导管聚合物组件

文档序号:1745260 发布日期:2019-11-26 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 导管聚合物组件 (Catheter polymer component ) 是由 A·M·科波拉 A·法特米 R·普拉萨德 于 2019-05-09 设计创作,主要内容包括:提供了一种导管聚合物组件,其包括热源,和配置成封闭和保护所述热源的至少一部分的聚合物基底:以及限定在所述聚合物基底中的通道,所述通道配置成经由通道冷却剂流远离所述热源传递热流。(Provide a kind of catheter polymer component; it includes heat source; with be configured to close and protect at least part of polymeric substrates of the heat source: and be limited to the channel in the polymeric substrates, the channel is configured to transmit hot-fluid far from the heat source via channel coolant flow.)

导管聚合物组件

技术领域

本公开总体上涉及热源的冷却和保护。特别地,本发明涉及一种组件, 其提供热管理益处以及对动力部件的保护,动力部件包括但不限于电子 板,诸如定子之类的马达部件,或者马达部件的一部分。

背景技术

众所周知,许多动力设备产生热量。为了将设备结温保持在所需的限 度内,应该从设备中除去热量:不能除去由此产生的热量导致设备温度升 高,潜在地导致热失控条件。现已将电子工业中的几种趋势结合起来,增 加热管理的重要性,包括电子设备的散热。特别地,对更快和更密集封装 电路的需要直接影响热管理的重要性。首先,功率耗散以及因此的热产生 随着设备工作频率的增加而增加。第二,在较低的设备结温下增加工作频率是可能的。最后,随着越来越多的设备封装到单个芯片上,功率密度(瓦 特/cm2)增加,导致需要从给定尺寸的芯片或模块去除更多的功率。这些 趋势结合起来产生了不再期望仅通过传统空气冷却方法(例如,通过使用 传统空气冷却散热片)从现代设备移除热量的应用。

还已知,通过使用冷却流体,例如冷却水或制冷剂,电子设备得到更 有效地冷却。例如,可以通过使用与电子设备热接触的冷板来冷却电子设 备。冷却水(或其它冷却流体)循环通过冷板,其中热量从电子设备传递 到冷却流体。冷却流体然后循环通过外部热交换器或冷却器,其中累积的 热量从冷却流体传递。提供了将冷板彼此连接并连接到外部热交换器或冷 却器的流体流动路径。这些流体流动路径由管道构成(例如,铜管),其 通常通过一个或多个机械连接接合到冷板。

然而,由于部件通常在冷板组件中实施,使用已知方法和材料构造的 冷板流体分配组件在尺寸和重量上可能相当庞大。电子设备、板、冷板等 中的制造和装配公差可能导致部件尺寸和对准的变化,需要多冷板流体分 配组件中的一定程度的柔性,以便同时保持与所有相关电子设备的良好热 接触。例如,制造和工艺公差可能导致类似类型的模块(例如处理器模块) 的高度变化几毫米。

如图1A所示,提供了用于热源的传统冷却板的等距视图,其中热源 可以是车辆的电子模块。图1B提供了图1A中的冷却板的等距视图,其中 顶盖被移除并且暴露冷却通道。图1C是图1A的冷却板中的电子模块腔的 等距视图。图2是传统冷却板和电子模块的示意性横截面视图,其中示出 了冷却剂流,使得冷却剂流仅远离电子模块的一侧传热。

可替代地,可以使用已知的材料和方法来产生多冷板流体分配组件, 该多冷板流体分配组件具有足够的柔性但缺乏与减少数量的机械管道连 接相关联的可靠性改进。例如,多个金属冷板可以使用柔性管(例如塑料 管)进行铺设在一起。由于塑料管不能焊接、铜焊或以其它方式可靠地和 永久地接合到金属冷板,因此在塑料管和每个冷板的每个入口和出口之间 需要机械连接。如前所述,增加机械管道连接的数量增加了冷却分配组件中潜在的故障点。因此,已知的材料和方法可以提供一种多冷板流体分配 组件,其具有足够的柔性以在存在正常制造和组装工艺变化的情况下保持 与相关电子设备的良好热接触,然而,这种柔性是以作为产生多冷板流体 分配组件的动机的可靠性改进为代价而获得的。

