DE102021210144A1

DE102021210144A1 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102021210144A1
Application number: DE102021210144.5A
Authority: DE
Inventors: Manuel Klingler; Manuel WEHOWSKI
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) zum gleichmäßigen Temperieren von zwei Bauteilen (2, 3),- mit einem Kanal (6) für ein Temperfluid (7),- wobei die zwei zu temperierenden Bauteile (2, 3) wärmeübertragend mit einer Decke (4) verbunden sind,- wobei im Bereich des ersten Bauteils (2) ein erster Turbulatorkanal (17) mit einem ersten Turbulator (10) und im Bereich des zweiten Bauteils (3) ein zweiter Turbulatorkanal (19) mit einem zweiten Turbulator (11) angeordnet ist,- wobei sich das Temperierfluid (7) stromauf des ersten Bauteils (2) in einen ersten Bypassstrom (14), einen zweiten Bypassstrom (15) und einen ersten Turbulatorstrom (16) aufteilt,- wobei sich der erste Bypassstrom (14), der zweite Bypassstrom (15) und der erste Turbulatorstrom (16) stromauf des zweiten Bauteils (3) mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom (18) durch einen zweiten Turbulatorkanal (19) mit dem zweiten Turbulator (11) strömen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager zum gleichmäßigen Temperieren von zumindest einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil. Die Erfindung betrifft außerdem eine Wärmeübertrageranordnung mit zumindest zwei solchen in Reihe oder parallel geschalteten Wärmeübertragern.
Aus der DE 10 2019 202 425 A1 ist eine Anordnung zum gleichmäßigen Kühlen von mindestens zwei Bauteilen bekannt, aufweisend mindestens ein Kühlmodul und mindestens zwei thermisch mit dem Kühlmodul verbundene Bauteile, wobei das mindestens eine Kühlmodul einen Kühlmittelkanal zum Führen eines Kühlmittels aufweist. Das Kühlmittel ist dabei durch einen Kühlmittelzulauf in den Kühlmittelkanal hineinleitbar und durch einen Kühlmittelauslauf aus dem Kühlmittelkanal hinausleitbar, wobei in dem Kühlmittelkanal mindestens zwei Kühlstrukturen zum bereichsweise Einstellen unterschiedlicher Wärmeströme zwischen den mindestens zwei Bauteilen und dem Kühlmittel angeordnet sind. Hierdurch soll eine möglichst geringe Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Bauteilen geschaffen werden können.
Generell kommen insbesondere im Rahmen der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen auch immer mehr Elektronikkomponenten zum Einsatz. Im Betrieb erzeugen diese Elektronikkomponenten Abwärme und sollten, um keinen Schaden zu nehmen, in einem vordefinierten Temperaturfenster betrieben werden. Dies kann beispielsweise durch eine passive Kühlung oder sofern dies nicht ausreicht, durch eine aktive Kühlung, beispielsweise mittels eines Kühlmittels, erfolgen. Insbesondere in Elektro- und Hybridfahrzeugen kommen darüber hinaus zunehmend Hochvolt-Elektronikkomponenten mit hoher Leistung zum Einsatz, die nicht nur eine erhöhte Abwärme produzieren, sondern aufgrund einer gewünschten kompakten Bauweise auch dicht nebeneinander angeordnet werden sollen, was wiederum zu einer erhöhten Wärmestromdichte und zu einer erhöhten Notwendigkeit einer aktiven Kühlung führt.
Prinzipiell können dabei diese Hochvolt-Elektronikkomponenten über eine einseitige wärmeübertragende Anbindung an einen Wärmeübertrager, beispielsweise eine Kühlmittelplatte, gekühlt werden, wobei jedoch bei einer Reihenschaltung eine hohe Temperaturspreizung zwischen den einzelnen zu kühlenden Bauteilen bzw. Elektronikkomponenten zu erwarten ist, so dass mit einer Temperaturerhöhung des Kühlmittels in Strömungsrichtung und damit auch mit einer Temperaturerhöhung der einzelnen zu kühlenden Komponenten in Strömungsrichtung zu rechnen ist. Eine hohe Temperaturspreizung stellt jedoch einen nicht unerheblichen Nachteil dar. Rein theoretisch ist selbstverständlich auch eine Parallelschaltung bzw. Parallelanordnung der zu kühlenden Elektronikkomponenten denkbar, bei welcher eine Wärmeübertragerstruktur Eingangs- und Ausgangssammler aufweist, zwischen denen parallel geführte Strömungspfade liegen, an denen die einzelnen zu kühlenden bzw. zu temperierenden Elektronikkomponenten jeweils thermisch angebunden sind. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Bauraumbedarf in der Breite, da eine gewisse Breite der Eingangs- und Ausgangssammler für einen adäquaten Druckverlust erforderlich ist. Bei einer derartigen Parallelschaltung ist auch ein Gesamtvolumenstrom zu erhöhen, damit im Bereich der einzelnen zu kühlenden Elektronikkomponenten ein noch ausreichender Volumenstrom an Kühlmittel bzw. Temperierfluid vorliegt. Rein theoretisch ist auch eine zweiseitige Anordnung von Wärmeübertrager an zu kühlenden bzw. zu temperierenden Elektronikkomponenten denkbar, was jedoch den Nachteil eines erhöhten Bauraumbedarfs sowie einer erhöhten Komplexität der Wärmeübertrager mit sich bringt. Zugleich erhöhen sich bei einem zweiseitigen Wärmeübertrager auch die Kosten und das Gewicht, sowie die Teilevielfalt, woraus wiederum erhöhte Lager- und Logistikkosten entstehen. Auch erfordert eine derartige zweiseitige Kühlung eine komplexe Abdichtung der Kühlmittelführung von beiden Kühlmittelseiten aufgrund von hohen thermischen Spannungen, die insbesondere bei einem starren Gesamtaufbau zu unterschiedlichen Temperaturdehnungen und damit zu Undichtigkeiten oder Bauteilversagen führen können.