Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

DE102013223480A1 - Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen - Google Patents

Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen Download PDF

Info

Publication number
DE102013223480A1
DE102013223480A1 DE102013223480.5A DE102013223480A DE102013223480A1 DE 102013223480 A1 DE102013223480 A1 DE 102013223480A1 DE 102013223480 A DE102013223480 A DE 102013223480A DE 102013223480 A1 DE102013223480 A1 DE 102013223480A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
working fluid
heat
thermally conductive
hollow portion
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102013223480.5A
Other languages
English (en)
Inventor
Jin Woo Kwak
Kyong Hwa Song
Gyung Bok KIM
In Chang CHU
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Motor Co
Original Assignee
Hyundai Motor Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Motor Co filed Critical Hyundai Motor Co
Publication of DE102013223480A1 publication Critical patent/DE102013223480A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48139—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4846—Connecting portions with multiple bonds on the same bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/4901—Structure
    • H01L2224/4903—Connectors having different sizes, e.g. different diameters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/38—Cooling arrangements using the Peltier effect
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Es wird ein Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen bereitgestellt, das ein Gehäuse mit einem hohlen Abschnitt enthält, in den Arbeitsfluid zur Wärmeübertragung und Wärmeabfuhr gefüllt wird. Das Gehäuse der elektronischen Steuerung ist mit einem hohlen Abschnitt ausgebildet und besteht aus einem Material, das den wärmeleitfähigen Füllstoff enthält, und das Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid wird in den hohlen Abschnitt gefüllt, um die Kühlleistung zu verbessern und eine Gewichtsverringerung zu erzielen. Durch Ausbilden der Kondensationseinheit, die das verdampfte Arbeitsfluid im oberen Endabschnitt relativ zum Arbeitsfluid im hohlen Abschnitt des Gehäuses kondensiert, kann der Wärmeaustauscheffekt des Arbeitsfluids maximiert werden.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen und insbesondere ein Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen, bei dem ein Gehäuse einer elektronischen Steuerung einen hohlen Abschnitt hat und der hohle Abschnitt mit einem Arbeitsfluid zur Wärmeübertragung und -abfuhr gefüllt ist.
  • (b) Hintergrundtechnik
  • Seit kurzem nimmt die Anzahl verschiedener in Fahrzeugen installierter elektrischer und elektronischer Teile (im Folgenden als elektronische Steuerungen bezeichnet) zu und die elektronischen Steuerungen sind außerdem integriert worden. Deshalb sind Gewichtsverringerung und Sicherheit, speziell die Wärmeabfuhr von Kühlsystemen zum Kühlen der elektronischen Steuerungen, zu einem ernsten Problem geworden. Ein herkömmliches Kühlsystem zum Kühlen verschiedener in Fahrzeugen installierten elektronischen Steuerungen wird kurz beschrieben.
  • Das herkömmliche Kühlsystem ist normalerweise ein Typ mit Wasserkühlung, da ein Typ mit Luftkühlung eine geringere Kühlleistung hat als der Typ mit Wasserkühlung und deshalb für Teile mit hoher Wärmeabgabe wie eine Batterie, ein Inverter und ähnliche und/oder entsprechende Teile nicht geeignet ist. Das herkömmliche Kühlsystem, z. B ein Kühlsystem, das eine Elektromotorsteuerung eines Brennstoffzellenfahrzeugs kühlt, hat eine Struktur mit Wasserkühlung, bei der ein geschlossener Wärmetauscher verwendet wird, und ein Invertersystem eines umweltfreundlichen Fahrzeugs verwendet ein direktes Flüssigkeitskühlsystem zum Kühlen eines IGBT-Leistungsmoduls.
  • Wie in den 1A und 1B dargestellt hat ein herkömmliches Kühlsystem des Typs mit Wasserkühlung einen Kühlkörper zur Wärmeabfuhr, der integral an einem Leistungsgerät jeder Steuerung angebracht ist, wobei ein Kühlrohr, in dem ein Arbeitsfluid zirkuliert, neben dem Kühlkörper angeordnet ist.
