channels in the second section of channels 110 . Further, the first and second sections are channels 108 , 110 Sections that are in thermal contact between the channels 104 and the electrical elements 102 stand. In other words, the first section of channels 108 corresponds to the sum of each individual section of the channels 108-1 , 108-2 , 108-3 that are "seen" by the electrical element considered here.

Ferner ist das in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 strömende Kühlmittel vergleichsweise wärmer als das in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 strömende Kühlmittel, sodass ein größerer Querschnitt der Kanäle in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 erforderlich ist, um die in dem elektrischen Element 102 vorgesehenen Zellen 102B auf das Sollniveau zu kühlen. Dadurch wird das elektrische Element 102 über alle Zellen des elektrischen Elements 102 auf der Solltemperatur gehalten.Furthermore, this is in the second section of channels 110 flowing coolant is comparatively warmer than that in the first section of channels 108 flowing coolant, so that a larger cross-section of the channels in the second section of channels 110 is required to that in the electrical element 102 provided cells 102B to cool to the target level. This creates the electrical element 102 across all cells of the electrical element 102 held at the target temperature.

Bei einer Ausführungsform sind die Kanäle 104 auf der erste Platte 106 eingeprägt, um die Kanäle 104 als halb-geschlossene Kanäle zu bilden. Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Kanäle 104 durch die Schaffung einer Vertiefung auf dem ersten Plattenteil 106A der ersten Platte 106 gebildet, wie in 2 gezeigt. Ferner ist die zweite Platte 112 auf einer Seite der ersten Platte 106 befestigt, auf der die Vertiefungen vorgesehen sind, sodass die Vertiefungen zu geschlossenen Kanälen werden können. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des mit einer zweiten Platte 112 versehenen Wärmetauschers 100. Ferner ist die zweite Platte 112 so mit der ersten Platte 106 versehen, dass die Kanäle/Vertiefungen 104 auf der ersten Platte 106 und der zweiten Platte 112 geschlossene Kanäle bilden, damit das Kühlmittel hindurchfließen kann. Die zweite Platte 112 kann mit dem elektrischen Element 102 in thermischem Kontakt stehen, um den Wärmeaustausch dazwischen zu ermöglichen. Ferner ist der erste Abschnitt von Kanälen 108 so ausgebildet, dass der erste Abschnitt von Kanälen 108 zu einem einzigen Kanal zusammengeführt ist. Mit anderen Worten, ein Ende des ersten Abschnitts von Kanälen 108 kann entlang einer zu einer Strömungsrichtung des Kühlmittels entgegengesetzten Richtung zu einem einzigen Kanal zusammengeführt sein. Der so gebildete einzelne Kanal kann das Einleiten und die Aufnahme des Kühlmittels zu und von den Kanälen erlauben, und ein anderes Ende des ersten Abschnitts von Kanälen 108 ist mit dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 verbunden. Der erste Abschnitt von Kanälen 108 und der zweite Abschnitt von Kanälen 110 sind miteinander verbunden, um die Kanäle 104 zu bilden, die einen kontinuierlichen Strom des Kühlmittels in dem Wärmetauscher 100 erlauben. Ferner werden der Wärmetauscher 100 und das elektrische Element 102 kollektiv als thermisches System bezeichnet.In one embodiment, the channels are 104 on the first plate 106 imprinted to the channels 104 to form as semi-closed channels. In another embodiment, the channels are 104 by creating a recess on the first plate part 106A the first record 106 formed as in 2 shown. Further is the second plate 112 on one side of the first plate 106 attached, on which the wells are provided so that the wells can become closed channels. 2 Figure 3 shows a cross-sectional view of the with a second plate 112 provided heat exchanger 100 . Further is the second plate 112 so with the first record 106 provided that the channels / depressions 104 on the first record 106 and the second plate 112 Form closed channels so that the coolant can flow through. The second plate 112 can with the electrical element 102 are in thermal contact to allow heat exchange between them. Further is the first section of channels 108 formed so that the first section of channels 108 is merged into a single channel. In other words, one end of the first section of channels 108 can be along a to a flow direction of the coolant opposite direction be merged into a single channel. The single channel so formed may allow the introduction and intake of coolant to and from the channels, and another end of the first section of channels 108 is with the second section of channels 110 tied together. The first section of canals 108 and the second section of channels 110 are interconnected to the channels 104 to form a continuous flow of coolant in the heat exchanger 100 allow. Furthermore, the heat exchanger 100 and the electrical element 102 collectively referred to as the thermal system.