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, einen Wärmeübertrager anzugeben, der insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Temperaturspreizung in einem Wärmeübertrager durch eine spezielle Kanalgeometrie zu minimieren und dadurch zumindest zwei, vorzugsweise jedoch sogar drei oder mehr hinsichtlich eines Kühlpfads in Reihe geschaltete Bauteile, beispielsweise Elektronikkomponenten, insbesondere Hochvolt-Elektronikkomponenten, vergleichsweise gleichmäßig zu kühlen und durch die spezielle Kanalgeometrie des Wärmeübertragers zugleich einen Druckverlust zu minimieren. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager zum gleichmäßigen Temperieren, insbesondere zum gleichmäßigen Kühlen, von zumindest einem ersten Bauteil und einem zweiten Bauteil, beispielsweise von zwei Elektronikkomponenten in einem Kraftfahrzeug, besitzt dabei eine Decke und einen Boden, die zusammen mit Seitenwänden einen Kanal für ein Temperierfluid begrenzen. Ebenfalls vorgesehen ist ein Einlass und ein Auslass, um Temperierfluid bzw. Kühlmittel in den Kanal einzuleiten und wieder aus diesem herauszuleiten. Die zumindest zwei zu temperierenden Bauteile sind dabei wärmeübertragend mit einer Außenseite der Decke verbunden, wobei die Decke üblicherweise als ebene Platte, insbesondere als ebene Aluminiumplatte, ausgebildet ist. Insbesondere ist der gesamte Wärmeübertrager, das heißt sowohl die Seitenwände als auch die Decke und der Boden sowie gegebenenfalls im Kanal angeordnete Turbulatoren aus Aluminium ausgebildet. In dem Kanal ist im Bereich des ersten Bauteils ein erster Turbulator und im Bereich des zweiten Bauteils ein zweiter Turbulator angeordnet. Im Bereich soll dabei bedeuten, dass bei einer im Wesentlichen horizontalen Anordnung des Kanals die Decke oben und der Boden unten und das erste Bauteil oben auf der Decke angeordnet ist, während der erste Turbulator im ersten Turbulatorkanal unter dem ersten Bauteil angeordnet ist. Im Bereich des ersten Bauteils sind seitlich an dem Turbulator vorbeigehend ein erster Bypasskanal und ein zweiter Bypasskanal angeordnet, wobei der Kanal insgesamt so ausgebildet ist, dass sich das Temperierfluid stromauf des ersten Bauteils, das heißt von einem Einlass kommend, in einen ersten Bypassstrom durch den ersten Bypasskanal, einen zweiten Bypassstrom durch den zweiten Bypasskanal und einen ersten Turbulatorstrom durch den ersten Turbulatorkanal aufteilt, wobei in dem ersten Turbulatorkanal der erste Turbulator angeordnet ist. Geht man bei einer Anordnung des Bodens, der Decke und des darauf angeordneten Bauteils von einer vertikalen Ausrichtung aus, so sind der erste Bypasskanal, der erste Turbulatorkanal und der zweite Bypasskanal horizontal nebeneinander angeordnet, wobei der erste Turbulatorkanal zwischen dem ersten Bypasskanal und dem zweiten Bypasskanal verläuft. Der Kanal ist weiter erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sich der erste Bypassstrom, der zweite Bypassstrom und der erste Turbulatorstrom stromauf des zweiten Bauteils mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom durch einen zweiten Turbulatorkanal mit dem zweiten Turbulator strömen. Im Bereich des zweiten Bauteils gibt es somit keine Bypasskanäle mehr, so dass hier der Gesamtstrom an Temperierfluid bzw. Kühlmittel durch den zweiten Turbulatorkanal strömt. Über den ersten und zweiten Bypasskanal kann dabei eine deutliche Verbesserung der Temperaturhomogenität und damit eine Reduzierung der Temperaturspreizung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil erreicht werden, da im ersten und zweiten Bypasskanal eine Wärmeübertragung im Vergleich zum ersten Turbulatorkanal stark verringert ist, so dass in dem ersten und zweiten Bypasskanal im Gegensatz zu dem ersten Turbulatorkanal eine verhältnismäßig geringe Temperaturerhöhung des Temperierfluids erfolgt. Stromab des ersten Turbulatorkanals vermischt sich die Strömung aus dem ersten Bypasskanal, dem ersten Turbulatorkanal und dem zweiten Bypasskanal, wodurch eine mittlere Temperatur des Temperierfluids abgesenkt werden kann. Zur Kühlung bzw. generell zur Temperierung des ersten Bauteils trägt in diesem Fall nahezu ausschließlich der im ersten Turbulatorkanal strömende Fluidstrom bei. Durch die Vermischung der einzelnen aus dem ersten Bypasskanal, dem zweiten Bypasskanal und dem vorzugsweise dazwischen angeordneten ersten Turbulatorkanal strömenden Teilströme, kann auch das nachfolgend angeordnete zweite Bauteil noch gekühlt werden und zwar mit einem Temperierfluid, welches eine Temperatur aufweist, die deutlich unterhalb der Temperatur des Temperierfluids im ersten Turbulatorkanal liegt. Durch die beiden Bypasskanäle kann zudem auch eine deutliche Reduzierung eines Druckverlusts erreicht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, der beispielsweise in der Art einer Kühlplatte ausgebildet sein kann, ist in Strömungsrichtung des Temperierfluids zwischen den zwei zu temperierenden Bauteilen ein weiteres Bauteil, beispielsweise eine weitere Elektronikkomponente, wärmeübertragend mit einer Außenseite der Decke verbunden. In diesem Fall ist somit die Anordnung der einzelnen Bauteile in Strömungsrichtung des Temperierfluids auf der Decke des Wärmeübertragers wie folgt: Erstes Bauteil, weiteres Bauteil und zweites Bauteil. Dabei steht das weitere Bauteil selbstverständlich nicht nur für ein einziges weiteres Bauteil, sondern es können auch noch nahezu beliebig viele weitere Bauteile zwischen dem ersten und zweiten Bauteil angeordnet werden. Im Bereich unterhalb des weiteren Bauteils ist dabei im Kanal ein weiterer Turbulatorkanal mit einem darin angeordneten