EP4537393A1 - Kühlvorrichtung zur kühlung von einer elektrischen und/oder elektronischen baugruppe - Google Patents

Kühlvorrichtung zur kühlung von einer elektrischen und/oder elektronischen baugruppe

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EP4537393A1
EP4537393A1 EP23730381.3A EP23730381A EP4537393A1 EP 4537393 A1 EP4537393 A1 EP 4537393A1 EP 23730381 A EP23730381 A EP 23730381A EP 4537393 A1 EP4537393 A1 EP 4537393A1
Authority
EP
European Patent Office
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base plate
turbulator
cooling
cooling device
embossing
Prior art date
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Pending
Application number
EP23730381.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Max Florian BECK
Maik Paehrisch
Tobias Hoppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4537393A1 publication Critical patent/EP4537393A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/20009—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a gaseous coolant in electronic enclosures
    • H05K7/20136—Forced ventilation, e.g. by fans
    • H05K7/20145—Means for directing air flow, e.g. ducts, deflectors, plenum or guides
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W40/00—Arrangements for thermal protection or thermal control
    • H10W40/40—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids
    • H10W40/47—Arrangements for thermal protection or thermal control involving heat exchange by flowing fluids by flowing liquids, e.g. forced water cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/20272—Accessories for moving fluid, for expanding fluid, for connecting fluid conduits, for distributing fluid, for removing gas or for preventing leakage, e.g. pumps, tanks or manifolds
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    • H10W90/20—Configurations of stacked chips
    • H10W90/288—Configurations of stacked chips characterised by arrangements for thermal management of the stacked chips

Definitions

  • Figure 3 shows a detail from a second exemplary embodiment of the electronics arrangement.
  • the base plate 4 and the cover plate 3 form outer walls of the cooling device 1.
  • the base plate 4 forms an underside of the cooling device 1.
  • the area in which the base plate 4 is connected to the cover plate 3 is referred to as the contact area 8.
  • the edge 41 of the base plate 4 runs around the recess 40 in the base plate 4.
  • the edge 41 of the base plate 4 rests, for example, directly or with an intermediate layer on the edge 31 of the cover plate 3.
  • the edge 41 of the base plate 4 is firmly connected to the edge 31 of the cover plate 3, in particular soldered.
  • the edge 41 of the base plate 4 can be connected, in particular soldered, to the edge 31 of the cover plate 3 directly or with the interposition of one or more intermediate layers or intermediate elements.
  • the edge 41 of the base plate 4 is connected to the edge 31 of the cover plate 3, for example by means of a brazing process.
  • the edge 41 of the base plate 4 is connected to the edge 31 of the cover plate 3 all the way around, in particular soldered.
  • the base plate 4 is spaced apart from the cover plate 3, so that a flow-through cavity is formed between the base plate 4 by the cover plate 3, in which the cooling channel 5 runs.
  • the edge 41 of the base plate 40 can extend flatly in a first plane.
  • a sheet metal section 42 of the base plate 40 which forms, for example, a bottom of the recess 40, can extend in a second plane, which in particular runs parallel to the first plane.
  • the edge 41 of the base plate 40 and the plate section 42 of the base plate 4 are each arranged flat and parallel to one another.
  • the cover plate 3 can, for example, be designed flat or as a deep-drawn part.
  • the base plate 4 has an embossing 7. At the embossing 7, the base plate 4 is deformed by embossing.
  • the Base plate 4 is embossed inside the recess.
  • the embossing 7 is arranged on an edge of a bottom surface 44 of the floor panel.
  • the bottom surface 44 of the base plate 4 extends, in particular flatly, on the sheet metal section 42.
  • the base surface 44 is a surface of the base plate 4 facing the cooling channel 5 and the cover plate 3.
  • the base surface 44 forms the bottom of the cooling channel 5 on the base plate 4.
  • the Embossing 7 is arranged on the edge of the bottom surface 44.
  • a rectangular shape is embossed into the bending area 43 of the base plate 4.
  • the flat sheet metal section 42 at the edge of the bottom surface 44 in the interior of the recess 40 merges into the bending area 43 of the bottom plate 4 at an angle, in particular at a right angle.
  • the bottom surface 44 is arranged at an angle, in particular a substantially right angle, relative to a side surface that adjoins the bottom surface 44 inside the recess 40.
  • the radius R4 of the bend in the base plate 4 between the base surface 44 and the side surface is reduced by the embossing 7.
  • the embossing 7 embosses an angle, in particular a substantially right angle, into the bending region 43 of the base plate 4.
  • the embossing 7 can, for example, just connect to the bottom surface 44, as in the first exemplary embodiment of the cooling device 1 in FIG. 2.
  • the bottom surface 44 is thus widened by the embossing 7.
  • the embossing 7 can also be recessed relative to the bottom surface 44, for example as a notch on the edge of the bottom surface 44. This is shown in the second exemplary embodiment of the cooling device 1 in FIG.