Der Wärmetauscher 100 kann mindestens einen Einlass 202 aufweisen, der dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel in die Kanäle 104 einzuleiten, und mindestens einen Auslass 204, der dazu eingerichtet ist, das Kühlmittel von den Kanälen 104 aufzunehmen, nachdem das Kühlmittel Wärme von dem elektrischen Element 102 abgezogen hat. Ferner sind der mindestens eine Einlass 202 und der mindestens eine Auslass 204 auf der ersten Platte 106 ausgebildet. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind der mindestens eine Einlass 202 und der mindestens eine Auslass 204 mit dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 verbunden, damit das Kühlmittel in den Kanälen 104 des Wärmetauschers 100 zirkulieren kann. In diesem Fall handelt es sich bei dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 um U-förmige Kanäle, die mit dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 verbunden sind, um die Kanäle 104 zu bilden. Da der erste Abschnitt von Kanälen 108 und der zweite Abschnitt von Kanälen 110 miteinander verbunden sind, können die Kanäle 104 zwei Enden aufweisen, wie zum Beispiel ein erstes Ende 206A und ein zweites Ende 206B. Ferner gehören sowohl das erste Ende 206A als auch das zweite Ende 206B in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 zu den Kanälen 104, wie in 1A dargestellt. Der mindestens eine Einlass 202 ist mit dem ersten Ende 206A der Kanäle 104 verbunden, und der mindestens eine Auslass 204 ist mit dem zweiten Ende 206B der Kanäle 104 verbunden. In diesen Fällen sind das erste Ende 206A und das zweite Ende 204A der Kanäle 104 entlang einer zu einer Strömungsrichtung des Kühlmittels entgegengesetzten Richtung zu einem einzigen Kanal zusammengeführt und sind jeweils mit dem mindestens einen Einlass 202 und dem mindestens einen Auslass 204 verbunden. Daher ist die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 aus der Mehrzahl von Kanälen 104 niedriger als in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Da der zu den Kanälen 104 gehörige erste Abschnitt von Kanälen 108 eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels hat als der zweite Abschnitt von Kanälen 110, ist der Wärmeaustausch in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 geringer als in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Ferner können sich die Kanäle 104 entlang der Strömungsrichtung des Kühlmittels wie ein Baum ausgehend von einem Einlass aus dem Satz von Einlässen 202 in dem ersten Abschnitt 108 der Mehrzahl von Wärmeaustauschkanälen 104 verzweigen.The heat exchanger 100 can have at least one inlet 202 have, which is configured to deliver the coolant into the channels 104 initiate, and at least one outlet 204 , which is set up to remove the coolant from the ducts 104 after the coolant absorb heat from the electrical element 102 has withdrawn. Furthermore, the at least one inlet 202 and the at least one outlet 204 on the first record 106 educated. According to one embodiment of the invention, the at least one inlet is 202 and the at least one outlet 204 with the first section of channels 108 connected to keep the coolant in the ducts 104 of the heat exchanger 100 can circulate. In this case it is the second section of channels 110 around U-shaped channels that line up with the first section of channels 108 connected to the channels 104 to build. As the first section of channels 108 and the second section of channels 110 connected to each other, the channels can 104 have two ends, such as a first end 206A and a second end 206B . It also includes both the first end 206A as well as the second ending 206B in the first section of channels 108 to the canals 104 , as in 1A shown. The at least one inlet 202 is with the first end 206A of the channels 104 connected, and the at least one outlet 204 is with the second end 206B of the channels 104 tied together. In these cases the first ends 206A and the second end 204A of the channels 104 are combined to form a single channel along a direction opposite to a flow direction of the coolant and are each connected to the at least one inlet 202 and the at least one outlet 204 tied together. Therefore, the flow rate of the coolant is in the first section of channels 108 from the plurality of channels 104 lower than in the second section of channels 110 . Since the one to the canals 104 proper first section of channels 108 has a lower coolant flow rate than the second section of channels 110 , is the heat exchange in the first section of channels 108 less than in the second section of channels 110 . Furthermore, the channels 104 along the direction of flow of the coolant like a tree starting from one of the set of inlets 202 in the first section 108 the plurality of heat exchange channels 104 branch.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Satz von Einlässen 202 mit dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 verbunden, und der Satz von Auslässen 204 ist mit dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 verbunden. In diesem Fall handelt es sich bei dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 um I-förmige Kanäle. Ferner kann der Satz von Einlässen 202 an einem Ende der ersten Platte 106 gebildet und mit dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 verbunden sein, und der Satz von Auslässen 204 kann am anderen Ende der ersten Platte 106 gebildet und mit dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 verbunden sein. Der Satz von Einlässen 202 kann mit Leitungen verbunden sein, die das Kühlmittel mit sich führen, und ist dazu eingerichtet, das Kühlmittel in die Kanäle 104 einzuleiten. Da der zu den Kanälen 104 gehörige erste Abschnitt von Kanälen 108 eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels hat als der zweite Abschnitt von Kanälen 110, ist der Wärmeaustausch in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 geringer als in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Da die Zellen 102A in der Ecke des elektrischen Elements 102 weniger Wärme abstrahlen als die übrigen Zellen in dem elektrischen Element 102, ist ein geringerer Wärmeaustausch in dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 als in dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110 optimal, um die Durchschnittstemperatur über dem elektrischen Element 102 aufrechtzuerhalten.According to a further aspect of the invention, the set of inlets is 202 with the first section of channels 108 connected, and the set of outlets 204 is with the second section of channels 110 tied together. In this case it is the second section of channels 110 around I-shaped channels. Furthermore, the set of inlets 202 at one end of the first plate 106 formed and with the first section of channels 108 be connected, and the set of outlets 204 can be at the other end of the first plate 106 formed and with the second section of channels 110 be connected. The set of inlets 202 can be connected to lines that carry the coolant with them, and is designed to carry the coolant into the channels 104 initiate. Since the one to the canals 104 proper first section of channels 108 has a lower coolant flow rate than the second section of channels 110 , is the heat exchange in the first section of channels 108 less than in the second section of channels 110 . Because the cells 102A in the corner of the electrical element 102 give off less heat than the rest of the cells in the electrical element 102 , there is less heat exchange in the first section of channels 108 than in the second section of channels 110 optimal to the average temperature above the electrical element 102 maintain.