weiteren Turbulator vorgesehen. Im Bereich des weiteren Bauteils sind darüber hinaus in dem Kanal seitlich an dem weiteren Turbulatorkanal vorbeigehend ein dritter Bypasskanal und ein vierter Bypasskanal angeordnet, was im Wesentlichen analog zum beim ersten Bauteil vorgesehenen ersten Turbulatorkanal mit den seitlich daran vorbeigehenden ersten und zweiten Bypasskanälen ausgebildet ist. Der Kanal ist bei dieser Ausführungsform weiter so ausgebildet, dass sich der erste Bypassstrom, der zweite Bypassstrom und der erste Turbulatorstrom stromab des ersten Bauteils, stromab des ersten Bypasskanals, des zweiten Bypasskanals und des ersten Turbulatorkanals mischen und stromauf des weiteren Bauteils in einen dritten Bypassstrom durch den dritten Bypasskanal, in einen vierten Bypassstrom durch den vierten Bypasskanal und in einen weiteren Turbulatorstrom durch den weiteren Turbulatorkanal unterhalb des weiteren Bauteils aufteilen. Der Kanal ist zudem derart ausgebildet, dass sich der dritten Bypassstrom, der vierte Bypassstrom und der weitere Bypassstrom stromauf des zweiten Bauteils analog zu einer Bauweise mit lediglich zwei Bauteilen mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom durch den zweiten Turbulatorkern mit dem zweiten Turbulator strömen. In diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Kanal somit im Bereich des ersten und weiteren Bauteils jeweils den jeweiligen ersten bzw. weiteren Turbulatorkanal umgehende Bypasskanäle, während im Bereich des in Strömungsrichtung des Temperierfluids zuletzt angeordneten zweiten Bauteils keine derartigen Bypasskanäle mehr vorhanden sind, sondern lediglich noch der zweite Turbulatorkanal. Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, nicht nur das erste und zweite Bauteil, sondern auch noch weitere Bauteile mit vergleichsweise geringer Temperaturspreizung, das heißt vorzugsweise gleichmäßig, zu kühlen.
Dabei kann vorgesehen sein, dass sich der Kanal, insbesondere im Bereich stromab des ersten und zweiten Bypasskanals bzw. bei dem Vorsehen eines weiteren Bauteils stromab des dritten und vierten Bypasskanals verjüngt, wodurch der erste Turbulatorkanal mit einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit durchströmt wird als der weitere Turbulatorkanal oder der zweite Turbulatorkanal. In Strömungsrichtung nimmt somit die Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids zu, was bewirkt, dass auch ein verbesserter Wärmeübergang von der Elektronikomponente in das Fluid stattfindet. Die Verjüngung der Bypasskanäle führt auch dazu, dass der Mischeffekt über die verschiedenen Bauteile hinweg aufgeteilt wird. Am ersten Bauteil strömt noch viel vorbei, wovon am nächsten Bauteil nur noch ein Teil vorbeiströmt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers sind/ist der erste Turbulator und/oder der zweite Turbulator und/oder ein oder mehrere weitere Turbulatoren als separate Wellrippenstruktur im jeweiligen Turbulatorkanal oder als in den Kanal ragende Noppen bzw. Rippen an dem Boden ausgebildet. Durch die Turbulatoren wird eine Vermischung des Temperierfluids im jeweiligen Turbulatorkanal erzwungen, was zu einem deutlich verbesserten Wärmeübertrag führt. Durch die Turbulatoren bzw. generell auch Turbulenzeinlagen, können insbesondere auch sogenannte „Totwassergebiete“, an welchen keine oder lediglich unzureichende Kühlung erfolgt, vermieden bzw. zumindest die Gefahr in diese Richtung reduziert werden. Derartige Turbulatoren können beispielsweise als einfache Wellrippenbleche, insbesondere aus Aluminium ausgebildet und im jeweiligen Turbulatorkanal eingelegt und dort formschlüssig gehalten bzw. darin verlötet werden. Auch eine Verklebung ist relativ einfach darstellbar. Zusätzlich oder alternativ können auch in den jeweiligen Turbulatorkanal ragende Noppen bzw. Rippen an dem Boden ausgebildet sein, die beispielsweise als Einprägungen ausgebildet sind und entweder alleine die Turbulenzfunktion erfüllen oder zusammen mit einem ebenfalls in dem jeweiligen Turbulatorkanal angeordneten Turbulator, wobei dann die Einprägungen bzw. die in den Turbulatorkanal ragenden Noppen bzw. Rippen beispielsweise als örtliche Fixierung im Sinne eines Anschlages dienen können.
Zweckmäßig ist stromab des ersten Turbulatorkanals oder des weiteren Turbulatorkanals im Boden des Kanals eine in den Kanal ragende Einprägung angeordnet. Eine derartige Einprägung in der Art einer Bodenwelle kann sich beispielsweise über die gesamte Breite des jeweiligen Turbulatorkanals erstrecken oder aber auch lediglich über einen Teil davon oder sogar darüberhinausgehend, wobei eine derartige Einprägung vergleichsweise einfach herzustellen ist und eine Beschleunigung bzw. Verwirbelung der Strömung des Temperierfluids bewirkt, was auch rückwirkend auf den Wärmeübertrag im zu temperierenden Bereich der jeweiligen Bauteile wirkt. Die Einprägungen sind dabei am Boden, das heißt auf einer von der Wärmezufuhr abgewandten Seite in den Kanal, beispielsweise ein Aluminiumblech, eingeprägt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Einprägung eine Höhe auf, die weniger als 50% einer Gesamthöhe des jeweiligen Turbulatorkanals bzw. des Kanals beträgt. Hierdurch soll einerseits eine optimierte Durchmischung und Beschleunigung des Temperierfluids erreicht, andererseits jedoch ein Druckverlust minimiert werden. Eine derartige Einprägung kann dabei vergleichsweise einfach beim Herstellen des Wärmeübertragers durch ein entsprechendes Prägewerkzeug eingebracht werden.