  • the cooling device 1 includes an inlet opening, not shown in the figures, via which a cooling fluid can be supplied to the cooling channel 5 in the cooling device 1. Furthermore, the cooling device 1 includes a drain opening through which the cooling fluid can flow out of the cooling channel 5 and the cooling device 1.
  • the cooling fluid can be, for example, water.
  • the inlet opening and/or the outlet opening can be formed, for example, by openings in the recess 40 of the base plate 4.
  • the openings can, for example, be openings in the base plate 4.
  • an inlet connection can also be arranged or formed at the inlet opening.
  • a drain connection can be arranged or formed at the drain opening.
  • a cooling fluid flow of a cooling fluid can flow through the cooling channel 5 from the inlet opening to the outlet opening.
  • the turbulator 6 can be designed, for example, as a structured sheet metal. In order to achieve the highest possible cooling efficiency, as large a part as possible of the flow cross section of the cooling channel 5 between the base plate 4 and the cover plate 3 is filled by the turbulator 6.
  • the turbulator 6, for example, extends essentially plane-parallel to the cover plate 3 and/or to, for example, flat sheet metal section 42 of the base plate 4.
  • the turbulator 6, for example, has essentially the same surface area as the support surface on the cover plate 3, on which the electrical and/or or electronic assembly 2 is arranged.
  • the turbulence sections can, for example, be designed in a wave-like or jagged manner or as periodically recurring elevations and/or depressions in the turbulator.
  • the turbulence sections in the turbulator 6 can be made, for example, by cutting and forming, for example, punching and bending of the sheet metal from which the turbulator 6 is made.
  • solder 20 can also be provided at various locations in the cooling device 1.
  • the solder 20 can be drawn into narrow places in the cooling device 1, for example by means of capillary action.
  • the solder 20 can be arranged, for example, between the turbulator 6 and the base plate 4 in the area of the embossing 7 and/or in the embossing 7.
  • gaps between the turbulator 6 and the base plate 4, in particular in the embossing 7, can be filled with the solder 20.
  • Areas in the cooling device 1 in which the cover plate 3 is spaced from the base plate 4 can also be filled with the solder 20.
  • the solder 20 can also be arranged in areas between the base plate 4 and the turbulator 6 outside the embossing 7. The solder 20 closes places where the cooling fluid can flow past the turbulator 6. A bypass flow of the cooling fluid past the turbulator 6 is thus reduced or prevented and the efficiency of cooling the electrical and/or electronic assembly 2 by the cooling device 1 is improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Für eine Kühlvorrichtung zur Kühlung einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (2), umfassend ein Deckblech (3) und ein Bodenblech (4), wobei das Bodenblech (4) als Tiefziehbauteil mit einer Vertiefung (40) ausgebildet ist, wobei das Deckblech (3) und das Bodenblech (4) derart angeordnet sind, dass durch die Vertiefung (40) ein Kühlkanal (5) zwischen Deckblech (3) und Bodenblech (4) gebildet ist, wobei das Deckblech (3) und das Bodenblech (4) an einem Kontaktbereich (8) außerhalb der Vertiefung (40) miteinander verbunden sind, wobei der Kühlkanal (5) von einer Kühlfluid-Strömung eines Kühlfluids durchströmbar ist, wobei die Kühlvorrichtung (1) weiterhin wenigstens einen Turbulator (6) umfasst, der innerhalb der Vertiefung (40) des Kühlkanals (5) angeordnet ist, wobei der Turbulator (6) an einer Bodenfläche (44) in der Vertiefung (40) des Bodenblechs (4) anliegt, wobei die Bodenfläche (44) dem Deckblech (3) zugewandt ist, wird vorgeschlagen, dass das Bodenblech (4) in einem Biegebereich (43) am Rand der Bodenfläche (44) eine Prägung (7) aufweist.

Description

Beschreibung
Titel
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zur Kühlung einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe sowie eine Elektronikanordnung.
In Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen werden Leistungsmodule, wie Inverterstrukturen oder Konverterstrukturen, eingesetzt. Beispielsweise werden zum Betreiben einer elektrischen Maschine Inverter verwendet, die Phasenströme für die elektrische Maschine bereitstellen. Die Leistungsmodule können beispielsweise ein Trägersubstrat mit Leiterbahnen umfassen, auf dem beispielsweise Leistungshalbleiter angeordnet sind, die zusammen mit dem Trägersubstrat eine Elektronikeinheit bilden. Im Betrieb wird von der Elektronikeinheit Wärme erzeugt, die an eine Kühlvorrichtung abgeleitet werden muss. Dazu wird die Elektronikeinheit thermisch an der Kühlvorrichtung angebunden. Es ist bekannt Kühlvorrichtungen mit Kühlkanälen zu versehen, in denen ein Kühlfluid fließen kann, das die Wärme aus dem Kühlkörper ableitet. In den Kühlkanälen können sogenannte Turbulatoren vorgesehen sein, die für bessere Wärmeableitung von der Kühlvorrichtung an das durch die Kühlvorrichtung fließende Kühlfluid sorgen. Durch die Turbulatoren werden turbulente Strömungen erzeugt und die Kühloberfläche vergrößert.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß wird eine Kühlvorrichtung zur Kühlung einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe vorgeschlagen. Die Kühlvorrichtung umfasst ein Deckblech und ein Bodenblech, wobei das Bodenblech als Tiefziehbauteil mit einer Vertiefung ausgebildet ist, wobei das Deckblech und das Bodenblech derart angeordnet sind, dass durch die Vertiefung ein Kühlkanal zwischen Deckblech und Bodenblech gebildet ist, wobei das Deckblech und das Bodenblech an einem Kontaktbereich außerhalb der Vertiefung miteinander verbunden sind, wobei der Kühlkanal von einer Kühlfluid- Strömung eines Kühlfluids durchströmbar ist, wobei die Kühlvorrichtung weiterhin wenigstens einen Turbulator umfasst, der innerhalb der Vertiefung des Kühlkanals angeordnet ist, wobei der Turbulator an einer Bodenfläche in der Vertiefung des Bodenblechs anliegt, wobei die Bodenfläche dem Deckblech zugewandt ist. Das Bodenblech weist in einem Biegebereich am Rand der Bodenfläche eine Prägung auf.
