[發明專利]導管聚合物組件

有效

• 申請號: 201910387022.0
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110505786B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: A·M·科波拉;A·法特米;R·普拉薩德
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 代易寧;劉茜

提供了一種導管聚合物組件，其包括熱源，和配置成封閉和保護所述熱源的至少一部分的聚合物基底：以及限定在所述聚合物基底中的通道，所述通道配置成經由通道冷卻劑流遠離所述熱源傳遞熱流。

技術領域

本公開總體上涉及熱源的冷卻和保護。特別地，本發明涉及一種組件， 其提供熱管理益處以及對動力部件的保護，動力部件包括但不限于電子 板，諸如定子之類的馬達部件，或者馬達部件的一部分。

背景技術

眾所周知，許多動力設備產生熱量。為了將設備結溫保持在所需的限 度內，應該從設備中除去熱量：不能除去由此產生的熱量導致設備溫度升 高，潛在地導致熱失控條件。現已將電子工業中的幾種趨勢結合起來，增 加熱管理的重要性，包括電子設備的散熱。特別地，對更快和更密集封裝 電路的需要直接影響熱管理的重要性。首先，功率耗散以及因此的熱產生 隨著設備工作頻率的增加而增加。第二，在較低的設備結溫下增加工作頻率是可能的。最后，隨著越來越多的設備封裝到單個芯片上，功率密度(瓦 特/cm²)增加，導致需要從給定尺寸的芯片或模塊去除更多的功率。這些 趨勢結合起來產生了不再期望僅通過傳統空氣冷卻方法(例如，通過使用 傳統空氣冷卻散熱片)從現代設備移除熱量的應用。

還已知，通過使用冷卻流體，例如冷卻水或制冷劑，電子設備得到更 有效地冷卻。例如，可以通過使用與電子設備熱接觸的冷板來冷卻電子設 備。冷卻水(或其它冷卻流體)循環通過冷板，其中熱量從電子設備傳遞 到冷卻流體。冷卻流體然后循環通過外部熱交換器或冷卻器，其中累積的 熱量從冷卻流體傳遞。提供了將冷板彼此連接并連接到外部熱交換器或冷 卻器的流體流動路徑。這些流體流動路徑由管道構成(例如，銅管)，其 通常通過一個或多個機械連接接合到冷板。

然而，由于部件通常在冷板組件中實施，使用已知方法和材料構造的 冷板流體分配組件在尺寸和重量上可能相當龐大。電子設備、板、冷板等 中的制造和裝配公差可能導致部件尺寸和對準的變化，需要多冷板流體分 配組件中的一定程度的柔性，以便同時保持與所有相關電子設備的良好熱 接觸。例如，制造和工藝公差可能導致類似類型的模塊(例如處理器模塊) 的高度變化幾毫米。

如圖1A所示，提供了用于熱源的傳統冷卻板的等距視圖，其中熱源 可以是車輛的電子模塊。圖1B提供了圖1A中的冷卻板的等距視圖，其中 頂蓋被移除并且暴露冷卻通道。圖1C是圖1A的冷卻板中的電子模塊腔的 等距視圖。圖2是傳統冷卻板和電子模塊的示意性橫截面視圖，其中示出 了冷卻劑流，使得冷卻劑流僅遠離電子模塊的一側傳熱。

可替代地，可以使用已知的材料和方法來產生多冷板流體分配組件， 該多冷板流體分配組件具有足夠的柔性但缺乏與減少數量的機械管道連 接相關聯的可靠性改進。例如，多個金屬冷板可以使用柔性管(例如塑料 管)進行鋪設在一起。由于塑料管不能焊接、銅焊或以其它方式可靠地和 永久地接合到金屬冷板，因此在塑料管和每個冷板的每個入口和出口之間 需要機械連接。如前所述，增加機械管道連接的數量增加了冷卻分配組件中潛在的故障點。因此，已知的材料和方法可以提供一種多冷板流體分配 組件，其具有足夠的柔性以在存在正常制造和組裝工藝變化的情況下保持 與相關電子設備的良好熱接觸，然而，這種柔性是以作為產生多冷板流體 分配組件的動機的可靠性改進為代價而獲得的。

因此，希望提供一種組件，其能夠以緊湊和重量輕的方式容納和保護 諸如電子板之類的熱源，同時還管理由熱源產生的熱能。此外，希望減少 通常在這種組件中實現的部件的數量。此外，結合附圖以及前述技術領域 和背景技術，通過隨后的具體實施方式和所附權利要求，本發明的其它期 望特征和特性將變得顯而易見。

發明內容

本公開提供了一種導管聚合物組件，其中該組件包括熱源和用于熱源 的外殼。熱源可以但不一定是易于產生熱量的高功率電子模塊，例如但不 限于用于電動車輛的IGBT或MOSFET模塊。外殼配置成從熱源傳熱，同 時還保護熱源。此外，相對于用于這種高功率電子模塊/板的傳統冷卻劑板， 本公開的聚合物組件具有減小的重量和減小的部件。