FR3109258A1 - Electronic assembly with cooling circuit - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un ensemble (1) électronique comportant un système électronique (3) et un circuit (8) de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement, le circuit (8) de refroidissement étant formé par un tube (5) disposé dans un logement (6) en contact avec au moins une partie du système (3) électronique, caractérisé en ce que le tube (5) du circuit de refroidissement (8) est un tube (5) inséré par pression dans le logement (6), un matériau (4) conducteur thermique étant disposé entre le tube (5) et le logement. Figure pour l’abrégé : Fig. 1.The present invention relates to an electronic assembly (1) comprising an electronic system (3) and a cooling circuit (8) in which a cooling fluid circulates, the cooling circuit (8) being formed by a tube (5) arranged in a housing (6) in contact with at least part of the electronic system (3), characterized in that the tube (5) of the cooling circuit (8) is a tube (5) inserted by pressure into the housing (6) , a thermally conductive material (4) being disposed between the tube (5) and the housing. Figure for the abstract: Fig. 1.
Description
La présente invention concerne le refroidissement d’un ensemble électronique du moteur électrique d’un véhicule automobile électrique ou hybride.The present invention relates to the cooling of an 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.The electronic assembly comprises at least one power module whose temperature rises during its operation.
Cette augmentation de température crée des dommages importants au niveau du module de puissance lui-même et au niveau des autres éléments de l’ensemble électronique.This increase in temperature causes 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 de l’ensemble électronique.To limit these thermal effects, it is known to use a cooling circuit for the electronic assembly.
Le circuit de refroidissement est communément formé par un tube dans lequel circule un fluide de refroidissement. Ce conduit est disposé dans un logement du type rainure, conduit ou goulotte disposé au plus proche des éléments à refroidir. Le maintien du tube dans le logement est réalisé de plusieurs façons. Par exemple, le maintien du tube est réalisé par surmoulage ou brasage. Cependant ces techniques sont difficiles à réaliser. Une autre façon de maintenir le tube dans le logement est de le coller. Il est nécessaire alors d’utiliser une grande quantité de colle ce qui augmente le cout de fabrication du système. Une autre technique de maintien consiste à insérer par pression le tube dans le logement. Cependant, l’air restant entre le tube et le logement diminue les échanges thermiques, et par conséquent l’efficacité du système.The cooling circuit is commonly formed by a tube in which a cooling fluid circulates. This duct is arranged in a housing of the groove, duct or chute type arranged as close as possible to the elements to be cooled. Maintaining the tube in the housing is achieved in several ways. For example, the tube is held in place by overmolding or brazing. However, these techniques are difficult to perform. Another way to hold the tube in the housing is to glue it. It is then necessary to use a large quantity of glue, which increases the manufacturing cost of the system. Another holding technique is to press the tube into the housing. However, the air remaining between the tube and the housing reduces heat exchange, and therefore the efficiency of the system.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l’art antérieur en proposant un système de refroidissement dont le tube dans lequel circule le liquide refroidissement est disposé dans un logement de façon à optimiser les échanges thermiques tout en limitant les couts et difficultés de fabrication.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 cooling system in which the tube in which the cooling liquid circulates is arranged in a housing so as to optimize the heat exchanges while limiting manufacturing costs and difficulties.
Pour cela la présente invention propose un ensemble électronique comportant un système électronique et un circuit de refroidissement dans lequel circule un fluide de refroidissement, le circuit de refroidissement étant formé par un tube disposé dans un logement en contact avec au moins une partie du système électronique, le tube du circuit de refroidissement étant un tube inséré par pression dans le logement, un matériau conducteur thermique étant disposé entre le tube et le logement.For this, the present invention proposes an electronic assembly comprising an electronic system and a cooling circuit in which a cooling fluid circulates, the cooling circuit being formed by a tube placed in a housing in contact with at least a part of the electronic system, the tube of the cooling circuit being a tube inserted by pressure into the housing, a heat-conducting material being disposed between the tube and the housing.