Vorteile der Erfindung
Gegenüber dem Stand der Technik weist die Kühlvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs eine besonders hohe Effizienz hinsichtlich der Kühlung der zu kühlenden elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe auf. Durch die Prägung kann eine Bypass-Strömung durch einen Bypass-Bereich am Rand des Turbulators blockiert oder stark eingeschränkt werden. Durch die Prägung wird die Vertiefung in dem Bodenblech vergrößert. Dadurch, dass die Prägung in dem Biegebereich am Rand der Bodenfläche erfolgt ist, ist die Vertiefung in dem Biegebereich am Rand der Bodenfläche vergrößert. Der durch das Tiefziehen des Bodenblechs abgerundete Rand der Bodenfläche verliert durch die Prägung die Rundung. Somit kann der Turbulator einen größeren Bereich in der Vertiefung und somit in dem Kühlkanal ausfüllen. Das tiefgezogene Bodenblech ist somit nachträglich an die Form des Turbulators angepasst, um den Abstand zwischen Turbulator und Bodenblech und damit die Bypass-Strömung möglichst klein zu halten. Der Turbulator ragt somit in die Prägung hinein und füllt einen vorteilhaft großen Bereich im Kühlkanal aus. Somit ist ein Bypass-Bereich neben dem Turbulator vorteilhat reduziert. Damit kann eine Bypass-Strömung durch einen Bypass-Bereich am Rand des Turbulators blockiert oder stark eingeschränkt werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Radius im Biegebereich des Bodenblechs am Rand der Bodenfläche durch die Prägung reduziert ist. So kann der Radius der Biegebereich dem Rand der Bodenfläche im Inneren des Kühlkanals vorteilhaft klein sein und die Biegebereich durch die Prägung im Inneren des Kühlkanals beispielsweise im Wesentlichen rechtwinklig ausgebildet sein. Somit kann der Turbulator vorteilhaft weit in den Biegebereich hineinragen und die Bypass- Strömung in dem Bypass-Bereich vorteilhaft reduziert sein.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass durch die Prägung eine insbesondere rechtwinklige Form in den Biegebereich am Rand der Bodenfläche geformt ist. Somit kann der Turbulator, der beispielsweise in einem dem Biegebereich des Bodenblechs zugewandten Bereich, selbst eine Biegung aufweist, vorteilhaft weit in die Prägung und den Bypass-Bereich hineinragen.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zwischen dem Turbulator und dem Bodenblech in der Prägung Lot angeordnet ist und der Turbulator in der Prägung mittels des Lots mit dem Bodenblech verbunden ist. Das Lot kann vorteilhaft einfach mittels Kapillarwirkung in den minimierten Zwischenraum zwischen Turbulator und Bodenblech in der Prägung gezogen werden. Eine Bypass-Strömung zwischen dem Turbulator und dem Bodenblech in der Prägung kann so vorteilhaft reduziert werden.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen dem Turbulator und dem Bodenblech in der Prägung vollständig von Lot ausgefüllt ist. Der Bereich zwischen Turbulator und dem Bodenbereich in der Prägung ist somit vollständig verschlossen und für eine Bypass- Strömung des Kühlfluids am Turbulator vorbei blockiert. Das Lot kann vorteilhaft einfach mittels Kapillarwirkung in den Zwischenraum gezogen werden.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich, in dem das Deckblech von dem Bodenblech beabstandet ist, Lot zwischen dem Deckblech und dem Bodenblech angeordnet ist und/oder in einem Bereich außerhalb der Prägung Lot zwischen dem Turbulator und dem Bodenblech angeordnet ist. Somit wird durch zusätzliches Lot in der Kühlvorrichtung, das beispielsweise nicht zur Verbindung von Bodenblech, Deckblech und Turbulator aneinander gebraucht wird, der Bypass-Bereich in dem Kühlkanal weiter verschlossen. Somit fließt mehr Kühlfluid durch den Turbulator und weniger an dem Turbulator vorbei, so dass die Kühlvorrichtung eine erhöhte Effizienz zur Kühlung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe aufweist. Das Lot kann auch hier vorteilhaft einfach mittels Kapillarwirkung in die entsprechenden Zwischenräume gezogen sein.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator aus einem gebogenen Blech ausgebildet ist, wobei das Blech in einem dem Biegebereich des Bodenblechs zugewandten Bereich des Turbulators eine Biegung mit einem Radius des Turbulators aufweist. Ein derartiger Turbulator kann vorteilhaft einfach durch Schneiden und Umformen eines Bleches, beispielsweise durch Stanzen und Biegen, beispielsweise auf die gleiche Weise wie das Deckblech und das Bodenblech hergestellt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Radius im Biegebereich des Bodenblechs am Rand der Bodenfläche kleiner ist als der Radius des Turbulators in dem dem Biegebereich des Bodenblechs zugewandten Bereich des Turbulators. So kann der Turbulator vorteilhaft weit in die Prägung hineinragen und an der Bodenfläche und einem Seitenbereich des Bodenblechs mit diesem in Kontakt stehen und/oder an diesem befestigt, beispielsweise an diesem verlötet, sein.
Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung am Rand der Bodenfläche gegenüber der Bodenfläche vertieft ist. Somit ist ein dem Rand der Bodenfläche eine Kerbe in die Bodenfläche gestanzt. Dadurch können vorteilhaft Überlappungen zwischen den Teilen verhindert werden und sichergestellt werden, dass der Turbulator in die Prägung hineinragen kann. Weiterhin kann somit ein vergrößerter Zwischenraum zwischen Turbulator und Bodenblech in der Prägung gebildet sein, der vorteilhaft gut mit Lot ausgefüllt sein kann.
Weiterhin kann die Kühlvorrichtung von einer Elektronikanordnung umfasst sein, wobei die Elektronikanordnung weiterhin mindestens eine zu kühlende elektrische und/oder elektronische Baugruppe umfasst, wobei das elektronische Bauteil an dem Deckblech oder an dem Bodenblech angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Elektronikanordnung mit einer Kühlvorrichtung,
Figur 2 ein vergrößerter Ausschnitt des Ausführungsbeispiels der Elektronikanordnung mit der Kühlvorrichtung,
Figur 3 einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungsbeispiel der Elektronikanordnung.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer Elektronikanordnung 50. Die Elektronikanordnung 50 umfasst eine Kühlvorrichtung 1 und eine auf der Kühlvorrichtung 1 elektrische und/oder elektronische Baugruppe. Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Ausführungsbeispiels der Kühlvorrichtung 1 aus Fig.1. Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung 1.
Die Kühlvorrichtung 1 ist zur Kühlung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2, beispielsweise einer Leistungsschaltung, vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um Leistungsschaltungen, wie Inverterstrukturen oder Konverterstrukturen, von Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen handeln. Die elektrische und/oder elektronische Baugruppe 2 kann beispielsweise als Leistungsmodul ausgebildet sein und beispielsweise ein Trägersubstrat mit Leiterbahnen umfassen, auf dem beispielsweise Leistungshalbleiter angeordnet sind, die zusammen mit dem Trägersubstrat eine Elektronikeinheit bilden. Im Betrieb wird von der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 Wärme erzeugt, die an eine Kühlvorrichtung 1 abgeleitet werden muss. Dazu ist die elektrische und/oder elektronische Baugruppe 2 auf der Kühlvorrichtung 1, beispielsweise auf einer Auflagefläche eines Deckblechs 3 oder eines Bodenblechs 4 angeordnet. Zwischen der Kühlvorrichtung 1 und der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 können eine oder mehrere Schichten zur Befestigung und thermischen Anbindung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 auf dem Kühlkörper 1 angeordnet sein.
Beispielsweise kann auf der der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe
2 zugewandten Auflagefläche des Deckblechs 3 eine Kupferbeschichtung vorgesehen sein. Auf der Kühlvorrichtung 1 können auch mehrere elektrische und/oder elektronische Baugruppen 2, beispielweise nebeneinander, an der dem Deckblech 3 der Kühlvorrichtung 1 angeordnet sein. So ist jede der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppen 2 thermisch an der Kühlvorrichtung 1 angebunden und an dieser befestigt.
Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 bilden Außenwände der Kühlvorrichtung 1. Das Bodenblech 4 bildet eine Unterseite der Kühlvorrichtung 1. Das Deckblech
3 bildet eine Oberseite der Kühlvorrichtung 1. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 können beispielsweise aus einem Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet sein. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 sind aus Blechen geformt. Das Bodenblech 4 und/oder das Deckblech 3 weisen beispielsweise jeweils eine konstante Dicke auf. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 können beispielsweise die gleiche Dicke aufweisen. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 können aber auch unterschiedliche Dicken aufweisen.
