JP2011524081A - 気化性誘電体流体で冷却されるモジュール型高電力ドライブスタック - Google Patents
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Abstract
Description
1実施例では、該誘電体流体冷却システム110は気化性誘電体冷媒を利用する。該冷媒は図2の流体導管112の隣の矢印により示される方向に該誘電体流体冷却システム110を通るようポンプ130により汲み上げられる。誘電体流体通路を提供することに加えて、流体導管112A及び112Bは、流体導管112AがDC−バスとなり、流体導管112BがDC+バスとなるよう、ワイヤ161及び162によりシステム直流電源に電気的に接続される。該DC−バス112AとDC+バス112Bは、コンデンサー120とポンプ130を有する該誘電体流体冷却システム110の部分から非導電チューブ状アイソレーター114により電気的に分離される。
イ348内に挿入され、該環状導電接触部材352と契合し、それにより該接続部210を通る電気接続を提供する。該接続部210は又ノンラッチング、ドライブレーク流体接続を提供する。該ポペットシール組立体350は、該モジュール30がレシーバー20内に位置付けられない時は該モジュールコネクター34を通る流体流れを防止する。同様に、バルブコアシール組立体250は、該モジュール30がレシーバー20内に位置付けられない時は該レシーバーコネクター24を通る流体流れを防止する。該モジュール30がレシーバー20内に位置付けられ、接続部210を創ると、該バルブコアシール組立体はバルブコア組立体により契合され、該接続部210越えの流体接続部を開く。組み合わせ流体及び電氣的接続部210は該高電流コネクター用冷却を提供し、モジュール30用に求められる相互接続の寸法と数を減じる。レシーバー及びモジュール部品が雄及び/又は雌接続の用語で説明されたが、当業者は該接続が互換性があり、すなわち該コネクターが互換性があることを容易に評価するであろう。示された実施例は多くの可能な接続部の1つに過ぎず、本発明は示された接続部の構成に限定されない。この概念は、高電流及び冷却剤の両者を使用するデバイス間で高電流及び冷却剤の両者を担う両端にこのプラグ可能な組み合わせコネクターを有する柔軟なコネクター又はホースを含んでもよい。例えば、バッテリー電力パックとモータードライブ又は無停電電源装置との間の様に。
スプレートを有するモジュールは典型的に、該スイッチするデバイスと共有する大地電位にある該モジュールベースプレートの近接さと大表面面積のために多量の電流を発生する。アースに対し浮動電位で動作する冷却剤の能力は、アース、又はアースを基準にする機器の設置シャシー、例えばハイブリッド車又は航空機のフレーム、へ流れる容量性で結合され、高周波でスイッチされる電流を減じることが出来る。これは電磁波ノイズ(EMC)放射を減じる。
バイス508の電位で動作する2つのヒートシンク502、504を使う。流体は矢印516で示される様に該ヒートシンク502に入り、矢印518で示される様に出る。これは非常にコンパクトなモジュールを可能にして、上記で列挙した利点の多くを引き出す。平行プレート構造と電力用接続点の配置は該スナバーキャパシターへの非常に低いインダクタンスの通路を提供することが分かる。ヒートシンク502と504の間のパイプは510で示される様に電気的に分離されていることが注目される。
Claims (19)
- システム電源、誘電体流体冷却システム、そして予め決められた位置に配置された複数のレシーバーを有し、該レシーバーの少なくとも1つは、少なくとも2つのレシーバーコネクターを有し、該少なくとも2つのレシーバーコネクターが該レシーバーの1つの内に予め決められた位置を有している共通のサポート構造体と、
電力用部品、該電力用部品に付随する誘電体流体冷却回路、そして少なくとも2つのモジュールコネクターを有し、該少なくとも2つのモジュールコネクターが予め決められた位置に配置され、該電力用部品の少なくとも1部分に電気的に接続され、そして該電力用部品に付随する該誘電体流体冷却回路に流体的に接続されている少なくとも1つのモジュールと、を具備しており、そして
