WO2017005462A1 - Power semiconductor component with a cooling device - Google Patents

Power semiconductor component with a cooling device Download PDF

Info

Publication number
WO2017005462A1
WO2017005462A1 PCT/EP2016/063620 EP2016063620W WO2017005462A1 WO 2017005462 A1 WO2017005462 A1 WO 2017005462A1 EP 2016063620 W EP2016063620 W EP 2016063620W WO 2017005462 A1 WO2017005462 A1 WO 2017005462A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
power semiconductor
power output
semiconductor device
designed
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/063620
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Huehner
Adolf Dillmann
Reiner Holp
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2017005462A1 publication Critical patent/WO2017005462A1/en

Links

Classifications

    • 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
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927—Liquid coolant without phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids

Definitions

  • the invention relates to a power semiconductor device for supplying an electrical load, in particular an inverter for an electrical machine, a solar inverter, a DC-DC converter or a step-up converter.
  • the power semiconductor device has a cooling device, wherein the cooling device has at least one or only one fluid channel.
  • the fluid channel has an inlet opening and an outlet opening for fluid.
  • the fluid channel also has a particularly flat formed heat contact wall, which is thermally conductively connected to the power semiconductor device and is designed to absorb heat from the power semiconductor device and deliver it to the fluid.
  • the power semiconductor component has at least two or three power output stages, wherein the power output stages are each designed to provide a current on the output side for supplying the load.
  • the power output stages are each connected thermally conductively with mutually different subregions of the thermal contact wall.
  • the fluid channel is arranged and designed to flow parallel to one another by means of the fluid received at the input of the power output stages.
  • the power output stages which are each connected to a portion thermally conductive, have the same temperature.
  • a power output stage has at least one or only one semiconductor switch half-bridge and are each designed to provide a current on the output side.
  • the power semiconductor component is an inverter, also called an inverter, for supplying at least three or more only three phases of an electrical consumer.
  • the power output stages are preferably each designed to energize a phase, in particular a phase of an electrical machine, or in the case of a solar inverter, to provide a phase current for feeding into an electrical supply network.
  • the cooling device preferably has a fluid distributor, which is designed to guide the fluid received at the inlet opening to the partial areas and to flow the partial areas parallel to one another with the fluid.
  • a uniform flow of the partial areas and thus a uniform cooling of the power output stages, can be effected.
  • the fluid distributor has an in particular U-shaped fluid channel, which along its longitudinal extension of the fluid channel has a cross-section, in particular a cross-sectional area, decreasing towards an end which is remote from the inlet opening.
  • the longitudinal extension of the fluid channel runs with at least one transverse component or transversely to the fluid channel, in particular a guide direction of the fluid channel.
  • the fluid can flow along the longitudinal extent of the fluid channel of the fluid distributor in the inverter and continue to flow within the power semiconductor device transverse to the longitudinal extent of the fluid channel - evenly distributed over the power output stages - up to an outlet.
  • the power semiconductor device preferably has a length dimension that is greater than a width dimension, wherein the length dimension extends along the longitudinal extent of the fluid channel.
  • the cooling device preferably has a fluid collector, which with the
  • Fluid channel is connected on the output side and is adapted to receive the fluid from the sub-areas and to lead to the outlet opening.
  • the fluid collector is formed as a fluid channel, wherein the fluid channel has a cross-section increasing along a longitudinal extension of the fluid channel to the outlet opening.
  • guide webs are formed in the fluid channel, which are thermally conductively connected to the heat contact wall and configured to absorb heat from the heat contact wall and to the
  • the guide webs preferably extend parallel to one another, more preferably transversely to the heat contact wall into a cavity formed by the fluid channel.
  • a large surface can be formed for the heat-conducting contacting of the fluid.
  • the fluid flow can be so opposed to a low flow resistance.
  • the fluid distributor is designed to divide the fluid stream received on the input side into partial streams.
  • at least one partition wall is moreover preferably formed in the fluid distributor, so that a partial area of associated fluid channel formed in the fluid distributor is designed for the partial flow for each partial area of the thermal contact wall assigned to a power end stage.
  • the fluid flow can advantageously be divided by the fluid distributor into equal partial flows, so that each power output stage can be cooled by one of the partial flows.
  • the at least one partition wall, or the partition walls may each be realized independently of the cross-sectional taper described above along the longitudinal direction of the fluid distributor.
  • the guide webs are each formed along the guide direction of the fluid channel wave-shaped.
  • the waveform is a sine waveform.
  • the fluid flow can be advantageously laminar, wherein by means of the waveform, in particular an amplitude of the waveform, a flow resistance of the fluid channel of the cooling device can be adjusted.
  • a distance between mutually adjacent guide webs on the surface portions of the heat contact wall is formed differently from each other. More preferably, the distance between the mutually adjacent guide webs along the longitudinal axis, in particular from the inlet opening repellent, formed decreasing.
  • a spacing of the guide webs within a subregion, which corresponds to a subarea is designed to decrease along the longitudinal axis with increasing distance from the inlet opening. The decrease is preferably formed exponentially in accordance with a pressure loss along the longitudinal axis. As a result, an equal fluid pressure can be formed between the guide webs along the longitudinal axis over the subregions. As a result, the power modules can advantageously be cooled uniformly.
  • the distance along the longitudinal axis between adjacent guide webs may be formed additionally or independently of the mentioned taper of the cross section of the fluid distributor.
  • a web is formed on the heat contact wall which extends in the direction of the longitudinal axis and which is designed to accumulate a fluid pressure in the fluid distributor.
  • a gap extending along the longitudinal axis is formed in the fluid distributor, through which fluid accumulated in front of the gap can flow from the fluid distributor into the fluid channel.
  • the fluid distributor can in this variant have a uniform cross section along the longitudinal axis.
  • the heat contact wall in the fluid channel projecting, transversely to the heat contact wall facing pin, wel each spaced from each other.
  • the pins are integrally formed on the heat contact wall.
  • the fluid distributor and the fluid collector are each designed to guide the fluid in mutually opposite directions.
  • the inlet opening and the outlet opening in particular to the inlet opening or the outlet opening formed nozzle for connecting a pipe or a fluid hose, facing in the same direction.
  • the invention also relates to a method for cooling a power semiconductor device, in particular an inverter, DC-DC converter or boost converter.
  • the power semiconductor component has at least three power output stages, in which a cooling fluid is conducted past the power output stages and can thereby absorb heat loss from the power output stages.
  • the fluid flow is preferably divided in the method, wherein the power output stages are each cooled with a partial flow of the partial streams parallel to each other.
  • the power output stages are preferably arranged adjacent to each other along a longitudinal axis, wherein a flow direction of the fluid flow, previously also referred to as the guide direction, extends transversely to the longitudinal axis along which the power output stages are arranged.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a power semiconductor component, in particular an inverter, in which a cooling device has a fluid channel which extends transversely to a longitudinal axis of the power semiconductor component, wherein power output stages of the power semiconductor device are arranged adjacent to each other along the longitudinal axis;
  • FIG. 2 shows the power semiconductor component shown in FIG. 1 in a plan view
  • FIG. 3 shows a variant of that shown in FIG. 1 for a power semiconductor component in a sectional view, in which a web is formed on the heat contact wall, which is designed to accumulate a fluid pressure in the fluid distributor such that the fluid pressure is in the region of a gap formed at the web a longitudinal extent of the gap is formed constant.
  • Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a power semiconductor device 1, for example, an inverter in a sectional view.
  • the power semiconductor component 1 has a power output stage 2, a power output stage 3 and a power output stage 4.
  • the power output stages 2, 3 and 4 are arranged alongside one another along a longitudinal axis 12.
  • the power output stages have at least one or only one semiconductor switch half-bridge and are each designed to provide a current on the output side.
  • the power output stages are each designed, for example, to energize a stator of an electrical machine, in particular an electronically commutated electric machine.
  • the power output stages 2, 3 and 4 are each connected on the input side to a processing unit 32.
  • the power output stage 2 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 34.
  • the power output stage 3 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 35.
  • the power output stage 4 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 36.
  • the processing unit 32 is designed to control the power output stages 2, 3 and 4, in particular control inputs of the semiconductor switches of the power output stages, for generating a pulse modulation pattern, in particular pulse width modulation pattern, or block commutation pattern and to generate corresponding control signals and to send them to the power output stages 2, 3 and 4.
  • the processing unit 32 is, for example, as a microcomputer or Mikrocontrol- trained.
  • the processing unit 32 has an input 33, wherein the processing unit 32 is designed to generate the control signals in response to a control signal received at the input 33.
  • the power output stages 2, 3 and 4 of the power semiconductor device for example, an electric machine, in particular stator coils of the electric machine, which are each connected to a power output stage of the power output stages, be energized to generate a magnetic rotating field.
  • the power semiconductor device 1 also has a cooling device 40 in this exemplary embodiment.
  • the cooling device 40 is designed to guide a cooling fluid and, to this end, has a fluid channel 6-shown in detail in FIG.
  • the cooling device 40 has an inlet opening 8 through which fluid can flow into the cooling device 40 along an inlet direction 29.
  • the cooling device 40 has a fluid distributor 5, which is designed to guide the fluid received at the inlet opening 8 via partial regions 37, 38 and 39 to a thermal contact wall 10, and thus-in particular uniformly-over the partial regions 37, 38 and 39 to distribute the heat contact wall 10.