Zweckmäßig weisen der erste Bypasskanal und der zweite Bypasskanal einen identischen Querschnitt auf. Zusätzlich oder alternativ können auch der dritte und vierte Bypasskanal jeweils einen identischen Querschnitt aufweisen. Hierdurch kann eine gleichmäßige Umströmung des ersten bzw. weiteren Turbulatorkanals erreicht werden.
Zweckmäßig weisen der erste und der zweite Bypasskanal zusammen einen größeren Querschnitt auf als der dritte und vierte Bypasskanal. Sofern beispielsweise der erste, der weitere und der zweite Turbulatorkanal einen jeweils identischen Querschnitt aufweisen, wird durch die Reduzierung des Querschnitts des dritten und vierten Bypasskanals im Vergleich zum ersten und zweiten Bypasskanal und zu dem Wegfall der Bypasskanäle im Bereich des zweiten Bauteils eine Reduzierung des Gesamtquerschnitts des Kanals im Wärmeübertrager erreicht, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit des Temperierfluids in Strömungsrichtung zunimmt. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass beispielsweise bei dem zweiten Bauteil, welches stromab des ersten Bauteils angeordnet ist, ein höherer Volumenstrom an Temperierfluid vorbeiströmt und dadurch dieselbe Kühlwirkung erzielt, obwohl das Temperierfluid im Bereich des zweiten Bauteils an sich bereits eine höhere Temperatur aufweist als im Bereich des ersten Bauteils.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung beträgt eine Summe der Querschnitte des ersten und zweiten Bypasskanals ca. 10 bis 25 % des Querschnitts des ersten Turbulatorkanals. Die prozentuale Aufteilung zwischen Turbulatorkanal und jeweils zugehörigem Bypasskanälen kann dabei an individuell gewünschte Kühleffekte angepasst werden, wobei insbesondere die beanspruchte Aufteilung zwischen 10 und 25 % der Querschnitte zwischen erstem und zweiten Bypasskanal einerseits und erstem Turbulatorkanal andererseits eine besonders gleichmäßige Kühlung der einzelnen Bauteile ermöglicht.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers ist zumindest ein Bauteil über eine Lötverbindung, mittels einer Wärmeleitpaste, einer klebenden Wärmeleitfolie oder einem Wärmeleitpad mit der Decke des Wärmeübertragers wärmeübertragend verbunden. Die Decke des Wärmeübertragers ist dabei üblicherweise als ebene Oberfläche ausgebildet und dient ausschließlich der thermischen und mechanischen Anbindung der Unterseite des zu kühlenden Bauteils, beispielsweise der zu kühlenden Elektronikkomponente. Die Anbindung selbst kann dabei, wie beschrieben, auf unterschiedlichste Art und Weise erfolgen, wobei zu einer ausreichenden Temperierung bzw. Kühlung der Bauteile eine flächige und gut wärmeübertragende Anbindung gewählt wird. Insbesondere eine Wärmeleitpaste bzw. eine klebende Wärmeleitfolie oder ein Wärmeleitpad stellen dabei eine elastische aber dennoch wärmeübertragende Möglichkeit der Anbindung des jeweiligen Bauteils an die Decke des Wärmeübertragers dar, während eine Lötverbindung eine vergleichsweise starre Anbindung ermöglicht. Bei einer elastischen Anbindung kann das jeweilige Bauteil beispielsweise zusätzlich über Schrauben mechanisch am Wärmeübertrager bzw. an dessen Decke fixiert werden, während bei einer Lötverbindung sowohl die mechanische als auch die wärmeübertragende Verbindung durch die Lötverbindung geschaffen werden kann. Insbesondere bei einer Lötverbindung kann zusätzlich auf der Decke des Wärmeübertragers eine Beschichtung aus Kupfer, beispielsweise über Kaltgasspritzen, aufgebracht werden, wodurch die stoffschlüssige Verbindung mittels Weichlöten umgesetzt werden kann. Die Kupferbeschichtung dient als Grundlage für das Löten im Weichlötverfahren. Da sich Aluminium und Kupfer schlecht verbinden, kann eine Kupferschicht über z. B. Kaltgasspritzen auf die Aluminiumoberfläche aufgebracht werden, um eine solide Verbindung zum Kupfer des Bauteils zu gewährleisten. Das Bauteil muss hier eine geeignete Kupferoberfläche mitbringen. Somit wird im Weichlötverfahren Kupfer (Wärmeübertrager) mit Kupfer (Elektronik) verbunden, was Vorteile beim Löten mit sich bringt. Zu einer weiteren Erhöhung der Kühlleistung, beispielsweise aufgrund einer erhöhten Leistung der Bauteile, insbesondere Elektronikkomponenten, ist unter Umständen auch eine zweiseitige Kühlung der Bauteile wünschenswert.
Die vorliegende Erfindung beruht deshalb weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Wärmeübertrageranordnung mit zwei in Reihe oder parallel geschalteten und in den vorherigen Absätzen beschriebenen Wärmeübertragern anzugeben, die mit ihren Decken einander zugewandt angeordnet sind und wobei zumindest ein Bauteil wärmeübertragend mit den Decken beider Wärmeübertrager verbunden ist. Hierdurch kann das jeweilige Bauteil sowohl vom einen als auch vom anderen Wärmeübertrager gekühlt werden. Die beiden Wärmeübertrager sind dabei in Reihe geschaltet, wodurch ein sogenannter U-Flow entsteht. Hierbei wird ein Auslass des in Strömungsrichtung ersten Wärmeübertragers mit einem Einlass des in Strömungsrichtung nachfolgenden zweiten Wärmeübertragers gekoppelt, wodurch ein Einlass und ein Auslass der gesamten Wärmeübertrageranordnung auf derselben Seite liegt. Eine Ausrichtung der jeweiligen Anschlüsse am Einlass- bzw. Auslass ist dabei frei gestaltbar, insbesondere waagerecht, senkrecht in gleicher Richtung oder senkrecht in gegenläufiger Richtung. Durch die doppelseitige Kühlung der Bauteile kann eine deutlich verbesserte Kühlung bzw. Temperierung und auch eine Temperaturabsenkung der Elektronikkomponenten bzw. der Bauteile erreicht werden, wodurch diese selbst bei höherer Wärmedichte und Leistung in einem für sie optimalen Temperaturfenster betrieben werden können. Die zur Kühlung der Bauteile wirksame mittlere Temperatur des Temperierfluids nimmt dabei über die Länge des Kanals zu, so dass der im ersten Wärmeübertrager zuerst durchströmte erste Turbulatorkanal mit dem kältesten Temperierfluid beaufschlagt wird, während dasselbe erste Bauteil im nachfolgend angeordneten zweiten Wärmeübertrager mit dem heißesten Temperierfluid beaufschlagt wird, wodurch sich die mittlere Temperatur sämtlicher Bauteile annähert und dadurch ebenfalls eine vergleichsweise gleichmäßige Kühlung möglich ist.