In 3A-C sind Draufsichten der Kanäle 104 des Wärmetauschers 100 von 1A dargestellt. Die Kanäle 104 des Wärmetauschers 100 sind über den Zellen 102A des elektrischen Elements 102 angeordnet. Die Zellen 102A sind hintereinander in Reihen in dem elektrischen Element 102 angeordnet. Die Reihen von Zellen 102A sind in dem elektrischen Element 102 gleich weit voneinander beabstandet, wie in 3A-C dargestellt. Zum Beispiel sind in 3A-C die Draufsichten der Kanäle 104 mit Flächen 106C mit Kühlmittelkontakt und Flächen 106D ohne Kühlmittelkontakt mit den Reihen von Zellen 102A dargestellt. Mit anderen Worten, der erste Plattenteil 106A wird hier als die Flächen 106C mit Kühlmittelkontakt angesehen, und der zweite Plattenteil 106B wird hier als die Flächen 106D ohne Kühlmittelkontakt angesehen. Gemäß der in 3A-C dargestellten Ausgestaltung sind die Kanäle 104 als drei Segmente dargestellt, wie zum Beispiel als erstes Segment 302 mit vier Reihen von Zellen 102A gemäß 3A, als zweites Segment 304 mit drei Reihen von Zellen 102A gemäß 3B und als drittes Segment 306 mit drei Reihen von Zellen 102A gemäß 3C. Ferner befindet sich der erste Abschnitt von Kanälen 108 in dem ersten Segment gemäß 3A, und der zweite Abschnitt von Kanälen 110 ist in allen drei Segmenten dargestellt. Ferner besitzen die den ersten beiden Reihen von Zellen 102A entsprechenden Kanäle 104 einen kleineren Fluidkontaktflächeninhalt als die übrigen Reihen von Zellen 102A. Ferner kann der Wärmetauscher 100 in drei Zonen unterteilt sein, nämlich eine erste Zone 310, eine zweite Zone 312 und eine dritte Zone 314. Ferner werden die in 3A dargestellten Reihen 1-2 als erste Zone 310 angesehen, die in 3B-C dargestellten Reihen 3-6 werden als zweite Zone 312 angesehen, und die in 3C dargestellten Reihen 7-8 werden als dritte Zone 314 angesehen. Bei einer Ausführungsform ist die Kontaktfläche zwischen Kühlmittel und Fluid in der ersten Zone 310 und der dritten Zone 314 kleiner als bei der zweiten Zone 312. Bei diesem Beispiel umfasst die erste Zone 310 den ersten Abschnitt von Kanälen 108, und die zweite und dritte Zone 312, 314 umfassen den zweiten Abschnitt von Kanälen 110. Ferner beträgt ein Verhältnis zwischen der Platte 106A des ersten Teils bzw. den Flächen 302 mit Kühlmittelkontakt und der Platte 106B des zweiten Teils bzw. den Flächen 304 ohne Kühlmittelkontakt in der ersten Zone 310 80%. Ferner beträgt ein Verhältnis zwischen der Platte 106A des ersten Teils bzw. den Flächen 302 mit Kühlmittelkontakt und der Platte 106B des zweiten Teils bzw. den Flächen 304 ohne Kühlmittelkontakt in der zweiten Zone 312 100%.In 3A-C are top views of the channels 104 of the heat exchanger 100 from 1A shown. The channels 104 of the heat exchanger 100 are above the cells 102A of the electrical element 102 arranged. The cells 102A are one behind the other in rows in the electrical element 102 arranged. The rows of cells 102A are in the electrical element 102 equidistant from each other, as in 3A-C shown. For example, in 3A-C the top views of the channels 104 with surfaces 106C with coolant contact and surfaces 106D without coolant contact with the rows of cells 102A shown. In other words, the first plate part 106A is used here as the areas 106C viewed with coolant contact, and the second plate part 106B is used here as the areas 106D viewed without coolant contact. According to the in 3A-C The design shown are the channels 104 represented as three segments, such as the first segment 302 with four rows of cells 102A according to 3A , as the second segment 304 with three rows of cells 102A according to 3B and as the third segment 306 with three rows of cells 102A according to 3C . There is also the first section of channels 108 in the first segment according to 3A , and the second section of channels 110 is shown in all three segments. They also have the first two rows of cells 102A corresponding channels 104 a smaller fluid contact area than the remaining rows of cells 102A . Furthermore, the heat exchanger 100 be divided into three zones, namely a first zone 310 , a second zone 312 and a third zone 314 . Furthermore, the in 3A rows 1-2 shown as the first zone 310 viewed that in 3B-C Rows 3-6 shown are used as the second zone 312 viewed, and the in 3C rows 7-8 shown are used as the third zone 314 viewed. In one embodiment, the contact surface between coolant and fluid is in the first zone 310 and the third zone 314 smaller than the second zone 312 . In this example, the first zone includes 310 the first section of canals 108 , and the second and third zones 312 , 314 comprise the second section of channels 110 . Further, a ratio between the plate is 106A of the first part or surfaces 302 with coolant contact and the plate 106B of the second part or surfaces 304 without coolant contact in the first zone 310 80%. Further, a ratio between the plate is 106A of the first part or surfaces 302 with coolant contact and the plate 106B of the second part or surfaces 304 without coolant contact in the second zone 312 100%.