  • the fluid distributor 5 has in this embodiment, a U-shaped groove 27, which is designed for fluid guiding.
  • the power semiconductor component 1 has a length dimension 14 which is greater than a width dimension 13, wherein the length dimension 14 extends along a longitudinal axis 12 of the fluid channel 27.
  • the cooling device 40 has a housing 41, which encloses a fluid channel 6 in this embodiment.
  • the fluid channel 6 is formed in this embodiment by a cavity.
  • the fluid channel 6 is designed to pass the cooling fluid received at the inlet opening 8 past the heat contact wall 10 and to dissipate heat loss generated by the power output stages 2, 3 and 4 to the cooling fluid.
  • the power output stages 2, 3 and 4 are connected to thermally conductive means of the heat contact wall 10.
  • the thermal contact wall 10 is formed for example by a copper sheet or aluminum sheet.
  • the cooling device 40 has guide webs 9, which are each connected to the heat-contact wall 10 in a thermally conductive manner and which each extend into the fluid channel 6.
  • the guide webs 9 are formed, for example, each made of copper or aluminum sheet and are integrally formed on the heat contact wall 10 or connected to this cohesively.
  • the fluid distributor and / or the guide webs may be produced in another embodiment by means of die casting, semi-solid molding, squeeze casting, forging, or extrusion molding.
  • the guide webs 9 are formed together to guide the fluid along a Füh approximately direction 15 of the fluid channel 6 and emit heat received from the heat contact wall 10 heat loss to the cooling fluid.
  • Figure 1 also shows a variant in which a distance between mutually adjacent guide webs such as the guide web 9 in the sub-areas 37, 38 and 39, formed differently.
  • a distance 42 between mutually adjacent guide webs in the portion 37 is formed larger than a distance 43 between mutually adjacent guide webs in the portion 38.
  • the distance 43 between mutually adjacent guide webs in the subregion 38 is formed larger than a distance 44 between mutually adjacent guide webs in the subregion 39.
  • the distance between the guide webs 9 is thus formed decreasing along the longitudinal axis with increasing distance from the inlet opening 8 from partial area to partial area.
  • the spacing between adjacent guide webs within a subarea can be the same, or, in a variant thereof, also within a subarea along the longitudinal axis 12, ie transversely to a longitudinal extension of the guide webs 9, decrease.
  • FIG. 2 shows-schematically-the inverter 1 already illustrated along a longitudinal section in FIG. 1 in a plan view.
  • the power output stage 2 is assigned a portion 37 of the heat contact wall 10, so that from the power output stage 2 heat loss over the sub-range
  • the power output stage 3 is arranged adjacent to the longitudinal axis 12 adjacent.
  • the power output stage 3 is a subarea
  • a portion 39 is associated along the longitudinal axis 12, with which the power output stage 4 is thermally conductive connected.
  • the power output stage 3 is thermally connected to the portion 38. So can from the power amplifier 3
  • Loss heat are discharged via the portion 38 to a fluid flowing in the fluid channel 6 fluid.
  • the power output stage 4 can dissipate heat loss via the subregion 39 to the fluid flowing in the fluid channel 6. Shown is the flow direction 15 of the fluid flowing in the fluid channel 6.
  • FIG. 2 also shows the fluid distributor 5 already shown in FIG. 1.
  • the fluid distributor 5 has two dividing walls which are designed to divide the fluid flow received at the inlet opening 8 into partial flows and to feed each partial flow into a partial area.
  • the fluid distributor 5 has a dividing wall 19, which is designed to separate a partial channel 23 from the fluid channel 27, by allowing a portion of the fluid flow received at the inlet opening 8 to be guided over the partial region 37, so that therefrom Partial channel 23 flowing fluid loss heat of the power output stage 2 via the portion 37 of the heat contact wall 10 can be dissipated.
  • the fluid distributor 5 also has a partition wall 20, which extends in this embodiment at least on a longitudinal section, namely the longitudinal section along the longitudinal axis 12, which corresponds to the power output stage 2 and the partial region 37, parallel to the partition wall 19.
  • Partition wall 20 extends in this embodiment along the longitudinal axis 12 along the longitudinal extension of the power output stage 3 along the longitudinal axis 12.
  • a fluid passage 21 extends in which a partial flow between the outer wall and the partition wall 20 can be performed up to the portion 39, where heat loss of the power output stage 4 of a in the sub-channel 21 flowing cooling fluid can be received.
  • the dividing wall 19 extends with a longitudinal section transversely to the longitudinal axis 12, between the partial regions 37 and 38, so that the partial streams flowing through the partial regions 37 and 38 are separated from each other within the fluid channel 6, as far as a fluid collector 7.
  • the cooling device 40 also has the fluid collector 7, which is formed on a housing 41 enclosing the fluid channel 6.
  • the fluid distributor 5 is molded onto the housing 41.
  • the fluid distributor 5 and the fluid collector 7 are each formed along the longitudinal axis 12 to a tapered from the inlet opening 8 and the outlet opening 31 end.
  • the fluid collector 7 is connected to the outlet opening 31 and is designed to receive the fluid flowing in the fluid channel 6 via the partial areas 37, 38 and 39 of the thermal contact wall 10 and to lead it together to the outlet opening 31.
  • a cross-section 24 of the fluid collector 7, in the region of the power output stage 2, is designed to be larger than a cross-section 25 of the fluid collector 7 which is further spaced along the longitudinal axis 12 from the outlet opening 31 on a longitudinal section which extends along the power output stage 3, the power output stage 3 passing along The power output stage 4 is further spaced along the longitudinal axis of the output port 31 than the power output stage 3.
  • a cross section 26 of the fluid collector 7 along the longitudinal axis 12 in the region of the power output stage 4 is The cross-sections 24, 25 and 26 correspond in this embodiment, a cross-sectional area of the fluid collector 7.
  • the cross-sections 16, 17 and 18 of the fluid distributor 5 correspond in this embodiment, a cross-sectional area of the fluid distributor. 5
  • the power semiconductor device 1 can - unlike shown in Figure 2 - have no partitions 19 and 20.
  • the fluid pressure of the cooling fluid received at the inlet opening 8, which adjusts in the subregions 37, 38 and 39, is thus represented by the degree of taper of the fluid distributor 5, in particular by the degree of taper, represented by the cross sections 16 shown in FIG. 17 and 18, determined.
  • FIG. 3 shows a variant for a power semiconductor component in which a web 45, which extends in the direction of the longitudinal axis 12 and which is formed, forms a fluid pressure in the heat contact wall 10
  • a gap 49 is formed, through which fluid from the fluid distributor 5 can flow into the fluid channel 6.
  • the web 45 thus forms a barrier, in front of which a fluid pressure can accumulate in the fluid distributor, so that a fluid pressure in the region of the gap 49, in particular in the flow direction behind the web 45 along the longitudinal axis 12 is the same.
  • a web 46 which is designed to regulate the fluid flow to the fluid collector, can be formed on the heat contact wall 10 -shaped in dashed lines.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a power semiconductor component, in particular an inverter, for an electric machine. The power semiconductor component has a cooling device, wherein the cooling device has at least one or just one fluid duct. The fluid duct has an inlet opening and an outlet opening for fluid. The fluid duct also has a heat contact wall which is connected in a thermally conductive fashion to the power semiconductor component and is designed to absorb heat from the power semiconductor component and output it to the fluid. According to the invention, the power semiconductor component has at least three power output stages, wherein the power output stages are each designed to energise a phase of the electric machine. The power output stages are each connected to different subregions of the heat contact wall in a thermally conductive fashion. The fluid duct is arranged and designed so as to cause the fluid received at the inlet to flow in parallel through the power output stages.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Leistungshalbleiterbauteil mit einer Kühlvorrichtung  Power semiconductor device with a cooling device
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung betrifft ein Leistungshalbleiterbauteil zur Versorgung eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere einen Inverter für eine elektrische Maschine, einen Solarinverter, einen DC-DC-Wandler oder einen Hochsetzsteller. Das Leistungshalbleiterbauteil weist eine Kühlvorrichtung auf, wobei die Kühlvorrichtung wenigstens einen oder nur einen Fluidkanal aufweist. Der Fluidkanal weist eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung für Fluid auf. Der Fluidkanal weist auch eine insbesondere flach ausgebildete Wärmekontaktwand auf, welche mit dem Leistungshalbleiterbauteil wärmeleitfähig verbunden und ausgebildet ist, von dem Leistungshalbleiterbauteil Wärme aufzunehmen und an das Fluid abzugeben. The invention relates to a power semiconductor device for supplying an electrical load, in particular an inverter for an electrical machine, a solar inverter, a DC-DC converter or a step-up converter. The power semiconductor device has a cooling device, wherein the cooling device has at least one or only one fluid channel. The fluid channel has an inlet opening and an outlet opening for fluid. The fluid channel also has a particularly flat formed heat contact wall, which is thermally conductively connected to the power semiconductor device and is designed to absorb heat from the power semiconductor device and deliver it to the fluid.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Erfindungsgemäß weist das Leistungshalbleiterbauteil wenigstens zwei oder drei Leistungsendstufen auf, wobei die Leistungsendstufen jeweils ausgebildet sind, ausgangsseitig einen Strom zum Versorgen des Verbrauchers bereitzustellen. Die Leistungsendstufen sind jeweils mit zueinander verschiedenen Teilbereichen der Wärmekontaktwand wärmeleitfähig verbunden. Der Fluidkanal ist angeordnet und ausgebildet, die Leistungsendstufen mittels des am Eingang empfangenen Fluides parallel zueinander zu beströmen. So können die Leistungsendstufen, welche jeweils mit einem Teilbereich wärmeleitfähig verbunden sind, dieselbe Temperatur aufweisen. Bevorzugt weist eine Leistungsendstufe wenigstens eine oder nur eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf und sind jeweils ausgebildet, ausgangsseitig einen Strom bereitzustellen.  According to the invention, the power semiconductor component has at least two or three power output stages, wherein the power output stages are each designed to provide a current on the output side for supplying the load. The power output stages are each connected thermally conductively with mutually different subregions of the thermal contact wall. The fluid channel is arranged and designed to flow parallel to one another by means of the fluid received at the input of the power output stages. Thus, the power output stages, which are each connected to a portion thermally conductive, have the same temperature. Preferably, a power output stage has at least one or only one semiconductor switch half-bridge and are each designed to provide a current on the output side.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leistungshalbleiterbauteil ein In- verter, auch Wechselrichter genannt, zum Versorgen von wenigstens drei oder nur drei Phasen eines elektrischen Verbrauchers. Die Leistungsendstufen sind bevorzugt jeweils ausgebildet, eine Phase, insbesondere eine Phase einer elektrischen Maschine zu bestromen, oder im Falle eines Solarinverters, einen Phasenstrom zum Einspeisen in ein elektrisches Versorgungsnetz bereitzustellen. In a preferred embodiment, the power semiconductor component is an inverter, also called an inverter, for supplying at least three or more only three phases of an electrical consumer. The power output stages are preferably each designed to energize a phase, in particular a phase of an electrical machine, or in the case of a solar inverter, to provide a phase current for feeding into an electrical supply network.