  • Da jedoch bei einem herkömmlichen Kühlsystem des Typs mit Wasserkühlung das Gewicht jedes Bauteils des Kühlsystems hoch ist, ist es schwierig, ein Kühlrohr zu einem Kühlwasser-Zirkulationskanal zu formen, außerdem ist die Korrosionsbeständigkeit der metallischen Materialien, wie sie für den Kühlkörper verwendet werden, eingeschränkt und es kann zu einer Leckage des Kühlwassers kommen.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung ein Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen bereit, bei dem ein Gehäuse einer elektronischen Steuerung mit einem hohlen Abschnitt ausgebildet sein kann und ein Material verwendet wird, das einen Wärmeübertragungsfüllstoff enthält, und in den hohlen Abschnitt kann ein Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid gefüllt werden, um die Kühlleistung im Vergleich zu Kühlsystemen des Typs mit Luftkühlung und des Typs mit Wasserkühlung für elektronische Steuerungen von Fahrzeugen zu verbessern und das Gewicht des Kühlsystems im Vergleich zu einem Kühlsystem des Typs mit Wasserkühlung zu verringern.
  • Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ebenfalls ein Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen bereit, bei dem eine Kühleinheit in Form eines Wärmeabfuhrstiftes oder eine Kühleinheit, die ein thermoelektrisches Element zur effizienten Kondensation an einem oberen Abschnitt relativ zu einem Arbeitsfluid in einem hohlen Abschnitt eines Gehäuses angebracht ist, d. h. an einem oberen Endabschnitt des hohlen Abschnitts als Kondensationseinheit, die ein verdampftes Arbeitsfluid kondensiert, wodurch der Wärmeaustauscheffekt des Arbeitsfluids maximiert wird.
  • Gemäß einem der verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung wird ein Wärmeabfuhrgerät für eine elektronische Steuerung bereitgestellt, bei dem ein Gehäuse der elektronischen Steuerung aus einem wärmeleitfähigen Material mit einem hohlen Abschnitt ausgebildet sein kann, wobei das Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid in den hohlen Abschnitt gefüllt werden kann.
  • Das Gehäuse kann aus einem wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial ausgebildet sein, das einen wärmeleitfähigen Füllstoff enthält. Der wärmeleitfähige Füllstoff kann einen Anteil von ca. 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterials haben. Außerdem kann der wärmeleitfähige Füllstoff Graphit oder Bornitrid in Form plättchenförmiger Partikel enthalten. Ein thermoelektrisches Element, das ein verdampftes Arbeitsfluid kondensiert, kann in einem oberen Endabschnitt des hohlen Abschnitts angeordnet sein. Das Arbeitsfluid kann eine Substanz enthalten, die aus Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber gewählt wird, die bei der Wärmeabsorption verdampft werden und eine Kombination aus zwei oder mehr Substanzen, die aus Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber gewählt werden. Eine Mehrzahl Rippen, die die Steifigkeit des hohlen Abschnitts verstärken, kann integral auf der Bodenoberfläche des hohlen Abschnitts sich nach oben erstreckend ausgebildet sein.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die obigen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel, das in den beiliegenden Zeichnungen nur beispielhaft dargestellt ist, nachstehend ausführlich beschrieben und schränken somit die vorliegende Erfindung nicht ein; es zeigen:
  • 1A und 1B beispielhafte Diagramme herkömmlicher Wärmeabfuhrmittel für elektronische Steuerungen gemäß der verwandten Technik;
  • 2 ein beispielhaftes Diagramm eines Wärmeabfuhrgeräts für elektronische Steuerungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein beispielhaftes Diagramm eines Wärmeabfuhrgeräts für elektronische Steuerungen gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 4 ein beispielhaftes Diagramm zur Beschreibung der Funktion eines Wärmeübertragungsfüllstoffs, der in einem Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es versteht sich, dass der Begriff ”Fahrzeug” oder ”fahrzeugtechnisch” oder andere ähnliche hierin verwendete Begriffe allgemein Kraftfahrzeuge betreffen, wie Personenkraftwagen, einschließlich Komfort-Geländewagen (sports utility vehicles; SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wassermotorfahrzeuge einschließlich verschiedene Boote und Schiffe, Luftfahrzeuge und dgl. und auch Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (an der Steckdose aufladbar), Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge für alternative Kraftstoffe (z. B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl gewonnen werden) umfasst. Wie hierin verwendet ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug mit zwei oder mehr Antriebsquellen, z. B. Fahrzeuge sowohl mit Benzin- als auch Elektroantrieb.
