[发明专利]电流体动力学系统和方法

说明书

提供了一种用于改变介电流体的一种或多种性质以供在电流体动力EHD热管理系统(100)中使用的方法以及该系统。该系统包括至少一个EHD泵单元(110)和至少一个用于将该流体容纳在该系统内的外壳(120)，该至少一个EHD泵单元包括至少两个用于泵送该介电流体的电极。该方法包括将该介电流体暴露于被配置为使该介电流体电离的电离过程(122)，以及操作该泵单元以使经暴露的流体在该外壳中循环。

技术领域

本发明涉及电流体动力学(EHD)，更具体地涉及EHD用于对发热部件进行热管理的用途。

背景技术

在例如计算系统、电动车辆、卫星、电子设备等中的电子部件在尺寸和性能方面不断得到改进。然而，电子系统的性能经常受到可用的热管理技术的限制。功率损耗较高的较小部件意味着在较小区域中产生较多的热。因此，需要更有效的热管理以将部件保持在适当的温度范围内。换句话说，在体积需求和能量这两方面，对提高效率的需求不断增长。

解决这些问题的一种尝试是使用电流体动力热管理系统，在该电流体动力热管理系统中，使用电场在介电流体中产生流动。这可以比例如传统的风扇冷却更加有效。然而，尽管EHD系统通过以相对高效节能的方式循环热管理流体来提供热管理，但仍需要提高EHD热管理系统的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种改变介电流体的一种或多种性质以供在EHD热管理系统中使用的方法。该系统可以包括至少一个EHD泵单元和用于将流体容纳在系统内的外壳，至少一个EHD泵单元包括至少两个用于泵送介电流体的电极。该方法包括以下步骤：将介电流体暴露于被配置为使介电流体电离的电离过程，操作泵单元以使暴露的流体循环或者至少使经暴露的流体在以及EHD系统中流动。例如，电离过程可以包括介电流体的电离照射。

介电流体在以下中的至少一个中暴露于电离过程：外壳的一部分，其中，外壳的壁部分暴露于电离过程；与EHD热管理系统分开的位置，在暴露之后，从位置将流体添加到EHD热管理系统；以及在外壳内，其中，介电流体通过位于所述外壳内的物质暴露于电离过程。

本发明基于以下认识：通过将介电流体暴露于被配置为使介电流体电离的电离过程，可以提高泵送效率。与非离子化液体相比，这允许增加流速，并且因此获得更好的冷却效果。

所提出的EHD系统可以包括至少一个泵单元，至少一个泵单元可以被布置在容纳介电流体的外壳内或者连接到外壳。冷却效果可以通过允许介电流体流动以便将热能从需要冷却的部件或区域带走来实现。类似地，加热效果可以通过允许介电流体流动以便将热能传输到要加热的部分或区域来实现。在一个示例中，EHD系统可以被布置为允许介电流体在系统的发热侧与系统的冷却侧之间循环，该系统例如可以包括热交换器或散热器。

泵单元可以被配置为在流体中产生流动。泵单元可以包括至少两个电极，至少两个电极可以彼此分开，使得电极中的第二个电极位于电极中的第一个电极的下游方向。这两个电极可以连接到电压源，以产生影响介电流体，使得产生流动的场。流速可以通过改变施加到电极上的电压来改变。通过降低电压，流体可能会失去动量，并且流量减少。因此，通过控制电压，可以调节系统的冷却效果。

优选地，(多个)电极中的至少一个，比如发射电极可以在流动方向上伸长，使得如在流动方向上看的高度大于如在垂直于流动方向的方向上看的宽度。这种配置可以改善关于电晕放电的电场性质，电晕放电被认为是使电极之间的流体加速的潜在机制。