Die Kühlvorrichtung weist bevorzugt einen Fluidverteiler auf, welcher ausgebildet ist, das an der Einlassöffnung empfangene Fluid zu den Teilbereichen zu führen und die Teilbereiche parallel zueinander mit dem Fluid anzuströmen. Vorteilhaft kann mittels des Fluidverteilers eine gleichmäßige Anströmung der Teilbereiche, und so eine gleichmäßige Kühlung der Leistungsendstufen, bewirkt werden. The cooling device preferably has a fluid distributor, which is designed to guide the fluid received at the inlet opening to the partial areas and to flow the partial areas parallel to one another with the fluid. Advantageously, by means of the fluid distributor, a uniform flow of the partial areas, and thus a uniform cooling of the power output stages, can be effected.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Fluidverteiler eine insbesondere U-förmige Fluidrinne auf, welche entlang ihrer Längserstreckung der Fluidrinne einen zu einem von der Einlassöffnung abweisenden Ende hin abnehmenden Querschnitt, insbesondere Querschnittsfläche aufweist. Die Längserstreckung der Fluidrinne verläuft mit wenigstens einer Querkomponente oder quer zum Fluidkanal, insbesondere einer Führungsrichtung des Fluidkanals. So kann die Kühlvorrichtung, und so auch das Leistungshalbleiterbauteil zusammen mit der Kühlvorrichtung, kompakt ausgebildet sein. Die Leistungsendstufen, und so die Teilbereiche, sind jeweils bevorzugt entlang einer Längsachse nebeneinander angeordnet, welche sich parallel zur Längserstreckung der Fluidrinne erstreckt. So kann das Fluid entlang der Längserstreckung der Fluidrinne des Fluidverteilers in den Inverter fließen und weiter innerhalb des Leistungshalbleiterbauteils quer zu der Längserstreckung der Fluidrinne - gleichmäßig über die Leistungsendstufen verteilt - bis hin zu einem Auslass fließen. Das Leistungshalbleiterbauteil weist bevorzugt eine Längenabmessung auf, welche größer ist als eine Breitenabmessung, wobei die Längenabmessung sich längs der Längserstreckung der Fluidrinne erstreckt. In a preferred embodiment, the fluid distributor has an in particular U-shaped fluid channel, which along its longitudinal extension of the fluid channel has a cross-section, in particular a cross-sectional area, decreasing towards an end which is remote from the inlet opening. The longitudinal extension of the fluid channel runs with at least one transverse component or transversely to the fluid channel, in particular a guide direction of the fluid channel. Thus, the cooling device, and so can the power semiconductor device together with the cooling device, be made compact. The power output stages, and thus the partial regions, are each preferably arranged next to one another along a longitudinal axis which extends parallel to the longitudinal extent of the fluid channel. Thus, the fluid can flow along the longitudinal extent of the fluid channel of the fluid distributor in the inverter and continue to flow within the power semiconductor device transverse to the longitudinal extent of the fluid channel - evenly distributed over the power output stages - up to an outlet. The power semiconductor device preferably has a length dimension that is greater than a width dimension, wherein the length dimension extends along the longitudinal extent of the fluid channel.
Die Kühlvorrichtung weist bevorzugt einen Fluidsammler auf, welcher mit demThe cooling device preferably has a fluid collector, which with the
Fluidkanal ausgangsseitig verbunden und ausgebildet ist, das Fluid von den Teilbereichen aufzunehmen und zu der Auslassöffnung zu führen. Bevorzugt ist der Fluidsammler als Fluidrinne gebildet, wobei die Fluidrinne einen entlang einer Längserstreckung der Fluidrinne zur Ausgangsöffnung hin zunehmenden Quer- schnitt aufweist. Vorteilhaft kann durch den von der Einlassöffnung abweisenden, abnehmenden Querschnitt der Fluidrinne des Fluidverteilers die den Leistungsendstufen jeweils zugeordneten Teilbereiche mit jeweils dem gleichen Fluiddruck angeströmt wer- den. Fluid channel is connected on the output side and is adapted to receive the fluid from the sub-areas and to lead to the outlet opening. Preferably, the fluid collector is formed as a fluid channel, wherein the fluid channel has a cross-section increasing along a longitudinal extension of the fluid channel to the outlet opening. By virtue of the decreasing cross-section of the fluid channel of the fluid distributor which deflects away from the inlet opening, the subregions respectively associated with the power output stages can each be supplied with the same fluid pressure.
Durch den sich entlang der Längserstreckung der Fluidrinne des Fluidsammlers zur Ausgangsöffnung hin zunehmenden Querschnitt kann vorteilhaft ein Staudruck vor dem Auslass vermieden werden, sodass die Strömungsgeschwindigkeit der zuvor erwähnten Teilströme, welche zueinander parallel über die Teilbereiche fließen, jeweils gleich ist. As a result of the cross section increasing along the longitudinal extent of the fluid channel of the fluid collector toward the outlet opening, it is advantageously possible to avoid a dynamic pressure upstream of the outlet, so that the flow velocity of the aforementioned partial flows, which flow parallel to one another over the partial regions, is the same.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Fluidkanal Führungsstege ausgebildet, welche mit der Wärmekontaktwand wärmeleitfähig verbunden und ausgebildet sind, Wärme von der Wärmekontaktwand aufzunehmen und an dasIn a preferred embodiment, guide webs are formed in the fluid channel, which are thermally conductively connected to the heat contact wall and configured to absorb heat from the heat contact wall and to the
Fluid abzugeben. Die Führungsstege erstrecken sich bevorzugt parallel zueinander, weiter bevorzugt quer zu der Wärmekontaktwand in einen durch den Fluidkanal gebildeten Hohlraum hinein. So kann vorteilhaft eine große Oberfläche zur wärmeleitenden Kontaktierung des Fluids gebildet sein. Weiter vorteilhaft kann der Fluidströmung so ein geringer Strömungswiderstand entgegengesetzt sein. Deliver fluid. The guide webs preferably extend parallel to one another, more preferably transversely to the heat contact wall into a cavity formed by the fluid channel. Thus, advantageously, a large surface can be formed for the heat-conducting contacting of the fluid. Further advantageously, the fluid flow can be so opposed to a low flow resistance.
Bevorzugt ist der Fluidverteiler ausgebildet, den eingangsseitig empfangenen Fluidstrom in Teilströme aufzuteilen. Weiter bevorzugt ist dazu in dem Fluidverteiler wenigstens eine Trennwand ausgebildet, sodass für jede einer Leistungs- endstufe zugeordnete Teilfläche der Wärmekontaktwand eine Teilfläche zugeordneter, in dem Fluidverteiler ausgebildeter Fluidkanal für den Teilstrom ausgebildet ist. So kann der Fluidstrom vorteilhaft durch den Fluidverteiler in jeweils gleiche Teilströme aufgeteilt werden, sodass jede Leistungsendstufe durch einen der Teilströme gekühlt werden kann. Preferably, the fluid distributor is designed to divide the fluid stream received on the input side into partial streams. For this purpose, at least one partition wall is moreover preferably formed in the fluid distributor, so that a partial area of associated fluid channel formed in the fluid distributor is designed for the partial flow for each partial area of the thermal contact wall assigned to a power end stage. Thus, the fluid flow can advantageously be divided by the fluid distributor into equal partial flows, so that each power output stage can be cooled by one of the partial flows.