  • Außerdem versteht es sich, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf ein Hardware-Gerät bezieht, das einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module konfiguriert und der Prozessor ist speziell zum Ausführen der Module konfiguriert, um einen oder mehrere der später beschriebenen Prozesse auszuführen.
  • Ferner kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium mit ausführbaren Programmanweisungen, die von einem Prozessor, einer Steuerung und dgl. ausgeführt werden, verwirklicht sein. Beispiele für computerlesbare Medien sind u. a. ROMs, RAMs, Compact Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, USB-Sticks, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in netzgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. von einem Telematik-Server oder einem Controller Area Network (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie hat den Zweck, nur bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung nicht einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Singularformen ”einer, eine, eines” und ”der, die, das” auch die Pluralformen umfassen, sofern der Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes angibt. Außerdem versteht es sich, dass der Begriff ”aufweist” und/oder ”aufweisend” bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorhandensein angegebener Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile angibt, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzzahliger Größen, Schritte, Operationen, Elemente, Bauteile und/oder Gruppen derselben nicht ausschließt. Wie hierin verwendet enthält die Formulierung ”und/oder” sämtliche Kombinationen einer oder mehrerer der aufgeführten Positionen.
  • Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Zusammenhang offensichtlich, ist der Begriff ”etwa, ca.” wie hierin verwendet so zu verstehen, dass er sich auf Werte innerhalb des normalen Toleranzbereichs der Technik bezieht, z. B. auf zwei Standardabweichungen vom Mittelwert. ”Etwa oder ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Zusammenhang nicht anderweitig klar hervorgeht, sind alle hierin enthaltenen numerischen Werte durch den Begriff ”etwa, ca.” modifiziert.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben, damit der Durchschnittfachmann die vorliegende Erfindung auf einfache Weise verwirklichen kann.
  • In 2 kennzeichnet Bezugszeichen 10 ein Gehäuse einer elektronischen Steuerung. Das Gehäuse 10 dient als Schutz für elektronische Steuerungen (z. B. eine Motorsteuerung eines Brennstoffzellenfahrzeugs, eine Batterie eines Hybridfahrzeugs, ein Inverter, ein IGBT-Leistungsmodul und andere ähnliche und/oder entsprechende Einheiten). Um ein geringeres Gewicht als mit einem herkömmlichen metallischen Material zu erzielen, kann das Gehäuse 10 aus einem wärmeleitfähigen Kunststoffmaterial hergestellt werden. Genauer gesagt, um die in einer elektronischen Steuerung erzeugte Wärme zur Abfuhr nach außen zu übertragen, kann das Gehäuse 10 aus einem wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial geformt sein, das einen wärmeleitfähigen Füllstoff 16 enthält, und der wärmeleitfähige Füllstoff 16 kann einen Anteil von ca. 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterials haben.
  • Der wärmeleitfähige Füllstoff 16 kann Graphit oder Bornitrid in Form plättchenförmiger Partikel enthalten oder andere ähnliche und/oder geeignete Materialien, die wärmeleitfähig sind und plättchenförmige Partikel enthalten. Insbesondere kann das Gehäuse 10 so ausgebildet sein, dass es eine elektronische Steuerung umschließt und aus einem wärmeleitfähigen Material besteht und im Innern einen hohlen Abschnitt 12 hat. Der hohle Abschnitt 12 kann innerhalb von vier Wänden an vier Seiten des Gehäuses 10 mit einem offenen oberen Abschnitt ausgebildet sein, so dass die Wände der vier Seiten des Gehäuses 10 in Außen- und Innenwände geteilt werden.