Wie oben dargestellt, entsprechen die ersten beiden Zellen, d.h. Reihe 1 und 2, dem ersten Abschnitt von Kanälen 108, der einen kleineren Fluidflächeninhalt besitzt als der zweite Abschnitt von Kanälen 110. Die übrigen Reihen von Zellen, d.h. die Reihen 3-8, entsprechen dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110, der einen größeren Fluidflächeninhalt besitzt. Da der Fluidflächeninhalt bei dem ersten Abschnitt von Kanälen 108 kleiner ist als bei dem zweiten Abschnitt von Kanälen 110, erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmetauscher 100 und dem elektrischen Element 102 gleichmäßig über das elektrische Element 102. Der Wärmetauscher 100 kühlt das elektrische Element 102 auf eine Durchschnittstemperatur über das elektrische Element 102 und gibt unabhängig von den Zellen 102A in dem elektrischen Element Wärme mit einer anderen Temperatur ab. Daher kann eine homogene Temperatur der Zellen in dem elektrischen Element 102 erreicht werden, wodurch die Lebensdauer des elektrischen Elements 102 erhöht wird.As shown above, the first two cells, i.e. row, correspond 1 and 2 , the first section of canals 108 which has a smaller fluid surface area than the second section of channels 110 . The remaining rows of cells, ie rows 3-8, correspond to the second section of channels 110 which has a larger fluid surface area. As the fluid surface area in the first section of channels 108 is smaller than the second section of channels 110 , the heat exchange takes place between the heat exchanger 100 and the electrical element 102 evenly across the electrical element 102 . The heat exchanger 100 cools the electrical element 102 to an average temperature across the electrical element 102 and gives regardless of the cells 102A in the electrical element from heat with a different temperature. Therefore, the cells in the electrical element can have a homogeneous temperature 102 can be achieved, thereby extending the life of the electrical element 102 is increased.