Die wenigstens eine Trennwand, oder die Trennwände, können jeweils unabhängig von der zuvor beschriebenen Querschnittsverjüngung entlang der Längsrichtung des Fluidverteilers verwirklicht sein. In einer bevorzugten Ausführungsform des Leistungshalbleiterbauteils sind die Führungsstege jeweils entlang der Führungsrichtung des Fluidkanals wellenförmig ausgebildet. Bevorzugt ist die Wellenform eine Sinuswellenform. Der Fluid- strom kann so vorteilhaft laminar ausgebildet sein, wobei mittels der Wellenform, insbesondere einer Amplitude der Wellenform, ein Strömungswiderstand des Fluidkanals der Kühlvorrichtung eingestellt werden kann. The at least one partition wall, or the partition walls, may each be realized independently of the cross-sectional taper described above along the longitudinal direction of the fluid distributor. In a preferred embodiment of the power semiconductor device, the guide webs are each formed along the guide direction of the fluid channel wave-shaped. Preferably, the waveform is a sine waveform. The fluid flow can be advantageously laminar, wherein by means of the waveform, in particular an amplitude of the waveform, a flow resistance of the fluid channel of the cooling device can be adjusted.
In einer bevorzugten Variante ist ein Abstand zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen an den Teilflächen der Wärmekontaktwand zueinander verschieden ausgebildet. Weiter bevorzugt ist der Abstand der zueinander benachbarten Führungsstege entlang der Längsachse, insbesondere von der Einlassöffnung abweisend, abnehmend ausgebildet. In einer Variante ist ein Abstand der Führungsstege innerhalb eines Teilbereichs, welcher einer Teilfläche entspricht, entlang der Längsachse mit zunehmendem Abstand von der Einlassöffnung abnehmend ausgebildet. Die Abnahme ist bevorzugt entsprechend einem Druckverlust entlang der Längsachse exponentiell ausgebildet. Dadurch kann zwischen den Führungsstegen entlang der Längsachse über den Teilbereichen ein gleicher Fluiddruck ausgebildet sein. Dadurch können die Leistungsmodule vorteilhaft gleichmäßig gekühlt werden. In a preferred variant, a distance between mutually adjacent guide webs on the surface portions of the heat contact wall is formed differently from each other. More preferably, the distance between the mutually adjacent guide webs along the longitudinal axis, in particular from the inlet opening repellent, formed decreasing. In one variant, a spacing of the guide webs within a subregion, which corresponds to a subarea, is designed to decrease along the longitudinal axis with increasing distance from the inlet opening. The decrease is preferably formed exponentially in accordance with a pressure loss along the longitudinal axis. As a result, an equal fluid pressure can be formed between the guide webs along the longitudinal axis over the subregions. As a result, the power modules can advantageously be cooled uniformly.
Der entlang der Längsachse abnehmende Abstand zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen kann zusätzlich oder unabhängig von der erwähnten Verjüngung des Querschnitts des Fluidverteilers ausgebildet sein. The distance along the longitudinal axis between adjacent guide webs may be formed additionally or independently of the mentioned taper of the cross section of the fluid distributor.
In einer vorteilhaften Variante ist an die Wärmekontaktwand ein Steg angeformt, welcher sich in Richtung der Längsachse erstreckt und welcher ausgebildet ist, einen Fluiddruck in dem Fluidverteiler anzustauen. So ist in dem Fluidverteiler ein sich entlang der Längsachse erstreckender Spalt gebildet, durch den vor dem Spalt gestautes Fluid von dem Fluidverteiler in den Fluidkanal einströmen kann. Der Fluidverteiler kann in dieser Variante einen gleichmäßigen Querschnitt entlang der Längsachse aufweisen. In an advantageous variant, a web is formed on the heat contact wall which extends in the direction of the longitudinal axis and which is designed to accumulate a fluid pressure in the fluid distributor. Thus, a gap extending along the longitudinal axis is formed in the fluid distributor, through which fluid accumulated in front of the gap can flow from the fluid distributor into the fluid channel. The fluid distributor can in this variant have a uniform cross section along the longitudinal axis.
In einer anderen Ausführungsform weist die Wärmekontaktwand in den Fluidkanal ragende, uns quer von der Wärmekontaktwand abweisende Zapfen auf, wel- che jeweils voneinander beabstandet sind. Bevorzugt sind die Zapfen an die Wärmekontaktwand angeformt. Mittels der Zapfen kann vorteilhaft von der Wärmekontaktwand zusätzlich über eine Oberfläche der Zapfen Verlustwärme an das Fluid abgegeben werden. In another embodiment, the heat contact wall in the fluid channel projecting, transversely to the heat contact wall facing pin, wel each spaced from each other. Preferably, the pins are integrally formed on the heat contact wall. By means of the pin can advantageously be discharged from the heat contact wall in addition via a surface of the pin loss heat to the fluid.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind der Fluidverteiler und der Fluidsamm- ler jeweils ausgebildet, das Fluid in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu führen. So können die Einlassöffnung und die Auslassöffnung, insbesondere an die Einlassöffnung beziehungsweise die Auslassöffnung angeformte Stutzen zum Anschließen eines Rohres oder eines Fluidschlauches, in die gleiche Richtung weisen. In a preferred embodiment, the fluid distributor and the fluid collector are each designed to guide the fluid in mutually opposite directions. Thus, the inlet opening and the outlet opening, in particular to the inlet opening or the outlet opening formed nozzle for connecting a pipe or a fluid hose, facing in the same direction.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Kühlen eines Leistungshalbleiterbauteils, insbesondere eines Inverters, DC-DC-Wandlers oder Hochsetzstellers. Das Leistungshalbleiterbauteil weist wenigstens drei Leistungsendstufen auf, bei dem ein Kühlfluid an den Leistungsendstufen vorbeigeführt wird und dabei Verlustwärme von den Leistungsendstufen aufnehmen kann. Der Fluidstrom wird bei dem Verfahren bevorzugt aufgeteilt, wobei die Leistungsendstufen jeweils mit einem Teilstrom der Teilströme parallel zueinander gekühlt werden. The invention also relates to a method for cooling a power semiconductor device, in particular an inverter, DC-DC converter or boost converter. The power semiconductor component has at least three power output stages, in which a cooling fluid is conducted past the power output stages and can thereby absorb heat loss from the power output stages. The fluid flow is preferably divided in the method, wherein the power output stages are each cooled with a partial flow of the partial streams parallel to each other.
Bevorzugt sind die Leistungsendstufen entlang einer Längsachse zueinander benachbart angeordnet, wobei eine Flussrichtung des Fluidstromes, zuvor auch Führungsrichtung genannt, sich quer zu der Längsachse erstreckt, entlang der die Leistungsendstufen angeordnet sind. The power output stages are preferably arranged adjacent to each other along a longitudinal axis, wherein a flow direction of the fluid flow, previously also referred to as the guide direction, extends transversely to the longitudinal axis along which the power output stages are arranged.
Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen. The invention will now be described below with reference to figures and further embodiments. Further advantageous embodiments will become apparent from the features described in the dependent claims and in the figures.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungshalbleiterbauteil, insbesondere einen Inverter, bei dem eine Kühlvorrichtung einen Fluidkanal aufweist, welcher sich quer zu einer Längsachse des Leistungshalbleiterbauteils erstreckt, wobei Leistungsendstufen des Leistungshalbleiterbauteils entlang der Längsachse zueinander benachbart angeordnet sind; FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a power semiconductor component, in particular an inverter, in which a cooling device has a fluid channel which extends transversely to a longitudinal axis of the power semiconductor component, wherein power output stages of the power semiconductor device are arranged adjacent to each other along the longitudinal axis;
Figur 2 zeigt das in Figur 1 gezeigte Leistungshalbleiterbauteil in einer Aufsicht; FIG. 2 shows the power semiconductor component shown in FIG. 1 in a plan view;
Figur 3 zeigt eine Variante des in Figur 1 dargestellten für ein Leistungshalbleiterbauteil in einer Schnittdarstellung, bei dem an der Wärmekontaktwand ein Steg angeformt ist, welcher ausgebildet ist, einen Fluiddruck in dem Fluidverteiler derart anzustauen, dass der Fluiddruck im Bereich eines am Steg gebildeten Spaltes entlang einer Längserstreckung des Spaltes konstant ausgebildet ist. FIG. 3 shows a variant of that shown in FIG. 1 for a power semiconductor component in a sectional view, in which a web is formed on the heat contact wall, which is designed to accumulate a fluid pressure in the fluid distributor such that the fluid pressure is in the region of a gap formed at the web a longitudinal extent of the gap is formed constant.
Figur 1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für ein Leistungshalbleiterbauteil 1 , beispielsweise einen Inverter in einer Schnittdarstellung. Das Leistungshalbleiterbauteil 1 weist eine Leistungsendstufe 2, eine Leistungsendstufe 3 und eine Leistungsendstufe 4 auf. Die Leistungsendstufen 2, 3 und 4 sind entlang einer Längsachse 12 nebeneinander angeordnet. Die Leistungsendstufen weisen in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens eine oder nur eine Halbleiterschalter-Halbbrücke auf und sind jeweils ausgebildet, ausgangsseitig einen Strom bereitzustellen. Die Leistungsendstufen sind beispielsweise jeweils zum Bestromen eines Stators einer elektrischen Maschine, insbesondere einer elektronisch kommutierten elektrischen Maschine, ausgebildet. Figure 1 shows - schematically - an embodiment of a power semiconductor device 1, for example, an inverter in a sectional view. The power semiconductor component 1 has a power output stage 2, a power output stage 3 and a power output stage 4. The power output stages 2, 3 and 4 are arranged alongside one another along a longitudinal axis 12. In this exemplary embodiment, the power output stages have at least one or only one semiconductor switch half-bridge and are each designed to provide a current on the output side. The power output stages are each designed, for example, to energize a stator of an electrical machine, in particular an electronically commutated electric machine.
