DE102020107173A1 - Cooling arrangement for at least one current-carrying component of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kühlungsanordnung für zumindest eine stromführende Komponente eines Kraftfahrzeugs, umfassend wenigstens einen Komponententräger, an dem die zumindest eine stromführende Komponente angeordnet ist, und wenigstens ein Wärmerohr zum Abführen von mittels der stromführenden Komponente produzierter Verlustwärme an eine Wärmesenke der Kühlungsanordnung, wobei das wenigstens eine Wärmerohr durch zumindest eine Komponententrägeröffnung hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der Komponententrägeröffnung mit dem Komponententräger verbunden ist, wobei ein Abschnitt des Wärmerohrs zum Abführen der Verlustwärme in der Wärmesenke angeordnet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Kühlungsanordnung.The invention relates to a cooling arrangement for at least one current-carrying component of a motor vehicle, comprising at least one component carrier on which the at least one current-carrying component is arranged, and at least one heat pipe for dissipating heat loss produced by means of the current-carrying component to a heat sink of the cooling arrangement, the at least a heat pipe is passed through at least one component carrier opening and is at least indirectly connected to the component carrier in a thermally conductive manner in the region of the component carrier opening, a section of the heat pipe being arranged in the heat sink for dissipating the heat loss. The invention also relates to a motor vehicle with such a cooling arrangement.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlungsanordnung für zumindest eine stromführende Komponente eines Kraftfahrzeugs. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer derartigen Kühlungsanordnung.The present invention relates to a cooling arrangement for at least one current-carrying component of a motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with at least one such cooling arrangement.
Die Leistungselektronik für Automobilanwendungen ist überwiegend flüssigkeitsgekühlt. Wärme von elektronischen Bauteilen oder Platinen wird direkt oder über Wärmeleitung durch ein Gehäuse an ein Kühlmittel abgeführt. Bei Bedarf werden zusätzliche Kühlpfade durch Streben oder Platten realisiert. Vor allem in Ladeeinheiten von elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen werden Platinenstapel verwendet, von denen nur die äußeren Platinen üblicherweise direkt thermisch an ein Gehäuse angebunden werden können. Für die thermische Anbindung wird in der Regel ein Thermal Interface Material (TIM), zum Beispiel in Form von Wärmeleitpaste, verwendet.Power electronics for automotive applications are predominantly liquid-cooled. Heat from electronic components or circuit boards is dissipated directly or via heat conduction through a housing to a coolant. If necessary, additional cooling paths can be implemented using struts or plates. Especially in charging units of electrically powered motor vehicles, stacks of blanks are used, of which only the outer blanks can usually be thermally connected directly to a housing. A thermal interface material (TIM), for example in the form of thermal paste, is usually used for the thermal connection.
Die abführbare Wärmemenge ist durch die Wärmeleitfähigkeit von Gehäuse und Thermal Interface Material begrenzt. Meist müssen relativ große Distanzen zwischen zu kühlendem Bauteil und Wärmesenke, beispielsweise in Form eines Kühlkreislaufs, überwunden werden. An Verbindungspunkten zwischen Platinen und Gehäuse, beispielsweise in Form von Anschraubpunkten, elektrischen Verbindungen und dergleichen, wird Wärme abgeleitet. Ein Beispiel dafür bildet die Masseanbindung einer Platine über einen Anschraubpunkt: Hier wird Wärmeenergie über Leiterbahnen der Platinen zum Anschraubpunkt geleitet und über die Schraubverbindung sowie eine Anlagefläche am Anschraubpunkt zu einem Gehäuse abgeleitet. Eine Zentrierung solcher Platinen erfolgt üblicherweise über Zentrierstifte im zugehörigen Gehäuse.The amount of heat that can be dissipated is limited by the thermal conductivity of the housing and the thermal interface material. In most cases, relatively large distances between the component to be cooled and the heat sink, for example in the form of a cooling circuit, have to be overcome. Heat is dissipated at connection points between circuit boards and housing, for example in the form of screw-on points, electrical connections and the like. An example of this is the ground connection of a circuit board via a screw-on point: Here, thermal energy is conducted to the screw-on point via conductor tracks on the circuit boards and diverted to a housing via the screw connection and a contact surface at the screw-on point. Such boards are usually centered using centering pins in the associated housing.
