FR3098081A1 - Cooling circuit for electronic housing with power module - Google Patents

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Abstract

Ensemble (100) électronique comportant un logement (1) électronique et un circuit (2) de refroidissement dans lequel circule un fluide (6) de refroidissement, le circuit (2) de refroidissement comportant sur sa surface (22) interne des excroissances (21), le circuit de refroidissement (2) comportant également au moins un bossage (23) interne. Figure pour l’abrégé : Fig. 3.Electronic assembly (100) comprising an electronic housing (1) and a cooling circuit (2) in which a cooling fluid (6) circulates, the cooling circuit (2) comprising on its internal surface (22) protuberances (21 ), the cooling circuit (2) also comprising at least one internal boss (23). Figure for the abstract: Fig. 3.

Description

Circuit de refroidissement pour logement électronique avec module de puissanceCooling circuit for electronics housing with power module

La présente invention concerne le refroidissement de l’ensemble électronique du moteur électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride.The present invention relates to the cooling of the electronic assembly of the electric motor of an electric or hybrid motor vehicle.

L’ensemble électronique comporte au moins un module de puissance dont la température s’élève lors de son fonctionnement. La valeur de l’élévation de cette température est liée au dimensionnement du module de puissance. Plus les dimensions sont importantes, plus la température augmente. Cette ensemble est disposé dans un logement électronique.The electronic assembly comprises at least one power module whose temperature rises during its operation. The value of the rise in this temperature is linked to the sizing of the power module. The larger the dimensions, the higher the temperature. This assembly is placed in an electronic housing.

L’augmentation de température va créer des dommages importants au niveau du module de puissance lui-même et au niveau des autres éléments de l’ensemble électronique.The increase in temperature will create significant damage to the power module itself and to the other elements of the electronic assembly.

Pour limiter ces effets thermiques, il est connu d’utiliser un circuit de refroidissement du logement électronique. Le circuit de refroidissement est disposé sous le power module et comporte sur la surface interne du circuit des excroissances qui permettent d’augmenter la surface d’échange. Cette solution augmente ainsi la surface d’échange et crée de la turbulence dans l’écoulement du liquide de refroidissement ce qui augmente le coefficient de Reynolds et donc augmente l’échange thermique avec le liquide refroidissement.To limit these thermal effects, it is known to use a cooling circuit for the electronic housing. The cooling circuit is placed under the power module and has protrusions on the internal surface of the circuit which increase the heat exchange surface. This solution thus increases the exchange surface and creates turbulence in the flow of the coolant, which increases the Reynolds coefficient and therefore increases the heat exchange with the coolant.

Un problème avec ce type de circuit de refroidissement provient du fait qu’une grande partie du fluide de refroidissement suit la paroi interne extérieure et ne va donc pas vers les excroissances, l’effet de ces dernières et donc minimisé.A problem with this type of cooling circuit comes from the fact that a large part of the cooling fluid follows the outer inner wall and therefore does not go towards the growths, the effect of the latter and therefore minimized.

La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un circuit d’eau comportant des bossages internes dont la configuration améliore les échanges thermiques, et par conséquent limite les dommages dus aux effets thermiques, c’est à dire baisse la température.The object of the present invention is therefore to overcome one or more of the drawbacks of the devices of the prior art by proposing a water circuit comprising internal bosses whose configuration improves the heat exchanges, and consequently limits the damage due to the thermal effects. , i.e. lower the temperature.

Pour cela la présente invention propose un ensemble électronique comportant un logement électronique et un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement, le circuit de refroidissement comportant sur sa surface interne des excroissances, le circuit de refroidissement comportant également au moins un bossage interne.For this, the present invention proposes an electronic assembly comprising an electronic housing and a cooling circuit in which a cooling fluid circulates, the cooling circuit comprising protrusions on its internal surface, the cooling circuit also comprising at least one internal boss.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le bossage est disposé sur une face adjacente ou en continuité d’une face où sont disposées les excroissances.According to one embodiment of the invention, the boss is arranged on an adjacent face or in continuity with a face where the protrusions are arranged.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble comporte au moins deux bossages.According to one embodiment of the invention, the assembly comprises at least two bosses.

Selon un mode de réalisation de l’invention, l’ensemble comporte un module de puissance.According to one embodiment of the invention, the assembly comprises a power module.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les bossages sont disposés sous le module de puissance.According to one embodiment of the invention, the bosses are arranged under the power module.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les bossages sont disposés tout le long du circuit de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the bosses are arranged all along the cooling circuit.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le nombre et la taille des bossages sont définis en fonction de la taille du circuit de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the number and the size of the bosses are defined according to the size of the cooling circuit.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le nombre et la taille des excroissances et des bossages sont définis de façon à permettre une turbulence optimale du fluide de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the number and size of the protrusions and bosses are defined so as to allow optimum turbulence of the cooling fluid.