Die Leistungsendstufen 2, 3 und 4 sind jeweils eingangsseitig mit einer Verarbeitungseinheit 32 verbunden. Die Leistungsendstufe 2 ist über eine elektrische Verbindungsleitung 34 mit der Verarbeitungseinheit 32 verbunden. Die Leistungsendstufe 3 ist über eine elektrische Verbindungsleitung 35 mit der Verarbeitungseinheit 32 verbunden. Die Leistungsendstufe 4 ist über eine elektrische Verbindungsleitung 36 mit der Verarbeitungseinheit 32 verbunden. Die Verarbeitungseinheit 32 ist ausgebildet, die Leistungsendstufen 2, 3 und 4, insbesondere Steuereingänge der Halbleiterschalter der Leistungsendstufen, zum Erzeugen eines Pulsmodulationsmusters, insbesondere Pulsweitenmodulationsmusters, oder Blockkommutierungsmusters anzusteuern und dazu entsprechende Steuersignale zu erzeugen und an die Leistungsendstufen 2, 3 und 4 zu senden. Die Verarbeitungseinheit 32 ist beispielsweise als Mikrocomputer oder Mikrocontrol- ler ausgebildet. Die Verarbeitungseinheit 32 weist einen Eingang 33 auf, wobei die Verarbeitungseinheit 32 ausgebildet ist, die Steuersignale in Abhängigkeit eines am Eingang 33 empfangenen Steuersignals zu erzeugen. Mittels der Leistungsendstufen 2, 3 und 4 des Leistungshalbleiterbauteils kann so beispielsweise eine elektrische Maschine, insbesondere Statorspulen der elektrischen Maschine, welche jeweils mit einer Leistungsendstufe der Leistungsendstufen verbunden sind, zum Erzeugen eines magnetischen Drehfeldes bestromt werden. The power output stages 2, 3 and 4 are each connected on the input side to a processing unit 32. The power output stage 2 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 34. The power output stage 3 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 35. The power output stage 4 is connected to the processing unit 32 via an electrical connection line 36. The processing unit 32 is designed to control the power output stages 2, 3 and 4, in particular control inputs of the semiconductor switches of the power output stages, for generating a pulse modulation pattern, in particular pulse width modulation pattern, or block commutation pattern and to generate corresponding control signals and to send them to the power output stages 2, 3 and 4. The processing unit 32 is, for example, as a microcomputer or Mikrocontrol- trained. The processing unit 32 has an input 33, wherein the processing unit 32 is designed to generate the control signals in response to a control signal received at the input 33. By means of the power output stages 2, 3 and 4 of the power semiconductor device, for example, an electric machine, in particular stator coils of the electric machine, which are each connected to a power output stage of the power output stages, be energized to generate a magnetic rotating field.
Das Leistungshalbleiterbauteil 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch eine Kühlvorrichtung 40 auf. Die Kühlvorrichtung 40 ist zum Führen eines Kühlfluids ausgebildet und weist dazu einen - in Figur 2 näher dargestellten - Fluidkanal 6 auf. Die Kühlvorrichtung 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Einlassöffnung 8 auf, durch welche Fluid entlang einer Einlassrichtung 29 in die Kühlvorrichtung 40 einströmen kann. The power semiconductor device 1 also has a cooling device 40 in this exemplary embodiment. The cooling device 40 is designed to guide a cooling fluid and, to this end, has a fluid channel 6-shown in detail in FIG. In this exemplary embodiment, the cooling device 40 has an inlet opening 8 through which fluid can flow into the cooling device 40 along an inlet direction 29.
Die Kühlvorrichtung 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Fluidverteiler 5 auf, welcher ausgebildet ist, das an der Einlassöffnung 8 empfangene Fluid über Teilbereiche 37, 38 und 39 eine Wärmekontaktwand 10 zu führen, und so - insbesondere gleichmäßig - über die Teilbereiche 37, 38 und 39 der Wärmekontaktwand 10 zu verteilen. Der Fluidverteiler 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine U-förmige Rinne 27 auf, welche zum Fluidführen ausgebildet ist. In this exemplary embodiment, the cooling device 40 has a fluid distributor 5, which is designed to guide the fluid received at the inlet opening 8 via partial regions 37, 38 and 39 to a thermal contact wall 10, and thus-in particular uniformly-over the partial regions 37, 38 and 39 to distribute the heat contact wall 10. The fluid distributor 5 has in this embodiment, a U-shaped groove 27, which is designed for fluid guiding.
Das Leistungshalbleiterbauteil 1 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Längenabmessung 14 auf, welche größer ist als eine Breitenabmessung 13, wobei die Längenabmessung 14 sich entlang einer Längsachse 12 der Fluidrinne 27 erstreckt. In this exemplary embodiment, the power semiconductor component 1 has a length dimension 14 which is greater than a width dimension 13, wherein the length dimension 14 extends along a longitudinal axis 12 of the fluid channel 27.
Die Kühlvorrichtung 40 weist ein Gehäuse 41 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel einen Fluidkanal 6 umschließt. Der Fluidkanal 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Hohlraum ausgebildet. Der Fluidkanal 6 ist ausgebildet, das an der Eingangsöffnung 8 empfangene Kühlfluid an der Wärmekontaktwand 10 vorbeizuführen und so durch die Leistungsendstufen 2, 3 und 4 erzeugte Verlustwärme an das Kühlfluid abzuführen. Die Leistungsendstufen 2, 3 und 4 sind dazu mittels der Wärmekontaktwand 10 wärmeleitfähig verbunden. Die Wärmekontaktwand 10 ist beispielsweise durch ein Kupferblech oder Aluminiumblech gebildet. The cooling device 40 has a housing 41, which encloses a fluid channel 6 in this embodiment. The fluid channel 6 is formed in this embodiment by a cavity. The fluid channel 6 is designed to pass the cooling fluid received at the inlet opening 8 past the heat contact wall 10 and to dissipate heat loss generated by the power output stages 2, 3 and 4 to the cooling fluid. The power output stages 2, 3 and 4 are connected to thermally conductive means of the heat contact wall 10. The thermal contact wall 10 is formed for example by a copper sheet or aluminum sheet.
Die Kühlvorrichtung 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel auf Führungsstege 9 auf, welche jeweils mit der Wärmekontaktwand 10 wärmeleitfähig verbunden sind und welche sich jeweils in den Fluidkanal 6 hinein erstrecken. In this exemplary embodiment, the cooling device 40 has guide webs 9, which are each connected to the heat-contact wall 10 in a thermally conductive manner and which each extend into the fluid channel 6.
Die Führungsstege 9 sind beispielsweise jeweils aus Kupfer- oder Aluminiumblech gebildet und sind an die Wärmekontaktwand 10 angeformt oder mit dieser stoffschlüssig verbunden. Der Fluidverteiler und/oder die Führungsstege können in einer anderen Ausführungsform mittels Druckguss, Semi-Solid-Molding, Squeeze-casting, Schmieden, oder Fliesspressen erzeugt sein. The guide webs 9 are formed, for example, each made of copper or aluminum sheet and are integrally formed on the heat contact wall 10 or connected to this cohesively. The fluid distributor and / or the guide webs may be produced in another embodiment by means of die casting, semi-solid molding, squeeze casting, forging, or extrusion molding.
Die Führungsstege 9 sind gemeinsam ausgebildet, das Fluid entlang einer Füh rungsrichtung 15 des Fluidkanals 6 zu führen und von der Wärmekontaktwand 10 empfangene Verlustwärme an das Kühlfluid abzugeben. The guide webs 9 are formed together to guide the fluid along a Füh approximately direction 15 of the fluid channel 6 and emit heat received from the heat contact wall 10 heat loss to the cooling fluid.