In dem Bodenblech 4 ist eine Vertiefung 40 ausgebildet. Das Bodenblech 4 ist somit im Wesentlichen wannenförmig ausgebildet. Das Deckblech 3 ist derart an dem Bodenblech 4 angeordnet, dass die Vertiefung 40 in dem Bodenblech 4 von dem Deckblech 3 abgedeckt ist. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 sind so aneinander angeordnet, dass durch die Vertiefung 40 ein Kühlkanal 5 zwischen dem Bodenblech 4 und dem Deckblech 3 gebildet ist. Der Kühlkanal 5 verläuft zwischen dem Bodenblech 4 und dem Deckblech 3. Das Bodenblech 4 und das Deckblech 3 bilden den Kühlkanal 5 begrenzende Wände. Das Bodenblech 4 ist als Tiefziehteil ausgebildet. Ein Rand 41 des Bodenblechs 4, der beispielsweise in einer Ebene ausgebildet ist, ist mit einem Rand 31 des Deckblechs 3 verbunden. Der Bereich, in dem das Bodenblech 4 mit dem Deckblech 3 verbunden ist, wird als Kontaktbereich 8 bezeichnet. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 umläuft die Vertiefung 40 in dem Bodenblech 4 umlaufend. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 liegt beispielsweise direkt oder unter Zwischenlage einer Zwischenschicht auf dem Rand 31 des Deckblechs 3 auf. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 ist fest mit dem Rand 31 des Deckblechs 3 verbunden, insbesondere verlötet. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 kann direkt oder unter Zwischenlage von einer oder mehreren Zwischenschichten oder Zwischenelementen mit dem Rand 31 des Deckblechs 3 verbunden, insbesondere verlötet, sein. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 ist mit dem Rand 31 des Deckblechs 3 beispielsweise mittels eines Hartlötverfahrens verbunden. Der Rand 41 des Bodenblechs 4 ist mit dem Rand 31 des Deckblechs 3 vollständig umlaufend verbunden, insbesondere verlötet.
Im Bereich der Vertiefung 40 ist das Bodenblech 4 von dem Deckblech 3 beabstandet, so dass zwischen dem Bodenblech 4 von dem Deckblech 3 ein durchströmbarer Hohlraum gebildet ist, in dem der Kühlkanal 5 verläuft. Dabei kann sich, wie in diesem Ausführungsbeispiel, der Rand 41 des Bodenblechs 40 flächig in einer ersten Ebene erstrecken. Weiterhin kann sich ein Blechabschnitt 42 des Bodenblechs 40, der beispielsweise einen Boden der Vertiefung 40 bildet, sich eben in einer zweiten Ebene erstrecken, die insbesondere parallel zur ersten Ebene verläuft. Somit sind der Rand 41 des Bodenblechs 40 und der Blechabschnitt 42 des Bodenblechs 4 jeweils eben und parallel zueinander angeordnet. Das Deckblech 3 kann beispielsweise eben oder auch als Tiefziehteil ausgebildet sein. Die Vertiefung 40 und damit der Kühlkanal 5 kann bezüglich des Bodenblechs 4 länglich, insbesondere zumindest abschnittsweise mit einer rechteckigen Form, ausgebildet sein. Der Kühlkanal 5 erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang einer Längsrichtung. Vorzugsweise weist der Kühlkanal 5 bei Betrachtung auf eine Blechebene des Deckblechs 3 einen länglichen Bereich, insbesondere mit rechteckiger Geometrie, auf, der sich entlang der Längsrichtung, welche insbesondere durch eine gerade Linie definiert ist, erstreckt.
In der Vertiefung 40 des Bodenblechs 4 weist das Bodenblech 4 eine Prägung 7 auf. An der Prägung 7 ist das Bodenblech 4 durch Prägen verformt. Das Bodenblech 4 ist im Inneren der Vertiefung geprägt. Die Prägung 7 ist an einem Rand einer Bodenfläche 44 des Bodenblechs angeordnet. Die Bodenfläche 44 des Bodenblechs 4 erstreckt sich, insbesondere eben, auf dem Blechabschnitt 42. Die Bodenfläche 44 ist eine dem Kühlkanal 5 und dem Deckblech 3 zugewandte Oberfläche des Bodenblechs 4. Die Bodenfläche 44 bildet den Boden des Kühlkanals 5 an dem Bodenblech 4. Die Prägung 7 ist am Rand der Bodenfläche 44 angeordnet. Der Rand der Bodenfläche 44 ist der Bereich, in dem das Bodenblech 4 aus der Ebene der