Eine Kühlung von Bauteilen über ein Gehäuse ist aufgrund der begrenzten Wärmeleitfähigkeit der üblicherweise verwendeten Gehäusematerialien, beispielsweise Aluminium, meist relativ ineffizient. Daher sind oftmals zusätzliche Bearbeitungsflächen an Anbindungsstellen mit dem Thermal Interface Material erforderlich. Werden Platinenstapel verwendet, können nur die außenliegenden Bauteile gekühlt werden. Dies kann im schlimmsten Fall zu thermischen Betriebseinschränkungen führen. Falls Bauteile, die sich im Inneren des Geräts befinden, gekühlt werden sollen, sind oftmals zusätzliche Streben oder Stege erforderlich. Dadurch steigen Gewicht und Kosten. Die Wärmeabfuhr (zum Beispiel durch ein Thermal Interface Material), die mechanische Befestigung (beispielsweise durch Schrauben, Clipse und dergleichen), die Positionierung (beispielsweise mit Hilfe von Zentrierstiften) sowie eine elektrische Kontaktierung (beispielsweise mittels Kabelschuhen, On-Board-Verbindern und dergleichen) werden meist von einzelnen Bauteilen separat funktionsbasiert dargestellt.Cooling components via a housing is usually relatively inefficient due to the limited thermal conductivity of the housing materials commonly used, for example aluminum. Therefore, additional processing surfaces are often required at connection points with the thermal interface material. If stacks of blanks are used, only the external components can be cooled. In the worst case, this can lead to thermal operating restrictions. If components located inside the device are to be cooled, additional struts or webs are often required. This increases weight and costs. The heat dissipation (for example by a thermal interface material), the mechanical fastening (for example by screws, clips and the like), the positioning (for example with the help of centering pins) and electrical contacting (for example by means of cable lugs, on-board connectors and the like ) are usually represented separately from individual components in a function-based manner.
Die
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders einfache und effektive Lösung bereitzustellen, mittels welcher Verlustwärme von stromführenden Komponenten abgeführt werden kann.It is the object of the present invention to provide a particularly simple and effective solution by means of which heat loss can be dissipated from current-carrying components.
Diese Aufgabe wird durch eine Kühlungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren angegeben.This object is achieved by a cooling arrangement with the features of claim 1. Further possible embodiments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the figures.
Die erfindungsgemäße Kühlungsanordnung für zumindest eine stromführende Komponente eines Kraftfahrzeugs umfasst wenigstens einen Komponententräger, an dem die zumindest eine stromführende Komponente angeordnet ist, und wenigstens ein Wärmerohr zum Abführen von mittels der stromführenden Komponente produzierter Verlustwärme an eine Wärmesenke der Kühlungsanordnung. Das wenigstens eine Wärmerohr ist durch zumindest eine Komponententrägeröffnung hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der Komponententrägeröffnung mit dem Komponententräger verbunden, wobei ein Abschnitt des Wärmerohrs zum Abführen der Verlustwärme in der Wärmesenke angeordnet ist.The cooling arrangement according to the invention for at least one current-carrying component of a motor vehicle comprises at least one component carrier on which the at least one current-carrying component is arranged, and at least one heat pipe for dissipating heat loss produced by means of the current-carrying component to a heat sink of the cooling arrangement. The at least one heat pipe is passed through at least one component carrier opening and is at least indirectly connected to the component carrier in a thermally conductive manner in the area of the component carrier opening, a section of the heat pipe being arranged in the heat sink for dissipating the heat loss.
