可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成的制作方法
【專利摘要】公開一種用于冷卻電力電子模塊，如可變頻驅(qū)動(dòng)的散熱器總成。所述散熱器總成包括外殼和散熱器結(jié)構(gòu)。所述外殼界定用于封閉所述電力電子模塊的內(nèi)室且還界定在所述內(nèi)室外部的冷卻空氣流動(dòng)通道。所述散熱器結(jié)構(gòu)按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置且具有被安置在所述外冷卻空氣流動(dòng)通道內(nèi)與所述冷卻空氣流動(dòng)成對(duì)流性熱傳遞關(guān)系的熱傳遞表面。
【專利說明】可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)引用并要求2011年5月17日提交的以VARIABLEFREQUENCY DRIVE HEATSINK ASSEMBLY為標(biāo)題的美國臨時(shí)申請(qǐng)第61/487，078號(hào)的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，所述申請(qǐng)是以引用其全文的方式并入本文。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明基本上是關(guān)于可變頻驅(qū)動(dòng)的冷卻，且更特定地說，是關(guān)于與運(yùn)輸制冷單元的制冷劑蒸氣壓縮機(jī)關(guān)聯(lián)的可變頻驅(qū)動(dòng)的冷卻。
[0005]電力電子裝置常常用于控制和/或操縱例如被供應(yīng)到各種不同的電動(dòng)裝置的電力的頻率和/或電壓的特性。例如，可變頻驅(qū)動(dòng)常常與可變速發(fā)動(dòng)機(jī)連用用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的速度?？勺兯侔l(fā)動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)、水泵、風(fēng)扇和其它裝置連用。例如，制冷劑蒸氣壓縮機(jī)，如，但不限于渦旋式壓縮機(jī)、往復(fù)式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，以支持在各種操作速度下驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的壓縮機(jī)構(gòu)。當(dāng)壓縮機(jī)構(gòu)的操作速度變小時(shí)，壓縮機(jī)的輸出能力變小，和相反地當(dāng)壓縮機(jī)構(gòu)的操作速度變大時(shí)，壓縮機(jī)的輸出能力變大?？勺冾l驅(qū)動(dòng)可操作以改變供應(yīng)給壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電力的頻率，從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)的操作速度，和因此改變壓縮機(jī)的操作速度和輸出能力。
[0006]運(yùn)輸制冷單元常常與運(yùn)輸容器連用用于維持貨箱(其中易腐貨物，如例如，但不限于，生鮮產(chǎn)品)被保存在指定溫度范圍內(nèi)的溫度下以保持新鮮和將運(yùn)送期間的腐敗減至最小。運(yùn)輸制冷單元包括被布置在貨箱外部的制冷劑蒸氣壓縮機(jī)和冷凝器/氣體冷卻器和被布置在貨箱的封閉空間內(nèi)的蒸發(fā)器。壓縮機(jī)、冷凝器/氣體冷卻器和蒸發(fā)器是按照在制冷循環(huán)中的串聯(lián)制冷劑流動(dòng)關(guān)系被連接在制冷劑回路中。當(dāng)操作制冷單元時(shí)，空氣從貨箱內(nèi)被抽出，與制冷劑成熱交換關(guān)系地通過蒸發(fā)器，制冷劑循環(huán)通過制冷劑回路從而冷卻空氣，和空氣被供應(yīng)返回到貨箱。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確溫度控制同時(shí)維持系統(tǒng)操作效率，需要響應(yīng)于制冷負(fù)荷要求改變制冷單元的制冷輸出能力。例如，在貨箱暴露于周圍環(huán)境后的溫度下調(diào)期間，如在將貨物裝載到貨箱中期間，制冷單元的壓縮機(jī)一般在最大輸出能力下操作。然而，在下調(diào)后的長期溫度維持操作模式期間，制冷單元的壓縮機(jī)是在低功率下，而且經(jīng)常在接近零功率下操作。
