尤其用于冷却电力电子元件的液体冷却体制造技术

本发明专利技术涉及一种液体冷却体，用于借助于穿流该液体冷却体的冷却液体来冷却电力电子元件(2)，包括铝制下部(30)、铝制上部(31)、布置在所述铝制下部(30)和所述铝制上部(31)之间的铝制插入件(32)和布置在所述铝制上部(31)处的铜制板件(7)，其中，所述铜制板件(7)布置在所述铝制插入件(32)的区域中，并且其中，所述铜制板件(7)设立用于紧固所述电力电子元件(2)。(2)。(2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】尤其用于冷却电力电子元件的液体冷却体


[0001]本专利技术涉及一种液体冷却体，其用于借助于穿流该冷却体的冷却液体来冷却电力电子元件。此外，本专利技术还涉及一种包括至少一个电力电子元件和液体冷却体的电力电子组件。

技术介绍

[0002]电力电子器件中的功率半导体例如在带有电驱动部的车辆或混合动力车辆中携带高电流。在这种情况下，运行时会产生损耗热量，而该损耗热量只能在非常小的面积内散发。在这种情况下，热流密度能够高达1000W/cm2。因此，必须设置液体冷却，以避免例如车辆的控制器过热。此外，就车辆的控制器而言，必须存在一定的鲁棒性，以便能够承受温度波动、振动、冲击或类似情况，而不会在运行期间受到损害。因此，这种液体冷却器通常被设计成压铸构件，其中这些压铸构件除了重量大以外还有相对较大的制造开销。替代方案是由多个构件制成的铝制冷却器。这些铝制冷却器借助于硬焊工艺来制造。然而，电力电子元件必须借助于软焊工艺连接到铝制冷却器上。因此，必须在该铝制冷却器上设置可软焊的涂层、例如铜涂层。然而，这种涂覆了铜涂层的铝制冷却器在其制造方面非常昂贵并且尤其在这种薄的铜涂层的范围内往往不能以充分的方式进行散热。