  • Nachdem das Gehäuse 10 mit dem hohlen Abschnitt 12 ausgebildet worden ist, kann ein Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid 14 durch den offenen oberen Abschnitt des hohlen Abschnitts 12 in den hohlen Abschnitt 12 gefüllt werden. Dieses Arbeitsfluid 14 kann eine Substanz enthalten, die aus Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber gewählt wird, die bei der Wärmeabsorption verdampft werden und eine Kombination aus zwei oder mehr Substanzen, die aus Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber gewählt werden. Deshalb kann die in der elektronischen Steuerung erzeugte Wärme über den im wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial, aus dem die Innenwände des Gehäuses 10 bestehen, enthaltenen wärmeleitfähigen Füllstoff 16 an das Arbeitsfluid 14 im hohlen Abschnitt 12 abgegeben werden, und das Arbeitsfluid 14 durch Wärmeabsorption verdampft werden.
  • Der wärmeleitfähige Füllstoff 16 im wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial der Außenwände des Gehäuses 10 kann einen Teil der im Arbeitsfluid 14 absorbierten Wärme nach außen abführen und verhindern, dass verdampfte Gasmoleküle oder flüssige Moleküle des Arbeitsfluids 14 nach außen dringen. Mit anderen Worten, der wärmeleitfähige Füllstoff 16 aus plättchenförmigen Partiklen wie in 4 dargestellt kann einen Weg maximieren, dem entlang sich Moleküle des Arbeitsfluids 14 nach außen bewegen, so dass eine Leckage von Molekülen des Arbeitsfluids 14 zur Außenseite des Gehäuses 10 verhindert wird.
  • Wenn insbesondere wie in 4 dargestellt die wärmeleitfähigen Füllstoffpartikel nicht enthalten sind, ist der Bewegungsweg der Moleküle des Arbeitsfluids 14 't', und wenn der wärmeleitfähige Füllstoff enthalten ist, kann der Bewegungsweg um 't' verlängert und damit die Bewegung der Moleküle des Arbeitsfluids 14 nach außen verhindert werden, wenn der wärmeleitfähige Füllstoff eben ausgerichtet ist. Insbesondere kann der im Gehäuse 10 verwendete wärmeleitfähige Füllstoff 16 als Medium zur Wärmeabfuhr einer elektronischen Steuerung dienen und gleichzeitig verhindern, dass die Moleküle des Arbeitsfluids 14 nach außen dringen.
  • Im offenen oberen Abschnitt des hohlen Abschnitts 12 des Gehäuses 10 kann ein übliches thermoelektrisches Element 18 angeordnet werden, um das verdampfte Arbeitsfluid 14 zu kondensieren. Das thermoelektrische Element 18 kann an einer oberen oder unteren Oberfläche einer Gehäuseabdeckung 20 angebracht werden, so dass sich das Arbeitsfluid 14 über einem Kondensationsraum des hohlen Abschnitts 12 befindet, in den das Arbeitsfluid 14 gefüllt wird, wenn die Gehäuseabdeckung 20 zur Abdeckung des Gehäuses 10 angebracht wird.
  • Deshalb kann die von der elektronischen Steuerung erzeugte Wärme an das Arbeitsfluid 14 im hohlen Abschnitt 12 über den wärmeleitfähigen Füllstoff 16 im wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial der Innenwände des Gehäuses 10 abgeführt werden, und das Arbeitsfluid 14 kann die Wärme absorbieren und zum thermoelektrischen Element 18 verdampfen. Dann kann das verdampfte Arbeitsfluid 14 durch die Kühlwirkung des thermoelektrischen Elements 18 kondensieren, so dass das Arbeitsfluid 14 entlang den Wänden des hohlen Abschnitts 12 in die ursprüngliche Füllposition zurückkehrt.