[0008]改變制冷單元的制冷功率的一種方法是利用如先前所論述的可變頻驅(qū)動(dòng)修改被供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的電力的頻率以改變壓縮機(jī)的速度。然而，采用可變頻驅(qū)動(dòng)控制與運(yùn)輸制冷單元相連的壓縮機(jī)速度給充分冷卻可變頻驅(qū)動(dòng)的電力電子設(shè)備以維持可變頻驅(qū)動(dòng)的可靠性和功能提出了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)對(duì)于操作環(huán)境、貨物冷卻要求和電力電子設(shè)備熱輸出在寬范圍內(nèi)變化的運(yùn)輸制冷應(yīng)用來說甚至更為復(fù)雜。
發(fā)明概要
[0009]在一個(gè)方面，提供用于在所有周圍條件和功率消耗水平下將可變頻驅(qū)動(dòng)的電力電子設(shè)備保持在低于指定臨界溫度的溫度下的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成。
[0010]在一個(gè)方面，提供用于將可變頻驅(qū)動(dòng)的電力電子設(shè)備容置在密封封閉中以保護(hù)電力電子設(shè)備避免暴露于潛在腐蝕性周圍條件的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成。
[0011]在一個(gè)方面，提供可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其具有供越過和橫跨與被隔離在所述外殼內(nèi)的封閉室中的可變頻驅(qū)動(dòng)的電力電子設(shè)備關(guān)聯(lián)的散熱器結(jié)構(gòu)引導(dǎo)冷卻空氣的流動(dòng)通過的外殼。
[0012]公開了用于冷卻電力電子模塊的散熱器總成。散熱器總成包括外殼和散熱器結(jié)構(gòu)。外殼界定用于封閉電力電子模塊的內(nèi)室且還界定在內(nèi)室外部的冷卻空氣通道。散熱器結(jié)構(gòu)按照與內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置和具有被安置在外部冷卻空氣流動(dòng)通道內(nèi)的熱傳遞表面。風(fēng)扇被布置成與外殼操作關(guān)聯(lián)用于使冷卻空氣的流動(dòng)橫跨和越過熱傳遞表面通過外部通道。散熱器結(jié)構(gòu)的熱傳遞表面因此按照與冷卻空氣的流動(dòng)成對(duì)流性熱傳遞關(guān)系布置，從而將熱從內(nèi)室經(jīng)由外部熱傳遞表面移除同時(shí)將電力電子模塊從冷卻空氣的流動(dòng)隔離。
[0013]外部熱傳遞表面可以包括從外殼向外延伸到外部流動(dòng)通道中的多個(gè)外部熱傳遞鰭片。多個(gè)外部熱傳遞鰭片可以從按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置的散熱器結(jié)構(gòu)的基部向外延伸到尖端部分。多個(gè)外部熱傳遞鰭片可以按照隔開關(guān)系布置從而界定在流動(dòng)通道內(nèi)的多個(gè)流動(dòng)子通道。在實(shí)施方案中，多個(gè)外部熱傳遞鰭片可以具有沿縱向擴(kuò)張的弓形輪廓。為了促進(jìn)冷凝液從熱傳遞鰭片排水，可以在多個(gè)外部熱傳遞鰭片中形成多個(gè)冷凝液排水水槽。多個(gè)外部熱傳遞鰭片可以與外殼形成一體。
[0014]在實(shí)施方案中，散熱器總成構(gòu)成可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其包括可變頻驅(qū)動(dòng)模塊、界定用于封閉可變頻驅(qū)動(dòng)的內(nèi)室且還界定在內(nèi)室外部的流動(dòng)通道的外殼、按照與內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置和具有被安置在外部流動(dòng)通道內(nèi)的熱傳遞表面的散熱器結(jié)構(gòu)，和與外殼操作關(guān)聯(lián)用于使冷卻流動(dòng)橫跨和越過散熱器結(jié)構(gòu)的熱傳遞表面通過外部流動(dòng)通道的風(fēng)扇。在實(shí)施方案中，可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成可以被架置到在運(yùn)輸制冷單元上的支撐板，同時(shí)使外部熱傳遞鰭片的尖端毗鄰支撐板。當(dāng)被架置在運(yùn)輸制冷系統(tǒng)上時(shí)，可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器模塊可以被安置在被冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇經(jīng)由運(yùn)輸制冷單元抽取的空氣流動(dòng)的路徑中。
