[发明专利]利用涂层材料进行的冷却剂流分布

说明书

本公开涉及利用涂层材料进行的冷却剂流分布。公开了包括疏水或疏油涂层的电子装置，以控制其中或其上的冷却剂流。在至少一个实施例中，提供了一种电力逆变器冷却板，包括冷却剂入口、冷却剂出口、冷却剂扩流区、冷却剂汇流区和设置在冷却剂扩流区与冷却剂汇流区之间的冷却剂热传递区以及被构造为控制冷却板中的冷却剂流的疏水或疏油涂层的一个或更多个层。一种方法可包括：将疏水或疏油涂层的一个或更多个层涂覆到电力逆变器冷却板以控制冷却板中的冷却剂流，所述一个或更多个层被涂覆到冷却剂扩流区、冷却剂汇流区或设置在它们之间的冷却剂热传递区中的一个或更多个。所述层可限定冷却剂流动路径、消除回流区和/或防止冷却剂泄漏路径。

技术领域

本公开涉及例如在电机和/或逆变器中使用涂层材料进行冷却剂流分布。

背景技术

诸如电机和电力逆变器的电子装置的功率密度正在持续增大以满足降低重量和成本的目标。为了满足这些目标，提高电子装置的效率和性能通常是重要的。电机的性能和效率通常受到铜绕组的温度约束和/或应克服气隙中的摩擦损失的最大电流的限制。对于电机热管理，在电机的端绕组上保持均匀的冷却剂(例如，水/乙二醇、油或自动变速器流体)流来消除局部热点会是重要的。由于部件的焊接材料会因超过温度极限而受损，因此电力逆变器的性能和效率通常受到绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或二极管的热约束的限制。对于逆变器热管理，可使用液体冷却板来冷却逆变器内部的部件，诸如IGBT、二极管、焊料层(solder layer)等。

发明内容

在至少一个实施例中，提供了一种电力逆变器冷却板。冷却板可包括冷却剂入口、冷却剂扩流区、冷却剂汇流区和设置在冷却剂扩流区与冷却剂汇流区之间的冷却剂热传递区、冷却剂出口以及被构造为控制冷却板中的冷却剂流的疏水或疏油涂层的一个或更多个层。

所述一个或更多个层可包括位于冷却剂扩流区和/或冷却剂汇流区中的多条线。所述多条线可限定多条冷却剂流动路径。在一个实施例中，所述多条冷却剂流动路径从冷却剂入口朝向冷却剂热传递区成扇形散开。在另一个实施例中，所述多条冷却剂流动路径从冷却剂热传递区朝向冷却剂出口成漏斗形汇聚(funnel)。所述冷却板还可包括位于多条流动路径内的亲水或亲油涂层的一个或更多个层。在一个实施例中，冷却剂热传递区可包括具有一个或更多个转弯的至少一条冷却剂流道，每个转弯包括至少一个拐角，并且所述疏水或疏油涂层的一个或更多个层中的至少一个可位于至少一个拐角处或附近。

在一个实施例中，疏水或疏油涂层的层位于所述至少一个拐角的每侧上。在另一个实施例中，所述一个或更多个转弯包括具有两个90度拐角的180度转弯，并且疏水或疏油涂层的层位于两个90度拐角的每侧上。冷却剂热传递区可包括具有至少一个壁的至少一条冷却剂流道，冷却板还可包括盖，所述盖被构造为接触所述至少一个壁的顶表面以将冷却剂保持在所述至少一条冷却剂流道中，所述疏水或疏油涂层的一个或更多个层中的至少一个可覆盖在所述至少一个壁的顶表面上，并且可被构造为防止冷却剂在盖与所述顶表面之间通过。在一个实施例中，疏水或疏油涂层是与水或油具有至少150度的接触角的超疏水或超疏油涂层。

在至少一个实施例中，提供了一种方法。所述方法可包括：将疏水或疏油涂层的一个或更多个层涂覆到电力逆变器冷却板，以控制所述冷却板中的冷却剂流，所述一个或更多个层被涂覆到冷却剂扩流区、冷却剂汇流区或设置在它们之间的冷却剂热传递区中的一个或更多个。