技术实现思路

[0003]与此相反，具有权利要求1的特征的根据本专利技术的液体冷却体用于借助于穿流该冷却体的液体来冷却电力电子元件，所述液体冷却体具有下述优点：所述冷却体的制造能够大幅降价。此外，与现有技术相比，通过根据本专利技术的冷却体实现的散热能够得到明显改善。这一点根据本专利技术通过下述方式来实现：液体冷却体以多部分的方式由铝制成并且为了散热而具有铜制板件。更确切地说，所述冷却体包括铝制下部、铝制上部和铝制插入件，所述插入件布置在所述铝制下部和所述铝制上部之间。所述铜制板件在此布置在所述铝制上部处并且进一步布置在所述铝制插入件的区域中。此外，所述铜制板件设立用于紧固所述电力电子元件。因此，由所述电力电子元件产生的热量能够首先传递到所述铜制板件上，并且从所述铜制板件传递到所述铝制上部上，并且从那里传递到穿流所述铝制插入件的冷却液体上，并且被散发。此外，所述铜制板件能够使得所述(一个或多个)电力电子元件能够以简单的方式借助于软焊过程被焊接到所述铝制冷却体上。这样一来就能够实现将作为单独的构件且有一定厚度的铜制板件以相对简单且成本低廉的方式连接到铝制冷却体上。因此，带有额外的铜制板件的由铝制成的液体冷却体为运行时具有相对较大的发热量的电力电子元件提供了显著改善的散热可能性。尤其，热点热源的热扩散通过所述铜制板件得到了改善。由此能够避免对这类电力电子元件或者说邻近的构件和/或冷却体的热损伤。
[0004]从属权利要求展示了本专利技术的优选的改进方案。
[0005]特别优选的是，所述铜制板件布置在所述铝制上部中的扁平的凹部中。所述铝制上部中的扁平的凹部在此减少了所述铝制上部的壁厚，从而能够大幅改善从铜制板件通过
铝制上部向冷却液体的热传导。尽管所述扁平的凹部减少了铝制上部在该区域中的壁厚，但通过将铜制板件置入到冷却体的扁平的凹部中仍然保持了必要的强度。
[0006]特别优选的是，所述铜制板件以下述方式布置在所述扁平的凹部中，使得不存在铜制板件的超出铝制上部的表面的超出部分。特别优选的是，所述铜制板件在所述扁平凹部中的布置以下述方式来设计，使得所述铝制上部的表面和所述铜制板件的表面形成一个平面。因此，通过设置更厚的铜制板件，垂直于铝制冷却体的表面不需要额外的结构空间。因此，铝制上部的厚度能够保持不变。
[0007]进一步优选的是，所述铜制板件仅布置在所述铝制上部的表面的一部分处。由此优选能够使得所述铜制板件或者多个铜制板件仅设置在下述位置处，在该位置处设置有电力电子元件。由此能够实现进一步的成本缩减，因为并不是所述铝制上部的整个表面都被厚的铜制板件覆盖。
[0008]优选的是，所述铝制插入件是条翅式构件(Strip
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Fin
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Bauteil)或者针翅式构件(Pin
‑
Fin
‑
Bauteil)。作为替代方案，所述铝制插入件是曲折形地延伸的管子或通道或者多个平行延伸的管子。
[0009]进一步优选的是，在所述液体冷却体处直接布置有入口和出口。
[0010]根据本专利技术的另一种优选的设计方案，所述铜制板件具有比铝制上部的厚度更小的厚度。优选的是，所述铜制板件具有约为0.5至2.0毫米的厚度，并且所述铝制上部具有约为1.5至2.5毫米的厚度。在设置扁平的凹部的情况下，所述扁平的凹部特别优选具有0.5至2.0毫米的深度，以便能够完全容纳所述铜制板件。
[0011]优选的是，所述冷却体在所述铝制上部上具有多个铜制板件。这些铜制板件优选以相同的尺寸构造，以获得尽可能大的相同部件数量。
[0012]此外，本专利技术还涉及一种电力电子组件，其包括至少一个电力电子元件和根据本专利技术的液体冷却体。所述电力电子元件在此借助于液体冷却体的铜制板件借助于软焊连接部固定在所述冷却体上。所述软焊连接部在此在≤420℃的温度时构造。
[0013]进一步优选的是，所述电力电子组件包括多个电力电子元件，其中，每个电力电子元件在所述液体冷却体处被固定在一个单独的铜制板件上。
[0014]进一步优选的是，所述液体冷却体的所有由铝提供的构件借助于在≥590℃的温度时构造的硬焊连接部来连接。
[0015]此外，本专利技术还涉及一种控制器、尤其用于车辆的控制器，其具有根据本专利技术的电力电子组件。
附图说明
[0016]下面参照附图对本专利技术的优选的实施例进行详细描述。在图中：
[0017]图1是根据本专利技术的第一实施例的电力电子组件的液体冷却体的示意性的俯视图；
[0018]图2是图1的液体冷却体连同电力电子元件的示意性的剖视图；并且
[0019]图3是根据本专利技术的第二实施例的带有液体冷却体的电力电子组件的示意性的剖视图。
具体实施方式
[0020]下面参照图1和图2详细描述根据本专利技术的第一实施例的电力电子组件1。
[0021]图1示出了液体冷却体3，其包括铝制下部30、铝制上部31和铝制插入部件32。如从图2中能够看出的那样，铝制插入件32布置在铝制下部30和铝制上部31之间。
[0022]此外，液体冷却体3包括铜制板件7。铜制板件7布置在铝制上部31处。如从图2中能够看出的那样，铜制板件7在此布置在铝制插入件32的区域中，以便能够实现得到改善的散热。
[0023]铝制上部31具有扁平的凹部13，以便用于容纳铜制板件7。如从图2中能够看出的那样，铜制板件7的表面7a与铝制上部31的表面31a平齐。由此，铜制板件7的表面7a和铝制上部31的表面31a处于一个共同的平面E中。由此，铜制板件7不从表面31a突出。
[0024]如从图2中能够看出的那样，电力电子元件2被紧固在铜制板件7处。在此，在电力电子元件2和铜制板件7之间构造有软焊连接部6。这是必要的，因为电力电子元件2必须被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液体冷却体，用于借助于穿流所述液体冷却体的冷却液体来冷却电力电子元件(2)，包括：
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铝制下部(30)，
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铝制上部(31)，
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铝制插入件(32)，所述铝制插入件(32)布置在所述铝制下部(30)和所述铝制上部(31)之间，和
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铜制板件(7)，所述铜制板件(7)布置在所述铝制上部(31)处，
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其中，所述铜制板件(7)布置在所述铝制插入件(32)的区域中，并且
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其中，所述铜制板件(7)设立用于紧固所述电力电子元件(2)。2.根据权利要求1所述的液体冷却体，其中，所述铜制板件(7)布置在所述铝制上部(31)的扁平的凹部(13)中。3.根据权利要求2所述的液体冷却体，其中，所述铜制板件(7)以下述方式布置在所述扁平的凹部(13)中，使得不存在所述铜制板件(7)的超出所述铝制上部(31)的表面(31a)的超出部分。4.根据权利要求3所述的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：