[發(fā)明專利]利用涂層材料進行的冷卻劑流分布

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710521611.4
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107565827B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 成銘基;紀昌俊;邁克爾·W·德格內(nèi)爾
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H05K7/20
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

本公開涉及利用涂層材料進行的冷卻劑流分布。公開了包括疏水或疏油涂層的電子裝置，以控制其中或其上的冷卻劑流。在至少一個實施例中，提供了一種電力逆變器冷卻板，包括冷卻劑入口、冷卻劑出口、冷卻劑擴流區(qū)、冷卻劑匯流區(qū)和設(shè)置在冷卻劑擴流區(qū)與冷卻劑匯流區(qū)之間的冷卻劑熱傳遞區(qū)以及被構(gòu)造為控制冷卻板中的冷卻劑流的疏水或疏油涂層的一個或更多個層。一種方法可包括：將疏水或疏油涂層的一個或更多個層涂覆到電力逆變器冷卻板以控制冷卻板中的冷卻劑流，所述一個或更多個層被涂覆到冷卻劑擴流區(qū)、冷卻劑匯流區(qū)或設(shè)置在它們之間的冷卻劑熱傳遞區(qū)中的一個或更多個。所述層可限定冷卻劑流動路徑、消除回流區(qū)和/或防止冷卻劑泄漏路徑。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及例如在電機和/或逆變器中使用涂層材料進行冷卻劑流分布。

背景技術(shù)

諸如電機和電力逆變器的電子裝置的功率密度正在持續(xù)增大以滿足降低重量和成本的目標(biāo)。為了滿足這些目標(biāo)，提高電子裝置的效率和性能通常是重要的。電機的性能和效率通常受到銅繞組的溫度約束和/或應(yīng)克服氣隙中的摩擦損失的最大電流的限制。對于電機熱管理，在電機的端繞組上保持均勻的冷卻劑(例如，水/乙二醇、油或自動變速器流體)流來消除局部熱點會是重要的。由于部件的焊接材料會因超過溫度極限而受損，因此電力逆變器的性能和效率通常受到絕緣柵雙極晶體管(IGBT)和/或二極管的熱約束的限制。對于逆變器熱管理，可使用液體冷卻板來冷卻逆變器內(nèi)部的部件，諸如IGBT、二極管、焊料層(solder layer)等。

發(fā)明內(nèi)容

在至少一個實施例中，提供了一種電力逆變器冷卻板。冷卻板可包括冷卻劑入口、冷卻劑擴流區(qū)、冷卻劑匯流區(qū)和設(shè)置在冷卻劑擴流區(qū)與冷卻劑匯流區(qū)之間的冷卻劑熱傳遞區(qū)、冷卻劑出口以及被構(gòu)造為控制冷卻板中的冷卻劑流的疏水或疏油涂層的一個或更多個層。

所述一個或更多個層可包括位于冷卻劑擴流區(qū)和/或冷卻劑匯流區(qū)中的多條線。所述多條線可限定多條冷卻劑流動路徑。在一個實施例中，所述多條冷卻劑流動路徑從冷卻劑入口朝向冷卻劑熱傳遞區(qū)成扇形散開。在另一個實施例中，所述多條冷卻劑流動路徑從冷卻劑熱傳遞區(qū)朝向冷卻劑出口成漏斗形匯聚(funnel)。所述冷卻板還可包括位于多條流動路徑內(nèi)的親水或親油涂層的一個或更多個層。在一個實施例中，冷卻劑熱傳遞區(qū)可包括具有一個或更多個轉(zhuǎn)彎的至少一條冷卻劑流道，每個轉(zhuǎn)彎包括至少一個拐角，并且所述疏水或疏油涂層的一個或更多個層中的至少一個可位于至少一個拐角處或附近。

在一個實施例中，疏水或疏油涂層的層位于所述至少一個拐角的每側(cè)上。在另一個實施例中，所述一個或更多個轉(zhuǎn)彎包括具有兩個90度拐角的180度轉(zhuǎn)彎，并且疏水或疏油涂層的層位于兩個90度拐角的每側(cè)上。冷卻劑熱傳遞區(qū)可包括具有至少一個壁的至少一條冷卻劑流道，冷卻板還可包括蓋，所述蓋被構(gòu)造為接觸所述至少一個壁的頂表面以將冷卻劑保持在所述至少一條冷卻劑流道中，所述疏水或疏油涂層的一個或更多個層中的至少一個可覆蓋在所述至少一個壁的頂表面上，并且可被構(gòu)造為防止冷卻劑在蓋與所述頂表面之間通過。在一個實施例中，疏水或疏油涂層是與水或油具有至少150度的接觸角的超疏水或超疏油涂層。

在至少一個實施例中，提供了一種方法。所述方法可包括：將疏水或疏油涂層的一個或更多個層涂覆到電力逆變器冷卻板，以控制所述冷卻板中的冷卻劑流，所述一個或更多個層被涂覆到冷卻劑擴流區(qū)、冷卻劑匯流區(qū)或設(shè)置在它們之間的冷卻劑熱傳遞區(qū)中的一個或更多個。