[0015]公開了冷卻電力電子模塊的方法。所述方法包括步驟:提供界定用于封閉電力電子模塊的內(nèi)室和界定在所述內(nèi)室外部的流動(dòng)通道的外殼，提供具有外部熱傳遞表面的散熱器結(jié)構(gòu)、將散熱器結(jié)構(gòu)的外部熱傳遞表面按照與內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系布置，和使冷卻空氣流動(dòng)橫跨和越過外部熱傳遞表面通過流動(dòng)通道從而將熱從內(nèi)室經(jīng)由外部熱傳遞表面移除同時(shí)將電力電子模塊從冷卻空氣的流動(dòng)隔離。所述方法還可以包括給外部熱傳遞表面提供延伸到流動(dòng)通道中的多個(gè)外部熱傳遞鰭片的步驟。所述方法還可以包括使冷卻空氣流動(dòng)在4至20毫米/秒/瓦特電力電子模塊的熱釋放的范圍內(nèi)的空氣流動(dòng)速度下通過流動(dòng)通道的步驟。
[0016]附圖簡述
[0017]為了進(jìn)一步理解本公開，將參考以下詳細(xì)描述，并將其與附圖一并閱讀，其中:
[0018]圖1是配備有制冷單元，其中側(cè)壁的一部分和天花板被移除的制冷運(yùn)輸容器的透視圖；
[0019]圖2是被架置到圖1容器的前向壁的制冷單元的前面的透視圖；
[0020]圖3是本文中所公開的被架置到圖2運(yùn)輸制冷單元的支撐板的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成的示例性實(shí)施方案的透視圖；
[0021]圖4是從運(yùn)輸制冷單元移除的圖2可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成的底側(cè)的透視圖；
[0022]圖5是圖4可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成的底側(cè)的平面圖；和
[0023]圖6是大體沿線6-6剖開的圖5可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成的散熱器結(jié)構(gòu)的橫截面正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]首先參考圖1，描繪用于船只甲板運(yùn)輸或通過船只、鐵路或公路聯(lián)合運(yùn)送的制冷貨物容器(基本上參考10)的示例性實(shí)施方案。貨物容器10具有由前向壁或前壁12、背壁或后壁14、一對(duì)相對(duì)側(cè)壁13和15、天花板16和地板18形成的箱形結(jié)構(gòu)。箱形結(jié)構(gòu)界定貨物空間，本文稱為貨箱U，其中待運(yùn)輸?shù)呢浳?00的桶、紙板箱或托盤被堆置在地板18上。后壁14具有可供穿過以進(jìn)入貨箱以將貨物裝載到容器10中的一個(gè)或多個(gè)門(未示出)。當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，在容器10內(nèi)建立大體氣密密封貨物空間，其防止內(nèi)側(cè)空氣逃離貨箱11。
[0025]運(yùn)輸制冷單元20被架置到容器10的壁?；旧蟻碚f，運(yùn)輸制冷單元20被容納在容器10的前向壁12的開口中和使外圍被包圍地架置到容器10的前向壁12，例如如圖1中所描繪，用于調(diào)節(jié)制冷室，即容器10的貨箱11內(nèi)的空氣。現(xiàn)在同時(shí)參考圖2，運(yùn)輸制冷單元20包括具有關(guān)聯(lián)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)22、從貨箱11隔離的冷凝器/氣體冷卻器模塊(未示出)和包括與被界定在容器10內(nèi)的貨箱11操作關(guān)聯(lián)的蒸發(fā)器風(fēng)扇和發(fā)動(dòng)機(jī)總成的蒸發(fā)器模塊。運(yùn)輸制冷單元可以合并各種額外組件，包括但不限于，過濾器-干燥器、膨脹裝置、中間冷卻器、容納器、節(jié)約裝置、閃蒸罐和各種控制閥。
[0026]冷凝器/氣體冷卻器模塊包括被架置在位于貨箱11外部的制冷單元20的前段中且基本被安置在冷凝/氣體冷卻器風(fēng)扇24后方的制冷劑排熱熱交換器(未示出)。冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇24經(jīng)由在制冷單元20的前下部處的開口 25抽取周圍室外空氣，然后使那些空氣通過在前面板21后方的冷凝器/氣體冷卻器熱交換器并將那些空氣排出返回到室外環(huán)境中。蒸發(fā)器風(fēng)扇和發(fā)動(dòng)機(jī)總成26從貨箱11抽取回流空氣，使回流空氣和經(jīng)準(zhǔn)許且可以與其混合的任何新鮮室外空氣通過用于箱環(huán)境調(diào)節(jié)的蒸發(fā)器熱交換器(未示出)，和將那些經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣作為供應(yīng)空氣遞送返回到容器10的貨箱11中。
