本發(fā)明大致涉及換熱器。具體地，本發(fā)明涉及能夠用于電力電子構(gòu)件的換熱器。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括換熱器的電力電子模塊組件。

背景技術(shù)：

在典型的電力電子系統(tǒng)中，諸如離散式或集成式(即模塊型)半導(dǎo)體裝置、電感器、電阻器、電容器以及銅母線之類的電力電子構(gòu)件極接近地組裝。在所有的設(shè)計(jì)中，同樣地存在pcb面板和電子控制裝置。在運(yùn)行的期間，這些構(gòu)件發(fā)散出不同量的熱。另外，這些構(gòu)件受制于不同水平的溫度。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的熱管理及集成概念必須考慮出現(xiàn)的溫度范圍。

對(duì)于低功率和中等功率的范圍內(nèi)的電力電子(pe)系統(tǒng)，由于簡(jiǎn)單性、穩(wěn)健性以及低投資成本而導(dǎo)致空氣冷卻是通常使用的解決方案。然而，與水冷卻相比，空氣冷卻在冷卻性能的方面受限制。

另一引人注目的冷卻選擇是無源式兩相冷卻。在此，蒸發(fā)器與熱源(典型地，半導(dǎo)體模塊)進(jìn)行熱接觸。將蒸發(fā)的兩相流體引導(dǎo)至冷凝器，從而將熱傳遞至環(huán)境空氣，在冷凝器中，流體回到液體狀態(tài)。兩相流體的運(yùn)動(dòng)由重力、壓力脈動(dòng)或毛細(xì)力驅(qū)動(dòng)，而不使用機(jī)械泵。在生產(chǎn)時(shí)，填充兩相流體，并且，將冷卻器密封地封閉，以致于在壽命期間，無需維護(hù)。

如在空氣冷卻中，在兩相冷卻中，熱最后傳遞至空氣。然而，經(jīng)由兩相流體的中間步驟避免傳統(tǒng)的基于傳導(dǎo)的空氣冷卻(空氣冷卻式熱沉)中的熱擴(kuò)散的問題。因此，關(guān)于兩相冷卻，與空氣冷卻相比，能夠達(dá)到更高的冷卻性能和熱通量。

然而，成本的考慮和具有挑戰(zhàn)性的將兩相系統(tǒng)集成至電力電子系統(tǒng)中并定向的過程制約電力電子系統(tǒng)中的兩相冷卻系統(tǒng)的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上文，提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩相換熱器和根據(jù)權(quán)利要求13所述的電力電子模塊組件。自從屬權(quán)利要求、描述以及附圖，顯而易見本發(fā)明的更多的方面、優(yōu)點(diǎn)以及特征。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供用于具有至少一個(gè)半導(dǎo)體模塊的電力電子模塊組件的兩相換熱器裝置。兩相換熱器裝置包括：底板，其配置成在底板的第一側(cè)處與第一半導(dǎo)體模塊接觸；和用于第一冷卻介質(zhì)的至少一個(gè)管元件，其中，管元件包括具有至少一個(gè)蒸發(fā)器通道的第一部分和具有至少一個(gè)冷凝器通道的第二部分。典型地，底板具有容納管元件的槽。槽在尺寸方面設(shè)置成允許底板與管元件的第一部分之間的熱接觸，并且，槽在尺寸方面設(shè)置成在底板與管元件的第二部分的至少一部分之間形成間隙，以實(shí)現(xiàn)底板與管元件的第二部分的熱分離。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，電力電子模塊組件包括半導(dǎo)體模塊的堆疊件和夾持于半導(dǎo)體模塊之間的根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的多個(gè)換熱器裝置。

根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的換熱器允許將兩相換熱器集成至空氣冷卻式電力電子系統(tǒng)(諸如，電力電子變換器)中，具體地，其中半導(dǎo)體布置成堆疊的系統(tǒng)中。動(dòng)機(jī)是能夠以各種方式使用的提高的冷卻性能。例如，可能在恒定的結(jié)溫和/或增大的開關(guān)頻率(且因此，增加開關(guān)損耗)下增大電力電子系統(tǒng)的額定電流(且因此，可能增加損耗)，并且，能夠在恒定的溫度下實(shí)現(xiàn)減小的濾波器大小。備選地，在使用根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置時(shí)，能夠在恒定的額定電流下達(dá)到更低的溫度，且因此，能夠達(dá)到提高的可靠性和壽命。根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置的又一好處可以是，對(duì)于固定的結(jié)溫，電力電子系統(tǒng)有更高的環(huán)境溫度額定值。根據(jù)一些實(shí)施例，對(duì)于固定的結(jié)溫，能夠使用降低的空氣流速、風(fēng)扇功率以及聲學(xué)噪聲。另外，與相對(duì)地龐大的鋁擠制熱沉相比，能夠?qū)崿F(xiàn)重量減輕。

因而，關(guān)于根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置，可能引起若干個(gè)影響，從而允許電力電子系統(tǒng)(具體地，包括半導(dǎo)體堆疊件的系統(tǒng))中的兩相換熱器裝置的高效使用。

附圖說明

將參考附圖中所圖示的優(yōu)選的示范性的實(shí)施例而在下文的文本中更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的主題，其中：

圖1顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的具有兩個(gè)半導(dǎo)體模塊的兩相換熱器裝置的示意圖；

圖2顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置的局部視圖；

圖3顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置的局部透視圖；

圖4顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置的示意透視圖；

圖5顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的具有導(dǎo)流裝置的兩相換熱器裝置的示意正視圖；

圖6顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的沿著圖5中所顯示的線a-a的兩相換熱器裝置的示意截面圖；

圖7顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的具有導(dǎo)流裝置的兩相換熱器裝置的示意正視圖；

圖8顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的沿著圖7中所顯示的線a-a的兩相換熱器裝置的示意截面圖；

圖9顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的具有導(dǎo)流裝置的兩相換熱器裝置的示意正視圖；

圖10顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的沿著圖9中所顯示的線a-a的兩相換熱器裝置的示意截面圖；

圖11顯示管元件中的池沸騰的情形的示意圖；并且，

圖12顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的管元件中的對(duì)流沸騰的情形的示意圖。

將附圖中所使用的參考標(biāo)號(hào)及其含義以概要的形式在參考標(biāo)號(hào)的列表中列出。原則上，在圖中，相同的部件具有相同參考標(biāo)號(hào)。

參考標(biāo)號(hào)

100兩相換熱器

110底板

111槽的第一部分

112槽的第二部分

113間隙

114槽

116間隙大小

120管元件

121管元件的第一部分

122管元件的第二部分

123冷卻單元的沿堆疊方向的第一側(cè)

124冷卻單元的沿堆疊方向的第二側(cè)

125管元件的蒸發(fā)器通道

126管元件的冷凝器通道

130外部(第二)冷卻介質(zhì)

131工作流體，第一冷卻介質(zhì)

141、142導(dǎo)流裝置

150翅片

200、201、202半導(dǎo)體模塊

300組件

301寬度方向

302長(zhǎng)度方向，堆疊方向

303深度方向。

具體實(shí)施方式

在下文中，描述本發(fā)明的各種方面和實(shí)施例。旨在無論是否在特定的實(shí)施例或其他特征的背景下描述，各方面都能夠與任何其他方面組合。

在附圖和下文的描述中，針對(duì)類似的元件而使用相同的參考編號(hào)，并且，任何實(shí)施例的關(guān)于同一參考標(biāo)號(hào)的描述可應(yīng)用于任何其他實(shí)施例，除非以另外的方式提到，且/或除非描述將與該實(shí)施例不一致。

圖1顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置100。換熱器裝置100在圖1中示范性地顯示為堆疊于兩個(gè)半導(dǎo)體模塊201和202之間。典型地，如能夠在圖1中的坐標(biāo)系上看到的，換熱器裝置100和兩個(gè)半導(dǎo)體模塊201、202沿堆疊方向302堆疊。根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例，兩個(gè)半導(dǎo)體模塊201、202可以是電力電子模塊組件的一部分。

根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，換熱器裝置100包括底板110，底板110配置成在底板110的第一側(cè)123(沿堆疊方向)處與第一半導(dǎo)體模塊201接觸。典型地，底板110可以配置成通過使底板的幾何結(jié)構(gòu)適應(yīng)于半導(dǎo)體模塊的幾何結(jié)構(gòu)，來與半導(dǎo)體模塊接觸。例如，底板110和半導(dǎo)體模塊201可以具有配合面，這些配合面可以靜置成彼此接觸。根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例，底板110可以具體地在第一側(cè)123處具有大體上平面的表面，以便與半導(dǎo)體模塊接觸。典型地，底板110與換熱器裝置之間的接觸允許在兩個(gè)元件之間傳熱。在一些實(shí)施例中，底板110的第一側(cè)123和沿堆疊方向302與第一側(cè)123相對(duì)的第二側(cè)124可以大體上彼此平行，以便具體地賦予底板的平面的外形形狀(被槽114中斷)。底板的平面的外形形狀，且尤其是兩側(cè)的平行布置，允許能夠?qū)崿F(xiàn)換熱器裝置和半導(dǎo)體模塊的穩(wěn)定的堆疊。

如本文中所使用的術(shù)語“大體上”可以意指可能存在與以“大體上”表示的特性的一定的偏差。例如，術(shù)語“大體上平行”是指可能存在與彼此確切地平行的定向的一定的偏差，諸如與平行布置的大約1°至大約10°的偏差的兩個(gè)元件。又一示例可以是，大體上沿一個(gè)方向延伸的流路可以包括與這一個(gè)方向的大約1°至大約10°的偏差。

如能夠在圖1中看到的，兩相換熱器裝置100布置于沿堆疊方向302堆疊的半導(dǎo)體模塊201、202的堆疊件中。典型地，基本上，在與半導(dǎo)體堆疊件的堆疊方向正交的平面上，諸如沿寬度深度方向延伸的平面(例如，方向301和303所跨越的平面)上，兩相換熱器裝置100布置或夾持于半導(dǎo)體模塊之間。布置有兩相換熱器裝置的平面典型地包括兩相換熱器裝置100的底板110的第一側(cè)123。典型地，底板110的第一側(cè)123大體上沿寬度方向301延伸。

根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，換熱器裝置100進(jìn)一步包括用于第一冷卻介質(zhì)131或工作介質(zhì)的至少一個(gè)管元件120(在圖3和圖4中示范性地顯示)。第一冷卻介質(zhì)131可以是適合于在出現(xiàn)于電力電子模塊組件中的溫度范圍下蒸發(fā)的液體(具體地，由于模塊組件至流體之間的溫度梯度而導(dǎo)致第一冷卻介質(zhì)在比出現(xiàn)于電力電子模塊組件中的溫度更低的溫度下蒸發(fā))。典型地，管元件120是用于使第一冷卻介質(zhì)循環(huán)于其中的封閉式元件。

如在本文中在實(shí)施例中描述的第一冷卻介質(zhì)或工作介質(zhì)可以是具有典型地在大約-40°c與大約100°c之間，更典型地大約70°c與大約90°c之間的范圍內(nèi)，且還更典型地為大約80°c的飽和溫度的兩相流體。根據(jù)一些實(shí)施例，出現(xiàn)于電力電子模塊組件中的溫度范圍可以屬于大約40°c至大約150°c之間。在一些實(shí)施例中，第一冷卻介質(zhì)或工作介質(zhì)可以具有屬于出現(xiàn)于電力電子模塊組件中的溫度的范圍內(nèi)的飽和溫度。半導(dǎo)體模塊中的典型的峰值溫度(結(jié)溫)可以屬于大約100°c至大約175°c之間。根據(jù)一些實(shí)施例，第一冷卻流體可以至少是_r134a、r245fa、r1234yf以及r1234ze中的一個(gè)。

管元件120包括具有至少一個(gè)蒸發(fā)器通道125的第一部分121，和具有至少一個(gè)冷凝器通道126的第二部分122。能夠在圖3中示范性地看到蒸發(fā)器通道125和冷凝器通道126。在圖1中所顯示的示例中，第一部分121包括兩個(gè)蒸發(fā)器通道。圖1的管元件120的示例的第二部分122包括六個(gè)冷凝器通道。技術(shù)人員可以理解到，蒸發(fā)器通道和冷凝器通道的數(shù)量不限于所顯示的示例，并且，可以針對(duì)根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的管元件而選擇任何合適的數(shù)量的蒸發(fā)器通道和冷凝器通道。根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，在選擇合適的數(shù)量的蒸發(fā)器通道和冷凝器通道時(shí)，存在致力于蒸發(fā)的至少一個(gè)通道和致力于冷凝的至少一個(gè)通道。

典型地，蒸發(fā)器通道和冷凝器通道靜置成彼此接觸，以便第一冷卻介質(zhì)能夠經(jīng)過通道，并且，可以在通道中蒸發(fā)和冷凝。技術(shù)人員可以理解到，蒸發(fā)和冷凝發(fā)生于管元件的某一區(qū)域或部分中。蒸發(fā)和冷凝的確切的位置可以取決于確切的溫度、所使用的冷卻介質(zhì)、詳細(xì)的管幾何結(jié)構(gòu)、兩相換熱器裝置外側(cè)的冷卻等。因而，雖然為了簡(jiǎn)化，一些通道可以表示為冷凝器通道，并且，一些通道可以表示為蒸發(fā)器通道，但一些蒸發(fā)可能發(fā)生于冷凝器通道內(nèi)，并且，一些冷凝可能發(fā)生于蒸發(fā)器通道內(nèi)。然而，技術(shù)人員可以理解到，由于較大部分的蒸發(fā)發(fā)生于蒸發(fā)器通道中，因而蒸發(fā)器通道被命名為蒸發(fā)器通道。這加上必要的變更而同樣適用于冷凝器通道。同樣地，在運(yùn)行的期間，蒸發(fā)器通道可以容納液體冷卻介質(zhì)和氣體冷卻介質(zhì)。這同樣適用于冷凝器通道：在運(yùn)行的期間，冷凝器通道可以容納液體冷卻介質(zhì)和氣體冷卻介質(zhì)。

根據(jù)一些實(shí)施例，管元件120內(nèi)的通道布置成沿著換熱器裝置100的深度方向303延伸。在一些實(shí)施例中，蒸發(fā)器通道和冷凝器通道在管元件120中大體上彼此平行地對(duì)齊。管元件120可以包括使單個(gè)通道彼此分開的分離壁。典型地，為了允許第一冷卻介質(zhì)131或工作介質(zhì)在通道之間流動(dòng)，可以將通道與歧管(例如，具有開口的圓形管或堆疊板)連接在一起。

在一些實(shí)施例中，管元件120可以是包括蒸發(fā)器通道和冷凝器通道的多端口擠制管。典型地，冷凝器通道和蒸發(fā)器通道可以是同一mpe管的通道。因而，多端口擠制管允許避免單獨(dú)的管用于蒸發(fā)器通道和冷凝器通道。因此，不需要焊接，并且，有可能廉價(jià)地生產(chǎn)根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的換熱器裝置。

根據(jù)一些實(shí)施例，典型地包括蒸發(fā)器通道的第一部分121放置成比典型地包括冷凝器通道的第二部分122更接近于底板110的第一側(cè)123。換句話說，第一部分121的蒸發(fā)器通道放置成更接近于第一半導(dǎo)體模塊201(換熱器裝置100的底板110典型地靜置成與第一半導(dǎo)體模塊201接觸)。

底板110可以典型地由諸如鋁、可釬焊的鋁或銅之類的(高度地)導(dǎo)熱材料制成?？梢允褂脭D制、鑄造、機(jī)械加工或這樣的常見的過程的組合來制造底板。底板110可以典型地不按照管元件120的確切的大小制作。具體地，底板110可以制成沿寬度方向301比管元件更大，以便增大系統(tǒng)的熱容。

根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，底板110具有槽114，槽114容納管元件120。圖2顯示底板110、槽114以及槽中的管元件120的放大圖。底板110中的第一槽部分111在尺寸方面設(shè)置成允許底板110與管元件120的第一部分121之間的熱接觸。典型地，在管元件120的第一部分121的區(qū)域中，管元件120和底板110能夠交換熱能。從底板110傳遞至管元件的第一部分的熱可能導(dǎo)致第一冷卻介質(zhì)131或工作介質(zhì)在蒸發(fā)器通道中蒸發(fā)。

可以通過底板與管元件之間的直接物理接觸而提供底板110與管元件120的第一部分121之間的熱接觸。根據(jù)一些實(shí)施例，可以經(jīng)由底板110與管元件120的第一部分121之間的另外的材料，具體地，用于增加管元件120與底板110之間的熱接觸的材料而提供管元件120的第一部分121與底板110之間的接觸。根據(jù)一些實(shí)施例，可以通過釬焊而建立管元件的第一部分與底板之間的連接?？梢岳免F焊劑覆蓋管元件，且具體地，管元件的第一部分。在釬焊的期間，釬焊劑熔融而建立管元件的第一部分與底板之間的熱連接。

同樣地，除了管元件120的第一部分121與底板110之間的良好的導(dǎo)熱性之外，第一槽部分111還可以確保將管元件適當(dāng)?shù)毓潭ㄓ诘装?10中，并且，可以相應(yīng)地設(shè)置尺寸?？梢匀Q于若干個(gè)參數(shù)，諸如相應(yīng)的應(yīng)用、產(chǎn)品尺寸、諸如環(huán)境條件之類的要求、設(shè)計(jì)等，選擇根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器的槽114的尺寸。在一些實(shí)施例中，槽114可以典型地具有大約10mm與大約100mm之間，更典型地，大約10mm與大約70mm之間，且還更典型地，大約15mm與大約50mm之間的沿方向302的延伸部分。

槽進(jìn)一步包括第二槽部分112，第二槽部分112在尺寸方面設(shè)置成形成底板110與管元件120的第二部分122的一部分之間的間隙113，從而使底板110與管元件的第二部分122進(jìn)行熱分離。根據(jù)一些實(shí)施例，間隙可以沿深度方向303包圍第二部分122的延伸部分的一部分。具體地，第二部分的被間隙包圍的該部分可以典型地包括管的第二部分的沿深度方向303的整個(gè)延伸部分的大約10%至大約60%，更典型地，大約20%與大約50%之間，且還更典型地，20%與40%之間。熱分離可以意指，在熱分離的元件之間，例如管元件120的第二部分122與底板110之間，大體上未發(fā)生熱能交換。例如，間隙113可以提供管元件的第二部分與底板之間的熱分離。

根據(jù)一些實(shí)施例，第一槽部分111比第二槽部分112更窄，尤其是，以便實(shí)現(xiàn)管元件120的第一部分121與底板110之間的熱接觸，并且，避免管元件120的第二部分122與底板110之間的熱接觸。典型地，第一槽部分111的沿寬度方向301的延伸部分可以取決于若干個(gè)參數(shù)，諸如相應(yīng)的應(yīng)用、產(chǎn)品尺寸、諸如環(huán)境條件之類的要求、設(shè)計(jì)等而選擇。在一些實(shí)施例中，第一槽部分111的沿寬度方向301的延伸部分可以典型地為大約1mm與大約5mm之間，更典型地，大約1mm與大約4mm之間。根據(jù)一些實(shí)施例，第二槽部分112的沿寬度方向301的延伸部分可以典型地為2mm與大約20mm之間，更典型地，大約2mm與大約15mm之間。

典型地，能夠在圖2中看到間隙113的間隙大小116。典型地，間隙大小116可以作為管元件120，尤其是，管元件的第二部分122與底板110中的槽114的第二槽部分112之間的最短的距離而測(cè)量。在一些實(shí)施例中，間隙大小116可以大體上與第二槽部分112和管元件120的第二部分122垂直而測(cè)量。根據(jù)一些實(shí)施例，間隙大小116可以典型地大于大約0.5mm，更典型地，等于或大于大約1mm，且還更典型地，等于或大于1.5mm，諸如大約2mm。

根據(jù)一些實(shí)施例，如能夠在圖1和圖2中示范性地看到的，底板110的沿堆疊方向302的延伸部分比管元件120的沿堆疊方向的延伸部分更大。底板110的沿堆疊方向302的更大的延伸部分允許根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的換熱器裝置和通過換熱器裝置而冷卻的半導(dǎo)體模塊的穩(wěn)定而可靠的堆疊。

在一些實(shí)施例中，如本文中所描述的兩相換熱器裝置100可以是無源式兩相換熱器。根據(jù)一些實(shí)施例，兩相換熱器是如下的裝置中的一個(gè)：重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管；脈動(dòng)熱管；毛細(xì)抽吸回路或回路熱管。

如果使用重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管，則冷凝器通道可以有利地沿豎向方向布置于蒸發(fā)器通道的上方，即，重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管大體上豎向地定向。根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例，這意味著，堆疊方向可以大體上為水平的。

根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的換熱器裝置中所使用的管元件可以配置并在尺寸方面設(shè)置成導(dǎo)致管元件，尤其是，管元件的蒸發(fā)器部分中的第一冷卻介質(zhì)的對(duì)流沸騰。技術(shù)人員可以理解到，借助于通過管壁處的液體制冷劑膜而傳導(dǎo)，從而從管壁表面帶走熱量，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)流沸騰。引導(dǎo)諸如第一冷卻介質(zhì)之類的液體制冷劑通過具有狹窄的寬度的管元件，以便防止池沸騰。泵送或氣泡泵送可以提高管元件內(nèi)的蒸氣流的速度。關(guān)于池沸騰，另一方面，通過出于重力的原因而從壁表面緩慢地懸浮的連續(xù)成核的蒸氣氣泡而從壁表面帶走熱量。在對(duì)流沸騰的情況下，熱效率比池沸騰更高，這是因?yàn)?，蒸氣流的速度和蒸氣品質(zhì)比池沸騰的情形更高。原因是，從發(fā)生蒸發(fā)的地點(diǎn)相當(dāng)迅速地去除蒸氣，并且，未將與蒸氣流相鄰的液體制冷劑加熱到對(duì)流沸騰的情況下的程度。結(jié)果，通過對(duì)流沸騰而得到的蒸氣的熱能含量比池沸騰的情形更高。在圖11(池沸騰)和圖12(對(duì)流沸騰)中示意性地顯示池沸騰與對(duì)流沸騰之間的差異。圖11和圖12顯示蒸發(fā)器部分121中的管元件120的截面。在圖11和圖12中，池沸騰顯示液體冷卻介質(zhì)132中的蒸氣的氣泡。圖12中所顯示的對(duì)流沸騰顯示管元件120的壁處的液體冷卻介質(zhì)132的膜和管元件120的中間部分中的蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)流133。技術(shù)人員可以理解到，液體冷卻介質(zhì)132和蒸發(fā)的冷卻介質(zhì)133為第一冷卻介質(zhì)131的不同的狀態(tài)。

在另一實(shí)施例中，可以使用脈動(dòng)熱管，以代替重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管。實(shí)現(xiàn)方案的示例包括脈動(dòng)熱管(plhp)。脈動(dòng)熱管可以具有與重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管相同的外部形狀。由于通過脈動(dòng)熱管中的壓力脈動(dòng)(而不是重力)而對(duì)兩相流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因而脈動(dòng)熱管大體上獨(dú)立于定向。脈動(dòng)熱管還可以按照大體上水平的定向使用。這允許豎向堆疊方向。

如先前所解釋的，在當(dāng)今的系統(tǒng)中，往往選擇空氣冷卻系統(tǒng)。為了獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，兩相冷卻比空氣冷卻更具有高性能的方案未必是足夠的。期望兩相冷卻系統(tǒng)還比已知的水冷卻系統(tǒng)更便宜。

根據(jù)一些實(shí)施例，為了與已知的系統(tǒng)相比而達(dá)到顯著的成本優(yōu)勢(shì)，選擇可以與安裝有電力電子系統(tǒng)的電氣室的開式空氣冷卻組合的便宜的兩相冷卻系統(tǒng)。此外，如上所述，蒸發(fā)器通道和冷凝器通道可以集成為單個(gè)件，這避免諸如將不同的通道裝配至管元件的步驟之類的手工生產(chǎn)步驟。

例如，如果選擇熱虹吸管系統(tǒng)，則兩相換熱器可以是重力驅(qū)動(dòng)式，并且定向成使得冷凝器位于頂部，并且，蒸發(fā)器位于底部。此外，熱虹吸管系統(tǒng)的形狀因子與空氣冷卻式熱沉不同。同樣地，熱虹吸管系統(tǒng)的一些設(shè)計(jì)可能相當(dāng)扁平，即，沿空氣流方向不那么深。典型地，空氣壓降比空氣冷卻式熱沉更低得多，導(dǎo)致使用較少的風(fēng)扇功率來實(shí)現(xiàn)相同的冷卻效果，或以恒定的風(fēng)扇功率導(dǎo)致更好的冷卻效果。

因而，技術(shù)人員可以理解到，存在與將兩相換熱器集成至電力電子系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)挑戰(zhàn)。如上文中所提到的，形狀因子與空氣冷卻式熱沉完全地不同，并且，壓降更低；必須考慮定向敏感性(例如，在重力驅(qū)動(dòng)式兩相換熱器的情況下，冷凝器位于頂部)；兩相換熱器有利地夾持于半導(dǎo)體模塊的堆疊件中，并且，期望布置為緊湊的；為了避免熱堆疊，期望通過兩相換熱器裝置的空氣流大體上平行(即，平行連接)；并且，期望通過半導(dǎo)體模塊的空氣流在電力電子系統(tǒng)的機(jī)柜中沿從前至后的方向流動(dòng)。

根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置解決上述的問題，并且，提供上文中所討論的期望的優(yōu)點(diǎn)。

圖3和圖4顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置的進(jìn)一步的局部視圖。圖3顯示適應(yīng)于夾持于半導(dǎo)體模塊的堆疊件中的兩相換熱器的局部視圖。底板110具有容納管元件120的槽114。在圖3中，僅顯示一個(gè)管元件120，然而，如能夠在圖1中示范性地看到的，可以設(shè)置若干個(gè)管元件。槽具有用于管元件120的第一部分121的第一槽部分111，管元件120可以是第一冷卻介質(zhì)131所流過的多端口擠制(mpe)管(如在圖3中由箭頭131示范性地指示)。

根據(jù)一些實(shí)施例，多端口擠制扁平管的壁厚可以為大約0.2至大約0.75mm之間。管的材料可以是鋁等。根據(jù)可以與本文中所描述的其他實(shí)施例組合的一些實(shí)施例，如本文中所提及的管可以配置成承受大約100bar的壓力。具體地，可以相應(yīng)地選擇壁厚。在根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊的兩相換熱器裝置的典型的應(yīng)用中，第一冷卻介質(zhì)可以具有大約0.1bar與大約30bar之間的壓力。

在所顯示的示例中，管元件120中的第一最頂端的通道是與底板110進(jìn)行熱接觸的蒸發(fā)器通道125。為了得到更好的綜述，僅顯示一個(gè)大的蒸發(fā)器通道，然而，技術(shù)人員可以理解到，可能存在多于一個(gè)蒸發(fā)器通道，尤其是多于一個(gè)比圖3和圖4中所顯示的蒸發(fā)器通道更小的蒸發(fā)器通道。根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例，管元件120的第二部分122的剩余的通道可以是冷凝器通道126，并且，不與底板110進(jìn)行熱接觸。箭頭131表示流過蒸發(fā)器通道125和冷凝器通道126的第一冷卻介質(zhì)。在包括冷凝器通道126的管元件120的第二部分122處，槽114比包括蒸發(fā)器通道125的管元件的第一部分121處更寬，以致于避免底板110與冷凝器通道126直接接觸而傳熱。具體地，為了使兩相換熱器裝置適應(yīng)于半導(dǎo)體模塊的堆疊件，與已知的系統(tǒng)相比，底板110沿堆疊方向更厚。同樣地，與已知的系統(tǒng)相比，底板110中的槽114設(shè)計(jì)得更深。根據(jù)一些實(shí)施例，槽尤其提供比管元件120更大的沿堆疊方向的延伸部分，能夠在圖1中示范性地看到該結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的更深的槽的設(shè)計(jì)下，能夠從兩側(cè)夾持半導(dǎo)體模塊。根據(jù)一些實(shí)施例，底板的尺寸可以取決于若干個(gè)參數(shù)，諸如相應(yīng)的應(yīng)用、產(chǎn)品尺寸、諸如環(huán)境條件之類的要求、設(shè)計(jì)等而選擇。

圖4顯示兩相換熱器裝置的又一實(shí)施例的局部視圖。圖4的兩相換熱器裝置可以是如先前例如關(guān)于圖1至圖3而描述的兩相換熱器裝置。在圖4中示范性地顯示的實(shí)施例包括翅片150，在管元件120的外側(cè)上，翅片150設(shè)置于管元件120的第二部分122處。管元件120的外側(cè)可以理解為第一冷卻介質(zhì)不流過的一側(cè)。翅片150典型地沿深度方向303設(shè)置于間隙113的上方，或設(shè)置于未被間隙113包圍的管元件的冷凝器部分的一部分處。根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例，翅片150增強(qiáng)換熱，并且，支持管元件的冷凝器通道126中的第一冷卻介質(zhì)131或工作介質(zhì)的冷凝。在圖10中所顯示的示例中，為了得到更好的視野，在管元件的各側(cè)處，僅顯示三個(gè)翅片150。然而，技術(shù)人員可以理解到，翅片的數(shù)量可能變化，并且，可以適應(yīng)于相應(yīng)的應(yīng)用。例如，各側(cè)的翅片的數(shù)量可能大于3，諸如大于5，或甚至大于10。

可以通過諸如空氣之類的外部第二冷卻介質(zhì)130的對(duì)流而使翅片150冷卻?？梢岳缤ㄟ^冷卻風(fēng)扇或吹送器(未顯示)而生成第二冷卻介質(zhì)流130。此外，翅片可以設(shè)置成百葉窗式翅片的形狀。百葉窗式翅片可以用于增大傳熱系數(shù)，而不存在壓降的顯著提高(百葉窗是翅片的表面上的扭轉(zhuǎn)的狹縫)。通常，可以從一條鋁板切割翅片，并且，如圖4中所顯示的，翅片彎曲成手風(fēng)琴那樣的形狀。能夠容易地針對(duì)兩相換熱器的大小和換熱器的相應(yīng)的預(yù)期的應(yīng)用而調(diào)整翅片之間的節(jié)距。

技術(shù)人員可以理解到，雖然翅片描述并顯示成手風(fēng)琴那樣的形狀，但可以具有用于增強(qiáng)從管元件120的第二部分122至第二冷卻介質(zhì)130的傳熱的任何合適的形狀，諸如波紋翅片、平直翅片、百葉窗式翅片等。

根據(jù)一些實(shí)施例，在內(nèi)壁表面上具有劃分壁或另外的翅片那樣的結(jié)構(gòu)的較小的通道可以用于管元件120的冷凝器通道126，尤其是，以增大內(nèi)通道表面，從而增大傳熱表面。

圖5和圖6顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊的堆疊件中的兩相換熱器裝置的組件300。圖5是組件的正視圖，并且，圖6是如例如圖5中所顯示的沿著線a-a的截面圖。如圖5和圖6中所顯示的，兩相換熱器裝置100夾持于形成半導(dǎo)體模塊的堆疊件的半導(dǎo)體模塊200之間。諸如空氣之類的第二冷卻介質(zhì)130沿深度方向303進(jìn)入組件300(或電力電子系統(tǒng)的機(jī)柜)，深度方向303是進(jìn)入圖5中的投影平面中的方向。如能夠以更詳細(xì)的方式在圖6中看到的，第二冷卻介質(zhì)130典型地從組件300的前方流動(dòng)至后方。第二冷卻介質(zhì)流130使半導(dǎo)體模塊200冷卻，且最后，被向上(沿寬度方向301)抽吸，且具體地，通過裝配于電力電子系統(tǒng)的機(jī)柜頂板上的風(fēng)扇而排出。

根據(jù)可以與本文中所描述的其他實(shí)施例組合的一些實(shí)施例，可以由如在圖5和圖6中示范性地顯示的導(dǎo)流裝置141、142引導(dǎo)第二冷卻介質(zhì)130的空氣流。在一些實(shí)施例中，導(dǎo)流裝置141、142迫使從換熱器裝置100的外側(cè)到達(dá)至換熱器裝置100的第二冷卻介質(zhì)130經(jīng)過管元件120的第二部分，且然后，離開換熱器裝置100。如能夠在圖5和圖6的示例中看到的，導(dǎo)流裝置可以沿深度方向303以交替的方式布置于兩相換熱器100前后。

關(guān)于緊密度和冷卻性能，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的第二冷卻介質(zhì)130的流路是有益的。因此，所描述的流路可以在集成于機(jī)柜中的許多電力電子系統(tǒng)中使用。具體地，可以通過第二冷卻介質(zhì)而冷卻的不同的兩相換熱器裝置有利地平行地布置于第二冷卻介質(zhì)的流路中，這避免根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊的堆疊件的熱堆疊。

在圖5和圖6中，兩相換熱器裝置100夾入半導(dǎo)體模塊200之間。例如，圖5顯示cssccssc的兩相換熱器裝置(或冷卻器c)和半導(dǎo)體模塊(s)的序列。示范性地顯示的序列意味著僅從一側(cè)使各半導(dǎo)體模塊200冷卻。在組件300中，典型地，母線(未在圖中繪制)夾持于相鄰的半導(dǎo)體之間。

圖7和圖8顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的半導(dǎo)體模塊200的堆疊件中的兩相換熱器裝置100的備選的組件。兩相換熱器裝置100各自包括根據(jù)本文中所描述的一些實(shí)施例的兩相換熱器和導(dǎo)流裝置。圖7是組件300的正視圖，并且，圖8是如例如在圖7中顯示的沿著線a-a的截面圖。圖7和圖8顯示兩相換熱器裝置100(或冷卻器c)和半導(dǎo)體模塊的序列為csccsc的實(shí)施例。圖7和圖8的組件300允許各半導(dǎo)體模塊200的雙側(cè)冷卻。

圖9和圖10顯示根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置100和半導(dǎo)體模塊200的組件300的實(shí)施例。在圖9和圖10的實(shí)施例中，冷卻單元和半導(dǎo)體模塊的序列為cscscsc。

通常，半導(dǎo)體模塊的單側(cè)或雙側(cè)冷卻可以取決于冷卻單元相對(duì)于半導(dǎo)體模塊的定向。例如，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的冷卻單元可以提供更高效的一側(cè)(諸如圖1中的底板的第一側(cè)123)和不那么高效的一側(cè)(底板的與第一側(cè)123相對(duì)的第二側(cè)124)。更高效的一側(cè)是被認(rèn)為提供最佳冷卻效果的一側(cè)。因而，如圖9和圖10中所顯示的半導(dǎo)體模塊組件可以取決于冷卻單元的定向而與第一冷卻單元的一個(gè)更有效的一側(cè)和第二冷卻單元的一個(gè)不那么有效的一側(cè)接觸，或與兩個(gè)冷卻單元的更有效的一側(cè)接觸。在圖9和圖10中所顯示的示例中，使位于右側(cè)的半導(dǎo)體模塊被雙側(cè)冷卻，并且，使半導(dǎo)體模塊的剩余部分被單側(cè)冷卻?？梢愿鶕?jù)期望而選擇單側(cè)冷卻和/或雙側(cè)冷卻，以達(dá)到根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的期望的冷卻性能。

根據(jù)可以與本文中所描述的其他實(shí)施例組合的本文中所描述的一些實(shí)施例，兩相換熱器裝置為平面的，并且，在夾持至半導(dǎo)體模塊的堆疊件中時(shí)，與堆疊方向302正交。通常，堆疊方向可以為水平的(左右方向)或豎向的(然而，附圖僅顯示水平的堆疊方向)。典型地，延伸的底板110允許將兩相換熱器和半導(dǎo)體模塊的堆疊件適當(dāng)?shù)囟询B。

如在圖6、圖8和圖10中由箭頭130顯示，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置和半導(dǎo)體模塊的堆疊件的組件可能導(dǎo)致第二冷卻介質(zhì)通過組件而流動(dòng)于大體上s形的路徑中。為了迫使第二冷卻介質(zhì)130如圖所示地流動(dòng)，兩相換熱器之間的空間被如上所述的導(dǎo)流裝置150阻擋，具體地，導(dǎo)流裝置150沿深度方向303交替地位于兩相換熱器的冷凝器通道的前面和位于兩相換熱器的冷凝器通道的后面。沿深度方向303布置于兩相換熱器裝置的前面的導(dǎo)流裝置以參考標(biāo)號(hào)141表示，并且，沿深度方向303布置于兩相換熱器的后面的導(dǎo)流裝置以參考標(biāo)號(hào)142表示?？梢栽O(shè)置更多的導(dǎo)流裝置，例如包括沿深度方向從前至后延伸的豎向板和水平板，以致于能夠形成用于期望的流路的相應(yīng)的通道。根據(jù)一些實(shí)施例，導(dǎo)流裝置141、142可以在兩相換熱器裝置處沿堆疊方向302位于不同的位置。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供包括半導(dǎo)體模塊的堆疊件和夾持于半導(dǎo)體模塊之間的根據(jù)上述的實(shí)施例中的任一個(gè)的多個(gè)換熱器裝置的電力電子模塊組件。在一些實(shí)施例中，電力電子模塊組件進(jìn)一步包括用于電力電子模塊組件的機(jī)柜，以便允許外部第二冷卻介質(zhì)130，具體地，通過經(jīng)過設(shè)置于管元件120的第二部分122處的翅片，從而從大體上與換熱器裝置100的寬度方向301相對(duì)應(yīng)的前方進(jìn)入機(jī)柜，以使管元件120的第二部分122冷卻。如能夠在圖5至圖10中示范性地看到的，從寬度方向進(jìn)入機(jī)柜的第二冷卻介質(zhì)可以包括橫過由深度方向303和寬度方向301形成的平面而沿深度方向303流動(dòng)(因而，大體上與方向302平行地流動(dòng))的第二冷卻介質(zhì)。

電力電子模塊組件的機(jī)柜(未顯示)可以包括前門，可以將第二冷卻介質(zhì)130引導(dǎo)通過前門而到達(dá)兩相換熱器。同樣地，風(fēng)扇等可以為引導(dǎo)第二冷卻介質(zhì)出入于機(jī)柜作準(zhǔn)備。

根據(jù)一些實(shí)施例，提供布置于機(jī)柜中的電力電子變換器。典型地，電力電子變換器包括具有至少一個(gè)半導(dǎo)體模塊的至少一個(gè)半導(dǎo)體堆疊件和至少兩個(gè)兩相冷卻器。典型地，兩相冷卻器可以是如在上文的實(shí)施例中所描述的兩個(gè)兩相換熱器裝置。兩相冷卻器可以呈現(xiàn)基本上平面的形狀，尤其是，平面的外形形狀，并且，包括蒸發(fā)器部分和冷凝器部分。根據(jù)備選的或另外的實(shí)施例，各兩相冷卻器包括具有多個(gè)通道的至少一個(gè)管，其中，至少一個(gè)通道用于使兩相介質(zhì)蒸發(fā)，并且，至少一個(gè)通道用于使兩相介質(zhì)冷凝回到液體。在根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的電力電子變換器中，在半導(dǎo)體模塊的堆疊件中，可以將兩相冷卻器的蒸發(fā)器沿堆疊方向夾持到至少一個(gè)半導(dǎo)體模塊上。典型地，兩相冷卻器的冷凝器部分可以另外為空氣冷卻式。冷卻空氣可以從前方(根據(jù)一些實(shí)施例，前方可以是兩相冷卻器的寬度方向)進(jìn)入電力電子變換器所位于的機(jī)柜。根據(jù)一些實(shí)施例，電力電子變換器包括機(jī)柜中的空氣引導(dǎo)件，其布置成使得冷卻空氣平行地流過兩相冷卻器的至少兩個(gè)冷凝器部分，從而避免熱堆疊。熱堆疊通常出現(xiàn)于通過冷卻流體而使若干個(gè)半導(dǎo)體模塊冷卻時(shí)，冷卻流體相繼地經(jīng)過半導(dǎo)體模塊，以便對(duì)冷卻流體連續(xù)地進(jìn)行加熱。

根據(jù)可以與本文中所描述的其他實(shí)施例組合的一些實(shí)施例，兩相冷卻器是無源式的。典型地，如本文中所提及的兩相冷卻器可以是如下的裝置中的一個(gè)：重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管；脈動(dòng)熱管；毛細(xì)抽吸回路或回路熱管。在根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的電力電子變換器中，半導(dǎo)體模塊的堆疊件的堆疊方向大體上與布置有電力電子變換器的機(jī)柜的前后方向正交。因而，機(jī)柜的前后方向可以大體上沿著兩相冷卻器的深度方向延伸。根據(jù)一些實(shí)施例，兩相冷卻器大體上布置于與堆疊方向正交的平面上。這可以意指兩相冷卻器布置成面向彼此。具體地，沿相鄰的兩相冷卻器的深度寬度方向延伸的兩個(gè)平面可以面向彼此。

在一些實(shí)施例中，大體上通過在冷凝器部分前面和冷凝器部分后面(具體地，沿兩相冷卻器的深度方向)阻擋流動(dòng)橫截面的一部分來實(shí)現(xiàn)空氣引導(dǎo)。以所描述的方式下阻擋空氣流的流動(dòng)橫截面的一部分可以迫使空氣沿堆疊方向(即，沿兩相冷卻器的寬度方向)經(jīng)過冷凝器部分。根據(jù)一些實(shí)施例，以所描述的方式阻擋空氣流的流動(dòng)橫截面的一部分導(dǎo)致空氣流首先沿機(jī)柜的前后方向朝向半導(dǎo)體模塊的堆疊件(諸如，圖5和圖6中的深度方向303)流動(dòng)，然后，沿堆疊方向流過冷凝器部分(諸如，如能夠在圖6中看到的，沿橫過由方向303和301形成的平面的堆疊或長(zhǎng)度方向302)，且然后，進(jìn)一步朝向后面(例如，再次大體上沿深度方向303)流動(dòng)。因此，如圖6、圖8和圖10中所顯示的，第二冷卻介質(zhì)(例如，空氣)的流路可以大體上遵循s形路徑。根據(jù)一些實(shí)施例，通過兩相換熱器的第二部分的壓降相當(dāng)?shù)停唧w地，比如已知的空氣冷卻式熱沉更低。降低的壓力可以用于補(bǔ)償通過根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的空氣流路徑的s形而出現(xiàn)的另外的壓降。在一些實(shí)施例中，冷凝器部分為翅片與管的類型，例如，以便提高第二冷卻介質(zhì)的冷卻效果。

技術(shù)人員可以理解到，本文中的上述的實(shí)施例提供若干個(gè)好處。例如，標(biāo)準(zhǔn)的平面底部-空氣的兩相換熱器可以用于形成根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置，這降低成本。而且，如在具有熱沉的空氣冷卻系統(tǒng)中，冷卻單元具有電勢(shì)，并且，空氣可以用作電絕緣材料。節(jié)省冷卻單元中的電絕緣材料，導(dǎo)致根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的冷卻單元更進(jìn)一步便宜。

如在上文中具體地關(guān)于圖5至圖10而詳細(xì)地討論的，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置提供靈活性。不但能夠靈活地設(shè)計(jì)這樣的兩相交換器裝置的組件，而且還能夠靈活地設(shè)計(jì)具有多個(gè)半導(dǎo)體模塊和換熱器裝置的電力電子模塊組件。另外，兩相換熱器可以設(shè)計(jì)成與如在已知的系統(tǒng)中使用的空氣冷卻式熱沉相比而不那么厚。因而，能夠縮短堆疊件的沿堆疊方向的長(zhǎng)度(具體地，在水平堆疊的情況下，為長(zhǎng)度，在豎向堆疊的情況下，為高度)。該縮短能夠用于補(bǔ)償用于針對(duì)冷卻單元的冷凝器部分而使用的額外的高度。

根據(jù)一些實(shí)施例，可通過調(diào)節(jié)冷凝器部分的高度(或沿方向301的寬度)，而使半導(dǎo)體模塊的堆疊件的長(zhǎng)度(沿方向302)不受影響，來調(diào)節(jié)冷卻功率。

根據(jù)一些實(shí)施例，根據(jù)本文中所描述的實(shí)施例的兩相換熱器裝置可以在冷卻單元的第一示例中使用。根據(jù)第一示例，冷卻單元可以針對(duì)電力電子模塊組件而配置，并且，可以包括兩相換熱器，兩相換熱器包括沿冷卻單元的寬度方向(301)延伸的多個(gè)管元件(120)，管元件(120)位于冷卻單元內(nèi)，并且，在冷卻單元的蒸發(fā)器部分(121)與冷凝器部分(122)之間連通。管元件(120)可以沿著冷卻單元的深度方向(303)以間隔開的方式布置，從而形成冷卻路徑(213)，以便允許第二或外部冷卻介質(zhì)(130)流過冷卻路徑(213)，從而使至少一個(gè)管元件(120)內(nèi)的工作介質(zhì)冷卻，冷卻路徑(213)沿冷卻單元的長(zhǎng)度方向(302)穿過冷凝器部分(122)。冷卻單元可以進(jìn)一步包括導(dǎo)流裝置(141；142)，以便迫使第二或外部冷卻介質(zhì)(130)從冷卻單元的外側(cè)通過冷卻路徑(213)而到達(dá)換熱器處，且然后，離開冷卻單元。根據(jù)可以與第一示例組合的第二示例，兩相換熱器可以相對(duì)于工作介質(zhì)而為無源式的，且/或?yàn)槿缦碌难b置中的一個(gè)：重力驅(qū)動(dòng)式熱虹吸管；脈動(dòng)熱管；毛細(xì)抽吸回路或回路熱管。根據(jù)可以第一和第二示例中的至少一個(gè)組合的第三示例，至少一個(gè)管元件(120)可以包括：冷卻單元的蒸發(fā)器部分(121)中的至少一個(gè)蒸發(fā)器通道(125)，用于使第一冷卻介質(zhì)(131)蒸發(fā)；和冷卻單元的冷凝器部分(122)中的至少一個(gè)冷凝器通道(126)，用于使第一冷卻介質(zhì)(131)冷凝。根據(jù)可以與第一至第三示例中的至少一個(gè)組合的第四示例，兩相換熱器可以包括蒸發(fā)器部分(121)中的底板(110)，其中，兩相換熱器的至少一個(gè)管元件(120)可以至少部分地布置于底板(110)中的槽(114)中。根據(jù)可以與第一至第四示例中的至少一個(gè)組合的第五示例，冷卻單元的冷凝器部分(122)可以是具有在冷卻路徑中延伸的翅片(150)的翅片與管的類型。根據(jù)可以與第一至第五示例中的至少一個(gè)組合的第六示例，至少一個(gè)管元件(120)可以是多端口擠制管。根據(jù)可以與第一至第六示例中的至少一個(gè)組合的第七示例，導(dǎo)流裝置(141；142)配置成接收從基本上與長(zhǎng)度方向(302)垂直，優(yōu)選地，沿著深度方向(303)的方向到達(dá)換熱器處的第二或外部冷卻介質(zhì)(130)，且/或用于在引入的冷卻介質(zhì)的相對(duì)的一側(cè)將冷卻介質(zhì)釋放至基本上與長(zhǎng)度方向(302)垂直，優(yōu)選地，沿著深度方向(303)和/或?qū)挾确较虻姆较颉８鶕?jù)可以與第一至第七示例中的至少一個(gè)組合的第八示例，冷卻單元可以進(jìn)一步包括沿與冷卻單元的長(zhǎng)度方向(302)相對(duì)應(yīng)的堆疊方向(302)堆疊的多個(gè)兩相換熱器，其中，相應(yīng)的兩相換熱器的冷凝器部分(122)之間的流路可以被導(dǎo)流裝置(141；142)阻擋，導(dǎo)流裝置(141；142)交替地位于冷卻單元的第一側(cè)(161)處和冷卻單元的沿深度方向(303)與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)(162)處。根據(jù)第九示例，電力電子模塊組件設(shè)置成包括根據(jù)上述的示例中的任一個(gè)的冷卻單元。根據(jù)可以與第九示例組合的第十示例，電力電子模塊組件可以進(jìn)一步包括多個(gè)半導(dǎo)體模塊(200)，半導(dǎo)體模塊(200)沿與冷卻單元的長(zhǎng)度方向(302)相對(duì)應(yīng)的堆疊方向(302)堆疊，并且，包括多個(gè)兩相換熱器，其中，各半導(dǎo)體模塊(200)與至少一個(gè)兩相換熱器接觸。根據(jù)可以與第十示例組合的第十一示例，多個(gè)冷卻單元中的冷卻單元的導(dǎo)流裝置(141；142)可以在兩相換熱器的一側(cè)處沿堆疊或長(zhǎng)度方向(302)阻擋冷卻介質(zhì)(130)的流動(dòng)。根據(jù)可以與第九至第十一示例中的至少一個(gè)組合的第十二示例，多個(gè)冷卻單元中的冷卻單元的導(dǎo)流裝置(141；142)可以交替地在冷卻單元的沿深度方向(303)的第一側(cè)(161)處和在冷卻單元的沿深度方向(303)的與第一側(cè)相對(duì)的第二側(cè)(162)處阻擋冷卻介質(zhì)在相鄰的冷卻單元之間的流動(dòng)。根據(jù)可以與第十至第十二示例中的至少一個(gè)組合的第13示例，兩相換熱器可以通過基本上在與堆疊方向(302)正交的平面上被夾持到半導(dǎo)體模塊之一而與半導(dǎo)體模塊(200)接觸。根據(jù)可以與第九至第13示例中的至少一個(gè)組合的第14示例，電力電子模塊組件可以進(jìn)一步b包括用于電力電子模塊組件的機(jī)柜，其中，冷卻介質(zhì)(130)從大體上與冷卻單元的寬度方向(301)相對(duì)應(yīng)的前方進(jìn)入機(jī)柜，從而使冷卻單元的冷凝器部分(122)冷卻。

雖然已基于一些優(yōu)選的實(shí)施例而描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，那些實(shí)施例決不應(yīng)當(dāng)限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和概念的情況下，對(duì)實(shí)施例的任何變更和修改應(yīng)當(dāng)屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的理解力內(nèi)，且因此，屬于由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。