[发明专利]冷却元件和制造冷却元件的方法

说明书

一种冷却元件及一种制造冷却元件的方法。该冷却元件包括本体，该本体具有适于接纳热源的表面，其中，本体由具有敞开端部的挤制型材形成。冷却元件还包括附接至本体的敞开端部以封闭本体的塞子和用于填充封闭的本体内部的工作流体的端口。

技术领域

本发明涉及一种冷却元件，尤其涉及一种用于高功率电气部件的冷却元件。

背景技术

电力电子开关部件或电力电子开关模块在操作时需要进行冷却。通常通过将部件或模块附接至散热器或冷却元件来进行冷却。来自热源的损失被引导至冷却元件的表面。诸如电力电子模块之类的热源牢固地附接至冷却元件的表面。冷却元件将热量从热源传递出去，并进一步传递至诸如空气或液体之类的外部冷却流体。

存在各种类型的冷却元件。冷却元件可以由一块诸如铝或铜之类的金属形成，并带有例如冷却肋。金属块用作所产生的热量的吸收器，并且热量被传递至大质量物。来自金属块的热量利用增加了冷却元件的表面积的冷却肋进一步传递至周围的介质。

在某些应用中，使用金属块作为冷却元件无法给出令人满意的结果。通过使用具有相变液体的冷却元件设计可以获得更有效的热传递。来自诸如电力电子模块之类的热源的热量加热了保持在冷却元件的内部的液体。封闭体积中的液体由于热量而蒸发，并将热量有效地传递至封闭体积内的较冷的地方。蒸气在较冷的地方冷凝并散发热量。基于相变特性的冷却元件比常规的金属块更有效。然而，更有效的冷却元件也更加复杂，并且因此生产起来更昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷却元件和一种制造冷却元件的方法，以减轻上述缺点。本发明的目的通过一种以独立权利要求中所述的内容为特征的冷却元件和方法来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选实施方式。

本发明基于在冷却元件的形成中使用金属挤制型材的思想。该挤制型材是中空的且具有两个敞开端部。端部用合适的结构封闭，从而获得中空的封闭体积结构。冷却元件还设置有用于在封闭结构内部填充工作流体的端口。在一实施方式的冷却元件中，在中空结构内部设置有插入件以提供毛细管吸液芯(capillary wick)的功能，该功能确保适当的相变操作。

本发明的优点在于，以简单的结构获得有效的冷却元件。由于冷却元件是由挤制型材制成的，因此可以通过使用不同长度的型材容易地更改冷却元件的尺寸。

附图说明

下面将参照附图通过优选实施方式更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了一实施方式的冷却元件的正视图，

图2示出了图1的冷却元件的侧视图；以及

图3、图4、图5、图6、图7和图8示出了冷却元件的各实施方式。

具体实施方式

图1示出了本发明的冷却元件的实施方式的正视图。众所周知，冷却元件旨在以机械的方式连接至热源、比如容纳多个开关部件的电力电子开关部件或电力电子开关模块。在图1中，热源1被示出为附接至冷却元件2的表面。根据本发明，冷却元件2包括本体，该本体具有适于接纳热源1的表面3。如图1中所示，适于接纳热源的表面基本上是平坦的表面，使得从热源到冷却元件的热传递尽可能高效。

在本发明中，冷却元件的本体由具有敞开端部的挤制型材形成。图1示出了冷却元件的正视图。正视图是指在挤制方向上的视图。如所理解的，由于本体是挤制结构，因此开口延伸穿过型材。

本发明的冷却元件还包括附接至本体的敞开端部以封闭本体的塞子4。冷却元件的塞子4是紧固至型材的敞开端部使得端部被封闭并且在冷却元件内部形成气密的中空结构的元件。图1示出了塞子4，该塞子4被紧固至挤制型材的一个端部。在图1的结构中，塞子总体上呈T形，并且塞子覆盖型材的端部的开口。