结合的安装和冷却设备、电子装置、以及车辆的制作方法
【专利说明】结合的安装和冷却设备、电子装置、以及车辆
[0001]相关申请的交叉引用
本申请主张对美国临时专利申请N0.61/932，272的优先权，其在2014年I月28日申请，据此将其内容通过参照它的全部而合并入本文。
技术领域
[0002]本发明的实施例大体涉及冷却系统。其它实施例涉及用于车辆的控制和功率电子的冷却系统。
【背景技术】
[0003]大型非公路车辆(“OHV”)，例如用于托运从露天矿挖出的重型载荷的采矿车，可采用机动式车轮以用于以节能的方式推进或制动车辆。在一些这种车辆中，通过采用大马力柴油发动机连同交流发电机和电驱动系统而获得该效率，该电驱动系统可包括主牵引逆变器和容纳在车辆的后轮外胎内的一对车轮驱动组件。柴油发动机的驱动轴机械地联接至交流发电机，以用于驱动交流发电机来产生电力。由交流发电机产生的电力发送至主牵引逆变器，其将具有控制的电压和频率的电功率供应至两个车轮驱动组件的电驱动电动机。各个车轮驱动组件容纳行星齿轮变速器，其将相关的驱动电动机能量的旋转转换成高扭矩、供应至后轮的低速旋转能量输出。
[0004]适于用于OHV的功率转换器包括，例如孤立的双向H桥转换器，其特征为通过功率变压器连接的两个完整的半导体桥。这种转换器可传输在两个方向上的功率，其中，电压处于在范围内变化的初级和次级侧，并且可包括功率元件，该功率元件通过以交变方式驱动电路来产生输出AC波形而接通和关闭。功率元件可包括绝缘栅双极晶体管(IGBTs)，功率双极晶体管、功率场效应管、集成门极换向晶闸管(IGCT)、门极可关断晶闸管(GTO)等。
[0005]如将容易理解的，因而OHV和其它车辆可包括功率和控制电子，利用其来控制和管理机械能向电功率的转换并且来控制电功率向车辆的牵引电动机的供应。这些功率和控制电子也需要包装系统来安装和保护其构件，和冷却系统来最大化寿命并且确保其正确运行。
[0006]用于包装和冷却功率和控制电子的现有系统和方法典型地依赖将功率和控制电子包装在塑料壳体组件中，并且利用分离地安装的外部冷源冷却构件。但是，用于包装和冷却功率和控制电子的这种现有系统和方法可能是昂贵的、组装冗长的，并且倾向于公差累积冋题。
【发明内容】
[0007]在实施例中，设备(例如用于电子装置的的电子构件的安装和冷却设备)包括壳体和成阵列的冷却翅片。壳体包括限定第一安装表面的壳体主体，该第一安装表面构造为接收待冷却的多个电子构件。壳体主体还限定热耗散通道，其在第一安装表面下延伸穿过壳体主体。该成阵列的冷却翅片布置在热耗散通道中。壳体主体构造为，当将设备安装作为电子装置的部分，其中，多个电子构件固连至安装表面时，将来自电子构件的热传导至冷却翅片，以用于从冷却翅片向行进穿过热耗散通道的第一冷却流体(例如空气)的热的耗散。
[0008]根据一方面，壳体主体可为通过例如铸造或加工形成的整体式金属主体，其用作用于电子构件的安装表面、用于电子构件的壳体、以及冷源来冷却电子构件。
[0009]方案1:一种设备，包括:
壳体，包括壳体主体，壳体主体限定构造为接收待冷却的多个第一电子构件的第一安装表面，其中，壳体主体还限定在第一安装表面下延伸穿过壳体主体的热耗散通道；以及成阵列的冷却翅片，其布置在热耗散通道中；
其中，壳体主体构造为将来自第一电子构件的热传导至冷却翅片，以用于从冷却翅片向行进穿过热耗散通道的第一冷却流体的热的传输。
[0010]方案2:根据方案I的设备，其特征在于，壳体主体限定延伸穿过壳体主体的至少一个冷却通道，至少一个冷却通道构造为接收第二冷却流体，其与第一冷却流体不同并且流体地隔离。
[0011]方案3:根据方案I的设备，其特征在于，壳体主体限定第二安装表面，其构造为接收待冷却的多个第二电子构件，第一安装表面定位在壳体主体的顶部侧上，而第二安装表面定位在壳体主体的底部侧上，并且其中，热耗散通道定位在第一安装表面和第二安装表面之间。
[0012]方案4:根据方案3的设备，其特征在于:
壳体主体限定第一凹部和第二凹部，并且第一安装表面和第二安装表面分别定位在第一凹部和第二凹部内；以及
壳体主体限定在与壳体主体一体的第一凹部和第二凹部中的相应的安装件，以用于将多个第一电子构件和多个第二电子构件分别安装至第一安装表面和第二安装表面。
[0013]方案5:根据方案I的设备，其特征在于，壳体主体包括整体式金属主体。
[0014]方案6:根据方案I的设备，其特征在于，冷却翅片与整体式金属主体结合。
[0015]方案7:根据方案5的设备，其特征在于:
第一安装表面是平面的:
整体式金属主体是大体矩形立方体形，并且包括顶部和底部侧、前部和后部侧、以及左部和右部侧；
整体式金属主体限定在顶部侧中的第一凹部，其中，第一凹部至少部分地由第一安装表面和垂直于第一安装表面的至少两个顶部侧壁限制，至少两个顶部侧壁是整体式金属主体的前部与后部侧和左部与右部侧中的至少两个的部分；以及
热耗散通道在第一安装表面下从前部侧至后部侧延伸穿过整体式金属主体，热耗散通道基本与第一安装表面共同扩张。
[0016]方案8:根据方案7的设备，其特征在于，壳体还包括第一覆盖件，其构造为用于在整体式金属主体的顶部侧向至少两个顶部侧壁的顶部边缘的连接，以用于至少部分地包封第一凹部。
[0017]方案9:根据方案7的设备，其特征在于:
整体式金属主体限定构造为接收待冷却的多个第二电子构件的第二安装表面，其中，第二安装表面是平面的，并且在整体式金属主体的底部侧上定位成与来自第一安装表面的热耗散通道相反。
[0018]整体式金属主体限定在底部侧中的第二凹部，其中，第二凹部至少部分地由第二安装表面和垂直于第二安装表面的至少两个底部侧壁限制，至少两个底部侧壁是整体式金属主体的前部与后部侧和左部与右部侧中的至少两个的部分；以及
热耗散通道布置在第二安装表面下并且基本与第二安装表面共同扩张。
[0019]方案10:根据方案9的设备，其特征在于，壳体还包括:
第一覆盖件，其构造为用于在整体式金属主体的顶部侧向至少两个顶部侧壁的顶部边缘的连接，以用于至少部分地包封第一凹部；以及
第二覆盖件，其构造为用于在整体式金属主体的底部侧处向至少两个底部侧壁的顶部边缘的连接，以用于至少部分地包封第二凹部。
[0020]方案11: 一种电子装置，包括:
方案9的设备；以及
固连至第一安装表面的多个第一电子构件；以及固连至第二安装表面的多个第二电子构件；
其中，在至少一个运行模式中，电子装置的功率输出为从1kW至3000kW。
[0021]方案12:根据方案11的电子装置，其特征在于，电子装置包括H桥功率转换器，其构造为，在至少一个运行模式中的一个或更多个中，将电输入转换成功率输出。
[0022]方案13:—种车辆，包括:
下列中至少一个:牵引电动机、和用于对牵引电动机电性地供能来移动车辆的驱动系统；或辅助负载、和用于对辅助负载电性地供能的辅助系统；
其中，驱动系统或辅助系统中的至少一个包括方案11的电子装置，并且其中，车辆的总运行重量为至少150公吨。
[0023]方案14: 一种电子装置，包括:
方案7的设备；以及
固连至第一安装表面的多个第一电子构件；
其中，在至少一个运行模式中，电子装置的功率输出为从1kW至3000kW。
[0024]方案15:根据方案14的电子装置，其特征在于，电子装置包括H桥功率转换器，其构造为，在至少一个运行模式中的一个或更多个中，将电输入转换成功率输出。
[0025]方案16:—种车辆，包括:
下列中至少一个:牵引电动机、和用于对牵引电动机电性地供能来移动车辆的驱动系统；或辅助负载、和用于对辅助负载电性地供能的辅助系统；
其中，驱动系统或辅助系统中的至少一个包括方案14的电子装置，并且其中，车辆的总运行重量为至少150公吨。
[0026]方案17: 一种电子装置，包括:
方案5的设备；以及
固连至第一安装表面的多个第一电子构件；
其中，在至少一个运行模式中，电子装置的功率输出为从1kW至3000kW ；