用于冷却电子元件的两面的双面冷却器的制作方法

本发明涉及双面冷却器，且更具体地，涉及一种用于冷却发热元件的两面的双面冷却器。

背景技术：

逆变器模块、电容器和dc-dc变换器模块等功率变换器是产生热量，因此在不同应用中需要冷却的电子元件。

为此目的，以往使用壳式冷却器。在壳式冷却器的外侧形成有散热片，并且壳式冷却器的内表面附着于元件的一个表面，因此，从元件产生的热量可向外辐散。

然而，在壳式冷却器中，附着至元件的表面受限于一个表面，因此冷却面积小。此外，由于元件布置在一个平面上，因此元件的布局受到限制。另外，为了确保壳式冷却器的最小强度，壳式冷却器需要具有3mm以上的厚度，各散热片需要具有10mm以上的厚度，因此，存在整个封装件的重量增加的问题。

因此，可冷却元件的两面，并可因减少冷却过程中的温差而提高冷却效率的双面冷却器将是必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够因减少冷却通道间的冷却剂的温差而提高冷却效率的双面冷却器。

根据本发明的一方面，以上及其他目的可通过提供一种用于冷却元件的两面的双面冷却器来实现，该双面冷却器包括：多个散热部，散热部包括冷却剂流经的多个冷却通道，并且分别附着至元件的第一面和第二面；以及中空的连接部，用于将从附着至元件的第一面的一个散热部的冷却通道排出的冷却剂混合，以便将混合后的冷却剂供给至附着至元件的第二面的另一散热部的冷却通道，连接部从各散热部连续地形成为具有与各散热部相同的形状，从而使压力损失最小化。

各散热部可包括：中空的散热管，附着至元件的第一面或第二面；以及散热板，将散热管的内部空间分隔成在散热管的纵长方向形成冷却通道。

各散热板可形成为与散热管一体化，并且形成为垂直于散热管与元件之间的接触面。

散热板可形成为具有通过上板、垂直板和下板的反复连接形成的凹凸形状，散热板可插入散热管中，上板和下板分别附着至散热管内的上表面和下表面，并且在相邻的垂直板之间可形成各冷却通道。

散热板可形成为蛇曲状，以便在纵长方向上具有横向的折曲形状，从而增加与冷却剂的接触面积。

垂直板可形成为具有使冷却剂能够在各冷却通道之间流动的多个流动孔。

双面冷却器还可包括：冷却剂供给部，包括接收来自换热器的冷剂后的冷却剂的供给管，和将从供给管供给的冷却剂供给至散热部的冷却通道的供给集管；以及冷却剂排放部，包括接收来自散热部的加热后的冷却剂的排放集管，和将从排放集管供给的冷却剂传送至换热器的排放管。

多个元件可布置成多层结构，散热部可布置在元件之间和最外层元件的外侧，散热部可通过多个连接部彼此串联连接，并且冷却剂供给部和冷却剂排放部可连接至彼此串联连接的散热部的两端。

连接部可形成为具有多个突起和多个凹槽，以便产生引入连接部中的冷却剂的涡流，并且使冷却剂混合。

附图说明

本发明的以上及其他目的、特征和优点将从以下结合附图进行的详细说明中得以更清晰地理解，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例的双面冷却器的布局的透视图；

图2是示出根据从元件产生的热量差而产生冷却通道的温差的视图；

图3是示出根据本发明的实施例的散热管的视图；

图4是示出根据本发明的另一实施例的散热管的视图；

图5是示出根据本发明的实施例的内部具有突起和凹槽的连接部的局部剖视透视图；

图6是示出根据本发明的实施例的内部具有突起和凹槽的连接部的截面图；并且

图7是示出根据本发明的另一实施例的双面冷却器的布局的透视图。

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括通常的机动车辆，例如包括运动型多用途车(suv)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源获得的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两种或更多种动力源的车辆，例如既可汽油驱动又可电驱动的车辆。

