JP2021524676A - パワーエレクトロニクスユニット - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (14)
- 少なくとも1つの回路基板(2)と冷却装置(6)とを備えたパワーエレクトロニクスユニット(1)であって、
前記少なくとも1つの回路基板(2)は、少なくとも1つの電子部品(3a、3b)を備え、該電子部品は、伝熱領域(5a、5b)において、前記少なくとも1つの回路基板(2)の電子部品側(2a)に、熱伝達的に平坦に配置されており、
前記冷却装置(6)は、冷却流体(8)が、入口(9)から出口(10)に流れることができる少なくとも1つの衝突噴射チャンバ(7)を備え、
前記衝突噴射チャンバ(7)は、電子部品側(2a)とは反対側に位置する冷却側(2b)で、少なくとも1つの回路基板(2)に熱伝達的に接続されており、少なくとも1つの電子部品(3a、3b)で発生した電力散逸は、伝熱領域(5a、5b)において、衝突噴射チャンバ(7)内の冷却流体(8)に伝達され、
前記冷却装置(6)は、前記衝突噴射チャンバ(7)内に配置され、少なくとも1つの流入ノズル(12)を有する少なくとも1つのノズルプレート(11)を備え、該ノズルプレート(11)は、前記衝突噴射チャンバ(7)を、少なくとも1つの流入ノズル(12)を介して互いに流体的に接続する少なくとも1つの流入チャンバ(13)と少なくとも1つの流出チャンバ(14)とに区画し、
前記少なくとも1つの流入ノズル(12)は、前記少なくとも1つの電子部品(3a、3b)の伝熱領域(5a、5b)から離間して配置され、前記入口(9)を通って流入する冷却流体(8)は、前記少なくとも1つの電子部品(3a、3b)の伝熱領域(5a、5b)に向けて、加速しながら導かれる、パワーエレクトロニクスユニット。 - 前記衝突噴射チャンバ(7)は、少なくとも一方の側において、前記回路基板(2)によって、外部から区画されている、請求項1に記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記ノズルプレート(11)の少なくとも1つの流入ノズル(12)は、ノズルオリフィス(20)と、該ノズルオリフィス(20)を取り囲み、前記ノズルプレート(11)から前記流出チャンバ(14)に向けて突出して形成されたノズル壁(23)とで構成され、前記入口(9)を通って流入する冷却流体(8)は、前記電子部品(3a、3b)の伝熱領域(5a、5b)に向けて導かれる、請求項1または2に記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つのノズルプレート(11)は、前記少なくとも1つの回路基板(2)と平行で、かつ、前記少なくとも1つの回路基板(2)から間隔をおいて、前記衝突噴射チャンバ(7)内に配置され、前記少なくとも1つの流入ノズル(12)は、30°〜150°の範囲、好ましくは、80°〜100°の範囲の噴射角度で、前記伝熱領域(5a、5b)に向けられている、請求項1〜3の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つの流入チャンバ(13)の流動断面積は、前記入口(9)から離れる方向に減少し、前記少なくとも1つの流出チャンバ(14)の流動断面積は、前記出口(10)に向かう方向に増加する、または、 前記少なくとも1つの流入チャンバ(13)の流動断面積、及び前記少なくとも1つの流出チャンバ(14)の流動断面積は、一定である、請求項1〜4の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つの流入チャンバ(13)は、前記入口(9)と、前記少なくとも1つの流入ノズル(12)とが、互いに流体的に接続する流入通路(17)によって形成されており、
少なくとも1つの流入通路(17)は、一方の側が、前記少なくとも1つのノズルプレート(11)によって、他方の側が、ノズルプレート(11)に対向して配置されたカバープレート(15)によって、区画されている、請求項1〜5の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。 - 前記少なくとも1つの流出チャンバ(14)は、少なくとも1つの流出通路(18)を介して、前記出口(10)に流体的に接続されているとともに、一方の側が、カバープレート(15)によって、他方の側が、前記ノズルプレート(11)によって区画されており、
前記少なくとも1つの流出通路(18)は、前記ノズルプレート(11)に形成された流出開口部(19)を介して、前記流出チャンバ(14)に流体的に接続されている、請求項1〜6の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。 - 前記少なくとも1つのノズルプレート(11)に、少なくとも2つの流入ノズル(12)が隣接して形成され、前記少なくとも1つの流出開口部(19)は、隣接する流入ノズル(12)の間に配置されており、冷却流体(8)が、流入ノズル(12)を通って流出チャンバ(14)に流入するとともに、隣接する流入ノズル(12)の間の領域で、流出開口部(19)を通って、流出チャンバ(14)から流出する、請求項7に記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つの流入通路(17)は、前記ノズルプレート(11)及び/又は前記カバープレート(15)に形成されており、前記少なくとも1つの流出通路(18)は、前記ノズルプレート(11)及び/又はカバープレート(15)に形成されている、請求項6〜8の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つの流入通路(17)と、前記少なくとも1つの流出通路(18)とは、互いに平行に配置されている、請求項6〜9の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記パワーエレクトロニクスユニットは、衝突噴射チャンバ(7)が配置された冷却側(2b)に、互いに対向する2つの回路基板(2)と、互いに前記流入チャンバと前記流出チャンバとを区画する2つのノズルプレート(11)とを備える、請求項6〜9の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つの流出チャンバ(14)は、少なくとも1つの側方流出通路(21)を介して、前記出口(10)に流体的に接続されるとともに、前記少なくとも1つの回路基板(2)、及び前記少なくとも1つのノズルプレート(11)に横方向に配置され、かつ、少なくとも1つの側板(22)によって、外部から区画されている、請求項1〜11の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記流入チャンバ(13)は、前記側板(22)に形成された少なくとも1つの流入開口部(24)を介して、前記出口(10)に接続され、前記流入チャンバ(13)及び前記入口(9)は、前記側板(22)を介して接続されている、請求項12に記載のパワーエレクトロニクスユニット。
- 前記少なくとも1つのノズルプレート(11)は、互いに隣接して配置され、前記ノズルプレート(11)上に、少なくとも1つのフロー領域(16a、16b)を形成する複数の流入ノズル(12)を備え、
前記少なくとも1つのノズルプレート(11)の前記少なくとも1つのフロー領域(16a、16b)は、前記少なくとも1つの回路基板(2)の少なくとも1つの伝熱領域(5a、5b)に対向し、かつ、離間して配置されている、請求項1〜13の何れかに記載のパワーエレクトロニクスユニット。
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