[0027]可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30被架置到運(yùn)輸制冷單元20的結(jié)構(gòu)，例如在前面板21后方的支撐板28?？勺冾l驅(qū)動(dòng)散熱器總成30相對(duì)于冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇24安置，以使被冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇24抽入單元20中的一部分周圍室外空氣越過可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30的外部。雖然在本文中被描述成被架置在運(yùn)輸制冷單元上的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，但應(yīng)理解本文中所公開的散熱器總成可以適用于冷卻在其它應(yīng)用中的其它電力電子模塊。應(yīng)理解可變速驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用不限于制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)。例如，可以利用與壓縮機(jī)共享的可變速驅(qū)動(dòng)或分離式可變速驅(qū)動(dòng)在各種不同速度下驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇或泵。
[0028]現(xiàn)在參考圖3至圖6，描繪本文中所公開的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30的示例性實(shí)施方案?？勺冾l驅(qū)動(dòng)散熱器總成30包括界定用于封閉可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的內(nèi)室34且還界定外部流動(dòng)通道38的外殼32。外殼32還包括在外殼32的第一末端處的冷卻空氣入口開口 40和在與外殼32的第一末端縱向相對(duì)的外殼32的第二末端處的冷卻空氣出口開口42。外殼32可以具有蓋子35，其形成覆蓋室34的外殼32的一部分且被可釋放固定至外殼32。蓋子35可以被移除以提供室34的進(jìn)入口用于安裝、移除或維修可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36。當(dāng)例如通過螺釘、可釋放緊固件或類似物件將蓋子35固定至外殼32時(shí)，提供氣密封閉用于保護(hù)可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36和其組件避免暴露于冷卻空氣流動(dòng)。
[0029]可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30還包括用于使冷卻空氣通過外部流動(dòng)通道38的冷卻空氣風(fēng)扇44。冷卻空氣風(fēng)扇44可以被架置在冷卻空氣入口開口 40或冷卻空氣出口開口 42中。在任一種配置中，冷卻空氣風(fēng)扇44可操作以從可以至少部分被冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇24抽入運(yùn)輸制冷單元20中的周圍空氣流動(dòng)抽取周圍空氣。在所描繪的實(shí)施方案中，冷卻空氣風(fēng)扇44被架置在冷卻空氣入口開口 40中且可操作以將周圍空氣抽入和通過入口導(dǎo)管45和通過外部流動(dòng)通道38，以經(jīng)由在流動(dòng)通道38的縱向相對(duì)末端處的冷卻空氣出口開口 42離開。冷卻空氣風(fēng)扇44本身可以是由可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36驅(qū)動(dòng)的可變速風(fēng)扇。冷卻空氣風(fēng)扇44的速度可以響應(yīng)于可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的電力電子設(shè)備的溫度測定和與臨界溫度的比較而變化。在一個(gè)實(shí)施方案中，冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇24可以提供通過流動(dòng)通道38的冷卻空氣流動(dòng)用于冷卻可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36。
[0030]可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30還包括散熱器結(jié)構(gòu)，其界定被布置在外部流動(dòng)通道38內(nèi)和在封閉可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的室34外部的熱傳遞表面。當(dāng)冷卻空氣風(fēng)扇44處于操作中時(shí)，冷卻空氣風(fēng)扇44使周圍空氣橫跨和越過散熱器結(jié)構(gòu)46的熱傳遞表面通過外部流動(dòng)通道38用于冷卻可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的電力電子設(shè)備，如例如，但不限于，絕緣閘雙極晶體管(IGBT)或其它電力半導(dǎo)體裝置和電容器。按照這種方式，可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的電力電子設(shè)備可以在不與周圍空氣直接接觸下得到有效冷卻，從而避免電力電子設(shè)備與潮濕的高氯含量海洋空氣或在高濕度條件中的陸地空氣的直接接觸所伴隨的潛在電力電子設(shè)備腐蝕和侵蝕。
[0031]散熱器結(jié)構(gòu)的熱傳遞表面可以包括在外殼32的外部上從外殼32的基底50向外延伸到流動(dòng)通道38中的多個(gè)熱傳遞鰭片48。多個(gè)熱傳遞鰭片48可以按照側(cè)向隔開關(guān)系排列和沿流動(dòng)通道38基本縱向延伸，從而將流動(dòng)通道分割成在各組相鄰熱傳遞鰭片40之間的多個(gè)子通道52。
[0032]在實(shí)施方案中，每個(gè)熱傳遞鰭片48可以按照彼此界定流動(dòng)通道36的外殼32的縱向延伸上側(cè)壁54和下側(cè)壁56從外殼32的基底50向外延伸的相同程度向外延伸。經(jīng)過這樣建造，當(dāng)可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成30被架置到在運(yùn)輸制冷單元20上的支撐板28時(shí)，各個(gè)熱傳遞鰭片48的尖端部分和外殼32的上側(cè)壁和下側(cè)壁54、56的尖端部分將全部接觸支撐板28的表面。
[0033]在所描繪的實(shí)施方案中，熱傳遞鰭片48沿其縱向范圍呈弓形，最佳如圖4和圖5所示。在弓形熱傳遞鰭片48的豎直平面輪廓中的向上凸面促進(jìn)冷凝液從熱傳遞鰭片48的表面的排水。在實(shí)施方案中，弓形鰭片48具有標(biāo)稱曲率半徑和通道長度，其中標(biāo)稱曲率半徑對(duì)通道長度的比具有在0.5至3.0的范圍內(nèi)且更嚴(yán)格地說，在0.8至1.5的范圍內(nèi)的值。冷凝液因在流動(dòng)通過流動(dòng)通道38的周圍冷卻空氣中的水分的冷凝而可以形成在熱傳遞鰭片48的表面上。此外，熱傳遞鰭片48可以按照與外殼32的側(cè)壁54、側(cè)壁56不相同的程度向外延伸，從而相對(duì)于上側(cè)壁和下側(cè)壁54、56縮短以在被架置到支撐板28時(shí)在熱傳遞鰭片48的尖端部分與支撐板28之間提供足以允許冷凝液從熱傳遞鰭片48的尖端部分排走的間隙。為了進(jìn)一步促進(jìn)冷凝液從熱傳遞鰭片48的表面的排水，可以給多個(gè)熱傳遞鰭片48提供水槽58用于收集冷凝液并將所收集的冷凝液排到熱傳遞鰭片48的尖端部分以外。水槽58可以與熱傳遞鰭片48形成一體。
[0034]外殼32可以由鋁、鋁合金或具有相對(duì)高熱導(dǎo)率的其它材料形成。外殼32可以通過擠壓或通過鑄造形成。在所描繪的實(shí)施方案中，外殼32包括從鋁合金鑄造的外殼，同時(shí)在鑄造過程期間使熱傳遞鰭片48與外殼32形成一體。此外，在所描繪的實(shí)施方案中，外殼32經(jīng)過鑄造以提供向外延伸到流動(dòng)通道38中且對(duì)室34開放的電容器阱60用于容納構(gòu)成可變頻驅(qū)動(dòng)模塊36的組件的電容器。
[0035]在所描繪的實(shí)施方案中，熱傳遞鰭片48形成具有沿縱向方向向上凸的弓形輪廓，其促進(jìn)冷凝液排水。應(yīng)理解在其它實(shí)施方案中，熱傳遞鰭片40可以是按照平行隔開關(guān)系縱向延伸的平板鰭片或波浪形鰭片。此外，熱傳遞鰭片48可以具有從基底到尖端的均一厚度或從基底到尖端向內(nèi)漸縮。在例如均一厚度實(shí)施方案中，熱傳遞鰭片可以具有在3至4毫米(0.12至0.157英寸)的范圍內(nèi)的厚度且在10至11毫米(0.39至0.43英寸)的范圍內(nèi)的間隔下側(cè)對(duì)側(cè)地隔開。在漸縮鰭片實(shí)施方案(促進(jìn)具有與外殼32形成一體的熱傳遞鰭片48的外殼的鑄造)中，熱傳遞鰭片48可以例如具有在鰭片基底在3至4毫米(0.12至0.157英寸)的范圍內(nèi)的厚度和以大于I度且小于1.5度的斜率向內(nèi)傾斜的側(cè)面。
[0036]根據(jù)本文中所公開用于冷卻電子電力模塊的方法，熱可以從外殼32的內(nèi)室34經(jīng)由外部熱傳遞表面48被移除同時(shí)將電力電子模塊，如，但不限于可變頻驅(qū)動(dòng)36從冷卻空氣的流動(dòng)隔離。所述方法包括步驟:提供界定用于封閉電力電子模塊的內(nèi)室34和界定在內(nèi)室34外部的流動(dòng)通道38的外殼32 ;提供具有包括外部熱傳遞鰭片48的外部熱傳遞表面的散熱器結(jié)構(gòu)；將散熱器結(jié)構(gòu)的外部熱傳遞表面按照與內(nèi)室34成傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系布置；和使冷卻空氣流動(dòng)橫跨和越過外部熱傳遞表面通過流動(dòng)通道從而將熱從內(nèi)室經(jīng)由外部熱傳遞表面移除，同時(shí)將電力電子模塊從冷卻空氣的流動(dòng)隔離。為了實(shí)現(xiàn)充分對(duì)流性熱傳遞以確保將可變頻驅(qū)動(dòng)36的電力電子設(shè)備或其它電力電子模塊冷卻到低于與本文中所公開的方法相符的85°C (185° F)臨界溫度的溫度，可以使冷卻空氣流動(dòng)在4至20毫米/秒/瓦特電力電子模塊的熱釋放的范圍內(nèi)的空氣流動(dòng)速度下通過流動(dòng)通道。
[0037]本文中所使用的術(shù)語是出于描述的目的，而非限制。本文中所公開的特殊結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被理解為限制，而是僅僅作為教授本領(lǐng)域技術(shù)人員使用本發(fā)明的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還將明白可以在不脫離本發(fā)明的范圍下用于取代參考本文中所公開的示例性實(shí)施方案而描述的元件的等效物。
[0038]雖然已參考如圖所圖示的示例性實(shí)施方案示出和描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下實(shí)施各種修改。因此，本公開不希望限制于所公開的特定實(shí)施方案，而是希望本公開將包括落于隨附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于冷卻電力電子模塊的散熱器總成，其包括: 外殼，其界定用于封閉所述電力電子模塊的內(nèi)室和界定在所述內(nèi)室外部的流動(dòng)通道；和 散熱器結(jié)構(gòu)，其按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置和具有被安置在所述外部流動(dòng)通道內(nèi)的熱傳遞表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器總成，其中所述外殼還包括: 冷卻空氣入口開口和冷卻空氣出口開口，所述入口開口和所述出口開口與所述外部流動(dòng)通道流動(dòng)連通；和 風(fēng)扇，其與所述外殼操作關(guān)聯(lián)地布置用于使冷卻空氣的流動(dòng)橫跨和越過所述熱傳遞表面通過所述外部通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器總成，其中所述風(fēng)扇被布置在所述外殼的所述冷卻空氣入口開口中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器總成，其中所述風(fēng)扇被布置在所述外殼的所述冷卻空氣出口開口中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱器總成，其中所述風(fēng)扇是可變速風(fēng)扇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱器總成，其中所述熱傳遞表面包括從所述外殼向外延伸到所述外殼的所述流動(dòng)通道中的多個(gè)外部熱傳遞鰭片。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱器總成，其中所述多個(gè)外部鰭片包括多個(gè)外部熱傳遞鰭片，所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片從按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置的所述散熱器結(jié)構(gòu)的基部向外延伸到端接所述外殼的邊界壁附近的尖端部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的散熱器總成，其中所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片按照隔開關(guān)系布置，從而界定在所述流動(dòng)通道內(nèi)橫跨所述熱傳遞表面的多個(gè)流動(dòng)子通道。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的散熱器總成，其中所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片與所述外殼形成一體。
10.一種可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成,其包括: 可變頻驅(qū)動(dòng)模塊； 外殼，其界定用于封閉所述可變頻驅(qū)動(dòng)的內(nèi)室和界定在所述內(nèi)室外部的流動(dòng)通道， 散熱器結(jié)構(gòu)，其按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置且具有被安置在所述外部流動(dòng)通道內(nèi)的熱傳遞表面；和 風(fēng)扇，其與所述外殼操作關(guān)聯(lián)用于使冷卻空氣的流動(dòng)橫跨和越過所述散熱器結(jié)構(gòu)的所述熱傳遞表面通過所述外部流動(dòng)通道。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述風(fēng)扇被布置在所述外殼的所述冷卻空氣入口開口中。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述風(fēng)扇是可變速風(fēng)扇。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述熱傳遞表面包括多個(gè)外部熱傳遞鰭片，所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片從按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱傳遞關(guān)系布置的所述散熱器結(jié)構(gòu)的一部分向外延伸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片按照隔開關(guān)系布置從而界定在所述流動(dòng)通道內(nèi)的多個(gè)流動(dòng)子通道。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片具有沿縱向擴(kuò)張的弓形輪廓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其還包括在所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片中形成的多個(gè)冷凝液排水水槽。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述多個(gè)外部熱傳遞鰭片與所述外殼形成一體。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成是與運(yùn)輸制冷單元連用。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成是與用二氧化碳制冷劑加注的運(yùn)輸制冷單元連用。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成，其中所述可變頻驅(qū)動(dòng)散熱器總成與壓縮機(jī)、冷凝器/氣體冷卻器風(fēng)扇、蒸發(fā)器風(fēng)扇、水泵和運(yùn)輸制冷單元的可變頻驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇中的至少一個(gè)操作關(guān)聯(lián)。
21.一種用于冷卻電力電子模塊的方法，其包括步驟: 提供界定用于封閉所述電力電子模塊的內(nèi)室和界定在所述內(nèi)室外部的流動(dòng)通道的外殼; 提供具有外部熱傳遞表面的散熱器結(jié)構(gòu)； 將所述散熱器結(jié)構(gòu)的所述外部熱傳遞表面按照與所述內(nèi)室成傳導(dǎo)性熱交換關(guān)系布置；`和 使冷卻空氣流動(dòng)橫跨和越過所述外部熱傳遞表面通過所述流動(dòng)通道，從而將熱從所述內(nèi)室經(jīng)由所述外部熱傳遞表面移除，同時(shí)使所述電力電子模塊從所述冷卻空氣的流動(dòng)隔離。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其還包括給所述外部熱傳遞表面提供延伸到所述流動(dòng)通道中的多個(gè)外部熱傳遞鰭片的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其還包括使所述冷卻空氣流動(dòng)在4至20毫米/秒/瓦特所述電力電子模塊的熱釋放的范圍內(nèi)的空氣流動(dòng)速度下通過所述流動(dòng)通道的步驟。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK103597918SQ201280027106
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月17日
【發(fā)明者】M.F.塔拉斯, 李健雨, M.J.佩爾科維奇, S.杜賴薩米, X.Q.廖, C.E.約爾根森, A.F.漢森 申請(qǐng)人:開利公司