  • Da der hohle Abschnitt 12 im Innern des Gehäuses 10 ausgebildet ist, kann die Steifigkeit des Gehäuses 10 geschwächt sein, so dass gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Rippe 22 zur Verstärkung im hohlen Abschnitt 12 integral ausgebildet werden kann. Wie in 3 dargestellt kann eine Mehrzahl Rippen 22 auf der unteren Oberfläche des hohlen Abschnitts 12 des Gehäuses 10 sich nach oben erstreckend integral ausgebildet werden, um die Steifigkeit des hohlen Abschnitts 12 zu verstärken. Die Mehrzahl Rippen 22 kann als Trennwände zum Teilen des hohlen Abschnitts 12 in mehrere Kammern dienen, und das Arbeitsfluid 14 kann gleichmäßig in den in mehrere Kammern geteilten hohlen Abschnitt 12 gefüllt werden, so dass Verdampfung und Kondensation wiederholt zur Wärmeabfuhr der elektronischen Steuerung erfolgen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Gehäuse der elektronischen Steuerung mit dem hohlen Abschnitt ausgebildet werden und aus einem Material bestehen, das den wärmeleitfähigen Füllstoff enthält, und das Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid kann in den hohlen Abschnitt gefüllt werden, um die Kühlleistung im Vergleich zum herkömmlichen Kühlsystem des Typs mit Luftkühlung und des Typs mit Wasserkühlung zu verbessern und eine Gewichtsverringerung im Vergleich zum Typ mit Wasserkühlung zu erzielen.
  • Insbesondere kann die Kühleinheit in Form des Wärmeabfuhrstiftes oder die Kühleinheit, die das thermoelektrische Element zur wirksamen Kondensation enthält, am oberen Abschnitt relativ zum Arbeitsfluid im hohlen Abschnitt des Gehäuses, d. h. am oberen Abschnitt des hohlen Abschnitts, als Kondensationseinheit, die das verdampfte Arbeitsfluid kondensiert, angebracht werden, wodurch die Abfuhr der in der elektronischen Steuerung erzeugten Wärme auf Basis des Wärmeaustauschs des Arbeitsfluids maximiert wird. Außerdem kann durch integrale Ausbildung der getrennten Rippen im hohlen Abschnitt des Gehäuses die Steifigkeit des Gehäuses verstärkt werden.
  • Obwohl die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, ist der Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt und verschiedene Modifikationen und Verbesserungen, die der Durchschnittsfachmann anhand des Grundkonzepts der vorliegenden Erfindung, das in des beigefügten Ansprüchen definiert ist, sind ebenfalls vom Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung erfasst.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Gehäuse
    12
    Hohler Abschnitt
    14
    Arbeitsfluid
    16
    Wärmeleitfähiger Füllstoff
    18
    Thermoelektrisches Element
    20
    Gehäuseabdeckung
    22
    Rippe

Claims (7)

  1. Wärmeabfuhrgerät für eine elektronische Steuerung, aufweisend: ein Gehäuse, das aus einem wärmeleitfähigen Material besteht und einen hohlen Abschnitt hat, in den ein Wärmeübertragungs-Arbeitsfluid gefüllt wird.
  2. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse aus einem wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterial ausgebildet ist, das einen wärmeleitfähigen Füllstoff enthält.
  3. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 2, wobei der wärmeleitfähige Füllstoff einen Anteil von ca. 30 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des wärmeleitfähigen technischen Kunststoffmaterials hat.
  4. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 3, wobei der wärmeleitfähige Füllstoff Graphit oder Bornitrid in Form plättchenförmiger Partikel enthält.
  5. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 1, ferner aufweisend: ein thermoelektrisches Element, das das verdampfte Arbeitsfluid kondensiert, und in einem oberen Endabschnitt des hohlen Abschnitts angeordnet ist.