本文所使用的专业术语仅是为了说明特定实施例的目的，而非意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也包括复数形式，除非上下文另外清楚表明。还将理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或成分的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、成分和/或其群组的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何或所有组合。贯穿说明书，除非明确相反地说明，词语“包括”和例如“包含”或“含有”的变型将被理解为意指包括所述要素，但不排除任何其他要素。另外，在说明书中说明的术语“单元”、“器”、“件”和“模块”意指用于处理至少一种功能和操作的单位，并可由硬件组件或软件组件及其组合来实施。

此外，本发明的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于rom、ram、光盘(cd)-rom、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读介质也可分布在网络连接的计算机系统中，以便例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(can)，以分布方式存储和执行计算机可读介质。

在下文中，将参照附图说明根据本发明的示例性实施例的用于冷却电子元件的两面的双面冷却器。

如图1和图2中所示，根据本发明的用于发热元件30的双面冷却器可主要区分为散热部110和连接部120。

各散热部110包括在形成为板型管或管道的散热管111中由散热板113隔开的多个冷却通道112。各冷却通道112在与冷却剂的流动方向平行的方向上纵长地形成。因此，在冷却剂流经冷却通道112时，散热部110的冷却效率可得到提高。

散热部110布置在各元件30的两面。散热部110分别附着于元件30的相反的第一面和第二面(即，一面和另一面)，以吸收由元件30产生的热量。各散热部110可直接与元件30接触，或者可通过导热脂等与元件30接触。

当在散热部110中流动的冷却剂经过形成在散热部110中的冷却通道112的不同流路时，冷却剂吸收元件30的热量。

在此情况下，在元件30的各个位置产生的热量不同，使得施加至各个冷却通道112的热量不同。

例如，更多的热量施加至与热源集中因此难以散热的各元件30的中部对应的冷却通道112。因此，在对应于元件30的中央部分的冷却通道112中流动的冷却剂与在对应于元件30的边缘部分的冷却通道112中流动的冷却剂相比，被加热至更高温度。

更详细地，元件30的中央部分是例如二极管31和绝缘栅双极晶体管(igbt)32等热源密集布置的部分。由于从热源集中地发热，因此在与元件30的中央部分对应的高温区域h中流动的冷却剂被加热至高温。

相反，由于与元件30的边缘部分对应的低温区域c与布置在元件30中的热源分开，并且比较容易向外散热，因此在低温区域c中流动的冷却剂被保持在低温。

因此，在本发明中，对于各个冷却通道112被区别加热的冷却剂在连接部120混合以均匀地调整冷却剂的温度，然后被供给至随后的散热部110，因此冷却效率得以提高。

如图1和图3中所示，各连接部120在布置在一个元件30的两面的一对散热部110之间进行连接。各连接部120用作经过一个散热部110流动至另一个散热部110的冷却剂的中间媒介。

当在连接部120中形成冷却通道112，并且在连接部120中分隔出流路时，在中央部分流动、同时吸收更多热量的冷却剂可保持在高温，因此元件30的中央部分的冷却效率可降低。

因此，不在连接部120中形成冷却通道112，并且各连接部120形成为具有从对应的散热管111连续延伸的连接管121。各连接管121弯曲成与一对散热管111的端部连接。在各连接管121中形成混合空间122。

除散热板113以外，各散热管111的截面形状可与各连接管121的内部形状相同。由于如上所述连续地形成散热管111和连接管121的相同的形状，因此可使冷却剂流动时的压力变化最小化。由于冷却剂的压力损失最小化，因此循环冷却剂所需的能量可减少。

更详细地，当冷却剂在一种比各散热管111直径更小的管道或腔室中被收集而混合时，因冷却剂的混合使得温差减少可更加有效。然而，当冷却剂流动的面积发生很大变化时，冷却剂的流速和压力发生改变。因此，这导致冷却剂的压力损失。