Ganz offensichtlich sind angesichts der obigen Lehre zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung auch anders als hierin speziell beschrieben praktiziert werden kann.Obviously, numerous modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. It is understood, therefore, that the invention can be practiced other than as specifically described herein.

In jedem Fall kann und soll die Erfindung nicht auf die in diesem Dokument speziell beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sein, da es noch andere Ausführungsformen geben könnte. Die Erfindung soll sich auf jedes äquivalente Mittel und jede technisch mögliche Kombination von Mitteln erstrecken.In any case, the invention cannot and is not intended to be restricted to the embodiments specifically described in this document, since there could be other embodiments as well. The invention is intended to extend to any equivalent means and any technically possible combination of means.

Claims

A heat exchanger (100) for an electrical element (102) comprising: a first plate (106); a second plate (112) adapted to be thermally coupled to the electrical element (102); and a plurality of heat exchange channels (104) formed between the first plate (106) and the second plate (112) to enable heat exchange between a fluid flowing in the plurality of heat exchange channels (104) and the electrical element (102) , wherein the heat exchanger comprises: a first portion (108) of the plurality of heat exchange channels (102) which is in thermal contact with a first one of the electrical elements (102), a second section (110) of the plurality of heat exchange channels (104) which is in thermal contact with a second one of the electrical elements (102), wherein the first section has an area different from the area of the second section.

Heat exchanger (100) after Claim 1 wherein the first portion (108) of the channels (104) has a variable cross section and the second portion (110) of the channels (104) has a constant cross section.

Heat exchanger (100) after Claim 1 wherein the area of the first section (108) of the plurality of heat exchange channels (104) is 3 to 20% smaller than the area of the second section (110) of the plurality of heat exchange channels.

Heat exchanger (100) after Claim 1 wherein the first plate (106) comprises a first plate portion (106A) and a second plate portion (106B), the first plate portion (106A) having recesses that form the plurality of heat exchange channels (104).

Heat exchanger (100) after Claim 4 wherein the second plate (112) is in contact with the first plate (106) in order to form the recess provided in the first plate (106) as closed channels.

The heat exchanger (100) according to any one of the preceding claims, wherein the plurality of heat exchange channels (104) branch along the flow direction of the fluid as a tree which extends from the first section (108) of the plurality of heat exchange channels (104).

Heat exchanger (100) after Claim 1 wherein the plurality of heat exchange channels (104) is a U-shaped channel.

Heat exchanger (100) after Claim 7 wherein an inlet (202) and an outlet (204) are further formed on one side of the heat exchanger (100).

Heat exchanger (100) after Claim 1 wherein the plurality of heat exchange channels (104) is an I-shaped channel.

Heat exchanger (100) after Claim 9 wherein an inlet (202) and an outlet (204) are each formed on opposite sides of the heat exchanger (100).

The thermal system having a heat exchanger (100) according to any one of the preceding claims, wherein the thermal system further comprises an electrical element (102) formed as a plurality of spaced apart sets of cells (102A, 102B), and wherein the electrical element (102) is arranged below and in thermal interaction with the first plate (106).

Thermal system according to Claim 11 , with the first Portion (108) of the plurality of heat exchange channels (104) is arranged to be in contact with a first set of cells (102A) of the electrical element (102), and the second portion (110) of the plurality of heat exchange channels (104) is arranged to be in contact with a second set of cells (102B) of the electrical element (102).

Thermal system according to Claim 11 wherein a ratio between the first plate part (106A) and a second plate part (106B) in the first portion (108) of the plurality of heat exchange channels (102) is 80%.

Thermal system according to Claim 11 wherein a ratio between the first plate part (106A) and a second plate part (106B) in the first portion (110) of the plurality of heat exchange channels (102) is 100%.