Bei der Anbindung der einzelnen Bauteile, insbesondere der Elektronikkomponenten, an die jeweiligen Decken der Wärmeübertrager ist zu berücksichtigen, dass einerseits eine optimierte thermische Kontaktierung für eine optimierte Temperierung vorliegt, andererseits jedoch aber auch thermische Spannungen, bedingt durch unterschiedliche Materialien und lokal unterschiedliche Temperaturen, ausgeglichen werden können. Vorzugsweise ist deshalb zumindest ein Bauteil mit der Decke des einen Wärmeübertragers über eine Lötverbindung und mit der Decke des anderen Wärmeübertragers mittels einer Wärmeleitpaste, einer klebenden Wärmeleitfolie oder einem Wärmeleitpad, das heißt mit einer elastischen Verbindung, verbunden.
Sind die einzelnen zu temperierenden Bauteile, beispielsweise unterschiedlich hoch, kann eine Höhendistanz über einen an die jeweilige Decke angelöteten Aluminiumflansch oder eine wärmeübertragend angebundene Kupferplatte ausgeglichen werden. Um insbesondere eine Kontaktkorrosion zuverlässig vermeiden zu können, bietet es sich an, eine entsprechende Platte bzw. einen entsprechenden Flansch zum Ausgleich einer Höhendifferenz materialidentisch mit dem Wärmeübertrager auszubilden.
Mit einer in den vorherigen Absätzen beschriebenen Wärmeübertrageranordnung mit zwei in Reihe geschalteten und im U-Flow durchströmten Wärmeübertragern kann sowohl das Design eines einzelnen Wärmeübertragers genutzt werden, als auch eine Kühlleistung im Vergleich zu einer lediglich einseitigen Kühlung erhöht werden. Durch den U-Flow, das heißt das Prinzip des Gegenstroms, kann zudem eine weitere verbesserte Temperaturhomogenität erreicht werden. Zudem ist auch ein externer Zusammenbau möglich, wobei die Bauteile, insbesondere die Elektronikkomponenten beim Hersteller assembliert werden können und nicht zwangsweise beim Hersteller des Wärmeübertragers zusammengebaut werden müssen. Hierdurch kann eine hohe Qualität geschaffen werden.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, die zuvor beschriebene Wärmeübertrageranordnung bzw. den zuvor beschriebenen Wärmeübertrager in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug, einzusetzen. Insbesondere bei Elektro- oder Hybridfahrzeugen resultiert aus Hochleistungselektroniken mit Hochvoltspannung eine unter Umständen hohe Wärmeentwicklung, wodurch die erfindungsgemäße Wärmeübertrageranordnung und auch die erfindungsgemäßen Wärmeübertrager ihre Vorteile besonders effektiv ausspielen können. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug kann dabei hinsichtlich seiner zu temperierenden Bauteile vergleichsweise einfach in einem vordefinierten und optimalen Temperaturfenster gehalten werden, in welchem Schäden an den Bauteilen nicht zu befürchten sind und diese in einem Leistungsoptimum betrieben werden können.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:

1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager,
2 eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager entlang einer Schnittebene A-A,
3 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einem zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil angeordneten weiteren Bauteilen mit weiteren Bypasskanälen und einem weiteren Turbulatorkanal,
4 eine Darstellung wie in 2, jedoch für den gemäß der 3 dargestellten Wärmeübertrager entlang einer Schnittebene B-B,
5 eine Wärmeübertrageranordnung mit zwei im U-Flow miteinander verbundenen Wärmeübertragern,
6 einen Verbindungsbereich der beiden Wärmeübertrager,
7 eine Darstellung wie in 6, jedoch mit zwei Beschichtungen aus Kupfer.

Entsprechend den 1 und 2, weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 zum gleichmäßigen Temperieren von zumindest einem ersten Bauteil 2, eine Decke 4 sowie einen Boden 5 auf, die zusammen mit nicht näher beschriebenen Seitenwänden einen Kanal 6 für ein Temperierfluid 7 begrenzen. Ebenfalls vorgesehen sind ein Einlass 8 und ein Auslass 9, über welchen das Temperierfluid 7 in den Kanal 6 eingeleitet bzw. wieder aus diesem herausgeleitet werden kann. Die zumindest zwei zu temperierenden Bauteile 2, 3 sind dabei wärmeübertragend mit einer Außenseite der Decke 4 gekoppelt. Im Kanal 6 sind zudem im Bereich unterhalb des ersten Bauteils 2 ein erster Turbulator 10 (vgl. auch die 2 bis 5) und im Bereich des zweiten Bauteils 3 ein zweiter Turbulator 11 angeordnet. Im Kanal 6 sind darüber hinaus im Bereich des ersten Bauteils 2 und seitlich des ersten Turbulators 10 ein erster Bypasskanal 12 sowie ein zweiter Bypasskanal 13 vorgesehen (vgl. insbesondere die 2 und 4), über welchen ein erster Turbulatorkanal 17 umgangen werden kann. Der Kanal 6 ist darüber hinaus derart ausgebildet, dass sich das Temperierfluid 7 stromauf des ersten Bauteils 2 in einen ersten Bypassstrom 14 (vgl. 2 und 4) durch den ersten Bypasskanal 12, einen zweiten Bypassstrom 15 durch den zweiten Bypasskanal 13 und einen ersten Turbulatorstrom 16 durch den ersten Turbulatorkanal 17 mit dem ersten Turbulator 10 aufteilt. Der Kanal 6 ist weiter derart ausgebildet, dass sich der erste Bypassstrom 14, der zweite Bypassstrom 15 und der erste Turbulatorstrom 16 stromauf des zweiten Bauteils 3 mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom 18 durch einen zweiten Turbulatorkanal 19 mit dem zweiten Turbulator 11 strömen.