当冷却剂的压力降低时，存在用于循环冷却剂的泵消耗的能量增加的问题，因此，可能会遇到因高能量消耗引起的发热导致冷却效率降低的恶性循环的问题。

因此，各连接管121的内部面积与各散热管111的内部面积相似。为此目的，有必要从散热管111连续地形成连接管121。

如图2和图3中所示，散热板113与各散热管111形成为一体。散热板113垂直于相应元件30与散热管111之间的接触面安装，因此，散热板113将相应散热管111的内部空间分隔。各散热管111的被分隔的内部空间形成为冷却通道112。当各散热板113与接触面垂直安装时，散热板113的长度最小化，因此，热量可从各散热管111的一个表面平稳地传递至另一表面。

根据本发明的另一实施例，如图4中所示，可通过将分开制造的散热板214插入散热管211内来制造散热部210。

即，散热板214被制造成包括上板214a、下板214b和垂直板214c，以便具有凹凸形状。用于接收热量的上板214a和下板214b分别附着于散热管210的内表面。上板214a和下板214b分别通过垂直板214c进行连接。在此情况下，在两个相邻的垂直板214c之间形成各冷却通道212，使得冷却剂流经冷却通道212。

散热板214可形成蛇曲形以便在纵长方向上具有横向的折曲形状。通过上述形状增加冷却剂与散热板214之间的接触面积，因此可更加提高散热效率。

此外，可在散热板214的各垂直板214c上形成多个流动孔215。冷却剂经过各冷却通道212之间的流动孔215流动，因此冷却剂可混合。甚至在连接部120混合冷却剂之前，通过上述结构可减少各个冷却通道212的冷却剂的温差。

各连接部120的连接管121的内表面可平滑地形成。替代地，用于平滑地混合冷却剂的结构可嵌入各连接管121中。

作为一例，如图5和图6中所示，可在各连接管121的内表面形成突起123和凹槽124。通过突起123和凹槽124产生冷却剂的涡流，因此冷却剂可被有效地混合。

如图1中所示，还可在散热部110和连接部120上设置供给和排放冷却剂的结构。

具体地，冷却剂供给部10包括用于传送来自换热器(未示出)的被冷却的冷却剂的供给管11和供给集管12，并且冷却剂排放部20包括用于接收来自散热部110的被加热的冷却剂的排放集管22以及用于将冷却剂从排放集管22传送至换热器的排放管21。

元件30可构造成具有单层，或者具有多层。

如图7中所示，当元件30构造成具有多层时，散热部110布置在元件30之间和最外层元件30的外侧。相邻的散热部110与各连接部120连接。在此情况下，连接部120与各个散热部110以z字形方式连接，因此全部的散热部110可连接形成一个流路。

经过各散热部110的冷却剂在连接部120混合，然后被供给至随后的散热部110，因此使冷却剂的温度均一，从而可提高冷却效率。

另外，如图1中所示，冷却剂供给部10和冷却剂排放部20可以上下平行的方式布置，然而，当设置有奇数个散热部110时，冷却剂供给部10和冷却剂排放部20可在相反的方向上布置。如图7中所示，冷却剂供给部10和冷却剂排放部20可分开安装，并且两组冷却器可通过连接集管40进行连接。

从以上说明中明显可见，根据本发明的双面冷却器具有如下效果：

首先，元件堆叠成多层，因此可使封装件的体积减小。

第二，对于各个冷却通道的冷却剂的温差减小，因此可使冷却效率提高。

第三，在各连接部形成突起和凹槽，因此可使冷却剂的混合效率提高。

虽然上文已参照附图说明了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将会理解，在不改变本发明的技术构思和必要特征的情况下，本发明可实施为各种其他实施例。

因此，应当理解的是，以上说明的实施例在所有方面均以示例的方式给出，而不意图于限制本发明。本发明的范围应由权利要求而非详细说明来界定，并且从权利要求的含义和范围及其等效概念导出的所有修改或改型均应被解释成落入本发明的范围内。