因此,希望提供一种组件,其能够以紧凑和重量轻的方式容纳和保护 诸如电子板之类的热源,同时还管理由热源产生的热能。此外,希望减少 通常在这种组件中实现的部件的数量。此外,结合附图以及前述技术领域 和背景技术,通过随后的具体实施方式和所附权利要求,本发明的其它期 望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本公开提供了一种导管聚合物组件,其中该组件包括热源和用于热源 的外壳。热源可以但不一定是易于产生热量的高功率电子模块,例如但不 限于用于电动车辆的IGBT或MOSFET模块。外壳配置成从热源传热,同 时还保护热源。此外,相对于用于这种高功率电子模块/板的传统冷却剂板, 本公开的聚合物组件具有减小的重量和减小的部件。

在第一实施例中,导管聚合物组件可包括热源、聚合物基底以及限定 在聚合物基底中的通道。一个或多个通道配置成经由移动穿过该一个或多 个通道的冷却剂流从热源传热。本公开的聚合物基底可以配置成分配热 量,封闭和保护热源的至少一部分。作为一种选择,限定在聚合物基底中 的通道可以与热源流体连通。作为对此的又一任选增强,与热源流体连通 的通道可进一步在通道与热源相交的区域中限定增加的横截面。当聚合物基底完全封闭并保护热源时,聚合物基底可由刚性聚合物材料形成。在将 刚性聚合物材料用于聚合物基底的这个实施例中(以及实施用于聚合物基 底的柔性聚合物材料的其他实施例),导管聚合物组件可以进一步包括配 置成支撑热源的内部支撑结构。内部支撑结构可以利用热源在聚合物基底 内封闭和保护。

在该第一实施例中,应当理解,限定在聚合物基底中的通道可以但不 必须设置在聚合物基底的上部区域和下部区域中。作为又一选择,上部散 热器可邻近限定在聚合物基底的上部区域中的通道设置,而下部散热器也 可邻近限定在聚合物基底的下部区域中的通道设置。

在第二实施例中,除了板和设置在板上的结构壳体之外,导管聚合物 组件可包括热源、聚合物基底以及限定在聚合物基底中的通道。结构壳体 可以由聚合材料制成,也可以不由聚合材料制成。结构壳体配置成支撑热 源和聚合物基底。板还可以限定板冷却剂通道。板冷却剂通道、板和结构 壳体配置成经由移动穿过板冷却剂通道的板冷却剂流远离热源的下侧分 配热量,而聚合物基底中的通道配置成经由移动穿过通道的通道冷却剂流 远离热源的上侧传热。作为一种选择,限定在聚合物基底中的通道可以与 热源流体连通。作为对此的又一任选增强,与热源流体连通的通道可进一 步在通道与热源相交的区域中限定增加的横截面。在实施板和结构壳体的 该实施例中,聚合物基底可以由柔性聚合物形成。柔性聚合物限定了大大 高于玻璃化转变温度的工作温度。用于聚合物基底中的柔性聚合物材料可 以但不必须是橡胶、硅树脂或弹性体中的一种。

在本公开的第三实施例中,可以使用结构聚合物壳体代替结构壳体和 板。在该实施例中,导管聚合物组件包括热源、聚合物基底以及限定在聚 合物基底和结构聚合物壳中的通道。结构聚合物壳体类似地支撑热源和聚 合物基底,如前所述。然而,结构聚合物壳体消除了对具有板冷却剂通道 的板的需要,假定结构聚合物壳体还限定冷却剂通道,该冷却剂通道配置 成经由穿过下部冷却剂通道的下部冷却剂流从热源的下侧传热。结构聚合 物壳体可以由处于玻璃态的结构聚合物形成,使得结构聚合物的工作温度 低于玻璃化转变温度。用于结构聚合物壳体的结构聚合物材料可以但不必 须是环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚丙烯、尼龙、双马来酰亚胺、苯并 噁嗪、酚醛树脂、聚酯、聚氯乙烯、三聚氰胺、氰酸酯、硅树脂、乙烯基 酯、热塑性烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯乙烯,或者聚四氟乙烯中的一 种。