Bei dem Komponententräger kann es sich beispielsweise um eine Platine, eine Schirmblech oder auch beispielsweise um einen stegförmigen Komponententräger handeln. Grundsätzlich kann es sich bei dem Komponententräger um beliebige Träger handeln, welche dazu ausgebildet sein können, stromführende Komponenten aufzunehmen und auch zu kontaktieren. Bei der wenigstens einen stromführenden Komponente kann es sich beispielsweise um einen Widerstand, einen Halbleiter, eine Stromschiene, eine Spule und dergleichen handeln. Insbesondere kann es sich bei der stromführenden Komponente um eine Komponente für eine Leistungselektronik eines Kraftfahrzeugs handeln.The component carrier can be, for example, a circuit board, a shield plate or, for example, a web-shaped component carrier. In principle, the component carrier can be any carrier that can be designed to accommodate current-carrying components and also to contact them. The at least one current-carrying component can be, for example, a resistor, a semiconductor, a busbar, a coil and the like. In particular, the current-carrying component can be a component for power electronics of a motor vehicle.
Das wenigstens eine Wärmerohr dient also zur Wärmeabfuhr von Verlustwärme der wenigstens einen stromführenden Komponente, wobei über Wärmeleitung die Verlustwärme vom Komponententräger an das Wärmerohr übertragen werden kann, wobei die mittels des Wärmerohrs aufgenommene Verlustwärme dann an die Wärmesenke abgegeben werden kann. Darüber hinaus dient das wenigstens eine Wärmerohr zur mechanischen Halterung des wenigstens einen Komponententrägers. Das Wärmerohr kann darüber hinaus auch zur elektrischen Kontaktierung, insbesondere zur Masseanbindung, der zumindest einen stromführenden Komponente verwendet werden. Darüber hinaus kann das wenigstens eine Wärmerohr auch zur Zentrierung des Komponententrägers dienen. Bei der Wärmesenke kann es sich beispielsweise um ein von einem Kühlmedium durchflossenen Kühlkörper oder auch um ein Gehäuse handeln.The at least one heat pipe is used to dissipate heat loss from the at least one current-carrying component, whereby the heat loss can be transferred from the component carrier to the heat pipe via heat conduction, and the heat loss absorbed by the heat pipe can then be released to the heat sink. In addition, the at least one heat pipe is used to mechanically hold the at least one component carrier. The heat pipe can also be used for electrical contact, in particular for ground connection, of the at least one current-carrying component. In addition, the at least one heat pipe can also serve to center the component carrier. The heat sink can be, for example, a cooling body through which a cooling medium flows, or it can also be a housing.
Das wenigstens eine Wärmerohr kann unter Nutzung von Verdampfungswärme eines im Wärmerohr enthaltenen Mediums eine sehr hohe Wärmestromdichte erlauben. Auf diese Weise können sehr große Wärmemengen auf kleinster Querschnittsfläche transportiert werden. Zudem ist der Wärmewiderstand eines Wärmerohrs bei Arbeitstemperatur deutlich kleiner als der von Metallen. Zudem herrscht eine beinahe konstante Temperatur über die Länge des Wärmerohrs. Bei gleicher Übertragungsleistung sind deswegen wesentlich leichtere Bauweisen als bei herkömmlichen Wärmeübertragern unter gleichen Einsatzbedingungen möglich.The at least one heat pipe can allow a very high heat flux density using the evaporation heat of a medium contained in the heat pipe. In this way, very large amounts of heat can be transported over the smallest cross-sectional area. In addition, the thermal resistance of a heat pipe at working temperature is significantly lower than that of metals. In addition, there is an almost constant temperature over the length of the heat pipe. With the same transmission capacity, significantly lighter designs are therefore possible than with conventional heat exchangers under the same operating conditions.
Bei der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung wird eine sehr hohe Funktionsvereinigung beziehungsweise Funktionsintegration erreicht. Sowohl die Wärmeabfuhr, die mechanische Befestigung, die Positionierung sowie die elektrische Kontaktierung können über das wenigstens eine Wärmerohr realisiert werden, welches durch die zumindest eine Komponententrägeröffnung hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der Komponententrägeröffnung mit dem Komponententräger verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Gestaltung der Kühlungsanordnung, die auch bei beengten Bauraumverhältnissen eine besonders gute Wärmeabfuhr von der zumindest einen stromführenden Komponente ermöglicht.In the case of the cooling arrangement according to the invention, a very high degree of functional combination or functional integration is achieved. Heat dissipation, mechanical fastening, positioning and electrical contacting can be implemented via the at least one heat pipe, which is passed through the at least one component carrier opening and is at least indirectly connected to the component carrier in a thermally conductive manner in the area of the component carrier opening. This results in a particularly compact design of the cooling arrangement, which enables particularly good heat dissipation from the at least one current-carrying component, even when the installation space is limited.
