用于电部件的冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术包括用于电部件的冷却装置。冷却装置包括电部件(6)和冷却元件(1a至c)，并且冷却元件(1a至c)包括底部(2)和侧壁(3)以及用于冷却流体的入口(4)和出口(5)。电部件(6)的底部部分(7)与底部(2)相对地固定在冷却元件(1a至c)的侧壁(3)上并且形成冷却元件(1a至c)的顶盖。在冷却元件(1a至c)内部的冷却流体腔(14)中存在用于冷却流体的至少一个导流体(8)，所述导流体支持电部件(6)的底部部分(7)。

【技术实现步骤摘要】
用于电部件的冷却装置
本技术涉及一种用于电部件的冷却装置。
技术介绍
电部件必须被冷却以克服其中所产生的过多的热功率。冷却的目的在于，将电部件的内部部件保持在所需要的温度极限之内并且补偿设备的内部的温差。通过冷却实现运行安全性并且实现电部件的使用寿命的延长。高效率的半导体通常要么通过液体或空气冷却，要么通过液体和空气冷却的组合来冷却。因为现阶段所使用的半导体材料承受不了高温，所以冷却必须是有效的。一个已知的解决方案提出：将半导体安置在冷却元件上并且在半导体和冷却元件之间使用传热油脂来减少半导体和冷却元件之间的接触阻抗。上述装置的问题在于，在半导体和冷却元件之间构成热界面并且传热油脂的特性随着时间改变以及甚至在半导体和冷却元件之间有空气进入。
技术实现思路
由此，本技术基于下述目的：研发一种冷却装置，使得能够解决在上文中所提到的问题。本技术的目的通过一种用于电部件的冷却装置来实现。本技术基于以下事实：用于电部件的冷却装置包括电部件和冷却元件。冷却元件包括底部和侧壁以及用于冷却流体的入口和出口。电部件的底部部分与底部相对地固定在冷却元件的侧壁上并且形成冷却元件的顶盖。在位于冷却元件内部的冷却流体腔中存在用于冷却流体的至少一个导流体，所述导流体支持电部件的底部部分。根据本技术的用于电部件的冷却装置的优点在于，位于电部件和冷却元件之间的热界面的数量减少并且避免了传热油脂的使用。附图说明现在参考附图结合优选的实施方式详细阐述本技术，其中图1示出电部件的冷却装置；图2在分解视图中示出图1的电部件的冷却装置；图3示出图1的冷却元件；图4示出冷却元件；图5示出电部件在冷却元件上的固定；以及图6a至b示出冷却元件。具体实施方式图1示出电部件的冷却装置，而图2在分解视图中示出图1的电部件的冷却装置，其中这些部分彼此略微分开地示出。冷却元件1a包括底部2和围绕底部的相同的侧壁3以及用于冷却流体的入口4和出口5。例如将冷却液体用作为冷却流体。电部件6的底部部分7与底部2相对地固定在冷却元件1a的侧壁3上并且形成冷却元件1a的顶盖。在附图中示出的电部件6是半导体。在冷却元件1a内部存在用于冷却流体的至少一个导流体8，所述导流体从冷却元件1a的底部2延伸直至电部件6的底部部分7并且支持电部件6的底部部分7。延伸直至底部部分7的导流体8也用作为底部部分7的肋状的加强部。导流体8防止电部件6的底部部分7朝向底部2弯曲。将电部件6的底部部分7借助于耐腐蚀的覆层预处理为，使得在系统中循环的冷却流体不溶解或腐蚀底部部分。在此，电部件6的底部部分7例如具有镍层，或者底部部分7涂有耐冷却流体腐蚀的漆，或者可以将底部部分用环氧树脂处理。底部部分7例如是连接在电部件上的铜板。在附图中，电部件6和冷却元件1a至c彼此借助于位于冷却元件1a至c的底部2下方的支撑板9通过固定机构10固定。冷却元件1a至c在其边缘部分11处具有用于固定机构10的固定点12。支撑板9沿着宽度方向w有利地略宽于冷却元件1a至c的底部2。在支撑板9上，在冷却元件1a的入口和出口4、5处构成有穿引孔13，用于冷却流体的流入管和流出管。只要冷却元件1a至c的材料不允许电部件直接借助于固定机构在所述冷却元件上固定，那么替代支撑板9，例如能够使用待安装在冷却元件1a至c的底部2下方的设备的结构作为支撑和固定面。冷却元件1a至c有利地由塑料制造或者通过由铝进行浇铸来制造。图3示出图1的冷却元件1a。冷却流体腔14的由冷却元件1a的底部2和侧壁3以及由电部件6的底部部分7所构成的形状是矩形的。在冷却元件1a的底部2上，沿着冷却元件的纵向方向h，在所述冷却元件的中部部分中构成有用于冷却流体的入口和出口4、5。在冷却元件1a内部，沿着冷却元件1a的纵向方向h设置有带状的导流体8。导流体8朝向底部2观察是波浪状的，使得所述导流体从第一尖端15a延伸至第二尖端15b。波深16位于入口4和出口5之间，使得导流体8环绕冷却流体流的入口4。导流体8将从入口4流入到冷却流体腔14中的冷的冷却流体朝向两个短侧分开。冷却流体从导流体8的流出侧返回到冷却元件的中部部分中而变热的冷却流体穿过出口5流出。