Bodenfläche 44 heraus in Richtung Deckblech 3 verformt ist. Der Rand der Bodenfläche 44 ist in einem Biegebereich 43 des Bodenblechs 4 angeordnet, in dem das Bodenblech 4 am Rand des ebenen Blechabschnitts 42 in Richtung zum Deckblech 3 hin gebogen ist. Durch die Prägung 7 ist ein Radius R4 des Biegebereiches 43 im Inneren der Vertiefung 40 im Vergleich zum Radius in dem Biegebereich 43 vor der Prägung reduziert. Die Vertiefung 40 und somit auch der Kühlkanal 5 sind in dem Biegebereich 43 durch die Prägung 7 vergrößert. Die Prägung 7 ist beispielsweise als, beispielsweise im Wesentlichen rechteckige, Ecke in den Biegebereich 43 eingeprägt. Am Rand der Bodenfläche 44 ist beispielsweise eine rechtwinklige Form in den Biegebereich 43 des Bodenblechs 4 eingeprägt. Somit geht der ebene Blechabschnitt 42 am Rand der Bodenfläche 44 im Inneren der Vertiefung 40 in einem Winkel, insbesondere in einem rechten Winkel, in den Biegebereich 43 des Bodenblechs 4 über. Die Bodenfläche 44 ist gegenüber einer Seitenfläche, die sich im Inneren der Vertiefung 40 an die Bodenfläche 44 anschließt, in einem Winkel, insbesondere einem im Wesentlichen rechten Winkel, angeordnet. Der Radius R4 der Biegung im Bodenblech 4 zwischen der Bodenfläche 44 und der Seitenfläche ist durch die Prägung 7 reduziert. Durch die Prägung 7 ist ein Winkel, insbesondere ein im Wesentlichen rechter Winkel, in den Biegebereich 43 des Bodenblechs 4 geprägt. Die Prägung 7 kann beispielsweise, wie im ersten Ausführungsbeispiel der Kühlvorrichtung 1 in Fig. 2, eben an die Bodenfläche 44 anschließen. Die Bodenfläche 44 ist somit durch die Prägung 7 verbreitert. Die Prägung 7 kann gegenüber der Bodenfläche 44 aber auch vertieft, beispielsweise als Kerbe am Rand der Bodenfläche 44 ausgebildet sein. Dies ist in dem zweiten Ausführungsbeispiels der Kühlvorrichtung 1 in Fig. 3 dargestellt.
Zwischen Deckblech 3 und Bodenblech 4 kann beispielsweise auch ein Zwischenblech angeordnet sein. Beispielsweise kann durch solch ein Zwischenblech ein zusätzlicher Abstand zu einer Oberseite des Bodenblechs 4 bereitgestellt werden, um eine Höhe des Kühlkanals 5 anzupassen. Alternativ können, wie in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel, das Deckblech 3 und der erste Blechabschnitt 41 des Bodenblechs 4 auch unmittelbar aneinander anliegen.
Weiterhin umfasst die Kühlvorrichtung 1 eine in den Figuren nicht dargestellte Zulauföffnung, über die ein Kühlfluid dem Kühlkanal 5 in der Kühlvorrichtung 1 zugeführt werden kann. Weiterhin umfasst die Kühlvorrichtung 1 eine Ablauföffnung, über die das Kühlfluid aus dem Kühlkanal 5 und der Kühlvorrichtung 1 herausfließen kann. Das Kühlfluid kann beispielsweise Wasser sein. Die Zulauföffnung und/oder die Ablauföffnung können beispielsweise durch Öffnungen in der Vertiefung 40 des Bodenblechs 4 gebildet sein. Die Öffnungen können beispielsweise Durchbrüche in dem Bodenblech 4 sein. An der Zulauföffnung kann beispielsweise auch ein Zulaufstutzen angeordnet oder ausgebildet sein. Genauso kann an der Ablauföffnung ein Ablaufstutzen angeordnet oder ausgebildet sein. Der Kühlkanal 5 ist von der Zulauföffnung zur Ablauföffnung von einer Kühlfluid-Strömung eines Kühlfluids durchströmbar. Ein Kühlfluid kann durch die Zulauföffnung der Kühlvorrichtung 1 in den Kühlkanal 5 fließen und durch die Ablauföffnung der Kühlvorrichtung 1 wieder aus dem Kühlkanal 5 der Kühlvorrichtung 1 herausfließen. Der Kühlkanal 5 ist zur Durchführung von Kühlfluid durch die Kühlvorrichtung 1 ausgebildet. Der Kühlkanal 5 in der Kühlvorrichtung 1 erstreckt sich in der Kühlvorrichtung 1 von der Zulauföffnung zu der Ablauföffnung. Der Kühlkanal 5 ist entlang der Längsrichtung von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung von einer Kühlfluid- Strömung eines Kühlfluids durchströmbar.