Zudem ist es beispielsweise auch möglich, bei einer beispielsweise zentralen Anordnung der wenigstens einen stromführenden Komponente am Komponententräger eine sehr gute Kühlung der stromführenden Komponente zu erzielen. Natürlich ist es bei der Kühlungsanordnung auch möglich, dass mehrere unterschiedliche oder auch gleiche stromführende Komponenten an dem wenigstens einen Komponententräger angeordnet sind, wobei das wenigstens eine Wärmerohr dazu dient, mittels der stromführenden Komponenten produzierte Verlustwärme an die Wärmesenke der Kühlungsanordnung abzuführen.In addition, it is also possible, for example, to achieve very good cooling of the current-carrying component in the case of, for example, a central arrangement of the at least one current-carrying component on the component carrier. Of course, with the cooling arrangement it is also possible that several different or the same current-carrying components are arranged on the at least one component carrier, the at least one heat pipe serving to dissipate lost heat produced by means of the current-carrying components to the heat sink of the cooling arrangement.
Eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das wenigstens eine Wärmerohr eine Heatpipe ist. Heatpipes nutzen das Dochtprinzip, um ein kondensiertes Fluid zurück zum Verdampfer in der Heatpipe zu führen. Dieser Prozess ist dadurch lageunabhängig. Heatpipes arbeiten auch unter Schwerelosigkeit. Sie neigen im Vergleich zu Thermosiphons, bei denen es sich auch um eine bestimmte Art von Wärmerohren handelt, kaum zum Austrocknen, da der Flüssigkeitsstrom durch die Kapillare maßgeblich verbessert wird, was zu einem höheren übertragbaren Wärmestrom führt. Die Kapillarstruktur von Heatpipes sorgt außerdem dafür, dass, anders als beim Thermosiphon, die Wärme überall und über eine beliebige Höhe zugeführt werden kann. Mittels der Heatpipe ist es also unabhängig von der relativen Anordnung der stromführenden Komponente zur Wärmesenke möglich, jederzeit zuverlässig Verlustwärme von der stromführenden Komponente abzuführen. Alternativ ist es auch möglich, dass das wenigstens eine Wärmerohr ein schwerkraftgetriebenes Wärmerohr ist, beispielsweise ein 2-Phasen-Thermosiphon oder auch ein Gravitationswärmerohr.One possible embodiment of the invention provides that the at least one heat pipe is a heat pipe. Heat pipes use the wick principle to lead a condensed fluid back to the evaporator in the heat pipe. This process is therefore independent of the position. Heat pipes also work under weightlessness. Compared to thermosiphons, which are also a certain type of heat pipe, they hardly tend to dry out, since the flow of liquid through the capillary is significantly improved, which leads to a higher transferable heat flow. The capillary structure of heat pipes also ensures that, unlike the thermosiphon, the heat can be supplied anywhere and at any height. By means of the heat pipe, it is therefore possible, regardless of the relative arrangement of the current-carrying component to the heat sink, to reliably dissipate lost heat from the current-carrying component at any time. Alternatively, it is also possible that the at least one heat pipe is a gravity-driven heat pipe, for example a 2-phase thermosiphon or a gravitational heat pipe.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Komponententräger ausschließlich mittels des wenigstens einen Wärmerohrs an der Wärmesenke gehalten wird. Es sind also keine weiteren Maßnahmen beziehungsweise Elemente notwendig, um den Komponententräger an der Wärmsenke angeordnet zu halten. Dadurch können entsprechende Komponenten und entsprechendes Gewicht bei der Kühlungsanordnung eingespart werden.Another possible embodiment of the invention provides that the component carrier is held on the heat sink exclusively by means of the at least one heat pipe. No further measures or elements are therefore necessary in order to keep the component carrier arranged on the heat sink. As a result, corresponding components and corresponding weight can be saved in the cooling arrangement.