L’insertion par pression permet de positionner le tube au plus proche de la surface du logement et limite ainsi la quantité de matériau conducteur thermique utilisé.Insertion by pressure allows the tube to be positioned as close as possible to the surface of the housing and thus limits the quantity of heat-conducting material used.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement est une rainure formée dans la fonderie de l‘ensemble électronique.According to one embodiment of the invention, the housing is a groove formed in the foundry of the electronic assembly.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le logement est indéformable. C’est donc le tube qui est déformé pour être inséré et est ensuite bloqué mécaniquement.According to one embodiment of the invention, the housing is non-deformable. It is therefore the tube that is deformed to be inserted and is then mechanically blocked.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la taille du logement est adaptée à la taille du tube de façon à ce qu’une pression doive être exercée sur le tube pour l’insérer dans le logement.According to one embodiment of the invention, the size of the housing is adapted to the size of the tube so that pressure must be exerted on the tube to insert it into the housing.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un matériau conducteur thermique est disposé entre le tube et le logement.According to one embodiment of the invention, a thermal conductive material is placed between the tube and the housing.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le tube du circuit de refroidissement est parcouru par un fluide de refroidissementAccording to one embodiment of the invention, the tube of the cooling circuit is traversed by a cooling fluid
Selon un mode de réalisation de l’invention, le tube du circuit de refroidissement est en aluminium.According to one embodiment of the invention, the tube of the cooling circuit is made of aluminium.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système électronique comprend au moins un module de puissance.According to one embodiment of the invention, the electronic system comprises at least one power module.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un ensemble électronique selon l’invention consistant à :The invention also relates to a method of manufacturing an electronic assembly according to the invention consisting of:
- Créer un logement dans la fonderie,Create a housing in the foundry,
- Disposer le matériau conducteur thermique dans le logement,Arrange the thermal conductive material in the housing,
- Positionner le tube au-dessus du logement avec un d’outils de pressage,Position the tube above the housing with one of the pressing tools,
- Insérer par pression le tube dans le logement avec l’outils de pressage.Press the tube into the housing with the pressing tool.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’outil de pressage est formé de plusieurs éléments de pressage dont la face interne à une forme complémentaire de la face externe du tube.According to one embodiment of the invention, the pressing tool is formed of several pressing elements, the inner face of which has a shape complementary to the outer face of the tube.
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
- la
- la
- la
- la
La
Le système 3 électronique comprend au moins un module 3 de puissance.The electronic system 3 comprises at least one power module 3.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le système 1 électronique comprend des composants de l’électronique de puissance. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, le système 3 électronique comprend des composants de l’électronique de commande.According to one embodiment of the invention, the electronic system 1 comprises power electronics components. According to another embodiment of the invention, the electronic system 3 comprises components of the control electronics.
Le système 3 électronique est réparti sur un support 2. Selon un mode de réalisation de l’invention, le support 2 est formé par la fonderie. Plus précisément, le support est une partie de la fonderie.The electronic system 3 is distributed on a support 2. According to one embodiment of the invention, the support 2 is formed by the foundry. More specifically, the support is a part of the foundry.
Le circuit 8 de refroidissement est formé par un tube 5 disposé dans un logement 6 en contact avec au moins une partie du système 3 électronique. Le logement 6 est indéformable.The cooling circuit 8 is formed by a tube 5 arranged in a housing 6 in contact with at least a part of the electronic system 3. Housing 6 is non-deformable.
Le logement 6 est formé dans la fonderie 2 de l’ensemble 1 électronique. Le logement 6 est une rainure formée dans la fonderie 2. Cette rainure à la forme d’un canal ouvert ou goulotte.Housing 6 is formed in foundry 2 of electronic assembly 1. Housing 6 is a groove formed in foundry 2. This groove is in the form of an open channel or chute.