Die Kühlvorrichtung 1 umfasst weiterhin wenigstens einen Turbulator 6. Der Turbulator 6 ist innerhalb des Kühlkanals 5 angeordnet. Der Turbulator 6 ist in einem sich entlang der Längsrichtung erstreckenden Turbulator-Abschnitt 56 des Kühlkanals 5 angeordnet. Der Turbulator 6 ist zwischen dem Deckblech 3 und dem Bodenblech 4 angeordnet. Der Turbulator 6 kann sich von dem Deckblech 3 zu dem Bodenblech 4 vollständig durch den Kühlkanal 5 erstrecken. Insbesondere steht der Turbulator 6 mit dem Deckblech 3 und dem Bodenblech 4 in mittelbarem und/oder unmittelbaren wärmeleitenden Kontakt. Der Turbulator 6 ist beispielsweise mittels eines Hartlötverfahrens an dem Deckblech 3 und/oder an dem Bodenblech 4 befestigt. Der Turbulator 6 liegt an der Bodenfläche 44 an dem Bodenblech 4 an und/oder ist mit der Bodenfläche 44 verbunden insbesondere verlötet. Der Turbulator 6 erstreckt sich auf der Bodenfläche 44. Der Turbulator 6 erstreckt sich in die Prägung 7 hinein. Der Turbulator 6 wird parallel zum beispielsweise eben ausgebildeten Deckblech 3 und/oder zu dem beispielsweise eben ausbildeten Blechabschnitt 42 des Bodenblechs 4 in der Längsrichtung von Kühlfluid durchflossen. Der Turbulator 6 weist eine oberflächenvergrößernde, strömungsführende und wärmeübertragende Struktur auf. Der Turbulator 6 ist beispielsweise aus einem gut wärmeleitenden Metall, beispielsweise aus Aluminium ausgebildet. Der Turbulator 6 kann beispielsweise auch eine Beschichtung aufweisen. Der Turbulator 6 kann beispielsweise als strukturiertes Blech ausgebildet sein. Um eine möglichst hohe Effizienz der Kühlung zu erzielen, wird ein möglichst großer Teil des Strömungsquerschnitts des Kühlkanals 5 zwischen dem Bodenblech 4 und dem Deckblech 3 von dem Turbulator 6 ausgefüllt. Der Turbulator 6 erstreckt sich beispielsweise im Wesentlichen planparallel zum Deckblech 3 und/oder zum beispielsweise eben ausgebildeten Blechabschnitt 42 des Bodenblechs 4. Der Turbulators 6 weist beispielsweise im Wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung auf wie die Auflagefläche an dem Deckblech 3, auf der die elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 angeordnet ist.
Der Turbulator 6 ist beispielsweise einstückig ausgebildet. Der Turbulator 6 ist beispielsweise mittels Schneiden und Verformen, insbesondere mittels Stanzen und Biegen, aus einem Blech gefertigt. Der Turbulator 6 ist zur Erzeugung turbulenter Strömung in dem Kühlfluid vorgesehen. Der Turbulator 6 ist zur Erzeugung von turbulenter Strömung in dem Kühlfluid strukturiert. An dem Turbulator 6 sind beispielsweise eine Vielzahl an Turbulenzabschnitten, welche in einem Winkel zur Strömungsrichtung, insbesondere zur Längsrichtung, des Kühlfluids durch den Kühlkanal 5 angeordnet sind, ausgebildet. Die Turbulenzabschnitte dienen der Verwirbelung des durch den Kühlkanal 5 strömenden Kühlfluids. Dadurch kann die Wärme besonders effektiv abgeführt werden. Die Turbulenzabschnitte können beispielsweise wellenartig oder zackenartig oder als periodisch wiederkehrende Erhebungen und/oder Vertiefungen im dem Turbulator ausgebildet sein. Die Turbulenzabschnitte in dem Turbulator 6 können beispielsweise durch Schneiden und Umformen, beispielsweise Stanzen und Biegen, des Bleches, aus dem der Turbulator 6 gefertigt ist, gebildet sein.
Um eine hohe Effizienz der Kühlung zu erzielen, wird ein möglichst großer Teil des Strömungsquerschnitts des Kühlkanals 5 durch den Turbulator 6 abgedeckt. Da das Bodenblech 4 ein Tiefziehbauteil ist, sind für den Entformungsvorgang beim Tiefziehen eine Entformungsschräge und Radien am Rand der Vertiefung 40 erforderlich. Diese Radien, die durch das Tiefzeihen entstehen, sind durch die Prägung 7 reduziert. Der Turbulator 6 ist unterhalb der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 angeordnet. Am Rand des Kühlkanals 5 liegen seitlich neben dem Turbulator 6 und zwischen dem Turbulator 6, dem Bodenblech 4 und dem Deckblech 3 Bypass-Bereiche 55 vor. Die Bypass- Bereiche 55 liegen in der Ebene der Auflagefläche für die elektrische und/oder elektronische Baugruppe 2 betrachtet neben der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2. In dem Bypass-Bereich 55 ist der Kühlkanal 5 verjüngt ausgebildet. In den Bypass-Bereichen 55 erfolgt keine Verwirbelung der Kühlfluid-Strömung. Durch die Prägung 7 kann der Turbulator 6 mit unveränderter Ausdehnung vom Bodenblech 4 bis zu Deckblech 3 in die Prägung 7 hineinragen einen vorteilhaft großen Teil des Kühlkanals 5 ausfüllen. In einem dem Biegebereich 43 des Bodenblechs 4 zugewandten Bereich des Turbulators 6 ist der Turbulator 6 gebogen, und weist einen Radius R6 des Turbulators auf. Der Radius R4 bezeichnet den Radius des Biegebereichs 43 am Rand der Bodenfläche 44. Der Radius R6 des Turbulators 6 ist größer als der Radius R4 im Biegebereich 43 am Rand der Bodenfläche 44. Somit kann der Turbulator 6 weit in die Prägung 7 hineinragen und einen vorteilhaft großen Teil des Kühlkanals 5 ausfüllen.
