[发明专利]用于冷却电子模块的多个层的热交换器

说明书

一种用于冷却布置在多个层中的多个发热电子部件的堆叠板式热交换器，包括限定多个平行流体流动通道的叠层扁平管，所述扁平管由用于接收所述电子部件的空间分开。一个或多个流动限制肋布置在所述流体流动通道中的至少一些内，以通过沿着所述流体流动通道的所述宽度的至少一部分减小所述传热区域外部的所述流体流动通道的所述高度而部分地阻挡至少一个所述歧管与所述传热区域之间的流体流，以便改善所述热交换器的所述流体流动通道之间和之内的传热流体的流动分布，并且最小化所述流体流动通道的外边缘处的旁通流动。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年3月6日提交的美国临时专利申请号62/467,459的优先权和权益，其内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用于布置在多个层中的发热电子部件的双面冷却的紧凑型热交换器。

背景技术

电动车辆(“EV”)和混合动力电动车辆(“HEV”)采用了产生大量热能的电力电子装置。这种热能必须消散以避免这些装置的可能造成损坏或降低性能的过度加热。

汽车电力电子装置通常包括一个或多个发热电子部件，诸如晶体管、电阻、电容、场效应晶体管(FETS)、绝缘栅双极晶体管(IGBTs)、电力逆变器、直流-直流转换器和直流-交流转换器。这些部件可以安装在诸如印刷电路板的底板上。

尽管汽车电力电子装置的结构不同，但是在一些应用中电力电子装置设置有沿着其可以影响冷却的相对平坦面。IGBTs是可以具有这种结构的电力电子装置的示例。典型的EV或HEV可以包括许多IGBTs，所述许多IGBTs可以以三个一组的多组形式进行布置。IGBTs可以通过使每个IGBT的相对平坦面中的一个或两个与散热片接触来冷却。为了增强传热，诸如空气或液体冷却液的冷却流体可以沿着散热片循环或循环通过散热片。例如，如在2016年12月14日提交的共同受让的美国临时申请号62/433,936中公开的，一种用于电子部件的双面冷却的热交换器可以包括与布置在单层中的一个或多个电子部件的相对平坦面接触的一对散热片。

由于空间限制和成本考虑，以紧凑型阵列的方式封装发热电子部件并且为冷却该阵列中的每个电子部件的两侧表面提供单个钎焊的热交换器可以是有利的。例如在于2016年8月26日提交的共同受让的国际申请号PCT/CA2016/051010中知晓这种类型的热交换器。然而，依然存在对用于以紧凑型阵列的方式封装的发热电子部件的双面冷却的简单有效的热交换器，所述热交换器提供与电子部件的有效热连通和沿着该封装中的所有电子部件的侧表面的冷却流体的均衡流动。

发明内容

在一个方面中，提供了一种热交换器组件，包括：热交换器芯体，所述热交换器芯体包括多个扁平管，其中每个所述扁平管包围细长流体流动通道，所述细长流体流动通道具有顶壁、底壁和彼此横向间隔开的一对外边缘，其中所述流体流动通道的宽度限定在所述外边缘之间；

其中所述扁平管布置在叠层中，所述流体流动通道沿着所述叠层的高度成彼此平行间隔开的关系，使得用于接收发热电子部件的多个空间遍及所述叠层的高度限定在相邻的扁平管之间，其中所述扁平管限定传热表面，所述扁平管适合于沿着所述传热表面与所述发热部件热接触；其中所述扁平管接合在一起形成进口歧管和出口歧管，所述歧管中的每一个遍及所述叠层的所述高度延伸，其中所述进口歧管与每个所述流体流动通道的第一端直接流体连通，并且所述出口歧管与每个所述流体流动通道的第二端直接流体连通；其中每个所述扁平管的所述流体流动通道具有位于所述歧管之间的传热区域，其中湍流增强插入件设置在所述传热区域内部，并且其中每个所述流体流动通道中的所述传热区域与所述扁平管的外表面上的至少一个所述传热表面直接相对，其中所述流体流动通道在所述传热区域中的所述顶壁与底壁之间具有最大高度，其中所述湍流增强插入件与所述顶壁和底壁直接热接触；其中所述热交换器组件进一步包括布置在所述流体流动通道中的至少一些内的一个或多个流动限制肋，以通过沿着所述流体流动通道的所述宽度的至少一部分减小所述传热区域外部的所述流体流动通道的所述高度而部分地阻挡至少一个所述歧管与所述传热区域之间的流体流。