各モジュールコネクターは、該モジュールと該共通のサポート構造体との間の電気接続と流体接続を形成するために、対応するレシーバーコネクターと嵌合する高電力ドライブスタックシステム。 - 該誘電体流体冷却システムと該誘電体流体冷却回路が気化性誘電体冷媒を利用する請求項1記載のシステム。
- 更に複数のモジュールを有する請求項2記載のシステム。
- 該複数のモジュールが一緒にスタックされ、該共通のサポート構造体に固定される請求項3記載のシステム。
- 該共通のサポート構造体がラック又はキャビネットである請求項4記載のシステム。
- 該誘電体流体冷却システムが複数の流体導管と、ポンプと、コンデンサーと、そしてエバポレーターとを有しており、該エバポレーターが該少なくとも1つのモジュール上に位置付けられる請求項2記載のシステム。
- 対応するレシーバーコネクターと嵌合する各モジュールコネクターにより形成される該電気接続及び該流体接続がドライブレーク接続である請求項2記載のシステム。
- 対応するレシーバーコネクターと嵌合する各モジュールコネクターにより形成される該電気接続及び該流体接続がノンラッチング接続である請求項7記載のシステム。
- 該モジュールコネクターと該レシーバーコネクターがプラグ及びソケットの接続を形成する請求項1記載のシステム。
- 各プラグ及びソケットの接続が少なくとも部分的に中空チューブとして形成され、該チューブの少なくとも1部分がその長さに沿って導電性であり、該チューブが、該プラグが該チューブ内に挿入された時流体通路を提供する請求項9記載のシステム。
- 該モジュールが更に、コールドプレートを有し、該コールドプレートに直接接合された電力用部品の電位で該コールドプレートが動作する請求項1記載のシステム。
- 該電力用部品に付随する該モジュール誘電体流体冷却回路の少なくとも部分が、電流を運ぶブスバーとして使われる請求項1記載のシステム。
- 該少なくとも1つのモジュールの該電力用部品がシリコンディスク又はダイである請求項1記載のシステム。
- 該少なくとも1つのモジュールが更に該シリコンディスク又はダイの両側にヒートシンクを有しており、該モジュール誘電体流体冷却回路が両ヒートシンクを通過しており、該モジュール誘電体流体冷却回路の少なくとも1部分が又該電力用シリコンディスク又はダイへの電気接続を提供する請求項13記載のシステム。
- 該少なくとも1つのモジュールが更に該シリコンディスク又はダイの両側にヒートシンクを有しており、該モジュール誘電体流体冷却回路が該両ヒートシンクを通過しており、該モジュール誘電体流体冷却回路の少なくとも1部分が又該電力用シリコンディスク又はダイへの電気接続を提供する請求項13記載のシステム。
- 該モジュール誘電体流体冷却回路の誘電体流体が該モジュールの該シリコンディスク又はダイの少なくとも1部分に直接接触しており、該モジュール誘電体流体冷却回路の少なくとも1部分が又該電力用シリコンディスク又はダイへ電気接続を提供する請求項1記載のシステム。
- 少なくとも1つの電力用シリコンデバイスを冷却するよう位置付けられたエバポレーターを有する気化性誘電体流体冷却システムを具備しており、該気化性誘電体流体冷却システムの流体導管の少なくとも1部分が又該電力用シリコンデバイスへの電気接続を提供する冷却及び電力システム
- プラグ及び嵌合するソケットを具備しており、該プラグ及びソケットは少なくとも部分的に中空チューブとして形成され、該チューブの少なくとも1部分はその長さに沿って導電性であり、該プラグ及びソケットは該プラグ及びソケットの間の電気接続を形成するよう作られており、該プラグ及びソケットは該プラグ及びソケットの間の流体接続を形成するよう作られているコネクター。
- 電力用シリコンデバイスを提供する過程と、
気化性誘電体冷媒を利用する冷却システムを提供することにより該電力用シリコンデバイスを冷却する過程であって、該冷却システムが複数の導管とポンプとコンデンサーとそしてコールドプレートとを有しており、該コールドプレートが該コールドプレートを通過する液体冷媒の気化を促進することにより該電力用シリコンデバイスを冷却するよう位置付けられている冷却する過程と、
電源を提供する過程と、
該流体導管の少なくとも1部分を利用して該電源を該電力用シリコンデバイスに電気的に接続することにより該シリコンデバイスに給電する過程と、を具備するシリコンデバイスを冷却して給電する方法。
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