Wie in den Figuren dargestellt kann in der Kühlvorrichtung 1 an verschiedenen Stellen weiterhin Lot 20 vorgesehen sein. Das Lot 20 kann beispielsweise mittels Kapillarwirkung in Enge Stellen in der Kühlvorrichtung 1 gezogen sein. Das Lot 20 kann beispielsweise zwischen dem Turbulator 6 und dem Bodenblech 4 im Bereich der Prägung 7 und/oder in der Prägung 7 angeordnet sein. Dabei können beispielsweise Zwischenräume zwischen dem Turbulator 6 und dem Bodenblech 4, insbesondere in der Prägung 7, mit dem Lot 20 ausgefüllt sein. Auch können Bereiche in der Kühlvorrichtung 1, in denen das Deckblech 3 von dem Bodenblech 4 beabstandet ist, von dem Lot 20 ausgefüllt sein. Weiterhin kann das Lot 20 auch in Bereichen zwischen dem Bodenblech 4 und dem Turbulator 6 außerhalb der Prägung 7 angeordnet sein. Durch das Lot 20 werden Stellen, an denen das Kühlfluid an dem Turbulator 6 vorbeifließen kann, verschlossen. Somit wird eine Bypass-Strömung des Kühlfluids am Turbulator 6 vorbei reduziert oder verhindert und die Effizienz der Kühlung der elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe 2 durch die Kühlvorrichtung 1 verbessert.
Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Ansprüche
1. Kühlvorrichtung zur Kühlung einer elektrischen und/oder elektronischen Baugruppe (2), umfassend ein Deckblech (3) und ein Bodenblech (4), wobei das Bodenblech (4) als Tiefziehbauteil mit einer Vertiefung (40) ausgebildet ist, wobei das Deckblech (3) und das Bodenblech (4) derart angeordnet sind, dass durch die Vertiefung (40) ein Kühlkanal (5) zwischen Deckblech (3) und Bodenblech (4) gebildet ist, wobei das Deckblech (3) und das Bodenblech (4) an einem Kontaktbereich (8) außerhalb der Vertiefung (40) miteinander verbunden sind, wobei der Kühlkanal (5) von einer Kühlfluid-Strömung eines Kühlfluids durchströmbar ist, wobei die Kühlvorrichtung (1) weiterhin wenigstens einen Turbulator (6) umfasst, der innerhalb der Vertiefung (40) des Kühlkanals (5) angeordnet ist, wobei der Turbulator (6) an einer Bodenfläche (44) in der Vertiefung (40) des Bodenblechs (4) anliegt, wobei die Bodenfläche (44) dem Deckblech (3) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenblech (4) in einem Biegebereich (43) am Rand der Bodenfläche (44) eine Prägung (7) aufweist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (R4) im Biegebereich (43) des Bodenblechs (4) am Rand der Bodenfläche (44) durch die Prägung (7) reduziert ist.
3. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Prägung (7) eine insbesondere rechtwinklige Form in den Biegebereich (43) am Rand der Bodenfläche (44) geformt ist.
4. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Turbulator (6) und dem Bodenblech (4) in der Prägung (7) Lot (20) angeordnet ist und der Turbulator (6) in der Prägung (7) mittels des Lots (20) mit dem Bodenblech verbunden ist.
5. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenraum zwischen dem Turbulator (6) und dem Bodenblech (4) in der Prägung (7) vollständig von Lot (20) ausgefüllt ist. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich, in dem das Deckblech (3) von dem Bodenblech (4) beabstandet ist, Lot (20) zwischen dem Deckblech (3) und dem Bodenblech (4) angeordnet ist und/oder in einem Bereich außerhalb der Prägung (7) Lot (20) zwischen dem Turbulator (6) und dem Bodenblech (4) angeordnet ist. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbulator (6) aus einem gebogenen Blech ausgebildet ist, wobei das Blech in einem dem Biegebereich (43) des Bodenblechs (4) zugewandten Bereich des Turbulators (6) eine Biegung mit einem Radius (R6) des Turbulators (6) aufweist. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radius (R4) im Biegebereich (43) des Bodenblechs (4) am Rand der Bodenfläche (44) kleiner ist als der Radius (R6) des Turbulators (6) in dem dem Biegebereich (43) des Bodenblechs (4) zugewandten Bereich des Turbulators (6). Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung (7) am Rand der Bodenfläche (44) gegenüber der Bodenfläche (44) vertieft ist. Elektronikanordnung, umfassend:
- eine Kühlvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und
- mindestens eine zu kühlende elektrische und/oder elektronische Baugruppe (2), wobei die elektrische und/oder elektronische Baugruppe (2) an dem Deckblech (3) oder an dem Bodenblech (4) angeordnet ist.
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