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das wenigstens eine Wärmerohr u-förmig ist, wobei jeweilige Schenkel des Wärmerohrs durch jeweilige Komponententrägeröffnungen hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der Komponententrägeröffnungen mit dem Komponententräger verbunden sind, wobei sich der in der Wärmesenke angeordnete Abschnitt zwischen den Schenkeln befindet. Durch die u-förmige Ausgestaltung des Wärmerohrs kann der Komponententräger an zwei verschiedenen Stellen mittels des Wärmerohrs gehalten werden, wobei an diesen unterschiedlichen Stellen, also im Bereich der Komponententrägeröffnungen, Verlustwärme abgeführt werden kann. Insbesondere kann die u-Form des Wärmerohrs so gewählt sein, dass der zwischen den Schenkeln angeordnete Abschnitt relativ lang ist, und so ein besonders großer Bereich des Wärmerohrs in der Wärmesenke angeordnet ist, um so besonders effektiv Wärme an die Wärmesenke abzuführen.According to a further possible embodiment of the invention, it is provided that the at least one heat pipe is U-shaped, with respective legs of the heat pipe being passed through respective component carrier openings and at least indirectly connected to the component carrier in the region of the component carrier openings in a thermally conductive manner, with the in the heat sink arranged section is located between the legs. Due to the U-shaped design of the heat pipe, the component carrier can be held at two different points by means of the heat pipe, with heat loss being able to be dissipated at these different points, that is to say in the area of the component carrier openings. In particular, the u-shape of the heat pipe can be selected so that the section arranged between the legs is relatively long and a particularly large area of the heat pipe is arranged in the heat sink in order to dissipate heat particularly effectively to the heat sink.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Abschnitt des Wärmerohrs in eine Nut der Wärmesenke eingepresst ist oder in ein durch die Wärmesenke strömendes Kühlmedium taucht. In ersterem Fall kann das Wärmerohr besonders einfach in der Wärmesenke befestigt und thermisch leitend an dieser kontaktiert sein. In zweiterem Fall ist es möglich, das Wärmerohr direkt thermisch an das Kühlmedium anzubinden, welches die Wärmesenke durchströmt.Another possible embodiment of the invention provides that the section of the heat pipe is pressed into a groove in the heat sink or is immersed in a cooling medium flowing through the heat sink. In the first case, the heat pipe can be fastened in the heat sink in a particularly simple manner and contacted with it in a thermally conductive manner. In the second case, it is possible to thermally connect the heat pipe directly to the cooling medium that flows through the heat sink.
Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Wärmesenke ein Gehäuse und/oder ein von einem Kühlmedium durchströmbarer Kühlkörper ist. Je nach Randbedingungen kann es ausreichend sein, wenn die Wärmesenke ein Gehäuse ist, welches beispielsweise luftgekühlt sein kann, sodass die an die Wärmesenke abgegebene Verlustwärme besonders einfach zum Beispiel an die Umgebung abgegeben werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Wärmesenke ein Kühlkörper ist, der an einen Kühlkreislauf angeschlossen ist, sodass der Kühlkörper mittels eines Kühlmediums durchströmt werden kann, an welches die mittels des Wärmerohrs aufgenommene Verlustwärme besonders effizient abgegeben werden kann.According to a further possible embodiment of the invention, it is provided that the heat sink is a housing and / or a heat sink through which a cooling medium can flow. Depending on the boundary conditions, it can be sufficient if the heat sink is a housing which can be air-cooled, for example, so that the heat loss given off to the heat sink can be given off particularly easily, for example, to the environment. Alternatively or additionally, it is also possible that the heat sink is a heat sink that is connected to a cooling circuit, so that the heat sink can be flown through by means of a cooling medium, to which the heat loss absorbed by the heat pipe can be given off particularly efficiently.