Wie insbesondere der 2 dabei zu entnehmen ist, sind im Bereich des zweiten Bauteils 3 und insbesondere im Bereich seitlich des zweiten Turbulatorkanals 19 keine Bypasskanäle vorgesehen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Ausbildung des Kanals 6 kann eine vergleichsweise gleichmäßige Temperierung der zumindest zwei Bauteile 2, 3, insbesondere Elektronikkomponenten, erreicht werden, wobei gleichzeitig der Druckverlust reduziert werden kann. Dies bietet den großen Vorteil, die beiden Bauteile 2, 3 in einem für sie günstigen, vordefinierten Temperaturfenster betreiben zu können.
Betrachtet man die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 entsprechend den 3 und 4, so kann man dort erkennen, dass in Strömungsrichtung des Temperierfluids 7 zwischen den zwei zu temperierenden Bauteilen 2, 3 noch ein weiteres Bauteil 20 wärmeübertragend mit der Außenseite der Decke 4 verbunden ist (vgl. 3). Im Kanal 6 ist dabei im Bereich des weiteren Bauteils 20, das heißt unterhalb desselben, ein weiterer Turbulatorkanal 21 mit einem weiteren Turbulator 22 vorgesehen. Im Kanal 6 sind im Bereich unterhalb des weiteren Bauteils 20 seitlich an dem weiteren Turbulatorkanal 21 vorbeigehend ein dritter Bypasskanal 23 sowie ein vierter Bypasskanal 24 angeordnet (vgl. 4). Der Kanal 6 ist bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 entsprechend den 3 und 4 derart ausgebildet, dass sich der erste Bypassstrom 14, der zweite Bypassstrom 15 und der erste Turbulatorstrom 16 stromab des ersten Bauteils 2 und stromauf des weiteren Bauteils 20 in einen dritten Bypassstrom 25 durch den dritten Bypasskanal 23, einen vierten Bypassstrom 26 durch den vierten Bypasskanal 24 sowie einen weiteren Turbulatorstrom 27 aufteilen. Weiter ist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 hinsichtlich seines Kanals 6 so ausgebildet, dass sich der dritte Bypassstrom 25, der vierte Bypassstrom 26 und der weitere Turbulatorstrom 27 stromauf des zweiten Bauteils 3, das heißt stromab des weiteren Bauteils 20 mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom 18 durch den zweiten Turbulatorkanal 19 mit dem zweiten Turbulator 11 strömen.
Der erste Turbulator 10 und/oder der zweite Turbulator 11 und/oder der weitere Turbulator 22 können dabei als separate Wellrippenstruktur im jeweiligen Turbulatorkanal 17, 19, 21 angeordnet oder als in den jeweiligen Turbulatorkanal 17, 19, 21 ragende Noppen bzw. Rippen an dem Boden 5, beispielsweise durch entsprechende in den jeweiligen Turbulatorkanal 17, 19, 21 ragende Erhebungen ausgebildet sein. Besonders die Ausbildung als Wellrippenstruktur bietet dabei den Vorteil einer Vorfertigung, beispielsweise als Aluminiumstanz- bzw. Umformblech, welches anschließend vergleichsweise einfach in den Kanal 6 eingeführt und dort fixiert, beispielsweise verlötet wird. Ein derartiger Montageschritt kann jedoch sogar entfallen, sofern die erfindungsgemäßen Turbulatoren 10, 11, 22 durch entsprechende Erhebungen am Boden 5 ausgebildet sind.
Stromab des ersten Turbulatorkanals 17 und/oder des weiteren Turbulatorkanals 21 (vgl. die 2 und 4) kann darüber hinaus im Boden 5 eine in den jeweiligen Turbulatorkanal 17, 21 ragende Einprägung 28 vorgesehen sein, welche wiederum zur Mischung des Temperierfluids 7 und zur Vergleichmäßigung der Strömung und damit einem verbesserten Wärmeübertrag dient. Die Einprägung 28 weist dabei eine Höhe auf, die weniger als 50% der Höhe des jeweiligen Turbulatorkanals 17, 21 bzw. generell des Kanals 6 beträgt. Betracht man die 2 und 4, so kann man erkennen, dass sich die jeweilige Einprägung 28 über dieselbe Breite erstreckt, wie der erste Turbulatorkanal 17 oder der weitere Turbulatorkanal 21. Selbstverständlich können die Einprägungen 28 auch eine größere oder weniger große Breitenerstreckung aufweisen. Die Einprägungen 28 bewirken dabei nicht nur eine Verwirbelung der Strömung, sondern auch eine Beschleunigung, was rückwirkend auch auf einen Wärmeübergang im zu kühlenden Bereich der jeweiligen Bauteile 2, 20 auswirkt.
Der erste Bypasskanal 12 und der zweite Bypasskanal 13 weisen dabei entsprechend den Ausführungsformen nach den 2 und 4 einen identischen Querschnitt auf, ebenso wie der dritte Bypasskanal 23 und der vierte Bypasskanal 24. Der erste und zweite Bypasskanal 12, 13 weisen dabei in Summe jedoch einen größeren Querschnitt auf als die Summe der Querschnitte des dritten und vierten Bypasskanals 23, 24, wodurch im Bereich unterhalb des weiteren Bauteils 20 bzw. im Bereich des dritten Bypasskanals 23, des vierten Bypasskanals 24 und des weiteren Turbulatorkanals 21 eine höhere Strömungsgeschwindigkeit erreicht werden kann. Die Querschnitte des dritten und vierten Bypasskanals 23, 24 sind dabei in Summe ca. halb so groß wie die Summe der Querschnitte des ersten Bypasskanals 12 und des zweiten Bypasskanals 13.