本公开还提供了一种用于制造导管聚合物组件的方法,其包括以下步 骤:(1)提供热源;(2)利用牺牲材料包裹热源;(3)将包裹在牺牲材料 中的热源放入模具中;(4)利用聚合物材料填充模具,其中聚合物材料包 围热源的至少一部分和牺牲材料;(5)在模具中固化聚合物材料,从而产 生包封的产品;(6)从模具中移除包封的产品;以及(7)移除设置在模 具内的牺牲材料并限定通道。该方法可以任选地进一步包括以下步骤中的 一个或多个:提供穿过一个或多个通道的冷却剂流的步骤:以及将热源设 置在结构壳体中并将热源和结构壳体一起放置在模具中的步骤。在上述制 造方法中实施的热源可以但不一定是电子模块。

应当理解,利用聚合物材料填充模具的步骤可以但不必须通过双射注 射模制工艺进行,其中结构聚合物设置在热源下方的模具的至少下部区域 中,并且柔性聚合物设置在热源上方的模具的至少上部区域中。或者,利 用聚合物材料填充模具的步骤可以但不一定通过其中用一种结构聚合物 填充模具的单一注射模制工艺来执行。

关于将热源包裹在牺牲材料中的步骤,应当理解,该步骤可以以各种 方式执行。包裹热源的一个示例性方法包括用牺牲材料仅包裹热源的上 侧。另一种包裹热源的非限制性示例方法包括将热源包裹在牺牲材料中, 包括其中包裹热源的上侧和下侧。

通过以下参照附图的详细描述,本公开及其特定特征和优点将变得更 加明显。

附图说明

根据以下

具体实施方式

和所附权利要求,本发明的其它期 望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

本公开提供了一种导管聚合物组件,其中该组件包括热源和用于热源 的外壳。热源可以但不一定是易于产生热量的高功率电子模块,例如但不 限于用于电动车辆的IGBT或MOSFET模块。外壳配置成从热源传热,同 时还保护热源。此外,相对于用于这种高功率电子模块/板的传统冷却剂板, 本公开的聚合物组件具有减小的重量和减小的部件。

在第一实施例中,导管聚合物组件可包括热源、聚合物基底以及限定 在聚合物基底中的通道。一个或多个通道配置成经由移动穿过该一个或多 个通道的冷却剂流从热源传热。本公开的聚合物基底可以配置成分配热 量,封闭和保护热源的至少一部分。作为一种选择,限定在聚合物基底中 的通道可以与热源流体连通。作为对此的又一任选增强,与热源流体连通 的通道可进一步在通道与热源相交的区域中限定增加的横截面。当聚合物基底完全封闭并保护热源时,聚合物基底可由刚性聚合物材料形成。在将 刚性聚合物材料用于聚合物基底的这个实施例中(以及实施用于聚合物基 底的柔性聚合物材料的其他实施例),导管聚合物组件可以进一步包括配 置成支撑热源的内部支撑结构。内部支撑结构可以利用热源在聚合物基底 内封闭和保护。

在该第一实施例中,应当理解,限定在聚合物基底中的通道可以但不 必须设置在聚合物基底的上部区域和下部区域中。作为又一选择,上部散 热器可邻近限定在聚合物基底的上部区域中的通道设置,而下部散热器也 可邻近限定在聚合物基底的下部区域中的通道设置。

在第二实施例中,除了板和设置在板上的结构壳体之外,导管聚合物 组件可包括热源、聚合物基底以及限定在聚合物基底中的通道。结构壳体 可以由聚合材料制成,也可以不由聚合材料制成。结构壳体配置成支撑热 源和聚合物基底。板还可以限定板冷却剂通道。板冷却剂通道、板和结构 壳体配置成经由移动穿过板冷却剂通道的板冷却剂流远离热源的下侧分 配热量,而聚合物基底中的通道配置成经由移动穿过通道的通道冷却剂流 远离热源的上侧传热。作为一种选择,限定在聚合物基底中的通道可以与 热源流体连通。作为对此的又一任选增强,与热源流体连通的通道可进一 步在通道与热源相交的区域中限定增加的横截面。在实施板和结构壳体的 该实施例中,聚合物基底可以由柔性聚合物形成。柔性聚合物限定了大大 高于玻璃化转变温度的工作温度。用于聚合物基底中的柔性聚合物材料可 以但不必须是橡胶、硅树脂或弹性体中的一种。