  6. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 1, wobei das Arbeitsfluid eine Substanz enthält, die aus einer Gruppe gewählt wird, bestehend aus: Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber, die bei Wärmeabsorption verdampft werden, und einer Kombination aus zwei oder mehr Substanzen, die aus einer Gruppe bestehend aus Aceton, Ammoniak, Methanol, Wasser und Quecksilber gewählt werden.
  7. Wärmeabfuhrgerät nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Mehrzahl Rippen, die die Steifigkeit des hohlen Abschnitts verstärken und integral auf einer unteren Oberfläche des hohlen Abschnitts ausgebildet sind, so dass sie sich nach oben erstecken.
DE102013223480.5A 2013-08-06 2013-11-18 Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen Pending DE102013223480A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130092875A KR101519717B1 (ko) 2013-08-06 2013-08-06 전자 제어 유닛용 방열 장치
KR10-2013-0092875 2013-08-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013223480A1 true DE102013223480A1 (de) 2015-02-12

Family

ID=52388909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013223480.5A Pending DE102013223480A1 (de) 2013-08-06 2013-11-18 Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9273912B2 (de)
KR (1) KR101519717B1 (de)
CN (1) CN104349652B (de)
DE (1) DE102013223480A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI735439B (zh) * 2015-04-14 2021-08-11 美商安芬諾股份有限公司 電連接器
JP6834489B2 (ja) * 2015-09-18 2021-02-24 東レ株式会社 電子機器筐体
KR20210033596A (ko) * 2019-09-18 2021-03-29 현대자동차주식회사 차량 구동용 인버터의 냉각구조 및 그의 제어시스템

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4585523A (en) * 1984-02-27 1986-04-29 Giddings Edward H Vapor compression distillation apparatus
US4738113A (en) * 1985-10-18 1988-04-19 The Cola-Cola Company Combination cooler and freezer for refrigerating containers and food in outer space
EP0511162A1 (de) * 1991-04-24 1992-10-28 Ciba-Geigy Ag Wärmeleitende Klebfilme, Laminate mit wärmeleitenden Klebschichten und deren Verwendung
US5561981A (en) * 1993-10-05 1996-10-08 Quisenberry; Tony M. Heat exchanger for thermoelectric cooling device
US5555878A (en) * 1995-01-30 1996-09-17 Sparkman; Scott Solar energy collector
US6167948B1 (en) * 1996-11-18 2001-01-02 Novel Concepts, Inc. Thin, planar heat spreader
KR19990085871A (ko) 1998-05-22 1999-12-15 이태랑 열전달펌프 및 이를 이용한 냉각장치를 갖는 전자기기
KR100495699B1 (ko) * 2002-10-16 2005-06-16 엘에스전선 주식회사 판형 열전달장치 및 그 제조방법
US7697882B2 (en) * 2003-10-14 2010-04-13 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus having actuating member
US7220388B2 (en) * 2004-02-25 2007-05-22 Lucent Technologies Inc. Micro-channel chemical concentrator
JP4687541B2 (ja) 2005-04-21 2011-05-25 日本軽金属株式会社 液冷ジャケット
DE102005058285A1 (de) * 2005-12-06 2007-06-14 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Vorrichtung zum Trocknen von Waschgut
CA2657423A1 (en) * 2006-03-03 2008-02-07 Illuminex Corporation Heat pipe with nano-structured wicking material
KR101243674B1 (ko) 2007-02-20 2013-03-14 한라공조주식회사 열전소자 열교환기
KR101373564B1 (ko) 2008-01-21 2014-03-13 한라비스테온공조 주식회사 열전모듈을 이용한 열교환기 및 상기 열전모듈 제어 방법
KR101274816B1 (ko) 2008-02-14 2013-06-13 주식회사 엘지화학 내열도, 반사율 및 열전도도가 우수한 수지 조성물 및 제조방법
DE102008030191A1 (de) * 2008-06-25 2010-01-07 Micropelt Gmbh Verfahren zum Herstellen einer thermoelektrischen Vorrichtung
