[發(fā)明專利]用于冷卻電子模塊的多個層的熱交換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710979228.3
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN108541182B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·M·A·阿貝爾斯;B·A·肯內(nèi);M·K·A·馬徹勒;余江鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 達(dá)納加拿大公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 顧峻峰

一種用于冷卻布置在多個層中的多個發(fā)熱電子部件的堆疊板式熱交換器，包括限定多個平行流體流動通道的疊層扁平管，所述扁平管由用于接收所述電子部件的空間分開。一個或多個流動限制肋布置在所述流體流動通道中的至少一些內(nèi)，以通過沿著所述流體流動通道的所述寬度的至少一部分減小所述傳熱區(qū)域外部的所述流體流動通道的所述高度而部分地阻擋至少一個所述歧管與所述傳熱區(qū)域之間的流體流，以便改善所述熱交換器的所述流體流動通道之間和之內(nèi)的傳熱流體的流動分布，并且最小化所述流體流動通道的外邊緣處的旁通流動。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2017年3月6日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/467,459的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于布置在多個層中的發(fā)熱電子部件的雙面冷卻的緊湊型熱交換器。

背景技術(shù)

電動車輛(“EV”)和混合動力電動車輛(“HEV”)采用了產(chǎn)生大量熱能的電力電子裝置。這種熱能必須消散以避免這些裝置的可能造成損壞或降低性能的過度加熱。

汽車電力電子裝置通常包括一個或多個發(fā)熱電子部件，諸如晶體管、電阻、電容、場效應(yīng)晶體管(FETS)、絕緣柵雙極晶體管(IGBTs)、電力逆變器、直流-直流轉(zhuǎn)換器和直流-交流轉(zhuǎn)換器。這些部件可以安裝在諸如印刷電路板的底板上。

盡管汽車電力電子裝置的結(jié)構(gòu)不同，但是在一些應(yīng)用中電力電子裝置設(shè)置有沿著其可以影響冷卻的相對平坦面。IGBTs是可以具有這種結(jié)構(gòu)的電力電子裝置的示例。典型的EV或HEV可以包括許多IGBTs，所述許多IGBTs可以以三個一組的多組形式進(jìn)行布置。IGBTs可以通過使每個IGBT的相對平坦面中的一個或兩個與散熱片接觸來冷卻。為了增強(qiáng)傳熱，諸如空氣或液體冷卻液的冷卻流體可以沿著散熱片循環(huán)或循環(huán)通過散熱片。例如，如在2016年12月14日提交的共同受讓的美國臨時申請?zhí)?2/433,936中公開的，一種用于電子部件的雙面冷卻的熱交換器可以包括與布置在單層中的一個或多個電子部件的相對平坦面接觸的一對散熱片。

由于空間限制和成本考慮，以緊湊型陣列的方式封裝發(fā)熱電子部件并且為冷卻該陣列中的每個電子部件的兩側(cè)表面提供單個釬焊的熱交換器可以是有利的。例如在于2016年8月26日提交的共同受讓的國際申請?zhí)朠CT/CA2016/051010中知曉這種類型的熱交換器。然而，依然存在對用于以緊湊型陣列的方式封裝的發(fā)熱電子部件的雙面冷卻的簡單有效的熱交換器，所述熱交換器提供與電子部件的有效熱連通和沿著該封裝中的所有電子部件的側(cè)表面的冷卻流體的均衡流動。

發(fā)明內(nèi)容

在一個方面中，提供了一種熱交換器組件，包括：熱交換器芯體，所述熱交換器芯體包括多個扁平管，其中每個所述扁平管包圍細(xì)長流體流動通道，所述細(xì)長流體流動通道具有頂壁、底壁和彼此橫向間隔開的一對外邊緣，其中所述流體流動通道的寬度限定在所述外邊緣之間；

其中所述扁平管布置在疊層中，所述流體流動通道沿著所述疊層的高度成彼此平行間隔開的關(guān)系，使得用于接收發(fā)熱電子部件的多個空間遍及所述疊層的高度限定在相鄰的扁平管之間，其中所述扁平管限定傳熱表面，所述扁平管適合于沿著所述傳熱表面與所述發(fā)熱部件熱接觸；其中所述扁平管接合在一起形成進(jìn)口歧管和出口歧管，所述歧管中的每一個遍及所述疊層的所述高度延伸，其中所述進(jìn)口歧管與每個所述流體流動通道的第一端直接流體連通，并且所述出口歧管與每個所述流體流動通道的第二端直接流體連通；其中每個所述扁平管的所述流體流動通道具有位于所述歧管之間的傳熱區(qū)域，其中湍流增強(qiáng)插入件設(shè)置在所述傳熱區(qū)域內(nèi)部，并且其中每個所述流體流動通道中的所述傳熱區(qū)域與所述扁平管的外表面上的至少一個所述傳熱表面直接相對，其中所述流體流動通道在所述傳熱區(qū)域中的所述頂壁與底壁之間具有最大高度，其中所述湍流增強(qiáng)插入件與所述頂壁和底壁直接熱接觸；其中所述熱交換器組件進(jìn)一步包括布置在所述流體流動通道中的至少一些內(nèi)的一個或多個流動限制肋，以通過沿著所述流體流動通道的所述寬度的至少一部分減小所述傳熱區(qū)域外部的所述流體流動通道的所述高度而部分地阻擋至少一個所述歧管與所述傳熱區(qū)域之間的流體流。