在本公开的第三实施例中,可以使用结构聚合物壳体代替结构壳体和 板。在该实施例中,导管聚合物组件包括热源、聚合物基底以及限定在聚 合物基底和结构聚合物壳中的通道。结构聚合物壳体类似地支撑热源和聚 合物基底,如前所述。然而,结构聚合物壳体消除了对具有板冷却剂通道 的板的需要,假定结构聚合物壳体还限定冷却剂通道,该冷却剂通道配置 成经由穿过下部冷却剂通道的下部冷却剂流从热源的下侧传热。结构聚合 物壳体可以由处于玻璃态的结构聚合物形成,使得结构聚合物的工作温度 低于玻璃化转变温度。用于结构聚合物壳体的结构聚合物材料可以但不必 须是环氧树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、聚丙烯、尼龙、双马来酰亚胺、苯并 噁嗪、酚醛树脂、聚酯、聚氯乙烯、三聚氰胺、氰酸酯、硅树脂、乙烯基 酯、热塑性烯烃、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯乙烯,或者聚四氟乙烯中的一 种。

本公开还提供了一种用于制造导管聚合物组件的方法,其包括以下步 骤:(1)提供热源;(2)利用牺牲材料包裹热源;(3)将包裹在牺牲材料 中的热源放入模具中;(4)利用聚合物材料填充模具,其中聚合物材料包 围热源的至少一部分和牺牲材料;(5)在模具中固化聚合物材料,从而产 生包封的产品;(6)从模具中移除包封的产品;以及(7)移除设置在模 具内的牺牲材料并限定通道。该方法可以任选地进一步包括以下步骤中的 一个或多个:提供穿过一个或多个通道的冷却剂流的步骤:以及将热源设 置在结构壳体中并将热源和结构壳体一起放置在模具中的步骤。在上述制 造方法中实施的热源可以但不一定是电子模块。

应当理解,利用聚合物材料填充模具的步骤可以但不必须通过双射注 射模制工艺进行,其中结构聚合物设置在热源下方的模具的至少下部区域 中,并且柔性聚合物设置在热源上方的模具的至少上部区域中。或者,利 用聚合物材料填充模具的步骤可以但不一定通过其中用一种结构聚合物 填充模具的单一注射模制工艺来执行。

关于将热源包裹在牺牲材料中的步骤,应当理解,该步骤可以以各种 方式执行。包裹热源的一个示例性方法包括用牺牲材料仅包裹热源的上 侧。另一种包裹热源的非限制性示例方法包括将热源包裹在牺牲材料中, 包括其中包裹热源的上侧和下侧。

通过以下参照附图的详细描述,本公开及其特定特征和优点将变得更 加明显。

附图说明

根据以下具体实施方式、最佳实施方式、权利要求书和附图,本发明 的这些和其它特征和优点将变得显而易见,在附图中:

图1A提供了用于热源(例如,车辆的电子模块)的传统冷却板的等 距视图。

图1B提供了图1A中的冷却板的等距视图,其中顶盖被移除并且暴露 冷却通道。

图1C是图1A的冷却板中的电子模块腔的等距视图。

图2是传统冷却板和电子模块的示意性横截面视图,其中冷却剂流远 离电子模块的一侧传热。

图3示出了本公开的第一实施例,其中聚合物基底完全封闭并保护热 源。

图4A示出了本公开的第一实施例,其中在聚合物基底的上部区域和 下部区域中的每一者中在热源与通道之间安置散热器。

图4B示出了散热器到牺牲材料的示例性非限制性附接。

图5是本公开的第二实施例,其中聚合物基底中的通道从热源的上侧 传热。

图6示出了本公开的第二实施例,其中第二聚合物基底经由通道和下 部冷却剂流从热源的下侧传热。

图7A示出了与通道流体连通的热源的示例性非限制性示意性侧视图。

图7B示出了图7A的热源和至少一个通道的示例性非限制性示意性顶 视图/底视图。

图8A示出了在通道中与通道流体连通的热源的示例性非限制性示意 性侧视图,其中通道在通道与热源相交的区域中具有增大的横截面。

图8B示出了图8A的热源和至少一个通道的示例性非限制性示意性顶 视图/底视图。

图9A示出了封闭在聚合物基底中的热源上方/下方限定的通道的示例 性非限制性示意性顶视图/底视图。

图9B示出了与封闭在聚合物基底中的热源的第一侧和第二侧之一相 邻限定的通道的示例性非限制性示意性侧视图。

图10A示出了进一步包括内部支撑结构的第二实施例外壳的示例性非 限制性示意性侧视图。

图10B示出了图10A的内部支撑结构的顶视图。

图11示出了制造根据本公开的导管聚合物组件的示例性非限制性方 法。

图12示出了示例性非限制性牺牲材料的横截面视图。

在附图的几个视图的描述中,相同的附图标记表示相同的部件。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的目前优选的组合物、实施例和方法,其构成 本发明人目前已知的实践本公开的最佳模式。附图不必按比例绘制。然而, 应当理解,所公开的实施例仅仅是可以以各种和替代形式实施的本公开的 示例。因此,本文公开的具体细节不应被解释为限制性的,而仅仅是作为 本公开的任何方面的代表性基础和/或作为用于教导本领域技术人员以各 种方式使用本公开的代表性基础。

除了在实施例中,或在另外明确指示的情况下,本说明书中指示材料 的量或反应和/或使用的条件的所有数字量应理解为在描述本公开的最宽 范围时由词“约”修饰。通常优选在所述数值限度内实施。此外,除非有 相反的明确说明:百分比,“份数”和比值均以重量计;对于与本公开有 关的给定目的合适或优选的一组或一类材料的描述意味着该组或一类中 任何两个或更多个构件的混合物同样合适或优选;首字母缩写词或其他缩 写词的第一个定义适用于本文中相同缩写词的所有后续用途,并且加以必 要的变通适用于最初定义的缩写词的正常语法变化;并且,除非明确相反 地陈述,否则通过与先前或稍后针对相同性质所提及的相同技术来确定性 质的测量。

还应当理解,本公开不限于以下描述的具体实施例和方法,因为具体 部件和/或条件当然可以变化。此外,本文使用的术语仅用于描述本公开的 特定实施例的目的,而不旨在以任何方式进行限制。

还必须注意,如在说明书和所附权利要求中所使用的,单数形式“一”、 “一个”和“该”包括复数指示物,除非上下文另外清楚地指示。例如, 以单数形式提及的部件旨在包括多个部件。

术语“包含”与“包括”、“具有”、“含有”或“特征在于”同义。这 些术语是包含性的和开放式的,并且不排除另外的未列举的元件或方法步 骤。

短语“由……组成”排除权利要求中未指明的任何元件、步骤或组成 部分。当该短语出现在权利要求的升降器主体14的条款中,而不是紧跟 在前序部分之后时,其仅限制在该条款中阐述的元件;其它元件整体上不 排除在权利要求之外。

短语“基本上由……组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步 骤,加上那些不会实质上影响所要求保护的主题的基本和新颖特征的材料 或步骤。

术语“包含”、“由……组成”和“基本上由……组成”可替代地使用。 当使用这三个术语中的一个时,当前公开和要求保护的主题可以包括使用 其它两个术语中的任一个。

术语“上”和“下”可以相对于单个部件的区域使用,并且旨在广泛 地指示相对于彼此的区域,其中“上”区域和“下”区域一起形成单个部 件。这些术语不应理解为仅指垂直距离/高度。

在本申请中,当参考文献时,这些文献的公开内容在此全文引入本申 请作为参考,以更全面地描述本公开内容所属领域的状态。

以下详细描述本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制本公开或者本公 开的应用和使用。此外,不希望受前述背景技术或以下详细描述中呈现的 任何理论的限制。

下面的详细描述本质上仅仅是示例性的,并不旨在限制本发明或本发 明的应用和使用。此外,不希望受前述技术领域、背景技术、发明内容或 以下具体实施方式中呈现的任何表达或暗示的理论的限制。