Der erste Bypasskanal 12 und der zweite Bypasskanal 13 besitzen dabei zusammen eine Querschnittsfläche, die ca. 10 bis 25 % der Querschnittsfläche des ersten Turbulatorkanals 17 beträgt.
Um einen möglichst optimalen Wärmeübertrag von dem Temperierfluid 7 zum zu temperierenden Bauteil 2, 3, 20 erreichen zu können, kann zumindest eines dieser Bauteile 2, 3, 20 über eine Lötverbindung 29, eine Wärmeleitpaste 30, eine klebende Wärmeleitfolie 31 oder ein Wärmeleitpad 32 mit der Decke 4 wärmeübertragend verbunden werden. Bei einer einseitigen Anbindung empfiehlt sich hier eine Lötverbindung 29, da diese im Unterschied zu einer elastischen Verbindung, wie beispielsweise über eine Wärmeleitpaste 30, eine Wärmeleitfolie 31 oder ein Wärmeleitpad 32, keine zusätzliche Fixierung des jeweiligen Bauteils 2, 3, 20 am Wärmeübertrager 1 erfordert.
Im Bereich des zumindest einen anzubindenden Bauteils 2, 3, 20 kann an der Decke 4 auch eine Kupferbeschichtung angeordnet sein.
Um eine verstärkte Kühlung der Bauteile 2, 3, 20 erreichen zu können, ist eine erfindungsgemäße Wärmeübertrageranordnung 33 (vgl. 5) vorgesehen, die zwei Wärmeübertrager 1 aufweist, die hinsichtlich der Strömung des Temperierfluids in Reihe geschaltet und mit ihren Decken 4 einander zugewandt sind, so dass die zu temperierenden Bauteile 2, 3, 20 zwischen den beiden Decken 4 der beiden Wärmeübertrager 1 angeordnet und vorzugsweise auch mit beiden Decken 4 verbunden sind.
Um dabei Temperaturspannungen zu minimieren und trotzdem eine optimierte gleichmäßige Temperierung der zu temperierenden Bauteile 2, 3, 20 erreichen zu können, ist zumindest ein Bauteil 2, 3, 20 mit der Decke 4 des einen Wärmeübertragers 1 über eine Lötverbindung 29, das heißt eine vergleichsweise starre Verbindung, verbunden und mit der Decke 4 des anderen Wärmeübertragers 1 mittels einer elastischen Verbindung, beispielsweise einer Wärmeleitpaste 30, einer klebenden Wärmeleitfolie 31 oder einem Wärmeleitpad 32. Um beispielsweise Höhendifferenzen bei unterschiedlich hohen Bauteilen 2, 3, 20 ausgleichen zu können, können zudem Ausgleichselemente, wie beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumplatten 34 vorgesehen sein. Eine fluidtechnische Verbindung der beiden Wärmeübertrager 1 kann beispielsweise über entsprechend angepasste Auslässe 9 bzw. Einlässe 8 in der Art von angelöteten Aluminiumflanschen erfolgen. Hierdurch ist eine Lötverbindung zwischen den beiden Wärmeübertragern 1 möglich. Alternativ ist selbstverständlich auch eine Lötverbindung 29 zwischen zwei Beschichtungen 35 aus Kupfer (vgl. 7) denkbar, wobei die Beschichtungen 35 am jeweiligen Einlass 8 bzw. Auslass 9 angeordnet sind. Auch eine Verbindung über eine Verklebung 36 (vgl. 6) bzw. eine O-Ringdichtung ist hierbei denkbar.
Der große Vorteil einer Wärmeübertrageranordnung 33 entsprechend den 5 bis 7 liegt darin, dass die zu kühlenden Bauteile 2, 3, 20 deutlich stärker temperiert bzw. gekühlt werden können. Hierbei strömt das Temperierfluid 7 im sogenannten U-Flow durch die Wärmeübertrageranordnung 33, wobei die zur Temperierung der Bauteile 2, 3, 20 wirksame mittlere Temperatur des Temperierfluids 7 über die Lauflänge zunimmt, so dass in den ersten Wärmeübertrager 1 (gemäß der 5) dem oberen Wärmeübertrager 1 zuerst gekühlte Komponente, das heißt das zuerst gekühlte Bauteil 2 mit vergleichsweise kühlem Temperierfluid 7 beaufschlagt wird, während es im unten angeordneten zweiten Wärmeübertrager 1 zuletzt gekühlt wird und damit mit dem heißesten Temperierfluid 7 beaufschlagt wird, wodurch sich für sämtliche gezeichneten drei zu kühlenden bzw. zu temperierenden Bauteile 2,3, 20 im Wesentlichen eine angenäherte gleich mittlere Temperatur ergibt.