Figur 1 zeigt auch eine Variante, bei der ein Abstand zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen wie dem Führungssteg 9 in den Teilbereichen 37, 38 und 39, verschieden ausgebildet ist. Ein Abstand 42 zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen im Teilbereich 37 ist größer ausgebildet, als ein Abstand 43 zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen im Teilbereich 38. Der Abstand 43 zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen im Teilbereich 38 ist größer ausgebildet, als ein Abstand 44 zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen im Teilbereich 39. Der Abstand zwischen den Führungsstegen 9 ist somit entlang der Längsachse mit zunehmender Entfernung von der Einlassöffnung 8 von Teilbereich zu Teilbereich abnehmend ausgebildet. Der Abstand zueinander benachbarter Führungsstege innerhalb eines Teilbereichs kann dazu gleich ausgebildet sein, oder in einer Variante dazu auch innerhalb eines Teilbereichs entlang der Längsachse 12 also quer zu einer Längserstreckung der Führungsstege 9, abnehmen. Der erwähnte entlang der Längsachse abnehmende Abstand zwischen den Führungsstegen 9 kann wenigstens im Bereich einer Einlassöffnung zwischen zueinander benachbarter Führungsstege, oder über eine vollständige Länge der Führungsstege hinweg, oder im Bereich einer Einlassöffnung zum Fluidverteiler hin, oder zusätzlich an einer Auslassöffnung zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen zum Fluidsammler hin ausgebildet sein. Figure 1 also shows a variant in which a distance between mutually adjacent guide webs such as the guide web 9 in the sub-areas 37, 38 and 39, formed differently. A distance 42 between mutually adjacent guide webs in the portion 37 is formed larger than a distance 43 between mutually adjacent guide webs in the portion 38. The distance 43 between mutually adjacent guide webs in the subregion 38 is formed larger than a distance 44 between mutually adjacent guide webs in the subregion 39. The distance between the guide webs 9 is thus formed decreasing along the longitudinal axis with increasing distance from the inlet opening 8 from partial area to partial area. The spacing between adjacent guide webs within a subarea can be the same, or, in a variant thereof, also within a subarea along the longitudinal axis 12, ie transversely to a longitudinal extension of the guide webs 9, decrease. The mentioned along the longitudinal axis decreasing distance between the guide webs 9, at least in the region of an inlet opening between adjacent guide webs, or over a full length of the guide webs away, or in the region of an inlet opening to the fluid manifold out, or in addition to an outlet opening between mutually adjacent guide webs Be formed fluid collector out.
Figur 2 zeigt - schematisch - den in Figur 1 bereits entlang eines Längsschnittes dargestellten Inverter 1 in einer Aufsicht. FIG. 2 shows-schematically-the inverter 1 already illustrated along a longitudinal section in FIG. 1 in a plan view.
Der Leistungsendstufe 2 ist ein Teilbereich 37 der Wärmekontaktwand 10 zugeordnet, sodass von der Leistungsendstufe 2 Verlustwärme über den TeilbereichThe power output stage 2 is assigned a portion 37 of the heat contact wall 10, so that from the power output stage 2 heat loss over the sub-range
37 der Wärmekontaktwand 10 an die Wärmekontaktwand 10 und so an ein in dem Fluidkanal 6 fließendes Fluid, beispielsweise Kühlwasser, abgegeben wer- den kann. Zu der Leistungsendstufe 2 ist entlang der Längsachse 12 benachbart die Leistungsendstufe 3 angeordnet. Der Leistungsendstufe 3 ist ein Teilbereich37 of the thermal contact wall 10 to the heat contact wall 10 and thus to a fluid flowing in the fluid channel 6 fluid, such as cooling water, can be discharged. To the power output stage 2, the power output stage 3 is arranged adjacent to the longitudinal axis 12 adjacent. The power output stage 3 is a subarea
38 der Wärmekontaktwand 10 zugeordnet. Zu der Leistungsendstufe 3 ist entlang der Längsachse 12 ein Teilbereich 39 zugeordnet, mit dem die Leistungsendstufe 4 wärmeleitfähig verbunden ist. Die Leistungsendstufe 3 ist mit dem Teilbereich 38 wärmeleitfähig verbunden. So kann von der Leistungsendstufe 338 associated with the thermal contact wall 10. To the power output stage 3, a portion 39 is associated along the longitudinal axis 12, with which the power output stage 4 is thermally conductive connected. The power output stage 3 is thermally connected to the portion 38. So can from the power amplifier 3
Verlustwärme über den Teilbereich 38 an ein in dem Fluidkanal 6 fließendes Fluid abgegeben werden. Von der Leistungsendstufe 4 kann Verlustwärme über den Teilbereich 39 an das im Fluidkanal 6 fließende Fluid abgegeben werden. Dargestellt ist die Flussrichtung 15 des im Fluidkanal 6 fließenden Fluides. Loss heat are discharged via the portion 38 to a fluid flowing in the fluid channel 6 fluid. The power output stage 4 can dissipate heat loss via the subregion 39 to the fluid flowing in the fluid channel 6. Shown is the flow direction 15 of the fluid flowing in the fluid channel 6.
Figur 2 zeigt auch den in Figur 1 bereits dargestellten Fluidverteiler 5. Der Fluidverteiler 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei Trennwände auf, welche ausgebildet sind, den an der Einlassöffnung 8 empfangenen Fluidstrom in Teilströme aufzuteilen und jeden Teilstrom einem Teilbereich zuzuführen. Der Fluid- Verteiler 5 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Trennwand 19 auf, welche ausgebildet ist, von der Fluidrinne 27 einen Teilkanal 23 abzutrennen, indem ein Teil des an der Einlassöffnung 8 empfangenen Fluidstroms über den Teilbereich 37 geführt werden kann, sodass von dem in dem Teilkanal 23 fließenden Fluid die Verlustwärme der Leistungsendstufe 2 über den Teilbereich 37 der Wärme- kontaktwand 10 abgeführt werden kann. Der Fluidverteiler 5 weist auch eine Trennwand 20 auf, welche sich in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens auf einem Längsabschnitt, nämlich dem Längsabschnitt entlang der Längsachse 12, welcher der Leistungsendstufe 2 und dem Teilbereich 37 entspricht, sich parallel zu der Trennwand 19 erstreckt. DieFIG. 2 also shows the fluid distributor 5 already shown in FIG. 1. In this exemplary embodiment, the fluid distributor 5 has two dividing walls which are designed to divide the fluid flow received at the inlet opening 8 into partial flows and to feed each partial flow into a partial area. In this exemplary embodiment, the fluid distributor 5 has a dividing wall 19, which is designed to separate a partial channel 23 from the fluid channel 27, by allowing a portion of the fluid flow received at the inlet opening 8 to be guided over the partial region 37, so that therefrom Partial channel 23 flowing fluid loss heat of the power output stage 2 via the portion 37 of the heat contact wall 10 can be dissipated. The fluid distributor 5 also has a partition wall 20, which extends in this embodiment at least on a longitudinal section, namely the longitudinal section along the longitudinal axis 12, which corresponds to the power output stage 2 and the partial region 37, parallel to the partition wall 19. The
Trennwand 20 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel entlang der Längsachse 12 entlang der Längserstreckung der Leistungsendstufe 3 entlang der Längsachse 12. Mittels der Trennwand 20 ist der Fluidverteiler 5 ausgebildet, einen Teilstrom des an der Einlassöffnung 8 empfangenen Fluides in einem zwi- sehen den Trennwänden 19 und 20 ausgebildeten Teilkanal 22 zu der Leistungsendstufe 3 hinzuführen, sodass von der Leistungsendstufe 3 erzeugte Verlustwärme über den Teilbereich 38 an das in dem Teilkanal 22 zugeführte Kühl- fluid abgeführt werden kann. Partition wall 20 extends in this embodiment along the longitudinal axis 12 along the longitudinal extension of the power output stage 3 along the longitudinal axis 12. By means of the partition wall 20 of the fluid distributor 5 is formed, a partial flow of the fluid received at the inlet opening 8 in a between see the partitions 19 and 20 trained partial channel 22 to the power output stage 3, so that generated by the power output stage 3 loss heat can be dissipated via the portion 38 to the supplied in the sub-channel 22 cooling fluid.
Zwischen der Trennwand 20 und einer in Figur 2 dargestellten äußeren Wand des Fluidverteilers 5 erstreckt sich ein Fluidkanal 21 , in dem ein Teilstrom zwischen der äußeren Wand und der Trennwand 20 bis hin zu dem Teilbereich 39 geführt werden kann, wo Verlustwärme der Leistungsendstufe 4 von einem in dem Teilkanal 21 fließenden Kühlfluid aufgenommen werden kann. Between the partition wall 20 and an outer wall of the fluid distributor 5 shown in Figure 2, a fluid passage 21 extends in which a partial flow between the outer wall and the partition wall 20 can be performed up to the portion 39, where heat loss of the power output stage 4 of a in the sub-channel 21 flowing cooling fluid can be received.
Die Trennwand 19 erstreckt sich in diesem Ausführungsbeispiel mit einem Längsabschnitt quer zur Längsachse 12, zwischen den Teilbereichen 37 und 38, sodass die über die Teilbereiche 37 und 38 fließenden Teilströme innerhalb des Fluidkanals 6, bis hin zu einem Fluidsammler 7, voneinander getrennt sind. In this exemplary embodiment, the dividing wall 19 extends with a longitudinal section transversely to the longitudinal axis 12, between the partial regions 37 and 38, so that the partial streams flowing through the partial regions 37 and 38 are separated from each other within the fluid channel 6, as far as a fluid collector 7.