In weiterer möglicher Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Klemmring, insbesondere unter Vermittlung eines thermischen Grenzflächenmaterials, beispielsweise in Form einer Wärmeleitpaste oder dergleichen, wärmeleitend mit einer Seite des wenigstens einen Komponententrägers verbunden ist, wobei eine Öffnung des Klemmrings fluchtend zur Komponententrägeröffnung angeordnet und das Wärmerohr durch beide Öffnungen hindurchgeführt ist. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass der Komponententräger mit seiner Komponententrägeröffnung auf das Wärmerohr aufgepresst ist. Der Klemmring kann zum Beispiel auf das Wärmerohr aufgepresst und/oder am Komponententräger angeschraubt sein. Der Klemmring dient als eine Art Montageanschlag und zur thermischen Kontaktierung des Komponententrägers an das wenigstens eine Wärmerohr. Bei der Montage kann der Komponententräger beispielsweise zunächst auf den Klemmring aufgelegt und mittels des thermischen Grenzflächenmaterials, also einem sogenannten Thermal Interface Material, großflächig thermisch mit dem wenigstens einen Wärmerohr verbunden werden. Es ist auch möglich, den Klemmring wegzulassen, wobei in dem Fall der Komponententräger mit seiner Komponententrägeröffnung auf das Wärmerohr aufgepresst sein kann. Im Bereich der Komponententrägeröffnung kann beispielsweise ein Blechkragen oder ein anderer Kragen zur Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Komponententrägeröffnung und dem Wärmerohr vorgesehen sein. Dadurch kann die Wärmeübertragungsleistung vom Komponententräger auf das Wärmerohr verbessert werden.In a further possible embodiment of the invention, it is provided that a clamping ring, in particular with the intermediary of a thermal interface material, for example in the form of a heat-conducting paste or the like, is connected in a thermally conductive manner to one side of the at least one component carrier, an opening of the clamping ring being arranged and aligned with the component carrier opening the heat pipe is passed through both openings. As an alternative or in addition, it is also possible for the component carrier to be pressed onto the heat pipe with its component carrier opening. The clamping ring can, for example, be pressed onto the heat pipe and / or screwed onto the component carrier. The clamping ring serves as a type of assembly stop and for thermal contacting of the component carrier with the at least one heat pipe. During assembly, the component carrier can, for example, initially be placed on the clamping ring and thermally connected to the at least one heat pipe over a large area by means of the thermal interface material, that is to say a so-called thermal interface material. It is also possible to omit the clamping ring, in which case the component carrier can be pressed onto the heat pipe with its component carrier opening. In the area of the component carrier opening, for example, a sheet metal collar or another collar can be provided to enlarge the contact area between the component carrier opening and the heat pipe. As a result, the heat transfer performance from the component carrier to the heat pipe can be improved.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass weitere Wärmerohre durch jeweilige weitere Komponententrägeröffnungen hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der Komponententrägeröffnungen mit dem wenigstens einen Komponententräger verbunden sind, wobei jeweilige Abschnitte der weiteren Wärmerohre zum Abführen der Verlustwärme in der Wärmesenke angeordnet sind. So ist es möglich, an unterschiedlichsten Stellen des Komponententrägers eine thermische Anbindung an die Vielzahl der Wärmerohre vorzusehen, sodass besonders viel Verlustwärme vom Komponententräger an die Wärmerohre übertragen werden kann. Insbesondere wenn am Komponententräger an unterschiedlichsten Stellen eine Vielzahl von stromführenden Komponenten angeordnet ist, kann dadurch sichergestellt werden, dass sämtliche stromführenden Komponenten besonders gut gekühlt werden können, indem durch diese produzierte Verlustwärme an die verschiedenen Wärmerohre abgeführt wird.A further possible embodiment of the invention provides that further heat pipes are passed through respective further component carrier openings and are at least indirectly connected to the at least one component carrier in a thermally conductive manner in the area of the component carrier openings, with respective sections of the further heat pipes being arranged in the heat sink to dissipate the heat loss. It is thus possible to provide a thermal connection to the large number of heat pipes at a wide variety of points on the component carrier, so that a particularly large amount of heat loss can be transferred from the component carrier to the heat pipes. In particular, if a large number of current-carrying components are arranged at various points on the component carrier, this can ensure that all current-carrying components can be cooled particularly well by dissipating heat loss through them to the various heat pipes.