L’invention concerne également l’utilisation de l’ensemble selon l’invention dans un véhicule électrique ou hybride.The invention also relates to the use of the assembly according to the invention in an electric or hybrid vehicle.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles:Other aims, characteristics and advantages of the invention will be better understood and will appear more clearly on reading the description given below, with reference to the appended figures, given by way of example and in which:

- la est une représentation schématique d’une vue en coupe d’un logement électronique avec circuit de refroidissement sans liquide de refroidissement selon l'invention,- there is a schematic representation of a sectional view of an electronic housing with cooling circuit without cooling liquid according to the invention,

- la est une représentation schématique d’une vue en coupe d’une partie d’un circuit de refroidissement avec liquide de refroidissement selon l'invention,- there is a schematic representation of a sectional view of part of a cooling circuit with coolant according to the invention,

- la est une représentation schématique d’une vue en coupe transversale d’un circuit de refroidissement selon l'invention,- there is a schematic representation of a cross-sectional view of a cooling circuit according to the invention,

- la est une représentation schématique d’une vue en coupe longitudinale d’un circuit de refroidissement selon l'invention illustrant une disposition possible des bossages internes,- there is a schematic representation of a view in longitudinal section of a cooling circuit according to the invention illustrating a possible arrangement of the internal bosses,

. - la est une représentation schématique d’une vue en coupe longitudinale d’un circuit de refroidissement selon l'invention illustrant une disposition possible des excroissances selon l’invention.. - there is a schematic representation of a view in longitudinal section of a cooling circuit according to the invention illustrating a possible arrangement of the protrusions according to the invention.

La illustre un ensemble 100 électronique comportant un logement 1 électronique avec un circuit 2 de refroidissement selon l’invention.There illustrates an electronic assembly 100 comprising an electronic housing 1 with a cooling circuit 2 according to the invention.

Le logement 1 électronique comprend au moins un module 3 de puissance, illustré figure 3, connecté à un circuit imprimé. Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement 1 électronique comprend des composants 5 de l’électronique de puissance. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le logement 1 électronique comprend des composants de l’électronique de commande.The electronic housing 1 comprises at least one power module 3, illustrated in FIG. 3, connected to a printed circuit. According to one embodiment of the invention, the electronic housing 1 comprises components 5 of the power electronics. According to another embodiment of the invention, the electronic housing 1 comprises components of the control electronics.

Comme illustré , le module de puissance 10 est disposé sur une surface de support 4, du logement 1 électronique, en contact avec le circuit 2 de refroidissement.As pictured , the power module 10 is arranged on a support surface 4 of the electronic housing 1, in contact with the cooling circuit 2.

Le circuit 2 de refroidissement est ainsi disposé de façon à permettre le refroidissement des composants électroniques et plus particulièrement du module 3 de puissance.The cooling circuit 2 is thus arranged so as to allow the cooling of the electronic components and more particularly of the power module 3 .

Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 2 de refroidissement est circulaire.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 2 is circular.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 2 de refroidissement est en forme de parallélépipède.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 2 is in the form of a parallelepiped.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 2 de refroidissement est en aluminium.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 2 is made of aluminium.

Le circuit 2 de refroidissement est parcouru par un fluide 6 de refroidissement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide 6 de refroidissement est de l’eau. Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide 6 de refroidissement est un mélange eau-glycol.The cooling circuit 2 is traversed by a cooling fluid 6. According to one embodiment of the invention, the cooling fluid 6 is water. According to one embodiment of the invention, the cooling fluid 6 is a water-glycol mixture.

Le circuit 2 de refroidissement comporte sur sa surface 22 interne des excroissances 21 également appelés picots. La surface 22 interne est définie par la surface du circuit 2 en contact avec le fluide 6 de refroidissement.The cooling circuit 2 has on its internal surface 22 protrusions 21 also called pins. The internal surface 22 is defined by the surface of the circuit 2 in contact with the cooling fluid 6.

Les excroissances 21 sont disposées de façon à générer des turbulences au sein du liquide 6 de refroidissement. Les excroissances 21 sont disposées sur la face 25 en contact avec la surface 4 support du logement 1.The protrusions 21 are arranged so as to generate turbulence within the cooling liquid 6 . The protrusions 21 are arranged on the face 25 in contact with the support surface 4 of the housing 1.

Dans le cadre de l’invention, la surface 22 interne du circuit 2 de refroidissement comporte au moins un bossage 23, illustré [Fig. 2] [Fig. 3] et [Fig. 4] sur la face 24 externe de la surface interne. Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 2 comporte au moins deux bossages 23.In the context of the invention, the internal surface 22 of the cooling circuit 2 comprises at least one boss 23, illustrated [Fig. 2] [Fig. 3] and [Fig. 4] on the outer face 24 of the inner surface. According to one embodiment of the invention, circuit 2 comprises at least two bosses 23.

La face 24 externe est définie par la face adjacente ou en continuité de la face 25 où sont disposées les excroissances 21.The outer face 24 is defined by the face adjacent to or continuous with the face 25 where the protrusions 21 are arranged.

