[发明专利]用于功率电子器件单元的混合冷却在审

专利信息
申请号: 202110483714.2 申请日: 2021-04-30
公开(公告)号: CN113606803A 公开(公告)日: 2021-11-05
发明(设计)人: 佘煦;I·阿吉尔曼 申请(专利权)人: 开利公司
主分类号: F25B1/00 分类号: F25B1/00;F25B41/31;F25B41/40;H05K7/20
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 郭帆扬;万欣
地址: 美国佛*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 用于 功率 电子器件 单元 混合 冷却
【说明书】:

发明涉及用于功率电子器件单元的混合冷却,具体而言,提供了功率电子器件单元、将功率电子器件单元并入的蒸汽压缩系统以及使功率电子器件单元冷却的方法。功率电子器件单元包括半导体部分和电感器部分。由功率电子器件单元生成的热量的大约80%可来源于半导体部分。由功率电子器件单元生成的热量的大约20%可来源于电感器部分。半导体部分使用至少一个风扇来冷却。电感器部分使用工作流体(例如,制冷剂)来冷却。可在蒸汽压缩系统中从蒸发器的上游提供工作流体。将使用工作流体限制于仅使功率电子器件单元的电感器部分冷却可使功率电子器件单元对蒸汽压缩系统的影响最小化。

对相关申请的交叉引用

本申请要求在2020年5月5日提交的序号为62/704328的美国临时申请的权益,所述美国临时申请的内容特此以其整体并入。

背景技术

制冷卡车和拖车普遍地用于运输易腐烂商品,诸如,例如农产品、肉、家禽、鱼、乳制品、切花以及其它新鲜或冻结的易腐烂产品。为了保存易腐烂商品,典型地,运输制冷单元(TRU)安装到卡车或安装到拖车。运输制冷单元包括用以使制冷剂在运输制冷单元内循环的压缩机。压缩机可被机械地(例如,使用直接机械联接或带驱动)或电气地驱动。当被机械地驱动时,压缩机从车辆发动机得到动力。当被电气地驱动时,压缩机可从发电机或机载电池得到动力。

压缩机的占空比(duty cycle)可取决于各种因素而变化,诸如,例如环境温度、货物的类型和体积、对于货物空间的期望的温度以及货物空间打开以便装载或卸载的频率和时长。在大部分的运行时间期间,压缩机可正以小于满负荷运作,并且偶尔可完全切断。出于效率的目的,因此,提供用于使压缩机的运行(例如,速度)变化的控制系统是很常见的。可控制压缩机的运行的一种方式是通过使用功率电子器件单元。例如,功率电子器件单元可用于选择性地使供应到压缩机的功率变化(例如,通过使电流、电压和/或频率变化)。照此,功率电子器件单元在被包括时可为用于运输制冷单元的关键性构件。

如果未被适当地冷却,则功率电子器件单元可能过热,过热可能损坏功率电子器件单元内的电路构件(例如,可能使得功率电子器件单元不能运行)和/或引起产品安全问题(例如,起因于热量的生成)。为了防止或至少缓解功率电子器件单元的可能的过热,已探讨液体冷却。例如,在运输制冷单元的蒸汽压缩循环内,先前的运输制冷单元已包括功率电子器件单元,在其中通过使制冷剂的整个体积经过功率电子器件单元(例如,与压缩机串联)而使整个功率电子器件单元冷却。然而,利用来自运输制冷单元的制冷剂来使整个功率电子器件单元冷却可能影响运输制冷单元为易腐烂商品提供高效冷却的能力,因为,添加热源(即,功率电子器件单元)将增大冷却负荷。

因此,依然存在对更高效的系统和将对使用于冷却的流体的来源(例如,运输制冷单元)的影响最小化的冷却功率电子器件单元的方法的需求。

发明内容

根据一个实施例,提供了蒸汽压缩系统,其包括压缩机、蒸发器以及功率电子器件单元。压缩机包括用于增大工作流体的压力的电驱动马达。蒸发器与压缩机处于流体连通。蒸发器构造成用于将热量从外部介质传递到工作流体。功率电子器件单元用于控制电功率至电驱动马达的传递。功率电子器件单元包括半导体部分和电感器部分。半导体部分包括构造成用于从半导体部分传递热量的至少一个风扇。电感器部分包括构造成用于接收工作流体的至少部分的至少一个管道。工作流体构造成用于从电感器部分传递热量。

根据额外或备选的实施例,电感器部分从蒸发器的上游接收工作流体的至少部分。

根据额外或备选的实施例,来自电感器部分的工作流体传递到压缩机。

根据额外或备选的实施例,来自电感器部分的工作流体传递到蒸发器。

根据额外或备选的实施例,由功率电子器件单元生成的热量与传递至电驱动马达的电功率成比例。

根据额外或备选的实施例,由功率电子器件单元生成的热量的至少60%来源于半导体部分。

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