本公开提供了一种导管聚合物组件10,其中该组件包括热源12和用 于热源12的外壳。外壳配置成远离热源12传热20,同时还保护热源12。 此外,相对于用于热源(例如,高功率电子模块/板102等)的传统冷却剂 板,本公开的聚合物组件具有减小的重量和减少的部件。然而,应当理解, 对于本公开的所有实施例,热源12应当被解释为产生热量的任何通电部 件,例如但不限于高功率电子模块、马达部件(例如但不限于定子)、马 达部件的一部分(例如但不限于定子绕组的端部),或内燃机的至少一部 分(例如但不限于气缸盖)。在热源12以易于产生热量20的高功率电子 模块12的形式提供的非限制性示例中,这种模块可以是用于电动车辆的 IGBT模块或MOSFET。

参考图3和图4A-4B,示出了本公开的第一实施例,其中导管聚合物 组件10可以包括热源12、聚合物基底14以及限定在聚合物基底14中的 通道18。通道18配置成经由移动通过通道18的通道冷却剂流22远离热 源12传递热流20。本公开的聚合物基底14可以配置成分配热量20,封 闭和保护热源12的至少一部分16。作为一种选择,限定在聚合物基底14 中的通道18、24可以与热源12流体连通。在对此的另一可选增强中,与 热源12流体连通的通道18、24还可以在通道18、24与热源12相交的区 域28中限定增大的横截面26。当聚合物基底14完全封闭并保护热源12 时,聚合物基底14可以由刚性聚合物材料形成。在该实施例中,导管聚 合物组件10还可包括配置成支撑热源12的内部支撑结构58。内部支撑结 构58可以利用热源12在聚合物基底14内封闭和保护。

在第一实施例中,应当理解,限定在聚合物基底14中的通道18可以 设置在聚合物基底14的上部区域60和下部区域62中。作为图4A和4B 所示的又一选择,上部散热器64可以邻近限定在聚合物基底14的上部区 域60中的通道18、21设置,而下部散热器68也可以邻近限定在聚合物 基底14的下部区域62中的通道18、19设置。参照图4B,可在将热源12, 散热器64、66和牺牲材料放入模具中之前将牺牲材料110机械固定到散热 器64、66。尽管如此,对于该第一实施例(不管在基底14内是否实施任 何散热器64、68),限定在聚合物基底14中的通道18也可以或可选地限 定为邻近封闭在聚合物基底中的热源12的第一侧15和/或第二侧17中的 至少一个,如图9A-9B所示。

在图5所示的第二实施例中,除了板30和设置在板30上的结构(非 聚合物)壳体之外,导管聚合物组件10可包括热源12、聚合物基底14以 及限定在聚合物基底14中的通道18。板30可由多种材料制成,例如但不 限于金属、陶瓷基材料、注射模制聚合物或铸造聚合物(其可为或可不为 高填充的热塑性塑料)。结构(非聚合物)壳体配置成并支撑热源12和聚 合物基底14。板30还可以限定板冷却剂通道32。板冷却剂通道32、板 30和结构壳体34配置成经由移动穿过板冷却剂通道32的“板冷却剂流” 38远离热源12的下侧36分配热量20,而聚合物基底14中的通道18配 置成经由移动通过通道18的冷却剂流22远离热源12的上侧40传热20。 应当理解,板冷却剂流38被定义为流过板30的冷却剂流体。作为图7A-7B 和8A-8B所示的一种选择,限定在聚合物基底14中的通道18、24可以与 热源12流体连通。作为对此的又一任选增强,通道18、24(其与热源12 流体连通)可进一步在通道18与热源12相交的区域中限定增加的横截面 26,如图8A-8B所示。

在实施板30和结构壳体34的图5所示的实施例中,聚合物基底14 可以由柔性聚合物42形成。柔性聚合物42相对于结构壳体34刚性较小。 柔性聚合物42限定了大大高于玻璃化转变温度的工作温度。用于聚合物 基底14中的柔性聚合物42材料可以但不一定是橡胶50、硅树脂52或弹 性体52中的一种。