Les bossages 23 sont ainsi disposés sur l’extérieur de la trajectoire du fluide afin de forcer l’eau à turbuler et à aller échanger avec les picots principaux comme illustré et [Fig. 4]. Les bossages permettent de décoller le fluide de refroidissement des surfaces du circuit 2 de refroidissement.The bosses 23 are thus arranged on the outside of the path of the fluid in order to force the water to turbulate and to exchange with the main pins as illustrated and [Fig. 4]. The bosses make it possible to detach the cooling fluid from the surfaces of the cooling circuit 2.

En effet, ces bossages 23 perturbent l’écoulement afin d’augmenter le coefficient de Reynolds et optimisent alors l’échange de chaleur des excroissances qui sont sous le module de puissance.Indeed, these bosses 23 disturb the flow in order to increase the Reynolds coefficient and then optimize the heat exchange of the growths which are under the power module.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les bossages 23 sont formés directement à partir de la paroi du circuit 2 de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the bosses 23 are formed directly from the wall of the cooling circuit 2.

Selon un mode de réalisation de l’invention, le circuit 2 de refroidissement comporte des demi-excroissances 26 formées à partir de la face 25 en contact avec la surface 4 support du logement 1 et se prolongeant sur la face 24 adjacente.According to one embodiment of the invention, the cooling circuit 2 comprises half-growths 26 formed from the face 25 in contact with the support surface 4 of the housing 1 and extending onto the adjacent face 24.

Selon un mode de réalisation de l’invention illustré , les excroissances 21 et les demi-excroissances sont disposées en quinconce afin de forcer le fluide à faire des zig-zag, à slalomer entre les excroissances 21 et les demi-excroissances 26. Le fait de slalomer permet d’améliorer l’échange.According to an embodiment of the invention illustrated , the protrusions 21 and the half-protrusions are staggered in order to force the fluid to make zig-zags, to slalom between the protrusions 21 and the half-protrusions 26. The fact of slaloming makes it possible to improve the exchange.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les bossages sont disposés sur une partie du circuit ou tout le long du circuit 2 de refroidissement.According to one embodiment of the invention, the bosses are arranged on part of the circuit or all along the cooling circuit 2.

Selon un mode de réalisation de l’invention, les bossages sont disposés sous le module 3 de puissance.According to one embodiment of the invention, the bosses are arranged under the power module 3.

Le nombre et la taille des bossages 23 sont définis en fonction de la taille du circuit 2 de refroidissement.The number and size of the bosses 23 are defined according to the size of the cooling circuit 2.

Le nombre et la taille des excroissances 21 sont définis en fonction de la taille du circuit 2 de refroidissement.The number and size of the protuberances 21 are defined according to the size of the cooling circuit 2.

Le nombre et la taille des excroissances 21 et des bossages 23 sont définis de façon à permettre une turbulence optimale du fluide de refroidissement.The number and size of the protuberances 21 and the bosses 23 are defined so as to allow optimum turbulence of the cooling fluid.

La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and can be modified without departing from the scope defined by the claims.

Claims (8)

Ensemble (100) électronique comportant un logement (1) électronique et un circuit (2) de refroidissement dans lequel circule un fluide (6) de refroidissement, le circuit (2) de refroidissement comportant sur sa surface (22) interne des excroissances (21),
caractérisé en ce que le circuit de refroidissement (2) comporte également au moins un bossage (23) interne.Electronic assembly (100) comprising an electronic housing (1) and a cooling circuit (2) in which a cooling fluid (6) circulates, the cooling circuit (2) comprising on its internal surface (22) protrusions (21 ),
characterized in that the cooling circuit (2) also includes at least one internal boss (23). Ensemble (100) électronique selon la revendication 1 dans lequel le bossage est disposé sur une face (24) adjacente ou en continuité d’une face (25) où sont disposées les excroissances (21).Electronic assembly (100) according to Claim 1, in which the boss is arranged on a face (24) adjacent to or in continuity with a face (25) where the protrusions (21) are arranged. Ensemble (100) électronique selon la revendication 1 ou 2 comportant au moins deux bossages.Electronic assembly (100) according to claim 1 or 2 comprising at least two bosses. Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 3 comportant un module de puissance (3).Electronic assembly (100) according to one of Claims 1 to 3 comprising a power module (3). Ensemble (100) électronique selon la revendication 4, dans lequel les bossages sont disposés sous le module 3 de puissance.Electronic assembly (100) according to claim 4, in which the bosses are arranged under the power module 3. Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 5, dans lequel les bossages sont disposés tout le long du circuit (2) de refroidissement.Electronic assembly (100) according to one of Claims 1 to 5, in which the bosses are arranged all along the cooling circuit (2). Ensemble (100) électronique selon une des revendications 1 à 6, dans lequel le nombre et la taille des excroissances (21) et des bossages (23) sont définis de façon à permettre une turbulence optimale du fluide (6) de refroidissement.Electronic assembly (100) according to one of Claims 1 to 6, in which the number and size of the projections (21) and of the bosses (23) are defined so as to allow optimum turbulence of the cooling fluid (6). Utilisation de l’ensemble (100) selon une des revendications 1 à 7 dans un véhicule électrique ou hybride.Use of the assembly (100) according to one of Claims 1 to 7 in an electric or hybrid vehicle.
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