Die Kühlvorrichtung 40 weist in diesem Ausführungsbeispiel auch den Fluidsammler 7 auf, welcher an ein den Fluidkanal 6 umschließendes Gehäuse 41 angeformt ist. Der Fluidverteiler 5 ist an das Gehäuse 41 angeformt. Der Fluidverteiler 5 und der Fluidsammler 7 sind jeweils entlang der Längsachse 12 zu einem von der Einlassöffnung 8 und der Auslassöffnung 31 abweisenden Ende verjüngt ausgebildet. Der Fluidsammler 7 ist mit der Auslassöffnung 31 verbunden und ist ausgebildet, das in dem Fluidkanal 6 über die Teilbereiche 37, 38 und 39 der Wärmekontaktwand 10 fließende Fluid aufzunehmen und zusammengeführt zu der Auslassöffnung 31 zu führen. Ein Querschnitt 24 des Fluidsammlers 7, im Bereich der Leistungsendstufe 2, ist größer ausgebildet als ein entlang der Längsachse 12 von der Ausgangsöffnung 31 weiter beabstandeter Querschnitt 25 des Fluidsammlers 7 auf einem Längsabschnitt, welcher sich entlang der Leistungsendstufe 3 erstreckt, wobei die Leistungsendstufe 3 entlang der Längsachse 12 von der Ausgangsöffnung 31 weiter beabstandet ist, als die Leistungsendstufe 2. Die Leistungsendstufe 4 ist entlang der Längsachse von der Ausgangsöffnung 31 weiter beabstandet als die Leistungsendstufe 3. Ein Querschnitt 26 des Fluidsammlers 7 entlang der Längsachse 12 im Bereich der Leistungsendstufe 4 ist kleiner ausgebildet, als der zuvor erwähnte Querschnitt 25. Die Querschnitte 24, 25 und 26 entsprechen in diesem Ausführungsbeispiel einer Querschnittsfläche des Fluidsammlers 7. Die Querschnitte 16, 17 und 18 des Fluidverteilers 5 entsprechen in diesem Ausführungsbeispiel einer Querschnittsfläche des Fluidverteilers 5. In this exemplary embodiment, the cooling device 40 also has the fluid collector 7, which is formed on a housing 41 enclosing the fluid channel 6. The fluid distributor 5 is molded onto the housing 41. The fluid distributor 5 and the fluid collector 7 are each formed along the longitudinal axis 12 to a tapered from the inlet opening 8 and the outlet opening 31 end. The fluid collector 7 is connected to the outlet opening 31 and is designed to receive the fluid flowing in the fluid channel 6 via the partial areas 37, 38 and 39 of the thermal contact wall 10 and to lead it together to the outlet opening 31. A cross-section 24 of the fluid collector 7, in the region of the power output stage 2, is designed to be larger than a cross-section 25 of the fluid collector 7 which is further spaced along the longitudinal axis 12 from the outlet opening 31 on a longitudinal section which extends along the power output stage 3, the power output stage 3 passing along The power output stage 4 is further spaced along the longitudinal axis of the output port 31 than the power output stage 3. A cross section 26 of the fluid collector 7 along the longitudinal axis 12 in the region of the power output stage 4 is The cross-sections 24, 25 and 26 correspond in this embodiment, a cross-sectional area of the fluid collector 7. The cross-sections 16, 17 and 18 of the fluid distributor 5 correspond in this embodiment, a cross-sectional area of the fluid distributor. 5
Das Leistungshalbleiterbauteil 1 kann - anders als in Figur 2 dargestellt - keine Trennwände 19 und 20 aufweisen. Der Fluiddruck des an der Eingangsöffnung 8 empfangenen Kühlfluids, welcher sich in den Teilbereichen 37, 38 und 39 einstellt, wird so durch den Grad der Verjüngung des Fluidverteilers 5, insbesondere durch den Grad der Verjüngung, repräsentiert durch die in Figur 2 gezeigten Querschnitte 16, 17 und 18, bestimmt. The power semiconductor device 1 can - unlike shown in Figure 2 - have no partitions 19 and 20. The fluid pressure of the cooling fluid received at the inlet opening 8, which adjusts in the subregions 37, 38 and 39, is thus represented by the degree of taper of the fluid distributor 5, in particular by the degree of taper, represented by the cross sections 16 shown in FIG. 17 and 18, determined.
Figur 3 zeigt eine Variante für ein Leistungshalbleiterbauteil, bei dem an der Wärmekontaktwand 10 ein Steg 45 angeformt ist, welcher sich in Richtung der Längsachse 12 erstreckt und welcher ausgebildet ist, einen Fluiddruck in demFIG. 3 shows a variant for a power semiconductor component in which a web 45, which extends in the direction of the longitudinal axis 12 and which is formed, forms a fluid pressure in the heat contact wall 10
Fluidverteiler 5 anzustauen. Zwischen einer Decke 47 des Fluidkanals 6 und einem Ende 48 des Steges 45 ist so ein Spalt 49 gebildet, durch den Fluid von dem Fluidverteiler 5 in den Fluidkanal 6 einströmen kann. Der Steg 45 bildet so eine Barriere, vor der sich in dem Fluidverteiler ein Fluiddruck anstauen kann, so dass ein Fluiddruck im Bereich des Spaltes 49, insbesondere in Flussrichtung hinter dem Steg 45 entlang der Längsachse 12 gleich ausgebildet ist. Zusätzlich zu dem Steg 45 kann an der Wärmekontaktwand 10 - gestrichelt dargestellt - ein Steg 46 angeformt sein, welcher ausgebildet ist, den Fluidstrom zum Fluidsamm- ler hin zu regulieren. Accumulate fluid distributor 5. Between a cover 47 of the fluid channel 6 and one end 48 of the web 45, a gap 49 is formed, through which fluid from the fluid distributor 5 can flow into the fluid channel 6. The web 45 thus forms a barrier, in front of which a fluid pressure can accumulate in the fluid distributor, so that a fluid pressure in the region of the gap 49, in particular in the flow direction behind the web 45 along the longitudinal axis 12 is the same. In addition to the web 45, a web 46, which is designed to regulate the fluid flow to the fluid collector, can be formed on the heat contact wall 10 -shaped in dashed lines.

Claims

Ansprüche claims
1 . Leistungshalbleiterbauteil (1 ), insbesondere Inverter für eine elektrische Maschine, mit einer Kühlervorrichtung (40),  1 . Power semiconductor component (1), in particular an inverter for an electrical machine, having a cooler device (40),
wobei die Kühlvorrichtung (40) einen Fluidkanal (6) aufweist, welcher eine Einlassöffnung (8) und eine Auslassöffnung (31 ) für Fluid aufweist, und eine Wärmekontaktwand (10), welche mit dem Inverter (1 ) wärmeleitfähig verbunden und ausgebildet ist, von dem Inverter (1 ) Wärme aufzunehmen und an das Fluid abzugeben, wherein the cooling device (40) comprises a fluid passage (6) having an inlet port (8) and an outlet port (31) for fluid, and a thermal contact wall (10) thermally conductively connected and formed with the inverter (1) the inverter (1) to absorb heat and deliver it to the fluid,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das Leistungshalbleiterbauteil (1 ) wenigstens drei Leistungsendstufen (2, 3, 4) aufweist, wobei die Leistungsendstufen (2, 3, 4) jeweils ausgebildet sind, eine Phase der elektrischen Maschine zu bestromen, wobei die Leistungsendstufen (2, 3, 4) jeweils mit zueinander verschiedenen Teilbereichen (37, 38, 39) der Wärmekontaktwand (10) wärmeleitfähig verbunden sind, und der Fluidkanal (6) angeordnet und ausgebildet ist, die Leistungsendstufen (2, 3, 4) mittels des an der Eingangsöffnung (8) empfangenen Fluides parallel zueinander zu bestromen. the power semiconductor device (1) has at least three power output stages (2, 3, 4), wherein the power output stages (2, 3, 4) are each designed to energize a phase of the electric machine, wherein the power output stages (2, 3, 4) respectively with mutually different sub-areas (37, 38, 39) of the heat contact wall (10) are thermally conductively connected, and the fluid channel (6) is arranged and formed, the power output stages (2, 3, 4) by means of the at the input port (8) received fluid energized parallel to each other.
2. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach Anspruch 1 , 2. power semiconductor device (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kühlvorrichtung (40) einen Fluidverteiler (5) aufweist, welcher ausgebildet ist, das an der Einlassöffnung (8) empfangene Fluid zu den Teilbereichen (37, 38, 39) zu führen und die Teilbereiche (37, 38, 39) parallel zueinander mit dem Fluid anzuströmen. the cooling device (40) has a fluid distributor (5) which is designed to guide the fluid received at the inlet opening (8) to the partial regions (37, 38, 39) and the partial regions (37, 38, 39) parallel to one another to flow to the fluid.
3. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass 3. power semiconductor device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that
der Fluidverteiler (5) eine insbesondere U-förmige Fluidrinne (27) aufweist, welche entlang ihrer Längserstreckung (1 1 ) der Fluidrinne einen zu einem von der Einlassöffnung (8) abweisenden Ende hin abnehmenden Querschnitt aufweist, wobei die Längserstreckung der Fluidrinne mit wenigstens einer Querkomponente oder quer zum Fluidkanal, insbesondere zu einer Führungsrichtung des Fluid- kanals verläuft. the fluid distributor (5) has an in particular U-shaped fluid channel (27) which along its longitudinal extension (1 1) of the fluid channel has a cross-section decreasing towards an end remote from the inlet opening (8), the longitudinal extension of the fluid channel having at least one Querkomponente or transverse to the fluid channel, in particular to a guide direction of the fluid channel runs.
4. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. power semiconductor device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Kühlvorrichtung (40) einen Fluidsammler (7) aufweist, welcher mit dem Fluidkanal (6) ausgangsseitig verbunden und ausgebildet ist, das Fluid von den Teilbereichen (37, 38, 39) aufzunehmen und zu der Auslassöffnung (31 ) zu führen, wobei der Fluidsammler als Fluidrinne ausgebildet ist, welche einen entlang einer Längserstreckung der Fluidrinne zur Ausgangsöffnung hin zunehmenden Querschnitt aufweist. the cooling device (40) has a fluid collector (7) which is connected to the output side of the fluid channel (6) and adapted to receive the fluid from the subregions (37, 38, 39) and to guide it to the outlet port (31) Fluid collector is designed as a fluid groove having a along a longitudinal extent of the fluid groove to the exit opening towards increasing cross-section.
5. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. power semiconductor device (1) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
in dem Fluidkanal Führungsstege (9) ausgebildet sind, welche mit der Wärmekontaktwand (10) wärmeleitfähig verbunden und ausgebildet sind, Wärme von der Wärmekontaktwand (10) aufzunehmen und an das Fluid abzugeben. in the fluid channel guide webs (9) are formed, which are thermally conductively connected to the heat contact wall (10) and adapted to receive heat from the heat contact wall (10) and deliver it to the fluid.
6. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach Anspruch 5, 6. power semiconductor device (1) according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstege (9) sich parallel zueinander und sich quer zur Wärmekontaktwand (10) in einen durch den Fluidkanal (6) gebildeten Hohlraum characterized in that the guide webs (9) are parallel to each other and transversely to the thermal contact wall (10) in a through the fluid channel (6) formed cavity
hineinerstrecken. hineinerstrecken.
7. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, 7. power semiconductor device (1) according to claim 5 or 6,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Fluidverteiler (5) ausgebildet ist, den eingangsseitig empfangenen Fluidstrom in Teilströme aufzuteilen und dazu the fluid distributor (5) is designed to divide the fluid stream received on the input side into partial streams and to this end
in dem Fluidverteiler wenigstens eine Trennwand (19, 20) ausgebildet sind, so dass für jede einer Leistungsendstufe zugeordnete Teilfläche (37, 38, 39) der Wärmekontaktwand (10) ein der Teilfläche (37, 38, 39) zugeordneter, in dem Fluidverteiler (5) ausgebildeter Fluidkanal (21 , 22, 23) für den Teilstrom ausge- bildet ist. in the fluid distributor at least one partition wall (19, 20) are formed, so that for each of a power output stage associated partial surface (37, 38, 39) of the thermal contact wall (10) one of the partial surface (37, 38, 39) associated, in the fluid distributor ( 5) formed fluid channel (21, 22, 23) is formed for the partial flow.
8. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, 8. power semiconductor device (1) according to any one of the preceding claims 5 to 7,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Abstand (42, 43, 44) zwischen zueinander benachbarten Führungsstegen (9) an den Teilbereichen (37, 38, 39) der Wärmekontaktwand (10) entlang der Längsachse (12) von der Einlassöffnung (8) abweisend abnehmend ausgebildet ist. a spacing (42, 43, 44) between mutually adjacent guide webs (9) at the subregions (37, 38, 39) of the heat contact wall (10) along the longitudinal axis (12) from the inlet opening (8) is designed decreasing decreasing.
9. Leistungshalbleiterbauteil (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 9. power semiconductor device (1) according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidverteiler (5) und der Fluidsammler (7) jeweils ausgebildet sind, das Fluid in zueinander entgegengesetzten Richtungen (29, 30) zu führen. characterized in that the fluid distributor (5) and the fluid collector (7) are each designed to guide the fluid in mutually opposite directions (29, 30).
10. Verfahren zum Kühlen eines Leistungshalbleiterbauteil (1 ), wobei das Leis- tungshalbleiterbauteil (1 ) wenigstens drei Leistungsendstufen (2, 3, 4) aufweist, bei dem ein Kühlfluid an den Leistungsendstufen (2, 3, 4) vorbeigeführt wird und dabei Verlustwärme von den Leistungsendstufen (2, 3, 4) aufnehmen kann, 10. A method for cooling a power semiconductor device (1), wherein the power semiconductor device (1) at least three power output stages (2, 3, 4), in which a cooling fluid past the power output stages (2, 3, 4) and thereby heat loss from the power amplifiers (2, 3, 4),
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
ein Fluidstrom in Teilströme aufgeteilt wird und die Leistungsendstufen (2, 3, 4) jeweils mit einem Teilstrom der Teilströme parallel zueinander gekühlt werden. a fluid flow is divided into partial streams and the power output stages (2, 3, 4) are each cooled with a partial flow of the partial streams parallel to each other.
PCT/EP2016/063620 2015-07-08 2016-06-14 Power semiconductor component with a cooling device WO2017005462A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015212720.6A DE102015212720A1 (en) 2015-07-08 2015-07-08 Power semiconductor device with a cooling device
DE102015212720.6 2015-07-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017005462A1 true WO2017005462A1 (en) 2017-01-12

Family

ID=56137312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/063620 WO2017005462A1 (en) 2015-07-08 2016-06-14 Power semiconductor component with a cooling device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015212720A1 (en)
WO (1) WO2017005462A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120904A (en) * 2017-01-24 2018-08-02 三菱電機株式会社 Heat sink
CN113678247A (en) * 2019-02-22 2021-11-19 大众汽车股份公司 Device for uniformly cooling a component and motor vehicle having at least one device
WO2023077927A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 中车永济电机有限公司 Traction converter

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230138320A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-04 Carrier Corporation Refrigerant cooled heat sink for power electronic modules
WO2024013548A1 (en) * 2022-07-13 2024-01-18 Rimac Technology Llc Cooling device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010203694A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Showa Denko Kk Liquid cooling type cooling device
US20120139096A1 (en) * 2009-08-10 2012-06-07 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module and cooling unit
EP2704191A1 (en) * 2011-04-26 2014-03-05 Fuji Electric Co., Ltd. Cooler for semiconductor module, and semiconductor module
WO2015079643A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-04 富士電機株式会社 Method of manufacturing cooler for semiconductor module, cooler for semiconductor module, semiconductor module, and electrically driven vehicle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010203694A (en) * 2009-03-04 2010-09-16 Showa Denko Kk Liquid cooling type cooling device
US20120139096A1 (en) * 2009-08-10 2012-06-07 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor module and cooling unit
EP2704191A1 (en) * 2011-04-26 2014-03-05 Fuji Electric Co., Ltd. Cooler for semiconductor module, and semiconductor module
WO2015079643A1 (en) * 2013-11-28 2015-06-04 富士電機株式会社 Method of manufacturing cooler for semiconductor module, cooler for semiconductor module, semiconductor module, and electrically driven vehicle
US20160129792A1 (en) * 2013-11-28 2016-05-12 Fuji Electric Co., Ltd. Method for manufacturing cooler for semiconductor-module, cooler for semiconductor-module, semiconductor-module and electrically-driven vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018120904A (en) * 2017-01-24 2018-08-02 三菱電機株式会社 Heat sink
WO2018138936A1 (en) * 2017-01-24 2018-08-02 三菱電機株式会社 Heat sink
CN113678247A (en) * 2019-02-22 2021-11-19 大众汽车股份公司 Device for uniformly cooling a component and motor vehicle having at least one device
WO2023077927A1 (en) * 2021-11-05 2023-05-11 中车永济电机有限公司 Traction converter

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015212720A1 (en) 2017-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017005462A1 (en) Power semiconductor component with a cooling device
DE102015212721A1 (en) Cooling device for cooling a power semiconductor
EP3422538A1 (en) Electrical machine and motor vehicle
DE19604643B4 (en) Linear motor with integrated cooling
DE102018101640B4 (en) Electric drive device
DE102007063173A1 (en) Thermoelectrical generator for use in exhaust gas system of e.g. discontinuously operated combustion device, of motor vehicle, has fluid accumulator tapered in direction from inlet cross section to outlet cross section
EP2741397B1 (en) Electric machine with combined air-water cooling
WO2018114099A1 (en) Cooling jacket housing, in particular for an electric machine
EP2697486A2 (en) Device having a heat exchanger for a thermoelectric generator of a motor vehicle
DE102014011026B4 (en) Connecting device and electric machine
DE102017222635A1 (en) Stator and electric machine with cooling system
DE102018129230B4 (en) Electrical machine with several rigid winding sections designed as waveguides - hydraulic connection concept II
DE102007063172A1 (en) Thermoelectric generator, has fluid guiding device provided for guiding partial flow of heat-emitting fluid, where partial flow of fluid is supplyable to channel section by by-passing of another channel section
WO2020030306A1 (en) Electric heating device
WO2018114098A1 (en) Connecting element and connecting apparatus for electrically connecting a cable to an electrical device of a motor vehicle
WO2014195084A2 (en) Motor/generator unit
DE102019203399A1 (en) Electric busbar arrangement
DE102007028475A1 (en) Liquid cooler for cooling electronic high power components, particularly electronic valves or valve assemblies, has plate-type cooling element and multiple of running channels
DE10203239A1 (en) Cooling component for semiconducting devices has coolant channels of each of 2 planes joined by transverse channel, each of 2 connection arrangements connected to transverse channel
DE102021208945A1 (en) Electronic device for a heat pump and heat pump device with such an electronic device
DE102015212722A1 (en) Cooling device for a power semiconductor module
DE19509979C2 (en) Cooling device
DE102007053561A1 (en) Cooling plate for converter i.e. voltage intermediate converter, has cooling agent channel including set of cooling agent pipes with mantle surface that is provided with circulating beaded rim, where rim axially runs along pipes as thread
EP3396297A1 (en) Cooling device
EP4177557A1 (en) Heat transfer device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16730337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16730337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1