[發(fā)明專利]具有液體冷卻裝置的功率電子系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310395911.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103687439B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞歷克斯·米勒;迪爾克·特羅德勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種功率電子系統(tǒng)，其具有多部分的殼體、多個(gè)功率電子電路裝置、電容器裝置和集成的液體冷卻裝置，其中系統(tǒng)將這些多個(gè)部件集于一個(gè)共同的殼體中。該功率電子系統(tǒng)被優(yōu)選地設(shè)計(jì)用于應(yīng)用在車輛中，這里主要是應(yīng)用在純電動(dòng)車輛也或者在混合動(dòng)力車輛中。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)一種適用于電子控制單元電路的控制設(shè)備來(lái)示例性構(gòu)成，其殼體由DE102008001028A1公開(kāi)。該控制設(shè)備尤其是設(shè)計(jì)用于應(yīng)用在具有電力驅(qū)動(dòng)或混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車輛中。在此處所提出的殼體具有至少兩個(gè)半殼體，在兩個(gè)半殼體之間設(shè)計(jì)了能對(duì)冷卻液體進(jìn)行引導(dǎo)的冷卻通道系統(tǒng)。殼體件具有凹槽，冷卻通道系統(tǒng)形成在該凹槽上，并且被各另一個(gè)殼體件的裝置密封。在此，殼體件的至少一個(gè)凹槽部段與另一個(gè)殼體件的凹槽部段聯(lián)通地相對(duì)設(shè)置。借助于這樣的冷卻通道系統(tǒng)，用冷卻劑來(lái)冷卻功率半導(dǎo)體，其鄰接冷卻通道地布置在兩個(gè)對(duì)應(yīng)一致的殼體件中。

DE112007002435T5描述了用于產(chǎn)生熱量的構(gòu)件的冷卻結(jié)構(gòu)，其中冷卻劑腔在放出熱量的表面之間，該表面與構(gòu)件熱導(dǎo)相連接，其中在冷卻劑腔中存在多個(gè)散熱肋。

本發(fā)明的出發(fā)點(diǎn)是，在功率電子系統(tǒng)中的需求、尤其是在使用帶有電主驅(qū)動(dòng)器或輔助驅(qū)動(dòng)器的車輛時(shí)，有針對(duì)性地冷卻功率電子系統(tǒng)的單個(gè)部件。在這種情況下不同的部件具有不同的冷卻需要量，特別是在熱量和熱負(fù)荷的意義上。

例如通常與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相連接的功率電子開(kāi)關(guān)裝置具有在待散熱量方面最高的冷卻需要量。另外一個(gè)例如用于給能量存儲(chǔ)器充電的功率電子開(kāi)關(guān)裝置具有較小的待散熱量。電容器裝置相對(duì)于功率電子開(kāi)關(guān)裝置通常在待散熱量方面具有小了至少一個(gè)數(shù)量級(jí)的冷卻需求。

但是與此相反地存在的要求是，根據(jù)電容器裝置中的工作溫度，熱負(fù)荷通常比功率電子開(kāi)關(guān)裝置的熱負(fù)荷低了20℃以上。此外功率電子開(kāi)關(guān)裝置具有比電容器裝置更高的相對(duì)于溫度峰值的公差。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和提到的基本要求的認(rèn)識(shí)，本發(fā)明的目的在于，提出一種功率電子系統(tǒng)，其中不同的部件，如功率電子開(kāi)關(guān)裝置和電容器裝置根據(jù)其相應(yīng)的冷卻需要量、特別是根據(jù)其相應(yīng)的熱負(fù)荷和其待散熱量可以相應(yīng)地被冷卻。

根據(jù)本發(fā)明，此目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的功率電子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的實(shí)施方式在相應(yīng)的從屬權(quán)利要求中說(shuō)明。

根據(jù)本發(fā)明功率電子系統(tǒng)具有多部分的殼體、多個(gè)電子電路系統(tǒng)、至少一個(gè)電容器裝置和用于冷卻所有具有冷卻需求的部件的液體冷卻裝置。該多部分的殼體由至少三個(gè)基本形狀為方形的殼體件組成，即中間件和布置在中間件的相對(duì)設(shè)置的連接面上的上罩體和下罩件。方形的基本形狀在這里被理解為對(duì)實(shí)際形狀的極大簡(jiǎn)化，其中安裝和固定裝置、一般也像側(cè)面的面輪廓應(yīng)該是可忽略的。

優(yōu)選地，中間件以及兩個(gè)罩體具有各一個(gè)杯狀的子殼體件和各一個(gè)配屬的蓋狀的子罩體件。這種設(shè)計(jì)方案對(duì)于專業(yè)人員應(yīng)該也相應(yīng)于等效的設(shè)計(jì)方案。

該殼體、優(yōu)選是中間件，具有液體輸入接口和液體排出接口并且進(jìn)而液體冷卻裝置的接口裝置。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，中間件在其內(nèi)部具有帶有電容器接口件的電容器裝置，該電容器裝置直接地或間接地與至少一個(gè)功率電子開(kāi)關(guān)裝置相連接。

在功率電子系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，在上罩體內(nèi)設(shè)計(jì)有上功率電子開(kāi)關(guān)裝置，并且可選地或附加地在下罩體內(nèi)設(shè)計(jì)有下功率電子開(kāi)關(guān)裝置。這些功率電子開(kāi)關(guān)裝置中的至少一個(gè)與中間件中的電容器裝置導(dǎo)電地相連接。對(duì)于這樣的連接，殼體件具有凹口用于使配屬的連接裝置導(dǎo)向穿過(guò)。

同樣可以有利的是，在上罩件和可選的或附加的下罩件中布置有控制開(kāi)關(guān)裝置，其中然后其分別形成上控制開(kāi)關(guān)裝置或下控制開(kāi)關(guān)裝置。在中間件和上罩體之間，限定了輪廓并彼此一致的連接面形成至少一個(gè)上冷卻腔。同樣，在此彼此一致并同樣也限定了輪廓的連接面在中間件和下罩體之間形成至少兩下冷卻腔。

連接面在這里被理解為，表面部分地相接觸并且在部段中間隔開(kāi)，并且由借此形成冷卻腔。以同種方式可以形成連接冷卻腔的第一連接通道。

每個(gè)冷卻腔具有至少一個(gè)冷卻面。冷卻面理解為冷卻腔的界面的那個(gè)部分，該部分與待冷卻的部件、特別是功率電子開(kāi)關(guān)裝置或者電容器裝置或者上述的各部件直接熱接觸。

因此，液體冷卻裝置由輸入接口和排出接口、冷卻腔和必要的連接通道構(gòu)成，連接通道用于連接冷卻腔或用于其與輸入接口和排出接口的連接。因此在輸入接口流入的和在排出接口流出的冷卻液體能流過(guò)該冷卻裝置，其中不同的冷卻腔以一種有利的方式被串聯(lián)地流過(guò)。