[发明专利]用于容纳电子元件的套管

说明书

本发明涉及用于容纳电子元件的套管，包括：围绕套管内部区域用于容纳电子元件的套管壁结构(1)，所述套管壁结构限定用于热调节流体的流体流动通道，在套管壁结构内延伸的流体流动通道从入口(2)到出口(4)与所述套管内部区域隔开，所述入口(2)和出口(4)在套管壁结构处，其特征在于，套管壁结构(1)完全包围套管内部区域以使其成为封闭的内部空间(3)，并且套管壁结构是具有内壳(16)和外壳(14)的双壁结构，在内壳(16)和外壳(14)之间形成与入口(2)和出口(4)连通的间隔，使得在内壳(16)和外壳(14)之间的流体流动通道限定为连续且连贯的流动空间(6)，所述流动空间(6)完全包围套管壁结构的内部空间(3)。

本发明涉及一种围绕套管内部区域、用于容纳电子元件的套管壁结构，该套管壁结构限定用于热调节流体的流体流动通道，流体流动通道在套管壁结构内延伸，其中流体流动通道通过所述套管内部区域从入口到出口分隔开。

电子元件的组件的示例是电力电子组件，其可在汽车工业中应用，例如作为电池充电器。特别是在除了传统内燃机之外、使用电动机的混合动力车辆中，电力电子组件用于将车辆减速时产生的机械能转换成电能，并且利用产生的电能给电池充电。

除了其他电路元件之外，电力电子组件还利用固态电子电路元件来控制和转换电力。在现有技术的电力电子组件中，功率转换由诸如二极管、晶闸管、三端双向可控硅元件和晶体管的半导体元件执行。典型的电力电子设备是AC/DC转换器(整流器)。与用于传输和处理电子信号及数据的电子设备相比，电力电子设备处理明显更高量的电能。因此，用于转换和处理大量电能的半导体元件产生大量的热量，从而需要将其冷却以避免元件损坏或失效。为此目的，已知将半导体元件安装在与冷却管热接触的套管中，冷却流体流经冷却管以对半导体元件散热。

汽车电力电子组件的例子是申请人的电力驱动车载充电器(E-Power OnboardCharger)，其包括铸造金属盖板。在盖板的第一表面上形成凹槽，并且将大致U形的冷却管压配合在盖板的凹槽中。U形冷却管的入口和出口从盖板的其中一个侧边缘突出以连接到冷却流体回路。在盖板的与第一表面相对的第二表面上，存在用于电力电子组件的电气元件的安装结构。散热体与盖板的第二表面导热接触，并与待冷却的电子元件导热接触。盖板和覆盖第二表面的第二壳体部件形成围绕套管内部区域、包含电子元件的套管壁结构。在盖板的凹槽中延伸的冷却管不能建立有效且广泛的热交换接触。此外，需要许多机械加工和组装步骤来制造套管。

根据权利要求1的前序部分，US 2005/0007736 Al公开了一种用于容纳电子元件的套管。套管包括具有开口端面的、大体上圆柱形的套管壁结构。套管壁结构围绕套管内部区域，并且电子元件安装在套管内部区域中的套管壁结构的内表面上。套管壁结构限定用于热调节流体的流体流动通道，该流体流动通道在套管壁结构内延伸并且与套管内部区域隔开，从而与安装在套管内部区域中的套管壁结构的内表面上的电子元件进行热交换。流体流动通道限定为多个流道，这些流动通道沿着圆柱形壁结构的轴向方向在壁结构内延伸，并且与套管内部区域隔开。由于套管的开口端面，套管内的电子元件暴露于环境空气，并且因此暴露于因空气温度和湿度变化的各种环境空气。此外，形成流体流动通道的各个流体流道并不提供与电子元件的有效和广泛的热交换关系。

在大多数情况下，热调节流体将用作冷却流体，从而将热量从电子元件带走。然而，还可以有这样的应用，其中要保持套管中电子元件的稳定的预定温度。在这种情况下，还可能存在热调节流体具有的预定温度高于一些或所有电子元件的温度的情况。

本发明的目的是提供一种用于容纳电子元件的套管，其通过与在套管壁结构内流动的热调节流体的热交换接触，实现了对容纳在套管内部区域中的电子元件的高效温控。

该目的通过包括权利要求1中特征的用于容纳电子元件的套管实现。本发明优选的实施例在从属权利要求中陈述。