DE102020203546A1

DE102020203546A1 - Kühlen eines Stromrichter-Leistungsmoduls mit asymmetrischer Wärmeabgabe

Info

Publication number: DE102020203546A1
Application number: DE102020203546.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Schnückel; Rüdiger Kusch; Holger Amecke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-10-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung (10) für einen Stromrichter (12), insbesondere einen Pulswechselrichter, mit:- einem ersten Kühlmodul (14) und wenigstens einem weiteren Kühlmodul (14),- einer Fluidfördereinrichtung (30);- wenigstens eine Fluidleitung (32, 36), die dazu eingerichtet ist, einen von der Fluidfördereinrichtung (30) erzeugten Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) in die Kühlmodule (14) einzuleiten oder aus diesen auszuleiten; wobei das erste Kühlmodul (14) und das weitere Kühlmodul (14) gegenüberliegend zueinander positioniert sind, sodass ein Leistungsmodul (11) des Stromrichters (12) zwischen ihnen aufnehmbar ist; undwobei der Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) derart durch die Fluidleitung (32, 36) und/oder die Kühlmodule (14) führbar ist, dass in einem dem Leistungsmodul (11) zugewandten Bereich des ersten Kühlmoduls (14) eine höhere Wärmeaufnahme erfolgt als in einem dem Leistungsmodul (11) zugewandten Bereich des weiteren Kühlmoduls (14).Die Erfindung betrifft auch ein System (1) umfassend eine solche Kühlanordnung (10) und ein Verfahren zum Kühlen eines Stromrichters (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlanordnung für einen Stromrichter, ein System umfassend eine solche Kühlanordnung und ein Verfahren zum Kühlen eines Stromrichters.
Bei dem Stromrichter kann es sich insbesondere um einen Pulswechselrichter handeln.
Die hierin vorgestellten Lösungen kommen vorteilhafterweise in Fahrzeugen zum Einsatz, insbesondere in Kraftfahrzeugen und ferner insbesondere in Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, Sie sind aber nicht hierauf beschränkt.
Es ist bekannt, dass Stromrichter verschiedenartige Leistungshalbleiter umfassen, die beim Betrieb des Stromrichters Wärme abgeben können (d.h. die Wärmequellen bilden). Mehrere Leistungshalbleiter können in einem sogenannten Leistungsmodul angeordnet sein. Diese können beispielsweise bei Pulswechselrichtern zum Einsatz kommen. Die Leistungsmodule weisen Leistungshalbleiter (Transistoren und/oder Dioden) auf, die nach Art einer Halb- oder Vollbrücke zusammengeschaltet sein können. Die Leistungshalbleiter können elektrische Schaltvorgänge durchführen, um einen gewünschten Betrieb bzw. ein gewünschtes Wechselrichten von Strom zu gewährleisten.
Oftmals sind die Wärmequellen und insbesondere die geschilderten Leistungsmodule samt Leistungshalbleitern plattenförmig und/oder eben ausgebildet (z.B. bei Anordnen an einer Leiterplatte). In diesem Fall, aber auch unabhängig hiervon, können die Leistungsmodule an wenigstens zwei unterschiedlichen und insbesondere voneinander abgewandten Seiten (z.B. an einer Ober- und Unterseite) Wärme abgeben. Es ist bekannt, die Leistungsmodule daher an beiden Seiten zu kühlen, z.B. mittels eines Kühlfluids, das entlang des Leistungsmoduls oder einer hiermit thermisch leitfähig verbundenen Komponente strömt. Dies wird teils auch als beidseitiges Kühlen (DSC Double Sided Cooling) bezeichnet.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit den bisherigen Kühllösungen nicht immer eine gewünschte Effizienz erzielbar ist.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, das Kühlen von Wärmequellen eines Stromrichters, insbesondere von dessen Leistungsmodulen, zu verbessern und insbesondere effizienter zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Es versteht sich, dass die vorstehenden Ausführungen zu und Weiterbildungen von Merkmalen auch bei der vorliegenden Lösung vorgesehen sein können, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich.
Allgemein wurde erkannt, dass als eine Ursache für mangelnde Effizienz der bisherigen Lösung nicht ausreichend eine asymmetrische Wärmeabgabe von Stromrichter-Leistungsmodule berücksichtigt wird. Hierunter ist zu verstehen, dass die Leistungsmodule in unterschiedliche Raumrichtungen (bzw. an unterschiedlichen Seiten dieser Leistungsmodule ) in unterschiedlichem Ausmaß Wärme abgeben können. Im Fall der geschilderten Leistungsmodule kann dies auf Bauraumbeschränkung innerhalb der Leistungsmodule oder anderweitiger Restriktionen bezüglich des inneren Aufbaus zurückgeführt werden. Folglich kann in diesem Fall zu einer Seite (z.B. von Ober- und Unterseite) mehr erzeugte Wärme fließen als zu einer anderen Seite.
Die Erfindung ist aber nicht auf das Kühlen von Leistungsmodulen beschränkt, sondern eignet sich auch für andere Stromrichter-Wärmequellen mit asymmetrischer Wärmeabgabe. Folgende Bezugnahmen auf das Kühlen eines Leistungsmoduls gelten entsprechend analog für das Kühlen allgemeinet Wärmequellen.
Erfindungsgemäß wird daher angestrebt, eine Kühlung an diese asymmetrische Wärmeabgabe anzupassen. Ein Grundgedanke hierbei ist, einen Kühlfluidstrom (Kühlfluid-Massenstrom) nach Maßgabe der asymmetrischen Wärmeabgabe des Leistungsmoduls bzw. der Wärmequelle anzupassen und insbesondere aufzuteilen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an derjenigen Seite der Leistungsmoduls, an der dieses mehr Wärme abgibt, auch ein höherer Kühlfluid-Massenstrom entlanggeführt wird als an der Seite, an der eine entsprechend geringere Wärmeabgabe erfolgt.
Wie nachstehend geschildert, kann hierbei ein beispielhaft als indirekte Kühlung bezeichnete Kühlung vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Kühlfluid nicht in direktem Kontakt mit der Leistungsmodul stehen, sondern diese lediglich mittelbar über eine hiermit thermisch leitfähig gekoppelte Komponente kühlen. Beispielsweise kann das Kühlfluid in einem nachstehend erläuterten Kühlmodul strömen und von der Umgebung abgeschirmt sein, wobei aber dieses Kühlmodul in einem thermisch leitfähigen Kontakt mit dem Leistungsmodul steht.
Zum Erreichen der angestrebten asymmetrischen Kühlung kann vorgesehen sein, das Leistungsmodul bzw. die Wärmequelle an seinen unterschiedlichen Seiten in unterschiedlichem Ausmaß indirekt zu kühlen. Beispielsweise können unterschiedlich stark ausgeprägte Kühlfluid-Massenströme nahe der unterschiedlichen Seiten des Leistungsmoduls strömen bzw. innerhalb von dort angrenzenden Kühlmodulen.
Weiter kann eine sogenannte direkte Kühlung vorgesehen sein, bei der das Leistungsmodul bzw. die Wärmequelle oder eine hiermit thermisch gekoppelte und vorzugsweise baulich hiermit integrierte und/oder zusammengefasste (insbesondere an den äußeren Kontaktflächen des Leistungsmoduls befestigte) Ableitstruktur in direktem Kontakt mit dem Kühlfluid stehen. Auch in diesem Fall kann vorgesehen sein, an den unterschiedlichen Seiten des Leistungsmoduls und insbesondere nach Maßgabe der dortigen Wärmeabgaben einen jeweils entlangströmenden Fluid-Massenstrom geeignet anzupassen und vor allem seitenspezifisch zu wählen.
Sofern hierin von den Seiten einer Wärmequelle mit spezifischer Wärmeabgabe gesprochen wird, kann ebenso von Bereichen der Wärmequelle mit entsprechend bereichsspezifischer Wärmeabgabe gesprochen werden.
Insbesondere vorgeschlagen wird eine Kühlanordnung für einen Stromrichter, insbesondere einen Pulswechselrichter, mit:

- einem ersten Kühlmodul und wenigstens einem weiteren Kühlmodul;
- einer Fluidfördereinrichtung (z.B. einer Pumpe für eine Kühlflüssigkeit oder einem Gebläse für ein gasförmiges Kühlfluid);
- wenigstens eine Fluidleitung, die dazu eingerichtet ist, einen von der Fluidfördereinrichtung erzeugten Kühlfluid-Massenstrom in die Kühlmodule einzuleiten (beispielsweise wenn die Fluidleitung eine Fluidzuleitung ist) oder aus diesen auszuleiten (beispielsweise wenn die Fluidleitung eine Fluidableitung ist);

Die unterschiedliche Wärmeaufnahme in den genannten Bereichen kann insbesondere wie folgt erfolgen:

- Die Kühlmodule werden von unterschiedlich starken Kühlfluid-Massenströmen durchströmt. Insbesondere wird das erste Kühlmodul von einem stärkeren Kühlfluid-Massenstrom durchströmt als das weitere Kühlmodul.
- Die Kühlmodule weisen Bereiche und insbesondere Fluidkanäle auf, die von unterschiedlich starken Kühlfluid-Massenströmen durchströmt werden. Anders ausgedrückt liegen also innerhalb der Kühlmodule unterschiedlich starke Kühlfluid-Massenströmen vor. Diese verlaufen vorzugsweise an bzw. entlang unterschiedlichen Seiten der Kühlmodule (zum Beispiel ein starker an einer Oberseite und ein schwacher Massenstrom an der Unterseite, oder umgekehrt). Die Kühlmodule werden dann vorzugsweise derart zueinander orientiert werden, dass eine entsprechende Seite mit einem entlang strömenden starken Kühlfluid -Massenstrom des ersten Kühlmoduls einer Seite des zweiten Kühlmoduls mit einem entlang strömenden schwächeren Kühlfluid-Massenstrom gegenüberliegt.

Die Kühlmodule können als Gleichteile ausgebildet sein. Dies spart Herstellungskosten und vereinfacht die Montage. Sie können Fluidkanäle aufweisen, insbesondere lediglich einen Fluidkanal, der einen Einlass und einen Auslass des Kühlmoduls verbindet, oder aber wenigstens zwei entsprechende Fluidkanäle. Gemäß nachstehend erläuterter Ausführungsformen können diese Fluidkanäle voneinander getrennt sein, beispielsweise durch eine Trennebene innerhalb des Kühlmoduls. Die Fluidkanäle können geschlossen sein oder aber zumindest einseitig geöffnet sein, beispielsweise um gemäß nachstehend erläuterter Ausführungsformen die Wärmequelle (insbesondere das Leistungsmodul) oder eine hiermit gekoppelte thermische Ableitstruktur zumindest teilweise darin aufzunehmen. Gemäß einer Variante sind die Kühlmodule aus einem wärmeleitfähigen Material und insbesondere aus einem Metallmaterial hergestellt.
Die Fluidleitung kann den von der Fluidfördereinrichtung erzeugten Kühlfluid-Massenstrom auf die einzelnen Kühlmodule verteilen, d.h. ausgehend von der Fluidfördereinrichtung zu den Kühlmodulen und insbesondere etwaige Einlässe hiervon führen. Hingegen kann auch vorgesehen sein, dass die Fluidleitung, wenn sie als eine vorstehend geschilderte Fluidauslassleitung oder Fluidableitung ausgebildet ist, Auslassbereiche der Kühlmodule mit der Fluidfördereinrichtung verbindet, z.B. um einen Kühlfluid-Kreislauf bereitzustellen.
Vorzugsweise sind sowohl eine Fluidleitung für das Einleiten als auch eine für das Ausleiten vorgesehen. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass nur eine dieser Fluidleitungen für das erwähnte Anpassen bzw. Leiten des Kühlfluid-Massenstroms zum Erzielen der asymmetrischen Wärmeaufnahme ausgebildet ist. Jegliche hierin erwähnte Fluidleitung kann einsträngig oder mehrsträngig sein und/oder sich entlang ihres Verlaufs aufzweigen. Dies betrifft insbesondere die Fluidzuleitung, die ausgehend von der Fluidfördereinrichtung sich in einzelne Abschnitte verzweigen kann, die zu den Einlässen der einzelnen Kühlmodule führen. In analoger Weise kann die Fluidauslassleitung einzelne sich von den Auslässen der Kühlmodule erstreckende Zweige aufweisen, die sich dann vorzugsweise zu einem Leitungsstrang vereinen.
Die Kühlmodule können sich zumindest an ihren gegenüberliegenden Seiten nicht kontaktieren. Sie können folglich allgemein beabstandet sein und/oder lediglich mittelbar z.B. über Abstandshalteelemente miteinander verbunden sein.
Zusätzlich und alternativ können die Kühlmodule vorzugsweise jeweils an der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul anliegen. Über eine entsprechende Anlagefläche eines Kühlmoduls kann dann der gewünschte Wärmeaustausch mit der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können in der nachstehend noch weiter ausgeführten Weise die Kühlmodule für eine Aufnahme von zumindest Bestandteilen der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls und insbesondere etwaigen hiervon umfassten thermischen Ableitstrukturen eingerichtet sein.
Zum Erzielen der höheren Wärmeaufnahme des ersten Kühlmoduls kann in dieses z.B. durch eine entsprechende Dimensionierung der Fluidleitung und/oder des Kühlmoduls ein höherer Kühlfluid-Massenstrom als in das weitere Kühlmodul eingeleitet werden. Anders ausgedrückt kann der Kühlfluid-Massenstrom ausgehend von der Fluidfördereinrichtung unterschiedlich (oder auch asymmetrisch) auf die einzelnen Kühlmodule verteilt werden, und zwar in der Weise, dass eines hiervon einen im Vergleich größeren Kühlfluid-Massenstrom erhält bzw. von diesem durchströmt wird. Dies kann die im Vergleich höhere Wärmeaufnahme ermöglichen. Allgemein kann also der der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul zugewandte Bereich des ersten Kühlmoduls einem höheren Kühlfluid-Massenstrom ausgesetzt sein (z.B. von diesem durchströmt werden oder zumindest rückseitig hiermit in Kontakt stehen) als der entsprechende Bereich des zweiten Kühlmoduls. Die erwähnten Bereiche der Kühlmodule können jeweils durch Außenseiten der Kühlmodule gebildet sein, z.B. eine Ober- oder Unterseite der Kühlmodule.
Wie erwähnt, umfasst die Wärmequelle und insbesondere das Leistungsmodul wenigstens einen Leistungshalbleiter (z.B. eine Diode oder einen Transistor) und bevorzugt wenigstens zwei. Der Leistungshalbleiter kann Bestandteil einer Brückenschaltung sein, z.B. einer Halb- oder Vollbrücken-Schaltung, insbesondere einer B6-Vollbrückenschaltung. Insbesondere können die Leistungshalbleiter einem Leistungsmodul des Stromrichters zugeordnet bzw. von diesem umfasst sein, wobei das Leistungsmodul gemäß jeglicher hierin geschilderter Varianten ausgebildet sein kann. Die Wärmequelle und insbesondere das Leistungsmodul kann folglich auch allgemein plattenförmig ausgebildet sein. Entsprechend kann auch der Zwischenraum zwischen den beiden Kühlmodulen rechteckig, spaltförmig oder allgemein plattenförmig ausgebildet sein, um die Wärmequelle und insbesondere das Leistungsmodul bevorzugt formschlüssig und/oder kontaktierend darin aufzunehmen.
Die nachstehenden Ausführungsformen betreffen insbesondere die vorstehend erwähnte direkte Kühlung, bei denen die Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodule und/oder hiervon umfasste oder daran angeordnete thermische Ableitstrukturen zumindest teilweise in den Kühlmodulen aufgenommen sind und darin mit dem Kühlfluid-Massenstrom in Kontakt treten.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das erste und das weitere Kühlmodul jeweils einen ersten und einen zweiten Fluidkanal aufweisen, wobei der erste Fluidkanal mit einem größeren Kühlfluid-Massenstrom durchströmbar ist als der zweite Fluidkanal. Die Fluidkanäle können jeweils entlang unterschiedlicher Außenseiten bzw. Außenwänden des Kühlmoduls fließen. Beispielsweise kann der erste Fluidkanal an der Innenseite einer ersten Außenwand und der zweite Fluidkanal entlang der Innenseite einer hiervon abgewandten weiteren Außenwand strömen. Die Fluidkanäle sind jedoch vorzugsweise voneinander getrennt, sodass Fluid aus einem der Kanäle nicht unmittelbar in den anderen strömen kann. Diese Trennung kann über eine Trennwand, Trennschicht oder einen allgemeinen Abstand zwischen den beiden Fluidkanälen erfolgen. Der erste Fluidkanal des ersten Kühlmoduls kann dann vorzugsweise derjenige Bereich mit der höheren Wärmeaufnahme sein bzw. diesen bilden oder dort verlaufen. Insbesondere können die Kühlmodule derart angeordnet werden, dass der erste Fluidkanal des ersten Kühlmoduls der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul zugewandt ist bzw. entlang des vorstehend erwähnten zugewandten Bereichs dieses Kühlmoduls oder durch diesen hindurchströmt. Das zweite Kühlmodul, das hingegen eine geringe Wärmeaufnahme von der Wärmequelle und insbesondere von dem Leistungsmodul ermöglicht, kann dieser Wärmequelle und insbesondere diesem Leistungsmodul hingegen mit dem zweiten Fluidkanal zugewandt sein. Erneut kann der zweite Fluidkanal also den zugewandten Bereich des Kühlmoduls bilden oder entlang oder durch diesen verlaufen.
Prinzipiell ist es auch möglich, dass lediglich eines der Kühlmodule eine entsprechende Mehrzahl von Fluidkanälen aufweist und das weitere (insbesondere noch ein drittes) Kühlmodul lediglich einen Fluidkanal. Die Dimensionierung dieser Fluidkanäle und/oder die Anordnung der Kühlmodule relativ zueinander und zur Wärmequelle und insbesondere zum Leistungsmodul erfolgt dann aber bevorzugt in der vorstehend geschilderten Weise. Genauer gesagt ist dann ein im Vergleich größer dimensionierter Fluidkanal des ersten Kühlmoduls nahe zu der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul positioniert und ein im Vergleich hierzu kleinerer Fluidkanal des weiteren Kühlmoduls nahe des oder in dem der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul zugewandten Bereich(s) dieses weiteren Kühlmoduls.
Gemäß einer Ausführungsform verlaufen die Fluidkanäle eines jeden Kühlmoduls und/oder der gegenüberliegenden Kühlmodule in zueinander parallelen Ebenen. Insbesondere können diese Ebenen parallel zu einer plattenförmigen Wärmequelle und insbesondere einem (flachem) Leistungsmodul sein und/oder zu denjenigen Außenwänden der Kühlmodule, die einander gegenüberliegen und/oder den Zwischenraum zur Aufnahme der Wärmequelle begrenzen.
Als ein allgemeiner Aspekt der Erfindung ist darauf hinzuweisen, dass auch eine Mehrzahl von Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodulen mit der Kühlanordnung kühlbar ist. Dann sind auch vorzugsweise mehr als zwei Kühlmodule vorgesehen. Jeweils zwei der Kühlmodule können gegenüberliegend zueinander positioniert sein und zwischen sich eine Wärmequelle und insbesondere ein Leistungsmodul aufnehmen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwei oder auch drei Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodule vorgesehen sind. Es können dann vier Kühlmodule vorgesehen sein, die übereinander oder, mit anderen Worten, gestapelt angeordnet sind. Zwischen zwei benachbarten Kühlmodulen kann jeweils ein Zwischenraum vorgesehen sein, in dem eine Wärmequelle (insbesondere ein Leistungsmodul) aufnehmbar ist. Bei der geschilderten Anordnung können außenliegende Kühlmodule lediglich von einem der Wärmequellen/Leistungsmodule Wärme aufnehmen, wohingegen innenliegende Kühlmodule (die zwischen zwei anderen Kühlmodulen aufgenommen sind) auch entsprechend beidseitig mit einer Wärmequelle/Leistungsmodul in Kontakt stehen oder allgemein hiervon Wärme aufnehmen können. In der hierin geschilderten Weise kann ein Kühlfluid-Massenstrom derart geleitet werden, dass Kühlmodule, die von zwei unterschiedlichen Wärmequellen bzw. Leistungsmodulen Wärme aufnehmen und/oder beidseitig mit Leistungsmodulen bzw. Wärmequellen in Kontakt stehen (oder auch zwischen zwei anderen Kühlmodulen angeordnet sind) für eine höhere Wärmeaufnahme ausgelegt sind und/oder mit einem größeren Kühlfluid-Massenstrom versorgt werden als außenliegende Kühlmodule oder Kühlmodule, die mit lediglich einer Wärmequelle bzw. einem Leistungsmodul in Kontakt stehen und/oder von dieser Wärme aufnehmen.
Gemäß einer Weiterbildung können der erste und der zweite Fluidkanal eines Kühlmoduls jeweils einen Einlass zum Einströmen und einen Auslass zum Ausströmen des Kühlfluids aufweisen. Ferner können sich der erste und der zweite Fluidkanal eines jeden Kühlmoduls hinsichtlich wenigstens einer der folgenden Eigenschaften voneinander unterscheiden:

- ein Volumen des Fluidkanals und/oder eine Querschnittsfläche von Auslass und/oder Einlass.

Auf diese Weise können die vorstehend geschilderten unterschiedlichen Wärmeaufnahmefähigkeiten der bzw. Massenströme durch die Fluidkanäle bereitgestellt werden. Die Fluidkanäle können allgemein derart innerhalb eines Kühlmoduls angeordnet sein, dass eine Seite des Kühlmoduls (z.B. eine von Ober- oder Unterseite) für eine hohe Wärmeaufnahme ausgelegt ist und die andere für eine im Vergleich niedrigere Wärmeaufnahme. Dies kann über eine Wahl der Volumina der Fluidkanäle oder der genannten Querschnittsflächen aufwandsarm sichergestellt werden.
Vorzugsweise sind die Kühlmodule derart relativ zueinander angeordnet, dass insbesondere bei einer gleichartigen Ausbildung der Kühlmodule ein erster Fluidkanal des ersten Kühlmoduls einem zweiten Fluidkanal des zweiten Kühlmoduls gegenüberliegt. Allgemein formuliert wird bevorzugt, dass ein Fluidkanal (aus einer etwaigen Mehrzahl von Fluidkanälen) des ersten Kühlmoduls, der für eine vergleichsweise hohe Wärmeaufnahme bzw. Massenstrom ausgelegt ist, einem Fluidkanal des weiteren Kühlmoduls gegenüberliegt, der für eine im Vergleich niedrigeren Wärmeaufnahme bzw. Massenstrom eingerichtet ist. Auf diese Weise können die asymmetrischen Wärmeaufnahmefähigkeiten der Kühlanordnung bereitgestellt werden und kann auf die entsprechend asymmetrische Wärmeabgabe der Leistungsmodule geeignet reagiert werden.
Zusammengefasst sieht eine Weiterbildung vor, dass das erste und das weitere Kühlmodul derart relativ zueinander positioniert sind, dass vom ersten Kühlmodul der erste Fluidkanal und beim weiteren Kühlmodul der zweite Fluidkanal näher an der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul positioniert ist (und dadurch auch entsprechend näher an dem jeweils anderen Kühlmodul positioniert ist bzw. diesem gegenüberliegt).
Wie erwähnt, kann im Rahmen der direkten Kühlung und als ein allgemeiner Aspekt der Erfindung vorgesehen sein, dass die Wärmequelle und insbesondere das Leistungsmodul und insbesondere eine thermische Ableitstruktur hiervon zumindest teilweise in wenigstens einem der Kühlmodule aufnehmbar ist, insbesondere derart, dass sie in Kontakt mit dem Kühlfluid bringbar ist. Die thermische Ableitstruktur kann ein metallisches Bauteil sein oder allgemein ein thermisch leitfähiges Material, das wärmeleitend mit wärmeabgebenden Komponenten der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls verbunden ist. Insbesondere kann von elektrischen Komponenten, wie einem erwähnten Leistungshalbleiter, abgegebene Wärme von der thermischen Ableitstruktur nach außen geleitet werden. Die thermische Ableitstruktur kann Bestandteil eines Gehäuses und/oder einer Außenwand der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls sein. Allgemein ist die thermische Ableitstruktur vorzugsweise ein integraler Bestandteil der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls und/oder nimmt diese in sich auf. Beispielsweise kann die Ableitstruktur mit der Wärmequelle und insbesondere dem Leistungsmodul baulich zusammengefasst und/oder als ein gemeinsam handhabbares Modul ausgebildet sein, das in der Kühlanordnung z.B. in einem einzigen Montageschritt anordbar und insbesondere einschiebbar ist.
Die Aufnahme von Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodulen und/oder thermischer Ableitstrukturen kann dadurch erfolgen, dass die Kühlmodule und insbesondere etwaige Fluidkanäle hiervon nach außen offen ausgebildet sind. Anders ausgedrückt können die Kühlmodule z.B. offene Außenwände und/oder Ober- oder Unterseiten aufweisen und in die entsprechenden Öffnungen können die der Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodule oder die Ableitstruktur hineinragen. Dies erfolgt bevorzugt derart, dass auch eine Dichtung zwischen den genannten Komponenten vorgesehen ist und/oder die Kühlmodule dann nach außen abgedichtet sind. Dann kann ein Fluid durch den (im Ausgangszustand geöffneten) Fluidkanal geleitet werden und kann das Leistungsmodul bzw. thermische Ableitstruktur zumindest teilweise umströmen, kann aber nicht aus dem Kühlmodul herauslaufen.
Mit der geschilderten direkten Kühlung wird eine besonders hohe Kühlungswirkung aufgrund geringer thermischer Widerstände zwischen dem Kühlfluid und der Wärmequelle erzielt.
Die nachstehenden weiteren Ausführungsformen richten sich insbesondere auf die einleitend geschilderte indirekte Kühlung der Wärmequellen, sind aber nicht grundsätzlich hierauf beschränkt.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Fluidleitung dazu eingerichtet, den (von der Fluidfördereinrichtung erzeugten) Kühlfluid-Massenstrom unterschiedlich auf die Kühlmodule zu verteilen oder unterschiedlich in/aus diese(n) einzuleiten und/oder auszuleiten. Insbesondere kann dies derart erfolgen, dass durch das erste Kühlmodul ein höherer Fluid-Massenstrom leitbar ist als durch das zweite Kühlmodul. Beispielsweise kann die Fluidleitung, wie geschildert, sich hin zu Einlässen der Kühlmodule verzweigen und/oder ausgehend von Auslässen der Kühlmodule jeweils unterschiedliche Zweige aufweisen. Diese Zweige können unterschiedliche Querschnittsflächen besitzen, sodass je nach Querschnittsfläche unterschiedliche Fluid-Massenströme in die Kühlmodule einleitbar oder aus diesen ausleitbar sind. Es versteht sich dabei, dass sich der Einfluss auf das Ausleiten im Sinne eines rückstauenden Effekts auch auf den insgesamt durch die Kühlmodule förderbaren Kühlfluid-Massenstrom auswirkt. Allgemein kann ein Zweig der Fluidleitung zu oder von dem ersten Kühlmodul größer sein als ein entsprechender Zweig, der zu oder von dem weiteren Kühlmodul führt.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Kühlmodule als Gleichteile ausgebildet sind. Sie können ferner lediglich einen Fluidkanal aufweisen, der sich vorzugsweise in einer Ebene erstreckt, die parallel zu den Außenwänden und/oder zumindest zu einem Bereich verlaufen kann, der vorzugsweise in Kontakt mit der Wärmequelle steht oder dieser zumindest gegenüberliegt. Um jedoch unterschiedlich stark ausgeprägte Wärmeaufnahmen mittels einander gegenüberliegender Kühlmodule zu ermöglichen, können die eingeleiteten oder ausgeleiteten Fluid-Massenströme in der vorstehend geschilderten Weise angepasst werden. Dies erfolgt bevorzugt mittels der Fluidleitung, die unabhängig von den Kühlmodulen ausgebildet sein kann und entsprechend modulspezifisch dimensionierte Zweige oder dergleichen aufweisen kann. Somit ist es nicht erforderlich, die Kühlmodule ebenfalls zum Erzielen der unterschiedlichen Wärmeaufnahmefähigkeiten anzupassen, da diese Aufgabe sozusagen durch das kühlmodulspezifische Aufteilen des Fluidmassenstroms seitens der Fluidleitung übernommen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kühlmodule voneinander abweichende Strömungshindernisse aufweisen, insbesondere in einem (vorzugsweise einzigen) Fluidkanal innerhalb der Kühlmodule. Durch diese Strömungshindernisse können Querschnitte und/oder kann allgemein das Volumen der Kühlmodule und insbesondere etwaiger Fluidkanäle hiervon geeignet eingestellt werden. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass durch das erste Kühlmodul ein höherer Fluid-Massenstrom hindurchführbar ist, beispielsweise da dort die Strömungshindernisse weniger stark ausgeprägt sind (beispielsweise ein weniger großes Volumen und/oder eine weniger große Oberfläche aufweisen). Bei dem weiteren Kühlmodul können hingegen durch vergleichsweise stärker, großflächiger oder mit einem größeren Volumen ausgebildete Strömungshindernisse im Vergleich geringere Kühlfluid-Massenströme hindurchleitbar sein.
Die Strömungshindernisse können z.B. als Vorsprünge ausgebildet sein, die sich innerhalb eines Fluidkanals eines Kühlmoduls befinden und dort zu lokalen Querschnittsverengungen führen. Prinzipiell kann auch vorgesehen sein, dass lediglich eines der Kühlmodule entsprechende Strömungshindernisse aufweist (vorzugsweise das zweite).
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Fluidleitung den erzeugten Fluid-Massenstrom gleichartig auf die Kühlmodule verteilt oder gleichartig aus diesen ausleitet. Dies kann die Fluidleitung vereinfachen, was Herstellungs- und Montagekosten reduzieren kann. Stattdessen können die Kühlmodule zum Erzielen der gewünschten asymmetrischen Wärmeaufnahmen und/oder Kühlfluid-Massenströme innerhalb der Kühlmodule ausgebildet werden.
Auch bei den vorstehenden Ausführungsformen, die sich insbesondere (aber nicht ausschließlich) auf eine indirekte Kühlung beziehen, kann vorgesehen sein, die Kühlmodule übereinander anzuordnen bzw. zu stapeln. Insbesondere können auch in diesem Fall eine Mehrzahl von Wärmequellen und insbesondere Leistungsmodulen und mehr als zwei Kühlmodule vorgesehen sein und können einzelne Kühlmodule außenliegend positioniert sein und andere zwischen zwei Kühlmodulen angeordnet werden. Es kann dann vorgesehen sein, dass bei den zwischen zwei Kühlmodulen angeordneten Kühlmodulen höhere Fluid-Massenströme durch die Fluidleitung eingeleitet oder aus diesen entnommen werden als bei den außenliegenden. Auch können die Strömungshindernisse zum Erzeugen entsprechend unterschiedlicher Fluid-Massenströme je nach Position der Kühlmodule ausgebildet sein.
Die Erfindung betrifft auch ein System, mit:

- einer Kühlanordnung nach einem der vorangehenden Aspekte; und
- einer Wärmequelle und insbesondere einem Leistungsmodul eines Stromrichters, die/das (im Betrieb) an einer ersten Seite eine größere Wärmemenge als an einer

Anders ausgedrückt wird bei diesem System die Wärmequelle und insbesondere das Leistungsmodul und werden auch die Kühlmodule derart relativ zueinander ausgerichtet, dass das erste Kühlmodul, das für eine höhere Wärmeaufnahme ausgelegt ist, dem Bereich der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls mit der entsprechend größeren Wärmeabgabe gegenüberliegt. Dies erhöht die Kühleffizienz, insbesondere da dann das zweite Kühlmodul einen entsprechend reduzierten Kühlfluid-Massenstrom aufweisen kann, da mit diesem lediglich die zweite Seite der Wärmequelle und insbesondere des Leistungsmoduls gekühlt werden muss, die im Vergleich weniger Wärme abgibt. Es versteht sich, dass das Leistungsmodul gemäß jeglichem hierin geschilderten Aspekt ausgebildet. Ferner versteht es sich, dass das System auch mehrere Wärmequelle und insbesondere Leistungsmodule und mehr als zwei Kühlmodule umfassen kann, die dann beispielsweise in der vorstehend geschilderten Weise übereinander gestapelt und/oder allgemein geschichtet angeordnet werden können.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen eines Stromrichters, insbesondere eines Pulswechselrichters, mit:

- Positionieren von wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlmodul, derart, dass sie eine Wärmequelle und insbesondere ein Leistungsmodul des Stromrichters zwischen sich aufnehmen;
- Erzeugen eines Kühlfluid-Massenstroms (z.B. durch die Kühlmodule), derart, dass in einem der Wärmequelle zugewandten Bereich des ersten Kühlmoduls eine höhere Wärmeaufnahme erfolgt als in einem der Wärmequelle zugewandten Bereich des zweiten Kühlmoduls.

Das Verfahren kann jegliches weitere Merkmal und sämtliche hierin geschilderten Weiterbildungen aufweisen, die vorstehend in Zusammenhang mit der Kühlanordnung oder dem System geschildert wurden. Insbesondere kann das Verfahren sämtliche weiteren Schritte, Maßnahmen und Merkmale aufweisen, um sämtliche hierin geschilderten Betriebszustände, Effekte oder Wechselwirkungen bereitzustellen. Insbesondere können sämtliche Ausführungen zu und Weiterbildungen von Merkmalen der Kühlanordnung auch auf das Verfahren bzw. dortige gleichlautende Merkmale zutreffen.
Um den Kühlfluidstrom in der vorstehend erläuterten Weise zu erzeugen, kann zunächst ein Ausgangs-Strom wiederum durch eine Fluidfördereinrichtung der hierin geschilderten Art erzeugt werden. Dieser kann dann aber derart innerhalb der Kühlanordnung und insbesondere durch eine Fluidleitung der hierin geschilderten Art und/oder durch die Kühlmodule selbst geführt werden, dass spezifische Kühlfluid-Massenströme je Modul oder je dortigen Fluidkanälen eingestellt und dass die geschilderten Unterschiede bezüglich der Wärmeaufnahmefähigkeiten dieser Module erzielt werden. Folglich kann das Verfahren auch das Erzeugen eines entsprechenden anfänglichen Kühlfluid-Massenstroms umfassen, der mittels jeglicher hierin geschilderten Maßnahmen innerhalb der Kühlanordnung geleitet und insbesondere in kühlmodulspezifische und/oder fluidkanalspezifische (Teil-)Kühlfluid-Massenströme aufgeteilt wird.
Im Folgenden werden schematische Figuren für beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung geschildert. Darin können für gleichartige oder gleichwirkende Merkmale figurenübergreifend die gleichen Bezugszeichen vorgesehen sein.

1 zeigt ein einzelnes Kühlmodul einer Kühlanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Einzelteilansicht;
2 zeigt eine Mehrzahl von Kühlmodulen gemäß der Variante aus 1 mit dazwischen positionierten zu kühlenden Leistungsmodulen;
3 zeigt eine Schnittansicht einer zu 2 vergleichbaren Anordnung;
4, 5 zeigen analoge Ansichten zu 1 und 3, jedoch für Kühlmodule einer abweichenden Ausführungsform;
6 zeigt eine Schnittansicht durch ein Kühlmodul gemäß einer noch weiteren Ausführungsform;
7 zeigt eine Anordnung einer Mehrzahl von Kühlmodulen gemäß 6 samt dazwischen positionierter Leistungsmodule in einer Querschnittsansicht;
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Variante aus 7 mit Fluidleitungen;
9 zeigt eine Querschnittsansicht der Variante aus 8;
10 zeigt eine Anordnung von Kühlmodulen und Leistungsmodulen gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel.

Im Folgenden wird zunächst auf 8 eingegangen, da diese eine Kühlanordnung 10 und ein System 1 gemäß einer Übersichtsdarstellung zeigt, d.h. eine Mehrzahl hiervon umfasster Komponenten gleichzeitig abbildet.
Allgemein dient die Kühlanordnung 10 dazu, einzelne Leistungsmodule 11, wie sie nachstehend noch anhand der weiteren Figuren gezeigt werden, eines Stromrichters 12 zu kühlen. Die Kühlanordnung 10 ist hierfür in einem Gehäuse des Stromrichters 12 angeordnet bzw. räumlich von diesem umfasst. Der Stromrichter 12, der ein herkömmlicher Pulswechselrichter ist, ist ansonsten nach Art vorbekannter Lösungen ausgebildet und daher nicht näher gezeigt. Er kommt jedoch vorzugsweise in einem Fahrzeug und insbesondere einem Kraftfahrzeug zum Einsatz.
In 8 erkennt man eine Mehrzahl von Kühlmodulen 14. Diese können in der nachstehend geschilderten Weise gleichartig (d.h. als Gleichteile) ausgebildet sein oder aber voneinander abweichend ausgebildet sein. Wie nachstehend noch ausführlich erläutert, sind sie bei der Variante aus 8 gleichartig ausgebildet.
Die Kühlmodule 14 sind plattenförmig ausgebildet, d.h. erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu einer Raumebene. Sie weisen entsprechend eine Oberseite 16 und eine Unterseite 18 auf, wie beispielhaft für das in 8 oberste Kühlmodul 14 eingetragen. Diese Seiten 16, 18 werden jeweils durch Außenwände der Kühlmodule 14 gebildet. Die Kühlmodule 14 sind entlang einer (virtuellen) Raumachse A übereinander angeordnet bzw. entlang dieser Achse A gestapelt oder geschichtet. Die Achse A verläuft dabei im Wesentlichen orthogonal zu der Haupterstreckungsebene der Kühlmodule 14 bzw. zu der Ebene, zu der die Seiten 16, 18 im Wesentlichen parallel verlaufen. Insbesondere verläuft die Achse A orthogonal zu einer Haupterstreckungsebene der nachstehend geschilderten Leistungsmodule 11 und/oder zu den Zwischenräumen zwischen benachbarten Modulen 14.
Wie nachstehend noch anhand der Querschnittsdarstellungen von z.B. 9 und 3 ersichtlich, sind benachbarte Kühlmodule 14 voneinander beabstandet (in 8 für einen Fall beispielhaft mit A eingetragen). Dieser Abstand A erzeugt einen Freiraum bzw. Zwischenraum, in dem die nachstehend erläuterten Leistungsmodule 11 aufnehmbar sind.
Die Kühlmodule 14 können über Flanschabschnitte 20 und dort gezeigte Bohrungen 21 an einer nicht dargestellten Trägerstruktur und/oder einem Gehäuse des Stromrichters 12 befestigt werden. Beispielhaft sind die Flanschabschnitte 20 und Bohrungen 21 nur für das oberste Kühlmodul 14 in 8 markiert. Durch diese Befestigungsmöglichkeit können die Kühlmodule 14 in der geschilderten Weise und insbesondere unter Einhalten des Abstandes A relativ zueinander positioniert und in diesen Positionen auch gesichert werden.
Weiter gezeigt in 8 ist eine schematisch stark vereinfachte Fluidfördereinrichtung 30 in Form einer Hydraulikpumpe. Diese ist dazu eingerichtet, eine Kühlflüssigkeit durch die Anordnung 10 zu fördern und genauer gesagt einen Kühlfluid-Massenstrom dieser Kühlflüssigkeit durch die Anordnung 10 zu erzeugen. Hierfür ist sie mit zwei Fluidleitungen verbunden, nämlich einer Fluidzuleitung 32 (Strömungsverteiler), die einen erzeugten Kühlfluid-Massenstrom in 8 verdeckte Fluideinlässe 34 eines jeden Kühlmoduls 14 einleitet. Ferner gezeigt ist eine Fluidauslassleitung oder auch ein sogenannter Strömungssammler 36, der einen aus dem Auslass 40 eines jeden Kühlmoduls 14 ausströmenden Kühlfluid-Massenstrom wieder zu der Pumpe 30 zurückführt. Die jeweils verdeckten Einlässe 34 und Auslässe 40 der Kühlmodule 14 sind in 8 lediglich beispielhaft für das oberste Kühlmodul 14 markiert.
Mit der Anordnung 10 kann also eine Kühlfluid-Zirkulation erzielt werden, wobei das Kühlfluid durch die einzelnen Kühlmodule 14 strömt und dabei in den Zwischenräumen durch die dort angeordneten Wärmequellen in Form von Leistungsmodulen 11 erzeugte Wärme aufnehmen kann. Nicht gezeigt in 8 ist, dass die Anordnung 10 auch Maßnahmen zum Kühlen eines zurück zur Pumpe 30 geförderten Kühlfluid-Massenstroms umfassen kann, wie z.B. Radiatorstrukturen, Wärmetauscher oder dergleichen.
Im Folgenden wird Bezugnehmend auf die 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Anordnung diskutiert, bei der die Leistungsmodule des Stromrichters 12 direkt (durch ein Umströmen mit Kühlfluid) gekühlt werden. Jegliche der nachstehend erläuterten Ausführungsformen und auch diejenigen der 1 bis 3 können dabei analoge zur 8 geschilderte Komponenten in Form der Leitungen 32, 36 und der Pumpe 30 aufweisen, auch wenn dies im Folgenden nicht stets gesondert gezeigt ist. Allerdings können sich insbesondere die Leitungen 32. 36 von der Variante aus 8 unterscheiden.
In 1 ist ein Kühlmodul 14 in perspektivischer Einzelteilansicht gezeigt. Man erkennt, dass dieses an dessen dem Betrachter zugewandten Oberseite 16 offen ausgebildet ist. Das Kühlmodul 14 umfasst zwei Fluidkanäle 41, 42, die jeweils einen Einlass 34 und einen Auslass 40 aufweisen. Der untere Fluidkanal 42 ist von dem in 1 oberen Fluidkanal 41 durch eine Trennwand 44 getrennt. Somit strömt ein Fluid-Massenstrom lediglich innerhalb der einzelnen Fluidkanäle 41, 42 und tritt jeweils nicht in den anderen Fluidkanal 41, 42 über. Auch der Fluidkanal 42, wie nachstehend noch anhand von 3 ersichtlich, ist offen ausgebildet. Genauer gesagt ist auch eine Unterseite 18 des Kühlmoduls 14 offen ausgebildet. Bereits aus den unterschiedlichen Abmessungen der Einlässe 34 und Auslässe 40 verdeutlicht sich aber, dass in dem oberen Fluidkanal 41 ein größerer Kühlfluid-Massenstrom führbar ist als in dem unteren Fluidkanal 42. Dies bedeutet, dass der obere Fluidkanal 41 für eine höhere Wärmeaufnahme eingerichtet ist als der untere Fluidkanal 42.
Gezeigt in 1 ist auch ein zwischen dem Einlass 34 und Auslass 40 des oberen Fluidkanals positionierter optionaler Trennsteg 43, der ein direktes Übertreten eines Kühlfluidstroms vom Einlass 34 in den Auslass 40 verhindert. Ein analoger Trennsteg 43 ist auch beim unteren Fluidkanal 42 vorgesehen, aber in 1 nicht einsehbar.
In 2 sind drei Kühlmodule 14 gezeigt, die gemäß der Variante aus 1 ausgebildet sind. Ferner gezeigt sind drei Leistungsmodule 11 der im allgemeinen Beschreibungsteil diskutierten Art. Die Leistungsmodule 11 bilden jeweils Wärmequellen des Stromrichters 12 bzw. enthalten diese in Form der Leistungshalbleiter. Gezeigt ist, dass diese allgemein plattenförmig ausgebildet sind und mehrere Anschlussklemmen 100 und elektrische Leitungen 102 aufweisen. Da diese jedoch gemäß herkömmlichen Varianten ausgebildet sind bzw. die Leistungsmodule 11 allgemein nach Stand der Technik ausgebildet sein können (mit Ausnahme nachstehend erläuterter thermischer Ableitstrukturen 50), wird nicht näher auf diese Merkmale eingegangen.
Allgemein und wie auch anhand der nachstehenden 3 ersichtlich, sind die Leistungsmodule 11 jedoch im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und weisen als Besonderheit der gezeigten Ausführungsform an ihren beiden Außenseiten thermische Ableitstrukturen 50 auf, die über die Ebene der plattenförmigen Erstreckung hinaus hervorstehen.
Weiter verdeutlicht sich aus 2, auch wenn dies teilweise verdeckt ist, das Anordnen der Leistungsmodule 11 zwischen benachbarten Kühlmodulen 14.
Besser verdeutlicht sich dies aus 3. Dort ist die Anordnung aus 2 in einer Querschnittsansicht gezeigt. Die Querschnittsebene verläuft dabei im Wesentlichen parallel zu dem Trennsteg 43 aus 1 bzw. enthält die in 8 gezeigte Achse A.
Gegenüber der Anordnung von 2 erkennt man, dass im tatsächlichen Einsatz noch ein weiteres Kühlmodul 14 vorgesehen ist, das das oberste Leitungsmodul 11 gegenüber der Umgebung abschirmt. Weiter verdeutlicht sich der innere Aufbau der geschnitten dargestellten Leistungsmodule 11. So erkennt man Bereiche 104, in denen Leistungshalbleiter positioniert sind, die in an sich bekannter Weise im Betrieb Wärme abgeben. Die Leistungshalbleiter können auf einer Leiterplatine angeordnet sein, welche die plattenförmige Form der Leistungsmodule 11 vorgibt. An der Oberseite und Unterseite der Platine sind die (optional) thermischen Ableitstrukturen 50 vorgesehen. Genauer gesagt sind diese wärmeleitend mit der Ober- und Unterseite der Platine verbunden und/oder nehmen die Leistungshalbleiter zwischen sich auf. Man erkennt auch die einzelnen Vorsprünge der Ableitstrukturen 50, die sich stiftförmig oder zylindrisch nach außen erstrecken (insbesondere entlang der Achse A aus 8). Man erkennt aber auch, dass diese Ableitstrukturen 50 als ein allgemein bevorzugter Aspekt der Erfindung an den unterschiedlichen Seiten des Leistungsmoduls 11 unterschiedlich ausgebildet sind. Genauer gesagt sind sie an der einen Seite (in 3 unten) größer bzw. mit einer größeren Oberfläche ausgebildet als an der anderen Seite (in 3 die obere Seite). Die thermischen Ableitstrukturen 50 weisen somit seitenspezifische Wärmeableitfähigkeiten auf, um auf die asymmetrische Wärmeabgabe der Module 11 zu reagieren.
Genauer gesagt trägt dies dem Umstand Rechnung, dass, wie vorstehend geschildert, die Wärmeabgabe des Leistungsmoduls 11 asymmetrisch erfolgt, d.h. an einer Seite stärker ausgeprägt ist als an der anderen. Die mit einer größeren Oberfläche versehene Ableitstruktur 50 ist folglich derjenigen Seite zugeordnet bzw. an dieser positioniert, an der die größere Wärmeabgabe erwartet wird. Die thermische Ableitstruktur 50 mit der geringeren Oberfläche ist hingegen an der anderen Seite mit der erwarteten geringeren Wärmeabgabe positioniert. Auf diese Weise kann die Baugröße reduziert und können Kosten gespart werden.
Ferner erkennt man, dass die Leistungsmodule 11 derart zwischen benachbarten Kühlmodulen 14 positioniert sind, dass die thermischen Ableitstrukturen 50 jeweils in die Fluidkanäle 40, 41 dieser Module hineinragen. Im Folgenden bezugnehmend auf die in 3 von oben nach unten zweiten und dritten Kühlmodule 14, die jeweils zwischen zwei anderen Kühlmodulen 14 aufgenommen sind, ist die thermische Ableitstruktur 50 mit der kleineren Oberfläche in dem kleiner dimensionierten Fluidkanal 42 (unterer Fluidkanal 42 in 1) aufgenommen und die thermische Ableitstruktur 50 mit der größeren Oberfläche 15 in dem im Vergleich größeren Fluidkanal 41 (siehe oberer Fluidkanal 41 in 1).
In dem gezeigten Beispiel gilt dies nicht für die obersten und untersten (d.h. außenliegenden) Kühlmodule 14, in denen jeweils einer der Kanäle 41, 42 frei bleibt bzw. keine thermische Ableitstruktur 50 aufnimmt. Die dortigen Öffnungen an der Ober- bzw. Unterseite 16, 18 sind stattdessen mit einem Deckel 52 verschlossen. Diese Variante hat den Vorteil, dass sämtliche Kühlmodule 14 gleichartig ausgebildet sein können, d.h. als Gleichteile ausgestaltet sind. Dies ist jedoch lediglich optional und die außenliegenden Kühlmodule 14 könnten auch z.B. zwecks Gewichtseinsparung derart angepasst werden, dass sie lediglich den jeweiligen Kanal 41, 42 umfassen, indem eine thermische Ableitstruktur 50 aufzunehmen ist.
Weiter erkennt man, dass das Anordnen der Leistungsmodule 11 zwischen den Kühlmodulen 14 derart erfolgt, dass sie die geöffneten Bereiche der einander zugewandten Fluidkanäle 41, 42 jeweils verschließen. Dies kann durch nicht gezeigte Dichtungselemente in Kontakt- bzw. Anlagebereichen der Leistungsmodule 11 und Kühlmodule 14 zusätzlich verbessert werden.
Aus 3 verdeutlicht sich, dass zwei zueinander benachbarte Kühlmodule 14 jeweils unterschiedlichen Seiten eines Leistungsmoduls 11 zugewandt sind. Dies führt auch dazu, dass sie in einem unterschiedlichen Ausmaß der durch das Leistungsmodul 11 abgegebenen Wärme ausgesetzt sind. Dies wird erfindungsgemäß dadurch kompensiert, dass die Wärmeaufnahmefähigkeit und somit Kühlfähigkeit benachbarter Module 14 in Bezug auf ein dazwischen positioniertes Leistungsmodul 11 unterschiedlich und somit asymmetrisch ist. Bezugnehmend auf das in 3 oberste Leistungsmodul 11 erkennt man beispielsweise, dass das oberste Kühlmodul 14 die Seite des Leistungsmodells 11 mit der geringeren Wärmeabgabe aufnimmt bzw. dieser zugewandt ist. Entsprechend ist dort auch der Fluidkanal 42 dem Leistungsmodul 11 zugewandt, in dem nur ein geringerer Kühlfluid-Massenstrom mit einer entsprechend reduzierten Kühlwirkung führbar ist. Das hierzu benachbarte und in 3 zweitoberste Kühlmodul 14 ist hingegen diesem Leistungsmodul 11 derart zugewandt, dass es der Seite mit der höheren Wärmeabgabe gegenüberliegt bzw. diese aufnimmt. Entsprechend ist dort der Fluidkanal 41 vorgesehen bzw. dem Kühlmodul 11 zugewandt, in dem der größere Kühlfluid-Massenstrom führbar ist, um eine höhere Wärmeaufnahme und somit Kühlwirkung bereitzustellen.
Gleiches gilt auch für die jeweils anderen zueinander benachbarten Kühlmodule 14, die derart orientiert sind, dass ihre Wärmeaufnahmefähigkeit an die Abgabefähigkeit der einzelnen Seiten der hierzwischen positionierten Leistungsmodule 11 angepasst ist.
Erneut bezugnehmend auf die beiden obersten Kühlmodule 14 in 3 weist somit das zweitoberste Kühlmodul 14 in Bezug auf das oberste Leistungsmodul 11 einen Bereich in Form des Fluidkanals 41 mit einer höheren Wärmeaufnahmefähigkeit aus als das oberste Kühlmodul 14 und dessen Fluidkanal 42. Bei Einleiten eines Kühlfluids erfolgt somit eine höhere Wärmeaufnahme durch das zweitoberste Kühlmodul 14 bezüglich des obersten Leistungsmoduls 11 als durch das oberste Kühlmodul 14.
Die Fluidkanäle 41, 42 der Kühlmodul 14 bilden jeweils den Leistungsmodulen 11 zugewandte und diese sogar teilweise aufnehmende Bereiche der Kühlmodule 14. Durch die asymmetrische Wärmeabstrahlung der Leistungsmodule 11 (wie in 9 anhand nachstehend erläuterter Pfeile gezeigt) und bezugnehmend auf das oberste Paar von Kühlmodulen 14 erfolgt somit in einem Bereich des obersten Kühlmoduls 14, der durch dessen zweiten Fluidkanal 42 gebildet wird, eine geringe Wärmeaufnahme (da dieser einer Seite des Leistungsmoduls 11 mit reduzierter Wärmeabgabe gegenüberliegt). In einem Bereich des darunterliegenden Kühlmoduls 14, der durch dessen ersten für die Kanal 41 gebildet wird, erfolgt hingegen eine erhöhte Wärmeaufnahme (da dieser einer Seite des Kühlmodul 11 mit erhöhter Wärmeabgabe gegenüberliegt). Die Unterschiede hinsichtlich der Wärmeaufnahme werden ferner dadurch ermöglicht, dass die einander zugewandten Fluidkanäle 41, 42 der benachbarten Kühlmodule 14 aufgrund ihrer geschilderten Größenverhältnisse von unterschiedlich starken Kühlfluid-Massenströmen durchströmt werden.
In den 4 und 5 ist eine alternative Variante zur direkten Kühlung von Leistungsmodulen 11 vorgesehen. 4 zeigt eine zu 1 analoge perspektivische Einzeldarstellung eines einzelnen Kühlmoduls 14. Man erkennt wiederum dessen plattenförmigen Aufbau sowie den Trennsteg 43 und einen Einlass 34 und Auslass 40. Allerdings ist in diesem Fall nur ein Fluidkanal 41 vorgesehen, der beidseitig geöffnet ist (d.h. sowohl die Ober- als auch die Unterseite 16, 18 sind im Bereich dieses Fluidkanals 41 offen ausgebildet).
In 5 ist eine analog zur 3 abgebildete Anordnung aus vier Kühlmodulen gezeigt, die paarweise insgesamt drei Leistungsmodule 11 zwischen sich einschließen. Man erkennt wiederum, dass die Leistungsmodule 11 analog zur Variante aus 3 ausgebildet sind und nach Maßgabe ihrer seitenspezifischen Wärmeabgabe unterschiedlich groß ausgeprägte thermische Ableitstrukturen 50 aufweisen. Man erkennt auch, dass zumindest in den beiden mittleren Kühlmodulen 14 sowohl eine entsprechend groß ausgebildete Ableitstruktur 50 als auch eine im Vergleich kleinere Ableitstruktur 50 zweier unterschiedlicher Leistungsmodule 11 in den Fluidkanälen 41 dieser Kühlmodule 14 aufgenommen sind.
Bei dieser Variante könnte eine unterschiedliche bzw. asymmetrische Wärmeaufnahme zweier benachbarter Kühlmodule 14 in Bezug auf ein gemeinsam hiervon eingeschlossenes Leistungsmodul 11 in der nachstehend geschilderten Weise anhand des Einleitens oder Ableitens unterschiedlich stark ausgeprägter Kühlfluid-Massenströme erzielt werden. Genauer gesagt kann dann mittels der anhand von 8 erläuterten Variante in die beiden mittleren Kühlmodule 14 aus 5, die jeweils zwischen zwei anderen Kühlmodulen 14 positioniert sind und die jeweils Ableitstrukturen 50 von unterschiedlichen Leistungsmodulen 14 aufnehmen, größere Massenströme eingeleitet werden als in die beiden außenliegenden Kühlmodule 14. Dies führt dazu, dass zumindest das in 5 oberste Leistungsmodul 11 einem Kühlmodul 14 zugewandt bzw. in dieses aufgenommen sind, das eine geringe Wärmeableitfähigkeit aufweist (z.B. in 5 das oberste), als auch einem Kühlmodul 14 mit einer entsprechend erhöhten Wärmeaufnahmefähigkeit (z.B. in 5 das zweitoberste Kühlmodul 14).
6 zeigt eine zu 1 analoge Ansicht eines Kühlmoduls 14 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Dieses ist bevorzugt für eine indirekte Kühlung vorgesehen. Das Kühlmodul 14 ist in 6 in einer Schnittansicht gezeigt, wobei die Schnittebene parallel zu einer Unterseite 18 verläuft. Allgemein ist dieses Kühlmodul 14 analog zu dem Kühlmodul aus 4 ausgebildet, weist jedoch geschlossene Ober- und Unterseiten 16, 18 auf. Folglich erkennt man wiederum einen entsprechend geschnitten dargestellten Trennsteg 43 sowie einen Einlass 34 und Auslass 40. Weiter verdeutlicht sich, dass nur ein einzelner Fluidkanal 41 vorgesehen ist, durch den das Fluid in geschlossener Weise durch das Kühlmodul 14 läuft. Aufgrund der geschlossenen Ober- und Unterseite 16, 18 sind keine Bestandteile des Leistungsmoduls 11 und/oder etwaiger thermischer Ableitstrukturen 50 in dem Kühlmodul 50 aufnehmbar bzw. können ein dort geführtes Kühlfluid nicht direkt kontaktieren. Stattdessen kühlt das Kühlfluid die Außenwände bzw. Ober- und Unterseiten 16, 18 des Kühlmoduls 14, welche in einem thermisch leitenden Kontakt mit dem Leistungsmodul 11 stehen können. Somit wird das Leistungsmodul 11 nur indirekt durch das Kühlfluid (nämlich über den Umweg der entsprechenden Außenwände des Kühlmoduls 14) gekühlt.
Dieses Konzept verdeutlicht sich aus 7. Die Querschnittsansicht bzw. Querschnittsebene ist dabei analog zu 3 gewählt. Man erkennt folglich vier übereinander angeordnete bzw. gestapelte Kühlmodule 14. Ferner erkennt man die in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Kühlmodulen 14 angeordneten Leistungsmodule 11. Wie geschildert, weisen diese jedoch keine thermischen Ableitstrukturen 50 mit einzelnen Vorsprüngen auf, sondern sind allgemein flach bzw. eben ausgebildet. Mit ihren Außenseiten liegen sie dabei jeweils an einer zugewandten Außenwand bzw. Ober- oder Unterseite 16, 18 eines gegenüberliegenden Kühlmoduls 14 an. Durch diesen Kontakt wird eine wärmeleitende Verbindung zu dem Kühlfluid innerhalb der Kühlmodule 14 bereitgestellt.
In dem gezeigten Beispiel sind sämtliche der Kühlmodule 14 und somit auch dortige Fluidkanäle 41 gleichartig ausgebildet, was das Herstellen der Kühlmodule 14 als Gleichteil ermöglicht. Jedoch erfolgt wiederum eine asymmetrische Wärmeabgabe (d.h. seitenspezifische Wärmeabgabe) der Leistungsmodule 11. Um diesem effizient zu begegnen, wird anhand der nachstehend geschilderten 8 und 9 der Kühlfluid-Massenstrom in einem jeden der Kühlmodule 14 geeignet eingestellt, nämlich in der Weise, dass in benachbarten Kühlmodulen 14 u.U. unterschiedlich stark ausgeprägte Kühlfluid-Massenströme vorhanden sind, wie vorstehend zur 5 bereits angedeutet.
Aus 7 verdeutlicht sich jedoch noch ein weiterer allgemeiner Aspekt der Erfindung, der auch auf jegliche weiteren Ausführungsbeispiele und Aspekte übertragbar ist. Gezeigt ist nämlich, dass zwischen benachbarten Kühlmodulen 14 optional auch deformierbare Abstandshalter 200 vorgesehen sein können. Diese können allgemein weniger steif als die Kühlmodule 14 oder aber die Leistungsmodule 11 ausgebildet sein. Die Abstandshalter 200 ermöglichen zunächst eine Aufrechterhaltung der Zwischenräume zwischen den benachbarten Kühlmodulen 14, sodass die Leistungsmodule 11 aufwandsarm darin eingeschoben werden können. Um jedoch ein enges Anliegen der Leistungsmodule 11 an den Kühlmodulen 14 zu erzielen und somit die thermische Leitfähigkeit hierzwischen zu erhöhen, kann anschließend eine Spannkraft F z.B. durch nicht dargestellte Befestigungsmittel auf die Kühlmodule 14 aufgebracht werden, sodass diese zusammengepresst und vor allem an die eingeschobenen Leistungsmodule 11 angedrückt werden. In diesem Zusammenhang können die Abstandshalter 200 jedoch im Rahmen ihrer elastischen Deformation nachgeben, um dieses enge Anliegen zu ermöglichen.
Die Seiten 16, 18 der Kühlmodule 14 bzw. die entsprechenden Außenwände bilden jeweils den Leistungsmodulen 11 zugewandte Bereiche der Kühlmodule 14. Durch die asymmetrische Wärmeabstrahlung der Leistungsmodule 11 (wie in 9 anhand nachstehend erläuterter Pfeile gezeigt) und bezugnehmend auf das oberste Paar von Kühlmodulen 14 erfolgt somit in einem Bereich des obersten Kühlmoduls 14, der durch dessen Unterseite 18 gebildet wird, eine geringe Wärmeaufnahme (da diese einer Seite des Leistungsmoduls 11 mit reduzierter Wärmeabgabe gegenüberliegt). In einem Bereich des darunterliegenden Kühlmoduls 14, der durch dessen Oberseite 16 gebildet wird, erfolgt hingegen eine erhöhte Wärmeaufnahme (da diese einer Seite des Kühlmodul 11 mit erhöhter Wärmeabgabe gegenüberliegt). Die Unterschiede hinsichtlich der Wärmeaufnahme werden ferner dadurch ermöglicht, dass die Kühlmodul 14 aufgrund einer nachstehend erläuterten Ausgestaltung der Zuleitung 32 von unterschiedlich starken Kühlfluid-Massenströmen durchströmt werden.
Zurückkommend auf 8 wird eine weitere Ausführungsform einer Anordnung 10 erläutert, die für ein indirektes Kühlen der Leistungsmodule 11 angeordnet ist. Man erkennt im Vergleich zu z.B. 1 und 4, dass die gestapelt angeordneten Kühlmodule 14 mit einer geschlossenen Oberseite 16 ausgebildet sind. Ebenfalls geschlossen ist auch die Unterseite 18, wie dies anhand von 6 erläutert wurde. Die Kühlmodule 14 sind als Gleichteile konzipiert und weisen einen Kanal 41 auf, wie anhand der 6 und 7 erläutert.
In diesem Fall wird ein unterschiedliches Durchströmen der Kühlmodule mit einem Kühlfluid-Massenstrom durch die Zuleitung 32 und genauer gesagt deren einzelne Querschnittsabmessungen erzeugt. So erkennt man in 8, dass sich die Zuleitung 32 ausgehend von einem gemeinsamen Strang nahe der Pumpe 30 in vier einzelne Zweige 80 aufzweigt, die zu den jeweiligen Einlässen 34 der einzelnen Kühlmodule 14 führen. Wie in der Querschnittsansicht von 9 gezeigt (die Schnittebene verläuft parallel zu derjenigen der 3, 5 und 7 sowie durch die Zuleitung 32) weisen die einzelnen Zweige 80 der Zuleitung 32 unterschiedliche Querschnittsflächen A1-A4 auf, wobei die oberen und unteren Querschnittsflächen A1, A4, welche die außenliegenden Kühlmodule 14 versorgen, jeweils Querschnittsverengungen bilden. Allgemein gilt, dass A4 kleiner als A1 ist, wobei A1 wiederum kleiner als A2 und A3 ist. A2 und A3 sind dabei vorzugsweise gleich groß.
In der Ansicht aus 9 sind auch wiederum die Leistungsmodule 11 gezeigt. Mittels unterschiedlich großer Pfeile ist deren asymmetrische Wärmeabgabe gezeigt. Die kleinen Pfeile deuten dabei eine geringere Wärmeabgabe an der einen Seite gegenüber den großen Pfeilen an der entsprechend anderen Seite an. Man erkennt, dass das oberste Kühlmodul 14 lediglich einem geringen Wärmeeintrag ausgesetzt ist. Entsprechend ist hier auch der kleinste Querschnitt A1 vorgesehen, der zu einem entsprechend reduzierten Kühlfluid-Massenstrom F1 führt (siehe Pfeilgrößen in 9 bei F1-F4). Das unterste Kühlmodul 14 ist hingegen derart angeordnet, dass es einer Seite des anliegenden Leistungsmoduls 11 mit einem hohen Wärmeeitrag gegenüberliegt. Entsprechend ist die Querschnittsfläche A4 hier größer als A1 gewählt und der Kühlfluid-Massenstrom F4 fällt ebenfalls größer aus.
Die innenliegenden Kühlmodule 14 erfahren jeweils einen Wärmeeintrag von zwei unterschiedlichen Leistungsmodulen 11. Allerdings sind diese Leistungsmodule 11 derart positioniert, dass sie an dem dazwischen positionierten Kühlmodul 14 mit unterschiedlichen Seiten anliegen. Genauer gesagt liegt an einer Oberseite 16 für das in 9 zweitunterste Kühlmodul 14 eine Seite eines Leistungsmoduls 11 mit einem erhöhten Wärmeeintrag an und einer Unterseite 18 eine Seite des anderen Leistungsmoduls 11 mit einem niedrigen Leistungseintrag. Auch das darüber positionierte Kühlmodul 14 ist ebenfalls an einer Seite (Oberseite 16) einem erhöhten und an einer anderen Seite (Unterseite 18) einem niedrigen Wärmeeintrag ausgesetzt. Da in beiden Fällen ein beidseitiger Wärmeeintrag erfolgt, sind die Querschnittsflächen A2, A3 der versorgenden Zweige 80 der Zuleitung 32 größer als die anderen Querschnittsflächen A1, A4 gewählt und sind vorzugsweise gleich groß zueinander gewählt. Entsprechend stellen sich auch gleich große Kühlfluid-Massenströme F2, F3 ein, die größer als die bereits diskutierten Ströme F1, F4 sind.
Abschließend ist in 10 eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der durch benachbarte Kühlmodule 14 unterschiedlich große Kühlfluid-Massenströme führbar sind. In diesem Fall ist es aber nicht zwingend erforderlich, die Zuleitung 32 mit modulspezifischen Querschnittsflächen A1-A4 auszubilden. Stattdessen weisen die (beispielhaft drei) Kühlmodule 14 in 10 innerhalb der dortigen Fluidkanäle 41 und vorzugsweise im Bereich des Einlasses 34 und/oder Auslasses 40 Strömungshindernisse 90 auf. Diese sind beispielhaft als zylindrische oder stiftförmige Vorsprünge und/oder allgemein senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufende Elemente ausgebildet. Sie führen dazu, dass innerhalb der Fluidkanäle dortige Querschnittsflächen lokal verengt oder vergrößert werden können, was ähnlich wie die Querschnittsflächen A1-A4 aus 9 das Einstellen kühlmodul-spezifischer Fluidströme F1-F4 ermöglicht. Mittels dieser Variante kann die Zuleitung 32, aber auch die Auslassleitung 36 vereinfacht werden, da dort auf modulspezifische Querschnittsflächen A1-A4 gemäß 9 verzichtet werden kann. Andererseits können dann die Kühlmodule 14 zumindest teilweise nicht mehr als Gleichteile hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: System
10: Anordnung
11: Leistungsmodul
12: Stromrichter
14: Kühlmodul
16: Oberseite
18: Unterseite
20: Flansch
21: Bohrung
30: Pumpe
32: Zuleitung
34: Einlass
36: Auslassleitung
40: Auslass
41, 42: Fluidkanal
43: Trennsteg
44: Trennebene
50: thermische Ableitstruktur
52: Deckel
80: Zweig
90: Strömungshindernis
100: Anschlüsse
102: Anschlussleitung
104: Bereich (mit Leistungshalbleitern)
200: Abstandshalter
A1-A4: Querschnittsfläche
F1-F4: Kühlfluid-Massenstrom
F: Spannkraft