La taille du logement 6 est adaptée à la taille du tube 5 de façon à ce qu’une pression doive être exercée sur le tube 5 pour l’insérer dans le logement 6. Plus précisément, le diamètre du logement 6 est inférieur à celui du tube 5. Le tube ayant tendance à vouloir reprendre sa forme originale est ainsi bloqué mécaniquement dans le logement après son insertion.The size of the housing 6 is adapted to the size of the tube 5 so that pressure must be exerted on the tube 5 to insert it into the housing 6. More precisely, the diameter of the housing 6 is smaller than that of the tube 5. The tube having a tendency to want to return to its original shape is thus mechanically blocked in the housing after its insertion.
Le logement 6 est disposé de façon à être en contact avec au moins une partie du système 3 électronique. Par exemple, comme illustré
Le circuit 8 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 8 is thus arranged so as to allow the cooling of the electronic components and more particularly of the power module 3 .
Le tube 5 du circuit de refroidissement est en aluminium. Par exemple, le tube a un diamètre de 10 mm et une longueur de 50 mm.The tube 5 of the cooling circuit is made of aluminium. For example, the tube has a diameter of 10 mm and a length of 50 mm.
Dans le cadre de l’invention, un matériau 4 conducteur thermique est disposé entre le tube 5 et le logement 6. Plus précisément, après insertion dans le logement 6, il reste un espace entre la surface extérieure 52 du tube 5 et la surface 61du logement 6. Cette espace est rempli d’air, ce qui ne permet pas un échange thermique optimisé entre le fluide circulant dans le tube et le système électronique à refroidir. C’est cet espace qui est rempli de matériau conducteur thermique.In the context of the invention, a heat-conducting material 4 is arranged between the tube 5 and the housing 6. More specifically, after insertion into the housing 6, there remains a space between the outer surface 52 of the tube 5 and the surface 61 of the housing 6. This space is filled with air, which does not allow an optimized heat exchange between the fluid circulating in the tube and the electronic system to be cooled. It is this space that is filled with thermal conductive material.
En effet, de façon étonnante, le fait que le tube soit pressé par insertion dans le logement et pourtant bloqué mécaniquement, limite la quantité de matériau conducteur thermique à utiliser, contrairement au système de l’art antérieur ou l’utilisation de colle se fait sans insertion par pression du tube dans le logement. Dans l’art antérieur le tube est simplement collé, et il aurait pu être évident que cette technique permette de limiter la quantité puisque le tube n’est pas bloqué mécaniquement et qu’il est possible de le maintenir au plus proche de la surface du logement.Indeed, surprisingly, the fact that the tube is pressed by insertion into the housing and yet mechanically locked, limits the amount of thermal conductive material to be used, unlike the system of the prior art where the use of glue is done without pressing the tube into the housing. In the prior art, the tube is simply glued, and it could have been obvious that this technique makes it possible to limit the quantity since the tube is not mechanically blocked and it is possible to keep it as close as possible to the surface of the accommodation.
Ainsi finalement, l’insertion par pression permet de positionner le tube au plus proche de la surface du logement et limite ainsi la quantité de matériau conducteur thermique utilisé.Thus finally, the insertion by pressure makes it possible to position the tube as close as possible to the surface of the housing and thus limits the quantity of thermal conductive material used.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le matériau 4 conducteur thermique est de la colle.According to one embodiment of the invention, the heat-conducting material 4 is glue.
Le tube 5 du circuit de refroidissement est parcouru par un fluide de refroidissement. Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide de refroidissement est de l’eau. Selon un mode de réalisation de l’invention, le fluide de refroidissement est un mélange eau-glycol.The tube 5 of the cooling circuit is traversed by a cooling fluid. According to one embodiment of the invention, the cooling fluid is water. According to one embodiment of the invention, the cooling fluid is a water-glycol mixture.
L’invention concerne également le procédé 100 d’insertion du tube du circuit de refroidissement dans le logement.The invention also relates to the method 100 of inserting the tube of the cooling circuit into the housing.