Alles in allem kann mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 und mit der erfindungsgemäßen Wärmeübertrageranordnung 33 eine vergleichsweise gleichmäßige Temperierung bzw. Kühlung der Bauteile 2, 3, 20 sowie generell weiterer Bauteile, insbesondere Elektronikkomponenten, erreicht werden, wodurch diese in einem für sie optimalen Temperaturfenster mit hoher Leistung betrieben werden können. Zugleich kann auch ein Druckverlust reduziert werden. Eingesetzt kann der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 bzw. die erfindungsgemäße Wärmeübertrageranordnung 33 in einem Kraftfahrzeug 37, beispielsweise in einem Elektrofahrzeug 38 oder einem Hybridfahrzeug.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019202425 A1 [0002]

Claims

Wärmeübertrager (1) zum gleichmäßigen Temperieren eines ersten Bauteils (2) und eines zweiten Bauteils (3), - mit einer Decke (4) und einem Boden (5), die einen Kanal (6) für ein Temperfluid (7) begrenzen, - mit einem Einlass (8) und einem Auslass (9), - wobei die zwei zu temperierenden Bauteile (2, 3) wärmeübertragend mit einer Außenseite der Decke (4) verbunden sind, - wobei im Kanal (6) im Bereich des ersten Bauteils (2) ein erster Turbulatorkanal (17) mit einem ersten Turbulator (10) und im Bereich des zweiten Bauteils (3) ein zweiter Turbulatorkanal (19) mit einem zweiten Turbulator (11) angeordnet sind, - wobei im Kanal (6) im Bereich des ersten Bauteils (2) seitlich am ersten Turbulatorkanal (17) vorbeigehend ein erster Bypasskanal (12) und ein zweiter Bypasskanal (13) angeordnet sind, - wobei der Kanal (6) so ausgebildet ist, dass sich das Temperierfluid (7) stromauf des ersten Bauteils (2) in einen ersten Bypassstrom (14) durch den ersten Bypasskanal (12), einen zweiten Bypassstrom (15) durch den zweiten Bypasskanal (13) und einen ersten Turbulatorstrom (16) durch den ersten Turbulatorkanal (17) aufteilt, - wobei der Kanal (6) weiter so ausgebildet ist, dass sich der erste Bypassstrom (14), der zweite Bypassstrom (15) und der erste Turbulatorstrom (16) stromauf des zweiten Bauteils (3) mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom (18) durch den zweiten Turbulatorkanal (19) strömen.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - wobei in Strömungsrichtung des Temperierfluids (7) zwischen den zwei zu temperierenden Bauteilen (2, 3) zumindest ein weiteres Bauteil (20) wärmeübertragend mit einer Außenseite der Decke (4) verbunden ist, - wobei im Kanal (6) im Bereich des weiteren Bauteils (20) ein weiterer Turbulatorkanal (21) mit einem weiteren Turbulator (22) angeordnet ist, - wobei im Kanal (6) im Bereich des weiteren Bauteils (20) seitlich an dem weiteren Turbulatorkanal (21) vorbeigehend ein dritter Bypasskanal (23) und ein vierter Bypasskanal (24) angeordnet sind, - wobei der Kanal (6) so ausgebildet ist, dass sich der erste Bypassstrom (14), der zweite Bypassstrom (15) und der erste Turbulatorstrom (16) stromab des ersten Bauteils (2) mischen und stromauf des weiteren Bauteils (20) in einen dritten Bypassstrom (25) durch den dritten Bypasskanal (23), einen vierten Bypassstrom (26) durch den vierten Bypasskanal (24) und einen weiteren Turbulatorstrom (27) durch den weiteren Turbulatorkanal (21) aufteilen, - wobei der Kanal (6) weiter so ausgebildet ist, dass sich der dritte Bypassstrom (25), der vierte Bypassstrom (26) und der weitere Turbulatorstrom (27) stromauf des zweiten Bauteils (3) mischen und als gesammelter zweiter Turbulatorstrom (18) durch den zweiten Turbulatorkanal (19) mit dem zweiten Turbulator (11) strömen.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Turbulator (10) und/oder der zweite Turbulator (11) und/oder der weitere Turbulator (22) als separate Wellrippenstruktur im jeweiligen Turbulatorkanal (17, 19, 21) oder als in den jeweiligen Turbulatorkanal (17, 19, 21) ragende Noppen bzw. Rippen an dem Boden (5) ausgebildet sind/ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des ersten Turbulatorkanals (17) oder des weiteren Turbulatorkanals (21) im Boden (5) des Kanals (6) eine in den Kanal (6) ragende Einprägung (28) angeordnet ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägung (28) eine Höhe aufweist, die weniger als 50% einer Höhe des jeweiligen Turbulatorkanals (17, 19, 21) bzw. des Kanals (6) beträgt.
Wärmeübertrager nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einprägung (28) über dieselbe Breite erstreckt wie der erste Turbulatorkanal (17) oder der weitere Turbulatorkanal (21).
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, - dass der erste Bypasskanal (12) und der zweite Bypasskanal (13) einen identischen Querschnitt aufweisen, und/oder - dass der dritte Bypasskanal (23) und der vierte Bypasskanal (24) einen identischen Querschnitt aufweisen.
Wärmeübertrager nach Anspruch 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bypasskanal (12) und der zweite Bypasskanal (13) einen größeren Querschnitt aufweisen als der dritte Bypasskanal (23) und der vierte Bypasskanal (24).
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Summe der Querschnitte des ersten Bypasskanals (12) und des zweiten Bypasskanals (13) zusammen ca. 10 - 25% des Querschnitts des ersten Turbulatorkanals (17) beträgt.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste oder das zweite Bauteil (2, 3) über eine Lötverbindung (29), mittels einer Wärmeleitpaste (30), einer klebenden Wärmleitfolie (31) oder einem Wärmeleitpad (32) mit der Decke (4) wärmeübertragend verbunden ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Decke (4) im Bereich zumindest eines Bauteils (2, 3, 20) eine Beschichtung aus Kupfer aufweist.
Wärmeübertrageranordnung (33) mit zwei in Reihe oder parallel geschaltenen Wärmeübertragern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die beiden Wärmeübertrager (1) mit ihren Decken (4) einander zugewandt angeordnet sind und wobei zumindest ein Bauteil (2, 3, 20) wärmeübertragend mit den Decken (4) beider Wärmeübertrager (1) verbunden ist.
Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bauteil (2, 3, 20) mit der Decke (4) des einen Wärmeübertragers (1) über eine Lötverbindung (29) und mit der Decke (4) des anderen Wärmeübertragers (1) mittels einer Wärmeleitpaste (30), einer klebenden Wärmleitfolie (31) oder einem Wärmeleitpad (32) wärmeübertragend verbunden ist.
Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, - dass zumindest ein Bauteil (2, 3, 20) eine Elektronikkomponente ist, und/oder - dass zumindest eine Decke (4) eines Wärmeübertragers (1) aus Aluminium ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (37), insbesondere ein Elektrofahrzeug (38) oder ein Hybridfahrzeug, mit einem Wärmeübertrager (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder mit einer Wärmeübertrageranordnung (33) nach einem der Ansprüche 12 bis 14.