Claims

Kühlanordnung (10) für einen Stromrichter (12), insbesondere einen Pulswechselrichter, mit: - einem ersten Kühlmodul (14) und wenigstens einem weiteren Kühlmodul (14), - einer Fluidfördereinrichtung (30); - wenigstens einer Fluidleitung (32, 36), die dazu eingerichtet ist, einen von der Fluidfördereinrichtung (30) erzeugten Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) in die Kühlmodule (14) einzuleiten oder aus diesen auszuleiten; wobei das erste Kühlmodul (14) und das weitere Kühlmodul (14) gegenüberliegend zueinander positioniert sind, sodass eine Wärmequelle (11) des Stromrichters (12) zwischen ihnen aufnehmbar ist; und wobei der Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) derart durch die Fluidleitung (32, 36) und/oder die Kühlmodule (14) führbar ist, dass in einem der Wärmequelle (11) zugewandten Bereich des ersten Kühlmoduls (14) eine höhere Wärmeaufnahme erfolgt als in einem der Wärmequelle (11) zugewandten Bereich des weiteren Kühlmoduls (14).
Kühlanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (11) wenigstens einen Leistungshalbleiter umfasst, insbesondere von einem Leistungsmodul des Stromrichters (12).
Kühlanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das weitere Kühlmodul (14) jeweils einen ersten Fluidkanal (41) und einen zweiten Fluidkanal (42) aufweisen, wobei der erste Fluidkanal (41) mit einem größeren Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) durchströmbar ist als der zweite Fluidkanal (42).
Kühlanordnung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Fluidkanal (41, 42) jeweils einen Einlass (34) zum Einströmen und einen Auslass (40) zum Ausströmen des Kühlfluids aufweisen, und wobei sich der erste und zweite Fluidkanal (41, 42) eines jeden Kühlmoduls (14) hinsichtlich wenigstens einer der folgenden Eigenschaften voneinander unterscheiden: - ein Volumen des Fluidkanals (41, 42); - eine Querschnittsfläche des Auslasses (40) und/oder des Einlasses (34).
Kühlanordnung (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das weitere Kühlmodul (14) derart relativ zueinander positioniert sind, dass beim ersten Kühlmodul (14) der erste Fluidkanal (41) und beim weiteren Kühlmodul (14) der zweite Fluidkanal (42) näher an der Wärmequelle (11) positioniert ist.
Kühlanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmequelle (11), und insbesondere eine thermische Ableitstruktur (50) hiervon, zumindest teilweise in wenigstens einem der Kühlmodule (14) aufnehmbar ist, insbesondere derart, dass sie in Kontakt mit dem Kühlfluid bringbar ist.
Kühlanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (32, 36) dazu eingerichtet ist, den erzeugten Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) unterschiedlich auf die Kühlmodule (14) zu verteilen oder unterschiedlich aus diesen auszuleiten, insbesondere derart, dass durch das erste Kühlmodul (14) ein höherer Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) als durch das zweite Kühlmodul (14) leitbar ist.
Kühlanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmodule (14) voneinander abweichende Strömungshindernisse (90) für den Kühlfluid-Massenstrom (F1-F4) aufweisen; insbesondere wobei die Fluidleitung (32, 36) den erzeugten Kühlfluid-Massenstrom (F1-F49 gleichartig auf die Kühlmodule (14) verteilt oder gleichartig aus diesen ausleitet.
System (1), mit: - einer Kühlanordnung (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche; und - einer Wärmequelle (11) eines Stromrichters (12), bei dem an einer ersten Seite eine größere Wärmemenge als an einer zweiten Seite abgebbar ist; wobei die Wärmequelle (11) derart angeordnet ist, dass die erste Seite näher an dem ersten Kühlmodul (14) als an dem weiteren Kühlmodul (14) positioniert ist.
Verfahren zum Kühlen eines Stromrichters (12), insbesondere eines Pulswechselrichters, mit: - Positionieren von wenigstens einem ersten und einem zweiten Kühlmodul (14), derart, dass sie eine Wärmequelle (11) des Stromrichters (12) zwischen sich aufnehmen; - Erzeugen eines Kühlfluid-Massenstroms, derart, dass in einem der Wärmequelle zugewandten Bereich des ersten Kühlmoduls (14) eine höhere Wärmeaufnahme (11) erfolgt, als in einem der Wärmequelle (11) zugewandten Bereich des zweiten Kühlmoduls (14).