TW201019431A (en) 2008-11-03 2010-05-16 Wen-Qiang Zhou Insulating and heat-dissipating structure of an electronic component
KR101088426B1 (ko) 2008-11-18 2011-12-01 신상용 열전모듈이 구비된 차량용 공조장치
CN102042775A (zh) * 2009-10-16 2011-05-04 海鸥能源(马)有限公司 无相变传热装置及其制作方法
US8438862B2 (en) * 2009-10-27 2013-05-14 Delphi Technologies, Inc. Thermally-protected chamber for a temperature-sensitive consumer electronic device
JP5861185B2 (ja) * 2010-06-28 2016-02-16 ディーエスエム アイピー アセッツ ビー．ブイ． 熱伝導性ポリマー組成物
US20120152511A1 (en) 2010-12-15 2012-06-21 Sunny General International Co., Ltd. Lhtes device for electric vehicle, system comprising the same and method for controlling the same
CN202111975U (zh) * 2011-05-12 2012-01-11 陈文进 具有支撑结构的均热板
US8887512B2 (en) * 2011-06-08 2014-11-18 Richard Elliot Olsen Cooler for temperature sensitive items
CN202488944U (zh) * 2011-12-21 2012-10-10 华中科技大学 利用潜热型功能流体的散热装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150040583A1 (en) 2015-02-12
US9273912B2 (en) 2016-03-01
CN104349652A (zh) 2015-02-11
KR20150017073A (ko) 2015-02-16
KR101519717B1 (ko) 2015-05-12
CN104349652B (zh) 2019-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102013225486A1 (de) Batteriepack-Luftkühlungsanordnung mit einem thermoelektrischen Element und Steuerverfahren dafür
DE102013115003A1 (de) Kühlmodul für ein Fahrzeug
DE102009058842A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Temperieren von Fahrzeugen
DE102015219917A1 (de) Leistungsumwandlungsmodul für ein Fahrzeug
DE102013017396A1 (de) Batterievorrichtung mit verdampfender Kühlflüssigkeit
DE102020121498A1 (de) Energiespeichervorrichtung mit einem Batterie-Zellenmodul und einer Kühlvorrichtung, vorzugsweise für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, und Verfahren zur Herstellung der Energiespeichervorrichtung
DE102019218368A1 (de) Batteriegehäuse für ein Fahrzeug
DE102015009945A1 (de) Vorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug
DE102013223480A1 (de) Wärmeabfuhrgerät für elektronische Steuerungen
DE102010019747A1 (de) Batterieanordnungen
DE102015223368A1 (de) Hochspannungsbatterie
DE102018107139A1 (de) System für Direktkühlung mit geschlossenem Kreislauf eines abgedichteten Hochspannungsantriebsbatteriepacks
DE112011101365T5 (de) Element, das elektronische Komponenten enthält, und Energiewandlungsvorrichtung
DE102010013033A1 (de) Vorrichtung zur Kühlung einer Energiespeichereinrichtung
DE102014217655A1 (de) Durch eine einzige ebene abgedichtetes gehäuse
DE102012202150A1 (de) Vorrichtung zum thermoelektrischen Erzeugen von Energie für ein Fahrzeug
DE102015121221A1 (de) Batterievorrichtung
DE102017206791A1 (de) Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug
DE102015205197A1 (de) Klemmthermoelektrisches Generatorsystem eines Verbrennungsmotors
DE102017214285B4 (de) Batteriegehäuse für eine Lithium-Ionen-Batterie
DE102012105119A1 (de) Thermoelektrischer Generator eines Fahrzeugs
DE102014105123A1 (de) Batteriesystem und Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems
DE102010037128A1 (de) Fahrzeug-Heizvorrichtung
DE102018000278B4 (de) Batterieanordnung
WO2014131738A1 (de) Zuschaltbares batteriemodul

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication