EP3841304A1 - Fluidpumpenanordnung - Google Patents

Fluidpumpenanordnung

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Publication number
EP3841304A1
EP3841304A1 EP19758378.4A EP19758378A EP3841304A1 EP 3841304 A1 EP3841304 A1 EP 3841304A1 EP 19758378 A EP19758378 A EP 19758378A EP 3841304 A1 EP3841304 A1 EP 3841304A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fluid pump
fluid
pump arrangement
circuit board
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19758378.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk NEUNZIG
Rajko Colic
Lothar Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Vitesco Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vitesco Technologies GmbH filed Critical Vitesco Technologies GmbH
Publication of EP3841304A1 publication Critical patent/EP3841304A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58—Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/5813—Cooling the control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0606—Canned motor pumps

Definitions

  • the present invention relates to a fluid pump arrangement, in particular for a motor vehicle, with an electrical circuit board, and a motor vehicle with the Fluidpumpenan arrangement and a method for cooling the electrical circuit board.
  • electrical printed circuit boards can be exposed to high thermal loads from the environment, in particular an internal combustion engine, and / or loss (from) heat of electrical components arranged on the printed circuit board, so that in the case of purely convective cooling by ambient air Performance and / or life of the circuit board can be impaired.
  • the object of the present invention is to improve a fluid pump arrangement or its operation.
  • a fluid pump arrangement in particular an assembly, has (at least) a fluid pump and (at least) an electric motor which drives the pump, in one embodiment a rotor of the pump, or is provided for this purpose, in particular it is set up or .
  • the electric motor is coupled to the pump rotor or is integrally formed.
  • the pump conveys cooling fluid and / or water or is provided for this purpose, in particular it is set up or is used for this purpose, and can therefore be an (electrical) cooling water pump in particular. Additionally or alternatively, in one embodiment, it supplies an internal combustion engine or is provided for this purpose, in particular is set up, or is used for this purpose. Additionally or alternatively, the fluid pump arrangement is or is arranged in a motor vehicle or
  • the fluid pump arrangement has (at least) an electrical circuit board on which one embodiment has one or more electrical, in particular electronic, components, and in one embodiment at least one electrical (on) component of power electronics.
  • the printed circuit board in particular the at least one component, controls the electric motor and / or supplies it with electricity or is provided for this, in particular set up, or is used for this purpose.
  • the present invention can be used here with particular advantage.
  • the fluid pump arrangement has (at least) a one-piece or multi-piece or one-piece, in one embodiment electrically insulating, heat-conducting pad which touches the electrical circuit board, in particular the at least one electrical (on) component arranged thereon or against this, preferably over a large area, in particular over a large area.
  • the thermal pad covers at least 2%, in particular at least 5%, in one embodiment at least 10% of an end face, in particular a surface, the circuit board and / or at least 25%, in particular at least 50%, in one embodiment at least 90% End face, in particular a special surface of the arranged thereon
  • an, in particular opposite, contact surface of the heat-conducting pad touches that in one embodiment at least 10%, in particular at least 15%, in one embodiment at least 25% of an end face, in particular an (outer) surface, of the heat meleitpads amounts to or forms an (upper) surface of the fluid pump arrangement or.
  • assembly in particular the fluid pump, the electric motor or one directly or indirectly connected to the fluid pump and / or the electric motor and / or together with the fluid pump and / or the electric motor in one, in particular partially or completely within, a housing (s) the element arranged in the fluid pump arrangement (“fluid pump arrangement surface”) such that, in particular in at least one (intended) operating state, in particular in a normal or design operating state, heat is dissipated from the printed circuit board to or into this fluid pump arrangement surface, or is provided for this, in particular set up, or is used for this purpose.
  • advantageous cooling of the printed circuit board or of the electrical (on) component arranged thereon can be realized in one embodiment. Additionally or alternatively, in one embodiment this can also provide mechanical support for the printed circuit board or the electrical (on) component arranged thereon on the fluid pump arrangement surface, and in particular thus dampen vibrations.
  • a contact surface of the heat-conducting pad which is opposite in one embodiment of the printed circuit board, defines or defines, in particular seals, at least 10%, in particular at least 15%, in one embodiment at least 25% of an end face , in particular an (outer) surface, of the heat-conducting pad is or forms a fluid chamber of the pump such that, in particular in at least one (intended) operating state, in particular in a normal or design operating state, heat from the Printed circuit board, in particular directly or immediately, to or in, in one embodiment is derived in the fluid space by fluid conveyed by the fluid pump, or is provided for this purpose, in particular is set up, or is used for this purpose.
  • the contact surface of the thermal pad partially or completely covers an (passage) opening (in an element, in particular the pot, of the fluid pump arrangement) to the fluid space or closes this (passage) opening.
  • the fluid pump arrangement surface is a surface of an element, in particular in at least one (provided) operating state, in particular in a normal or design operating state, in particular by a fluid-cooled element of the fluid pump arrangement, in particular a fluid-side or fluid, cooled by the fluid pump - Surface facing away from a wall, which delimits, in particular seals, a fluid chamber of the pump.
  • One embodiment is therefore based on the idea of dissipating heat from the printed circuit board or the component via the heat-conducting pad to fluid conveyed by the fluid pump and for this purpose directly contacting the fluid with the heat-conducting pad or a fluid-loaded wall, in particular its fluid-facing outer surface, as a heat sink use.
  • the fluid pump arrangement surface can also be actively cooled in another way or set up for this purpose or be used, for example, by a heat exchanger or the like.
  • cooling of the printed circuit board or of the electrical (on) component arranged thereon can be (further) improved in one embodiment.
  • the fluid pump assembly surface is made entirely or partially of metal.
  • the fluid pump arrangement surface in one embodiment is a surface of an insert in a pot of the fluid pump arrangement, the insert being produced separately in one embodiment and being or being frictionally, positively and / or materially connected to the pot in one embodiment an archetype of the pot or insert.
  • the pot delimits a fluid space of the fluid pump arrangement or is provided for this, in particular set up, or is used for this purpose.
  • this can improve heat conduction from the heat conduction pad into the fluid pump arrangement surface.
  • the thermal pad is or is connected to the printed circuit board in a form-fitting and / or integral manner.
  • the heat-conducting pad is or is frictionally, positively and / or cohesively connected to the fluid pump arrangement surface and / or an edge of one or the opening at least partially covered by the contact surface to the fluid space, in one embodiment a primary shaping of the fluid pump arrangement surface and / or the thermal pad.
  • the heat-conducting pad can therefore be cast into the bottom of a pot of the fluid pump arrangement.
  • the heat-conducting pad is or is clamped or clamped, in particular elastically deformed, in particular compressed, between the printed circuit board and the fluid pump arrangement surface and / or one or the edge of an opening or at least partially covered by the contact surface to the fluid space.
  • heat conduction and / or mechanical support and / or assembly can be improved in one embodiment.
  • the thermal pad in particular at 20 ° C., has a thermal conductivity of at least 1 W / mK, in particular in particular at least 2.5 W / mK, in one embodiment at least 5 W / mK, and / or at most 100 W / mK, in particular at most 50 W / mK, in one version at most 15 W / mK. In one embodiment, it is flexible and / or flat.
  • the heat-conducting pad in one embodiment has silicone, polyurethane (PU) and / or ceramic, in particular aluminum oxide ceramic.
  • heat conduction and / or mechanical support and / or assembly can be improved in one embodiment.
  • the heat-conducting pad in one embodiment has a, in particular ceramic, filling, in one embodiment aluminum oxide ceramics, and a sheath enveloping it, which in one embodiment has silicone and / or polyurethane.
  • the electrical circuit board and / or the heat-conducting pad and / or the fluid pump arrangement surface and / or the fluid space is arranged in one, in particular completely or partially, within a one-part or multi-part housing (s) of the fluid pump arrangement.
  • the present invention can be used with particular advantage in such housed parts.
  • the fluid space is completely or partially filled with fluid conveyed by the fluid pump in one embodiment or is provided for this purpose, in particular is set up or is used for this purpose.
  • Fig. 1 a part of a fluid pump arrangement according to a
  • FIG. 1 shows a part of a fluid pump arrangement according to an embodiment of the present invention in an axial or meridian section.
  • the fluid pump arrangement has a multi-part housing 100, in which a fluid pump or pump stage, of which its ring channel 2 is indicated in FIG. 1, and an electric motor for driving the pump, of which its stator 1 is indicated in FIG. 1, are arranged are.
  • the fluid pump arrangement further has an electrical circuit board 20 with an electronic component 21 arranged thereon and a pot 30 which seals a fluid chamber 40 of the fluid pump arrangement, which is flowed through during operation of fluid 41 conveyed by the fluid pump, against the electrical circuit board 20.
  • a disk-shaped metal insert 31 is inserted in a pot bottom, the surface of which on the fluid side (above in FIG. 1) seals the fluid space 40 and the surface of which faces away from the fluid forms a fluid pump arrangement surface 32.
  • a thermal pad 50 is clamped between the circuit board 20 and the fluid pump arrangement surface 32 such that it contacts the circuit board 20 and the electronic component 21 arranged thereon and an opposite contact surface 51 of the
  • Thermal pads touch the fluid pump assembly surface 32 on its entire face.
  • the thermal pad 50 conducts heat from the printed circuit board 20, in particular the component 21, to the fluid pump arrangement surface 32 of the metal insert 31 and via this to fluid conveyed by the fluid pump in the fluid space 40.
  • the elastically compressed thermal pad 50 mechanically supports the printed circuit board 20 on the fluid pump arrangement surface 32 and can in particular dampen vibrations and protect the component 21.
  • the metal insert 31 is omitted. Instead, the heat-conducting pad 50 is inserted or cast into the through opening in the pot (bottom) which is free in this way such that its contact surface 51 contacts the fluid chamber 40 of the pump, which in operation is pumped by the fluid pump Fluid 41 is flowed through, seals against the electrical circuit board 20.
  • the heat-conducting pad 50 dissipates heat from the printed circuit board 20, in particular the component 21, directly to fluid 41 in the fluid space 40, which fluid pump is conveying it.

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Abstract

Eine erfindungsgemäße Fluidpumpenanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, weist eine Fluidpumpe, einen Elektromotor (1) zum Antreiben der Pumpe, eine elektrische Leiterplatte (20) und ein Wärmeleitpad (50) auf, das die elektrische Leiterplatte, insbesondere wenigstens ein darauf angeordnetes elektrisches Bauteil (21), berührt, wobei eine Kontaktfläche (51) des Wärmeleitpads eine Fluidpumpenanordnungsfläche (32) berührt und/oder einen Fluidraum (40) der Pumpe begrenzt, um Wärme von der Leiterplatte abzuleiten.

Description

Beschreibung
Fluidpumpenanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidpumpenanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer elektrischen Leiterplatte, sowie ein Kraftfahrzeug mit der Fluidpumpenan ordnung und ein Verfahren zum Kühlen der elektrischen Lei terplatte .
Insbesondere bei in Kraftfahrzeugen eingesetzten Kühlwasser pumpen können elektrische Leiterplatten hohen thermischen Belastungen durch die Umgebung, insbesondere eine Brenn kraftmaschine, und/oder Verlust (ab) wärme von auf der Leiter platte angeordneten elektrischen Bauteilen ausgesetzt sein, so dass bei rein konvektiver Kühlung durch Umgebungsluft die Leistung und/oder Lebensdauer der Leiterplatte beeinträchtig sein kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fluidpum penanordnung bzw. deren Betrieb zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidpumpenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 9, 10 stellen ein Kraftfahrzeug mit einer hier beschriebenen Fluidpumpenanordnung bzw. ein Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Leiterplatte einer hier beschriebenen Fluidpumpenanordnung unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist eine Fluidpumpenanordnung, insbesondere -baugruppe, (wenigstens) eine Fluidpumpe und (wenigstens) einen Elektromotor auf, der die Pumpe, in einer Ausführung einen Rotor der Pumpe, antreibt bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, ist bzw. verwendet wird. In einer Ausführung ist der Elektromotor- mit dem Pum penrotor gekoppelt oder integral ausgebildet. In einer Ausführung fördert die Pumpe Kühlfluid und/oder Wasser bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet, sie kann somit insbesondere eine (elektrische) Kühlwasserpumpe sein. Zusätzlich oder alternativ versorgt sie in einer Ausführung eine Brennkraftmaschine bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu ver wendet. Zusätzlich oder alternativ ist bzw. wird die Flu idpumpenanordnung in einem Kraftfahrzeug angeordnet bzw.
verwendet .
Dies stellt, insbesondere aufgrund der, insbesondere thermischen und/oder mechanischen, Umgebungsbedingungen, besonders vor teilhafte Anwendungen der vorliegenden Erfindung dar, ohne dass diese hierauf beschränkt ist.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Fluidpumpenanordnung (wenigstens) eine elektrische Leiterplatte auf, auf der in einer Ausführung ein oder mehrere elektrische, insbesondere elektronische, Bauteile, in einer Ausführung wenigstens ein elektr (on) isches Bauteil einer Leistungs elektronik, angeordnet sind. In einer Ausführung steuert die Leiterplatte, insbesondere das wenigstens eine Bauteil, den Elektromotor und/oder versorgt diesen mit Strom bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu ver wendet .
Aufgrund der thermischen Umgebungsbedingungen kann die vor liegende Erfindung hier mit besonderem Vorteil verwendet werden.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Fluidpumpenanordnung (wenigstens) ein ein- oder mehrstückiges bzw. -teiliges, in einer Ausführung elektrisch isolierendes, Wärmeleitpad auf, das die elektrische Leiterplatte, insbesondere das wenigstens eine darauf angeordnete elektr (on) ische Bauteil, berührt bzw. hieran, vorzugsweise flächig, insbesondere großflächig, anliegt. In einer Ausführung bedeckt das Wärmeleitpad wenigstens 2%, insbesondere wenigstens 5%, in einer Ausführung wenigstens 10% einer Stirnfläche, insbesondere einer Oberfläche, der Lei terplatte und/oder wenigstens 25%, insbesondere wenigstens 50%, in einer Ausführung wenigstens 90% einer Stirnfläche, insbe sondere einer Oberfläche, des darauf angeordneten
elektr (on) ischen Bauteils.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeableitung und/oder mechanische Abstützung verbessert werden.
Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung berührt eine, insbesondere gegenüberliegende, Kontaktfläche des Wärme- leitpads, die in einer Ausführung wenigstens 10%, insbesondere wenigstens 15%, in einer Ausführung wenigstens 25% einer Stirnfläche, insbesondere einer (Außen) Oberfläche, des Wär- meleitpads beträgt bzw. bildet, eine (Ober) Fläche der Flu idpumpenanordnung bzw . -baugruppe, insbesondere der Fluidpumpe, des Elektromotors oder eines mit der Fluidpumpe und/oder dem Elektromotor direkt oder indirekt verbundenen und/oder zusammen mit der Fluidpumpe und/oder dem Elektromotor in einem, ins besondere teilweise oder vollständig innerhalb eines, Gehäuse (s) der Fluidpumpenanordnung angeordneten Elements, („Fluidpum penanordnungsfläche") derart, dass, insbesondere in wenigstens einem (vorgesehenen) Betriebszustand, insbesondere bei einem Normal- bzw. Auslegungsbetriebszustand, Wärme von der Lei terplatte zu bzw. in diese (r) Fluidpumpenanordnungsfläche abgeleitet wird, bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine vorteilhafte Kühlung der Leiterplatte bzw. des darauf angeordneten elektr (on) ischen Bauteils realisiert werden. Zusätzlich oder alternativ können hierdurch in einer Ausführung auch eine mechanische Abstützung der Leiterplatte bzw. des darauf angeordneten elektr (on) ischen Bauteils an der Fluidpumpenanordnungsfläche realisiert und so insbesondere Vibrationen gedämpft werden. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung begrenzt bzw. definiert, insbesondere dichtet, eine, in einer Ausführung der Leiterplatte gegenüberliegende, Kontaktflache des Wärme- leitpads, die in einer Ausführung wenigstens 10%, insbesondere wenigstens 15%, in einer Ausführung wenigstens 25% einer Stirnfläche, insbesondere einer (Außen) Oberfläche, des Wär- meleitpads beträgt bzw. bildet, einen Fluidraum der Pumpe derart (ab) , dass, insbesondere in wenigstens einem (vorgesehenen) Betriebszustand, insbesondere bei einem Normal- bzw. Ausle gungsbetriebszustand, Wärme von der Leiterplatte, insbesondere direkt bzw. unmittelbar, zu bzw. in, in einer Ausführung durch von der Fluidpumpe gefördertes, Fluid in dem Fluidraum abgeleitet wird, bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet. In einer Ausführung deckt die Kontaktfläche des Wärmeleitpads eine (Durchgangs) Öffnung (in einem Element, insbesondere dem Topf, der Fluidpumpenanordnung) zu dem Fluidraum teilweise oder vollständig ab bzw. verschließt diese (Durchgangs) Öffnung.
In einer Ausführung ist die Fluidpumpenanordnungsfläche eine Oberfläche eines, insbesondere in wenigstens einem (vorgese henen) Betriebszustand, insbesondere bei einem Normal- bzw. Auslegungsbetriebszustand, aktiv, insbesondere durch von der Fluidpumpe gefördertes Fluid, gekühlten Elements der Flu idpumpenanordnung, insbesondere eine fluidseitige oder flu- idabgewandte Oberfläche einer Wandung, die einen Fluidraum der Pumpe begrenzt, insbesondere abdichtet.
Einer Ausführung liegt somit die Idee zugrunde, Wärme von der Leiterplatte bzw. dem Bauteil über das Wärmeleitpad an von der Fluidpumpe gefördertes Fluid abzuleiten und hierzu mit dem Wärmeleitpad direkt das Fluid zu kontaktieren oder aber eine fluidbeaufschlagte Wandung, insbesondere deren fluidabgewandte Außenfläche, als Wärmesenke zu nutzen. Zusätzlich oder al ternativ kann in einer Ausführung die Fluidpumpenanordnungs fläche auch anders aktiv gekühlt bzw. hierzu eingerichtet bzw. verwendet sein bzw. werden, beispielsweise durch einen Wär metauscher oder dergleichen.
Hierdurch kann in einer Ausführung jeweils eine Kühlung der Leiterplatte bzw. des darauf angeordneten elektr (on) ischen Bauteils (weiter) verbessert werden.
In einer Ausführung ist die Fluidpumpenanordnungsfläche vollständig oder teilweise aus Metall hergestellt.
Zusätzlich oder alternativ ist die Fluidpumpenanordnungsfläche in einer Ausführung eine Oberfläche eines Einsatzes in einem Topf der Fluidpumpenanordnung, wobei der Einsatz in einer Ausführung separat hergestellt und mit dem Topf reib-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist bzw. wird, in einer Ausführung bei einem Urformen des Topfes oder Einsatzes. Der Topf begrenzt in einer Ausführung einen Fluidraum der Fluidpumpenanordnung bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung vom Wärmeleitpad in die Fluidpumpenanordnungsfläche verbessert werden .
In einer Ausführung ist bzw. wird das Wärmeleitpad mit der Leiterplatte form- und/oder stoffschlüssig verbunden. Zu sätzlich oder alternativ ist bzw. wird das Wärmeleitpad in einer Ausführung mit der Fluidpumpenanordnungsfläche und/oder einem Rand einer bzw. der durch die Kontaktfläche wenigstens teilweise abgedeckten Öffnung zu dem Fluidraum reib-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden, in einer Ausführung bei einem Urformen der Fluidpumpenanordnungsfläche und/oder des Wärmeleitpads . Insbesondere kann also das Wärmeleitpad in den Boden eines Topfes der Fluidpumpenanordnung eingegossen sein bzw. werden.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung und/oder mechanische Abstützung und/oder Montage verbessert werden. In einer Ausführung ist bzw. wird das Wärmeleitpad zwischen der Leiterplatte und der Fluidpumpenanordnungsfläche und/oder einem bzw. dem Rand einer bzw. der durch die Kontaktfläche wenigstens teilweise abgedeckten Öffnung zu dem Fluidraum einge- bzw. verspannt, insbesondere elastisch deformiert, insbesondere komprimiert .
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung und/oder mechanische Abstützung und/oder Montage verbessert werden.
In einer Ausführung weist das Wärmeleitpad, insbesondere bei 20°C, eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1 W/mK, insbe sondere wenigstens 2,5 W/mK, in einer Ausführung wenigstens 5 W/mK, und/oder höchstens 100 W/mK, insbesondere höchstens 50 W/mK, in einer Ausführung höchstens 15 W/mK, auf. Es ist in einer Ausführung flexibel und/oder flächig ausgebildet.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung (weiter) verbessert werden.
Zusätzlich oder alternativ weist das Wärmeleitpad in einer Ausführung Silikon, Polyurethan (PU) und/oder Keramik, ins besondere Aluminiumoxydkeramik auf.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung und/oder mechanische Abstützung und/oder Montage verbessert werden.
Zusätzlich oder alternativ weist das Wärmeleitpad in einer Ausführung eine, insbesondere keramische, Füllung, die in einer Ausführung Aluminiumoxydkeramik, und eine diese umhüllende Hülle, die in einer Ausführung Silikon und/oder Polyurethan aufweist, auf.
Hierdurch kann in einer Ausführung eine Wärmeleitung und/oder mechanische Abstützung und/oder Montage verbessert werden. In einer Ausführung ist die elektrische Leiterplatte und/oder das Wärmeleitpad und/oder die Fluidpumpenanordnungsfläche und/oder der Fluidraum in einem, insbesondere vollständig oder teilweise innerhalb eines, ein- oder mehrteiligen Gehäuse (s) der Flu idpumpenanordnung angeordnet.
Bei solchen eingehäusten Teilen kann die vorliegende Erfindung mit besonderem Vorteil verwendet werden.
In einer Ausführung ist der Fluidraum vollständig oder teilweise mit, in einer Ausführung von der Fluidpumpe gefördertem, Fluid gefüllt bzw. hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet, bzw. wird hierzu verwendet.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteran sprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert, die einzige:
Fig. 1: einen Teil einer Fluidpumpenanordnung nach einer
Ausführung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt einen Teil einer Fluidpumpenanordnung nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einem Axial- bzw. Meridianschnitt .
Die Fluidpumpenanordnung weist ein mehrteiliges Gehäuse 100 auf, in dem eine Fluidpumpe bzw. Pumpenstufe, von dem in Fig. 1 ihr Ringkanal 2 angedeutet ist, und ein Elektromotor zum Antreiben der Pumpe, von dem in Fig. 1 sein Stator 1 angedeutet ist, angeordnet sind.
Die Fluidpumpenanordnung weist weiter eine elektrische Lei terplatte 20 mit einem darauf angeordneten elektronischen Bauteil 21 sowie einen Topf 30 auf, der einen Fluidraum 40 der Fluidpumpenanordnung, der im Betrieb von von der Fluidpumpe gefördertem Fluid 41 durchströmt wird, gegen die elektrische Leiterplatte 20 abdichtet. In einem Topfboden ist ein scheibenförmiger Metalleinsatz 31 eingesetzt, dessen fluidseitige Oberfläche (oben in Fig. 1) den Fluidraum 40 abdichtet und dessen fluidabgewandte Oberfläche eine Fluidpumpenanordnungsfläche 32 bildet.
Ein Wärmeleitpad 50 ist so zwischen der Leiterplatte 20 und der Fluidpumpenanordnungsfläche 32 eingespannt, dass es die Lei terplatte 20 und das darauf angeordnete elektronische Bauteil 21 berührt und eine gegenüberliegende Kontaktfläche 51 des
Wärmeleitpads die Fluidpumpenanordnungsfläche 32 auf ihrer gesamten Stirnseite berührt.
Im Betrieb leitet das Wärmeleitpad 50 Wärme von der Leiterplatte 20, insbesondere dem Bauteil 21, an die Fluidpumpenanord nungsfläche 32 des Metalleinsatzes 31 und über diese an von der Fluidpumpe gefördertes Fluid im Fluidraum 40 ab. Zudem stützt das elastisch komprimierte Wärmeleitpad 50 die Leiterplatte 20 mechanisch an der Fluidpumpenanordnungsfläche 32 ab und kann so insbesondere Vibrationen dämpfen und das Bauteil 21 schützen.
In einer nicht dargestellten Abwandlung entfällt der Metal leinsatz 31. Stattdessen ist das Wärmeleitpad 50 so in die hierdurch freie Durchgangsöffnung in dem Topf (boden) eingesetzt oder eingegossen, dass seine Kontaktfläche 51 den Fluidraum 40 der Pumpe, der im Betrieb von von der Fluidpumpe gefördertem Fluid 41 durchströmt wird, gegen die elektrische Leiterplatte 20 abdichtet .
Im Betrieb leitet bei dieser Abwandlung das Wärmeleitpad 50 Wärme von der Leiterplatte 20, insbesondere dem Bauteil 21 direkt an von der Fluidpumpe gefördertes Fluid 41 im Fluidraum 40 ab.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Aus führungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemp larischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, ins- besondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der be schriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
Bezugs zeichenliste
1 (Stator des) Elektromotor ( s )
2 (Ringkanal der) Fluidpumpe 20 Leiterplatte
21 elektronisches Bauteil
30 Topf
31 Metalleinsatz
32 Fluidpumpenanordnungsfläche 40 Fluidraum
41 Fluid
50 Wärmeleitpad
51 Kontaktfläche
100 Gehäuse

Claims

Patentansprüche
1. Fluidpumpenanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die eine Fluidpumpe (2), einen Elektromotor (1) zum An treiben der Pumpe, eine elektrische Leiterplatte (20) und ein Wärmeleitpad (50) aufweist, das die elektrische Leiterplatte, insbesondere wenigstens ein darauf ange ordnetes elektrisches Bauteil (21), berührt, wobei eine Kontaktflache (51) des Wärmeleitpads eine Fluidpumpena nordnungsfläche (32) berührt und/oder einen Fluidraum (40) der Pumpe begrenzt, um Wärme von der Leiterplatte abzu leiten .
2. Fluidpumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Fluidpumpenanordnungsfläche eine Oberfläche eines aktiv, insbesondere durch von der Flu idpumpe gefördertes Fluid (41), gekühlten Elements der Fluidpumpenanordnung ist, insbesondere eine fluidseitige oder fluidabgewandte Oberfläche einer Wandung (31), die einen Fluidraum (40) der Pumpe begrenzt.
3. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpena nordnungsfläche wenigstens teilweise aus Metall herge stellt und/oder eine Oberfläche eines Einsatzes (31) in einem Topf (30) der Fluidpumpenanordnung ist.
4. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitpad mit der Leiterplatte und/oder der Fluidpumpenanordnungsfläche und/oder einem Rand einer durch die Kontaktfläche we nigstens teilweise abgedeckten Öffnung zu dem Fluidraum reib-, form- und/oder Stoffschlüssig verbunden ist.
5. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitpad zwischen der Leiterplatte und der Fluidpumpenanord- nungsflache und/oder einem Rand einer durch die Kon taktfläche wenigstens teilweise abgedeckten Öffnung zu dem Fluidraum eingespannt ist.
6. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitpad eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens 1 W/mK und/oder eine Füllung und eine diese umhüllende Hülle und/oder Silikon, Polyurethan und/oder Keramik aufweist.
7. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leiterplatte, das Wärmeleitpad, die Fluidpumpenanord nungsfläche und/oder der Fluidraum in einem Gehäuse (100) der Fluidpumpenanordnung angeordnet ist.
8. Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidpumpe eine Kühl- und/oder Wasserpumpe, insbesondere zur Versorgung einer Brennkraftmaschine, ist.
9. Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zum Kühlen einer elektrische Leiterplatte (20), insbesondere wenigstens eines darauf angeordneten elektrischen Bauteils (21), einer Fluidpumpenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei deren Wärmeleitpad (50) Wärme von der Leiterplatte an die Fluidpumpenanordnungsfläche (32) und/oder von der Flu idpumpe gefördertes Fluid (41) ableitet.
EP19758378.4A 2018-08-21 2019-08-20 Fluidpumpenanordnung Pending EP3841304A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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