Selon un mode de réalisation de l’invention, un logement 6 est créé 10 dans la fonderie 2. La création de ce logement 6 est réalisée de façon classique.According to one embodiment of the invention, a housing 6 is created in the foundry 2. The creation of this housing 6 is carried out in a conventional manner.
Le tube 5 est positionné 30 à l’entrée du logement
Par exemple, la force de pression exercée est de 6000N.For example, the pressing force exerted is 6000N.
Selon un mode de réalisation de l’invention, l’outil 7 de pressage est formé de plusieurs éléments 7 de pressage.According to one embodiment of the invention, the pressing tool 7 is formed of several pressing elements 7.
Les éléments 7 de pressage sont positionnés le long du tube 5 de façon à permettre, lors de leur appuie sur le tube 5, l’insertion totale du tube 5 dans le logement 6. L’insertion totale concerne la longueur du tube 5, c’est-à-dire que le tube 5 est inséré dans le logement 6 sur toute sa longueur. Le nombre d’éléments 7 de pressage est défini en fonction de la longueur du tube 5 à presser dans le logement 6. Ces éléments 7 de pressages ont par exemple la forme d’un cube dont la face 71 interne à une forme complémentaire de la face externe 51 du tube 5. La face 71 interne est la face en contact avec le tube 5. Les éléments 7 de pressage ont toutes forme permettant de les positionner correctement et de façon à guider le tube 5 dans le logement 6 et permettre son insertion totale dans le logement 6.The pressing elements 7 are positioned along the tube 5 so as to allow, when they press on the tube 5, the total insertion of the tube 5 into the housing 6. The total insertion concerns the length of the tube 5, c that is to say that the tube 5 is inserted into the housing 6 over its entire length. The number of pressing elements 7 is defined as a function of the length of the tube 5 to be pressed in the housing 6. These pressing elements 7 have for example the shape of a cube whose internal face 71 has a shape complementary to the external face 51 of the tube 5. The internal face 71 is the face in contact with the tube 5. The pressing elements 7 all have a shape allowing them to be positioned correctly and so as to guide the tube 5 in the housing 6 and allow its insertion total in slot 6.
Le procédé
- Créer 10 un logement dans la fonderie,Create 10 housing in the foundry,
- Disposer 20 le matériau conducteur thermique dans le logement,Arrange 20 the thermal conductive material in the housing,
- Positionner 30 le tube au-dessus du logement,Position the tube 30 above the housing,
- Insérer 40 par pression le tube dans le logement avec les outils de pressage.Press the tube 40 into the housing with the pressing tools.
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)
caractérisé en ce que le tube (5) du circuit de refroidissement (8) est un tube (5) inséré par pression dans le logement (6), un matériau (4) conducteur thermique étant disposé entre le tube (5) et le logement (6).Electronic assembly (1) comprising an electronic system (3) and a cooling circuit (8) in which a cooling fluid circulates, the cooling circuit (8) being formed by a tube (5) arranged in a housing (6) in contact with at least a part of the electronic system (3),
characterized in that the tube (5) of the cooling circuit (8) is a tube (5) inserted by pressure into the housing (6), a heat-conducting material (4) being arranged between the tube (5) and the housing (6).
- Créer (10) un logement (6) dans la fonderie (2),
- Disposer (20) le matériau (4) conducteur thermique dans le logement (6),
- Positionner (30) le tube (5) au-dessus du logement (6) avec un outils (7) de pressage,
- Insérer (40) par pression le tube (5) dans le logement (6) avec l’outils (7) de pressage.
- Create (10) housing (6) in the foundry (2),
- Arrange (20) the thermally conductive material (4) in the housing (6),
- Position (30) the tube (5) above the housing (6) with a pressing tool (7),
- Insert (40) by pressing the tube (5) into the housing (6) with the pressing tool (7).
Method (100) for manufacturing an electronic assembly (1) according to claim 7, in which the pressing tool (7) is formed of several pressing elements whose internal face (71) has a shape complementary to the face external (51) of the tube (5).
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