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Kühlungsanordnung weitere Komponententräger aufweist, an denen jeweils zumindest eine stromführende Komponente angeordnet ist, wobei die Komponententräger übereinander angeordnet sind und das wenigstens eine Wärmerohr durch zumindest eine jeweilige Komponententrägeröffnung in den weiteren Komponententrägern hindurchgeführt und zumindest mittelbar wärmeleitend im Bereich der jeweiligen Komponententrägeröffnungen mit den jeweiligen Komponententrägern verbunden ist. So können mehrere Komponententräger, auf denen jeweils zumindest eine stromführende Komponente angeordnet ist, sehr kompakt übereinander angeordnet werden, wobei es mittels des zumindest einen Wärmerohrs auf besonders effiziente Weise möglich ist, Verlustwärme von den stromführenden Komponenten an die Wärmesenke abzuführen.Another possible embodiment of the invention provides that the cooling arrangement has further component carriers on each of which at least one current-carrying component is arranged, the component carriers being arranged one above the other and the at least one heat pipe being passed through at least one respective component carrier opening in the further component carriers and at least indirectly is connected to the respective component carriers in a thermally conductive manner in the region of the respective component carrier openings. Thus, several component carriers, on each of which at least one current-carrying component is arranged, can be arranged very compactly one above the other, with the at least one heat pipe making it possible in a particularly efficient manner to dissipate heat loss from the current-carrying components to the heat sink.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Kühlungsanordnung oder eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlungsanordnung.The motor vehicle according to the invention comprises at least one cooling arrangement according to the invention or a possible embodiment of the cooling arrangement according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can emerge from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features shown on their own in the description of the figures and / or in the figures are not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own can be used without departing from the scope of the invention.
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine Perspektivansicht einer Kühlungsanordnung für mehrere stromführende Komponenten eines Kraftfahrzeugs, die an jeweiligen übereinander angeordneten Komponententrägern befestigt sind, wobei die Kühlungsanordnung mehrere u-förmig ausgebildete Wärmerohre aufweist, welche dazu dienen, durch die stromführenden Komponenten erzeugte Verlustwärme an eine Wärmsenke der Kühlungsanordnung abzuführen; -
2 eine Seitenschnittansicht einer möglichen Ausführungsform der Kühlungsanordnung, wobei diese nur teilweise dargestellt ist; -
3 eine Seitenschnittansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform der Kühlungsanordnung, wobei diese ebenfalls nur teilweise dargestellt ist; -
4 eine Seitenschnittansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform der Kühlungsanordnung, wobei diese ebenfalls nur teilweise dargestellt ist.
-
1 a perspective view of a cooling arrangement for several current-carrying components of a motor vehicle, which are fastened to respective component carriers arranged one above the other, the cooling arrangement having several U-shaped heat pipes which serve to dissipate heat losses generated by the current-carrying components to a heat sink of the cooling arrangement; -
2 a side sectional view of a possible embodiment of the cooling arrangement, this is only partially shown; -
3 a side sectional view of a further possible embodiment of the cooling arrangement, which is also only partially shown; -
4th a side sectional view of a further possible embodiment of the cooling arrangement, which is also only partially shown.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures.
Eine Kühlungsanordnung
Die Kühlungsanordnung
Die u-förmig ausgebildeten Wärmerohre
In
In
In
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KühlungsanordnungCooling arrangement
- 1212th
- stromführende Komponentelive component
- 1414th
- KomponententrägerComponent carrier
- 1616
- WärmerohrHeat pipe
- 1818th
- WärmesenkeHeat sink
- 2020th
- in der Wärmesenke angeordneter Abschnitt des WärmerohrsSection of the heat pipe arranged in the heat sink
- 2222nd
- Schenkel des WärmerohrsLeg of the heat pipe
- 2424
- Nuten in der WärmsenkeGrooves in the heat sink
- 2626th
- KlemmringeClamping rings
- 2828
- thermisches Grenzflächenmaterialthermal interface material
- 3030th
- Unterseite des KomponententrägersUnderside of the component carrier
- 3232
- Kühlmedium in der WärmesenkeCooling medium in the heat sink
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2020
- 2020-03-16 DE DE102020107173.6A patent/DE102020107173A1/en active Pending
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