在图6所示的本公开的第三实施例中,可以使用结构聚合物壳体44 代替结构壳体34和板30(见图5)。在该第三实施例中,导管聚合物组件 10包括热源12、聚合物基底14,以及限定在聚合物基底14和结构性聚合 物壳体44中的通道18。结构聚合物壳体44类似地支撑热源12和聚合物 基底14,如前所述。然而,结构聚合物壳体44消除了对具有板冷却剂通道32的板30的需要,假定结构聚合物壳体44还限定下部冷却剂通道47, 该下部冷却剂通道47配置成经由穿过下部冷却剂通道47的下部冷却剂流 48、22远离热源12的下侧36传递热流20。限定在上部区域60中的冷却 剂通道18可替代地称为上部冷却剂通道21。结构聚合物壳体44可以由处 于玻璃态的结构聚合物56形成,使得结构聚合物的工作温度低于玻璃化转变温度。用于结构聚合物壳体44的结构聚合物56材料可以但不必须是 环氧树脂72、聚氨酯74、聚酰亚胺76、聚丙烯78或尼龙80中的一种。 还应当理解,图6的聚合物基底14由柔性聚合物42形成,其使得聚合物 基底14相对于结构壳体34刚性较小。与结构壳体34的刚性相比,柔性 聚合物的刚性较小。

现在参见图11,本公开还提供了一种用于制造导管聚合物组件10的 方法82,该方法可以包括以下步骤:(1)提供热源12;步骤84(2)利用 牺牲材料110包裹热源12;步骤86(3)将包裹在牺牲材料110中的热源 12放入模具中;步骤88(4)利用聚合物材料填充模具,其中聚合物材料 包围热源12的至少一部分16和牺牲材料110;步骤90(5)在模具中固化 聚合物材料,从而产生包封的产品;步骤92(6)从模具中移除包封的产 品;步骤94和(7)移除设置在模具内的牺牲材料110并限定通道18。步 骤96,方法82可以任选地进一步包括以下步骤中的一个或多个:提供穿 过通道18的通道冷却剂流22的步骤:步骤98和将热源12设置在结构壳 体34中并将热源12和结构壳体34一起放置在模具中的步骤。步骤100, 在上述制造方法中实施的热源12可以但不必须是电子模块102、定子104 或定子106的一部分。

应当理解,利用聚合物材料填充模具的步骤可以但不必须通过双射注 射模制工艺进行,其中结构聚合物56设置在热源12下方的模具的至少下 部区域62中,柔性聚合物42设置在热源12上方的模具的至少上部区域 60中。或者,利用聚合物材料填充模具的步骤可以但不一定通过其中用一 种结构聚合物56填充模具的单一注射模制工艺来执行。

关于将热源12包裹在牺牲材料110中的步骤,应当理解,该步骤可以 以多种方式执行。包裹热源12的一个示例性方法包括用牺牲材料110仅包 裹热源12的上侧40。另一种包裹热源12的非限制性示例方法包括将热源 12包裹在牺牲材料110中,包括其中包裹热源12的上侧40和下侧36。关 于移除牺牲材料110的步骤,应了解,可以各种方式移除牺牲材料110。 在未决专利申请第15/829051号中公开了一种示例方式,该专利申请通过 引用结合于此。

在一个实例中,牺牲材料110可直接模制到基底,使得牺牲材料110 至少部分地设置在基底内。例如,在模制之后,可将牺牲材料110的大部 分完全设置在基底内部以促进通孔的形成。然而,牺牲材料110的至少一 部分应设置在基底外部以允许其被点燃,如下文所论述。

此外,在移除牺牲材料110的该方法步骤下,牺牲材料110可以但不 必须包括可燃芯140和包围可燃芯的保护壳142。可燃芯允许快速爆燃但 不允许爆燃。在爆燃过程中产生的热足够迅速地消散以防止对基底的损 坏。在爆燃之后,可燃芯产生易于除去的副产物,例如细粉末和多数的气 体组分。可以设想,可燃芯可以是自氧化的,以沿长通道在小直径内燃烧。 可燃芯还耐模制压力。此外,可燃芯在制造过程中是储存稳定和稳定的(即 闪点大于制造或加工温度)。术语“闪点”是指当提供点燃源时可燃材料 的蒸气将点燃的最低温度。牺牲材料110可在小于可燃材料的闪点的处理 温度下直接模制到基底以避免在制造过程期间爆燃。术语“处理温度”是 指执行制造操作(例如,模制或铸造)所需的温度。例如,加工温度可以 是形成基底的材料的熔融温度(即,形成基底的聚合物树脂的熔融温度)。 可燃芯全部或部分由可燃材料制成。