冷却流体的流动方向通过箭头表示。冷却流体在冷却元件1a至c中借助于位于外部的泵循环，并且所述冷却流体通过位于外部的系统如在液体-空气换热器中那样被冷却。在附图中，泵设置用于通过出口5抽吸变热的冷却流体。图4示出冷却元件1b。在侧壁3处沿着冷却元件1b的宽度方向w，沿着冷却元件的宽度方向w在侧壁3的中部部分处，构成有用于冷却流体的入口4和出口5。冷却流体从冷却流体1b的位于入口4一侧上的第一端17a流至位于出口5一侧上的第二端17b以冷却电部件6。冷却流体的流动方向通过箭头来表示。在冷却流体腔14中设置有竖直的桩作为导流体8，所述桩具有十字形的横截面。导流体8防止电部件6的底部部分7朝向冷却流体腔14弯曲。导流体8，竖直的桩，从冷却元件1的底部2延伸至电部件6的底部部分7。导流体8关于冷却元件1的沿纵向h取向的中间直径对称地设置。图5示出电部件6在冷却元件1b上的固定。电部件6借助于安装在冷却元件1b的底部2下方的支撑板9安置在冷却元件1b上。电部件6的和冷却元件1b的沿纵向h取向的边缘部分11具有用于固定机构10的孔作为固定点12，所述固定机构例如是固定螺丝。在由塑料构成的冷却元件1b下方存在钢制的支撑板9。在图5中，保持板具有用于紧固螺丝的孔，并且所述固定通过螺母和弹簧18实现。在紧固螺丝的螺母和支撑板9之间设置有弹簧18，所述弹簧吸收冷却流体的潜在的压力冲击。通过安置弹簧也补偿了热运动。作为替选方案，在钢制的支撑板9上也能够制成用于固定螺丝的螺纹，电部件6借助于紧固螺丝安置在所述螺纹上。图6a示出冷却元件1c和支撑板9，而图6b示出其横截面。在图6b中也示出作为冷却元件1c的顶盖的电部件6。在侧壁3上沿着冷却元件1c的宽度方向w，沿着冷却元件的宽度方向w在侧壁3的中间部分处，构成有用于冷却流体的入口和出口4、5。冷却流体从冷却元件1c的第一端17a流至第二端17b。冷却流体的流动方向通过箭头来表示。在冷却元件1c的底部2上，在冷却流体腔14中设置有波浪状的金属板19。金属板19的波深20和顶峰21基本上沿着冷却元件的宽度方向w。金属板19的波浪状的造型提高了冷却流体流的涡流并且改善了热传输。在冷却元件1c的冷却流体腔14中设置有两个导流体8。导流体8在形状方面互为镜像。导流体从底部2方向观察是略微波浪状的，即所述导流体从第一尖端15a延伸至第二尖端15b。导流体8相对于彼此放置为，使得波深16彼此对置，其中在导流体8之间构成有沿着冷却元件1c的纵向方向h首先逐渐变细而随后扩宽的流动通道。流动通道的由导流体8构成的形状提高了在电部件6的中部部分中在热点处的流动速度。导流体8从波浪状的金属板19延伸至电部件6的底部部分7，其中所述导流体支持底部部分7。导流体8防止电部件6的底部部分7朝向底部2弯曲。根据本技术的冷却方案在制造方面是有利的。冷却元件1a至c不具有分开的由于热传输而应当被机械化的顶盖部分。冷却元件1a至c可有利地通过浇铸来制造。在附图中示出的半导体例如是变频器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电部件的冷却装置，所述冷却装置包括电部件(6)和冷却元件(1a至c)，并且所述冷却元件(1a至c)包括底部(2)和侧壁(3)以及用于冷却流体的入口(4)和出口(5)，其特征在于，所述电部件(6)的底部部分(7)与所述底部(2)相对地固定在所述冷却元件(1a至c)的所述侧壁(3)上并且构成所述冷却元件(1a至c)的顶盖，并且在所述冷却元件(1a至c)的内部在冷却流体腔(14)中存在用于冷却流体的至少一个导流体(8)，所述导流体支持所述电部件(6)的所述底部部分(7)。

【技术特征摘要】
2016.05.11 FI U201641091.一种用于电部件的冷却装置，所述冷却装置包括电部件(6)和冷却元件(1a至c)，并且所述冷却元件(1a至c)包括底部(2)和侧壁(3)以及用于冷却流体的入口(4)和出口(5)，其特征在于，所述电部件(6)的底部部分(7)与所述底部(2)相对地固定在所述冷却元件(1a至c)的所述侧壁(3)上并且构成所述冷却元件(1a至c)的顶盖，并且在所述冷却元件(1a至c)的内部在冷却流体腔(14)中存在用于冷却流体的至少一个导流体(8)，所述导流体支持所述电部件(6)的所述底部部分(7)。2.根据权利要求1所述的用于电部件的冷却装置，其特征在于，所述电部件(...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔蒂·塞韦基维，尼科·比约克曼，马尔库·塔利亚，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：新型
国别省市：芬兰,FI