为了实现上述所需性能,可燃材料可以是黑色粉末(即硫、木炭和硝 酸钾的混合物)。为了实现上述所需性能,可燃材料可替代地或附加地为 季戊四醇四硝酸酯、可燃金属、可燃氧化物、铝热剂、硝化纤维素、焦纤 维素、闪光粉和/或无烟火药。可以将不可燃材料添加到可燃芯中以调节速 度和热量产生。为了调节速度和热量产生,用于可燃芯的合适的不可燃材 料包括但不限于玻璃珠、玻璃泡和/或聚合物颗粒。

保护壳由保护材料制成,该保护材料可以是在可燃树脂(例如,环氧 树脂、聚氨酯,聚酯等)中不可溶的材料,以便在制造期间保持储存稳定 和稳定。而且,这种保护材料对于树脂和湿气是不可渗透的。保护材料具 有足够的结构稳定性以结合到纤维纺织和预成形工艺中。保护材料具有足 够的强度和柔性以经受住纤维预成型工艺。为了实现上述期望的特性,保 护材料可以包括例如编织纤维材料,例如玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、碳 纤维和/或天然纤维,浸渍有浸渍材料,例如聚合物或蜡、油,其组合或类 似材料。为了实现上述期望的性能,浸渍的聚合物可以是例如聚酰亚胺、 聚四氟乙烯(PTFE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚苯硫醚(PPS)、聚邻苯 二甲酰胺(PPA)、聚酰胺(PA)、聚丙烯、硝化纤维素、酚醛树脂、聚酯、 环氧树脂、聚乳酸、双马来酰亚胺、硅树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚乙 烯、聚碳酸酯、弹性体、聚氨酯、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、 聚苯乙烯(PS),它们的组合,或任何其它合适的塑料。合适的弹性体包 括但不限于天然聚异戊二烯、合成聚异戊二烯、聚丁二烯(BR)、氯丁二 烯橡胶50(CR)、丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、表氯醇橡胶(ECO)、聚丙烯酸橡胶、氟硅橡胶、全氟弹性体、聚醚嵌段酰胺、氯 磺化聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、虫胶树脂、硝基纤维素漆、环氧树脂、醇 酸树脂、聚氨酯等。

在移除牺牲材料110的一个示例性方法步骤中,可点燃牺牲材料110, 使得可将火焰放置成与牺牲材料110直接接触以引起点燃I。点火I引起牺 牲材料110的爆燃。爆燃将固体牺牲材料110转化成气态和细粉副产物。 因此,在基底中形成通道。牺牲材料110可以是圆柱形的,以便形成具有 圆柱形形状的通道。牺牲材料110可替代地具有其它形状,例如三角形、 椭圆形、正方形等。此外,在点燃I之前,牺牲材料110可延伸穿过基底 的整个长度,使得在爆燃之后,通道可延伸穿过基底的整个长度。

在爆燃之后,可清洁通道以移除牺牲材料110的爆燃的副产物。为此, 可将液体W(例如水)引入聚合物基底14的通道中以移除牺牲材料110 的爆燃副产物。可替代地或额外地,可将气体(例如空气)射入通道中以 移除牺牲材料110的爆燃的副产物。应当理解,这只是从聚合物基底14 移除牺牲材料110的许多方式中的一种。另外的例子可以在专利申请第15/829051号中找到,其在此引入作为参考。

本公开的制造导管聚合物组件10的方法可以用各种动力装置实现, 例如但不限于电子板、马达部件(例如但不限于定子或转子)、马达部件 的一部分、发动机控制单元、内燃机的一部分或仪器上的触摸屏。

虽然在前面的具体实施方式中已经给出了至少一个示例性实施例,但 是应当理解,存在大量的变化。还应当理解,一个或多个示例性实施例仅 是示例,并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反, 前面的具体实施方式将向本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例 性实施例的实用的路线图。应当理解,在不脱离所附权利要求及其合法等 同物所阐述的本公开的范围的情况下,可以对元件的功能和布置进行各种 改变。

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