CN102340974B - 加热回路和电子器件组件 - Google Patents
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Abstract
在车辆中使用的加热回路和电子器件组件包括外部壳体，所述外部壳体具有将其划分为电子器件腔室和非电子器件腔室的外壁和内壁。热量产生电子器件组件位于电子器件腔室内邻近于内壁。控制电子器件组件位于电子器件腔室内邻近于热量产生电子器件组件，其中所述控制电子器件部分控制热量产生电子器件组件；以及，内部热量屏障在控制电子器件组件与热量产生电子器件组件之间延伸且将控制电子器件组件从热量产生电子器件组件屏蔽，其中所述内部热量屏障由导热材料制成并且具有附连到内壁的接触部分，藉此内部热量屏障所吸收的热量被传送到内壁。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于机动车中的电子器件的冷却。
背景技术
用于机动车中的一些电子器件散发大量的热量。对于一些部件，需要一些形式的冷却。具体地，延长里程蓄电池电动和混合动力电动车辆采用高电压电子器件部件，其散发大量的热量。对于这些高电压系统中的一些，热量可导致对于其他相邻电子器件的不期望影响，所述其他相邻电子器件更为热敏感。也就是说，一些电子器件可能不能在升高的温度下操作。由于在现代机动车中的成本和固有封装限制，将各种电子器件彼此移开以避免热量可能是不切实际的。
发明内容
一个实施例构想出一种在车辆中使用的加热回路和电子器件组件，其包括：外部壳体，所述外部壳体具有将外部壳体划分为电子器件腔室和非电子器件腔室的外壁和内壁；以及热量产生电子器件组件，其位于电子器件腔室内邻近于内壁。该实施例还包括位于电子器件腔室内邻近于热量产生电子器件组件的控制电子器件组件，其中所述控制电子器件部分控制热量产生电子器件组件；以及内部热量屏障，所述内部热量屏障在控制电子器件组件与热量产生电子器件组件之间延伸且将控制电子器件组件从热量产生电子器件组件屏蔽，所述内部热量屏障由导热材料制成并且具有附连到内壁和外壁中的至少一个的接触部分，藉此内部热量屏障从热量产生电子器件组件吸收的热量被传送到内壁和外壁中的至少一个。
一个实施例构想出一种操作车辆中的加热回路和电子器件组件的方法，所述方法包括以下步骤：提供外部壳体，所述外部壳体具有将其划分为电子器件腔室和流体流通道的外壁和内壁；将流体引导通过流体流通道；通过定位在电子器件腔室中邻近于舱室冷却剂加热器的控制电子器件组件来控制位于电子器件腔室中的舱室冷却剂加热器，以导致从舱室冷却剂加热器至流动通过流体流通道的流体的热传递；将来自于舱室冷却剂加热器的热量吸收到位于舱室冷却剂加热器与控制电子器件组件之间的导热内部热量屏障中；以及将热量从内部热量屏障传递至外壁和内壁中的至少一个。
本发明涉及下述技术方案。
1. 一种在车辆中使用的加热回路和电子器件组件，包括：
外部壳体，具有将所述外部壳体划分为电子器件腔室和非电子器件腔室的外壁和内壁；
热量产生电子器件组件，其位于电子器件腔室内邻近于内壁；
控制电子器件组件，其位于电子器件腔室内邻近于热量产生电子器件组件，所述控制电子器件部分配置成控制热量产生电子器件组件；和
内部热量屏障，所述内部热量屏障在控制电子器件组件与热量产生电子器件组件之间延伸且将控制电子器件组件从热量产生电子器件组件屏蔽，所述内部热量屏障由导热材料制成并且具有附连到内壁和外壁中的至少一个的接触部分，藉此内部热量屏障从热量产生电子器件组件吸收的热量被传送到内壁和外壁中的至少一个。
2. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其中，非电子器件组件是流体流通道，其配置成将流体流引导经过热量产生电子器件组件。
3. 根据技术方案2所述的加热回路和电子器件组件，其中，热量产生电子器件组件是舱室冷却剂加热器并且配置成选择性地加热流动通过流体流通道的冷却剂。
4. 根据技术方案3所述的加热回路和电子器件组件，其包括加热器芯，所述加热器芯与流体流通道流体接合，其中，在流体流通道中被加热的冷却剂被引导通过加热器芯。
5. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其中，热量产生电子器件组件是舱室冷却剂加热器并且配置成选择性地加热流动通过非电子器件腔室的冷却剂。
6. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其包括加热器芯，所述加热器芯与非电子器件腔室流体接合，其中，在非电子器件腔室中被加热的流体被引导通过加热器芯。
7. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其中，内部热量屏障的导热材料是铝。
8. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其中，控制电子器件组件包括电路板，所述电路板安装成与内部热量屏障间隔开，以形成间隙。
9. 根据技术方案1所述的加热回路和电子器件组件，其包括热交换器，所述热交换器与非电子器件腔室流体接合，其中在非电子器件腔室中被加热的流体被引导通过热交换器。
10. 一种操作车辆中的加热回路和电子器件组件的方法，所述方法包括以下步骤：
（a）提供外部壳体，具有将所述外部壳体划分为电子器件腔室和流体流通道的外壁和内壁；
（b）将流体引导通过流体流通道；
（c）通过定位在电子器件腔室中邻近于舱室冷却剂加热器的控制电子器件组件来控制位于电子器件腔室中的舱室冷却剂加热器，以导致从舱室冷却剂加热器至流动通过流体流通道的流体的热传递；
（d）将来自于舱室冷却剂加热器的热量吸收到位于舱室冷却剂加热器与控制电子器件组件之间的导热内部热量屏障中；以及
（e）将热量从内部热量屏障传递至外壁和内壁中的至少一个。
11. 根据技术方案10所述的方法，其中，步骤（b）还限定为：流体是液态冷却剂，以及将流动通过流体流通道的冷却剂引导通过HVAC系统的加热器芯。
12. 根据技术方案10所述的方法，其中，步骤（d）和（e）还限定为：内部热量屏障由铝制成，以及将热量从舱室冷却剂加热器传送至铝并接着至内壁。
实施例的优势在于，印刷电路板和电子器件装置可安装为接近热量产生电子器件组件，在它们之间安装有内部热量屏障，从而阻碍一些热量达到电路板和装置。这可允许在板和电子器件装置上的焊料被设计用于在较低温度下操作，因而降低了电子器件的成本。这还允许控制和高热量产生电子器件安装到相同壳体中，因而最小化在车辆中占用的封装空间以及避免需要在车辆中的附加高电压电气布线和互锁电气布线（以感测何时高电压电连接器断开）。
附图说明
附图是车辆中的加热回路和电子器件组件的一部分的示意图。
具体实施方式
附图示出了可在用于车辆的加热回路22中使用的电子器件组件20。加热回路22可包括热交换器24，其例如可以是车辆加热、通风和空气调节（HVAC）系统26中的加热器芯。热交换器24可具有流体入口28和流体出口30，诸如液态冷却剂的流体通过其流动。液态冷却剂例如可以是水和乙二醇的混合物。流体管线32和34分别将流体从电子器件组件20引导出以及引导到电子器件组件20中。流体管线32和34在附图中示出为断开的，因为它们还连接到加热回路的其他部件。例如，流体在操作时还可流动通过内燃机或者通过其他车辆部件。
电子器件组件20包括外部壳体36，流体管线32、34可连接到所述外部壳体36。外部壳体36包括外壁38以及内壁40，外壁38围绕组件20，所述内壁40结合外壁38限定从电子器件腔室41分离的流体流通道（非电子器件腔室）42。流体流通道42从流体管线34接收流体并且将流体引导到流体管线32中。内壁40优选地由容易传热的导热材料制成。内壁40还将流体流通道42从电子器件腔室41密封，以保持流体远离电子器件部件。
邻近于内壁40的是高热量产生电子器件组件44，其可以例如是高电压舱室冷却剂加热器。邻近于高热量产生电子器件组件44的是内部热量屏障46。内部热量屏障46优选地由与绝热材料相反的导热材料制成，例如铝。热量屏障46安装到内壁40上，两者之间具有重叠，从而形成有助于从热量屏障46到内壁40的热传递的接触部分48。替代性地，热量屏障46以有助于从热量屏蔽46至外壁38的热传递的方式安装到外壁38。
如本文所限定的，热量产生电子器件组件44是这样的组件，其中热量产生不仅仅是组件的操作所附带的（因为所有电子器件在操作期间通常散发一些量的热量），而是由于热量产生电子器件组件44高电压和所消耗的大量功率的性质导致产生大量的热量。在本示例中，高热量产生电子器件组件44可以是高电压舱室冷却剂加热器或其一部分，其唯一目的在于产生大量的热量，并且可包括例如热量产生元件和触板。
形成控制电子器件组件52的一部分的印刷电路板50位于热量屏障46附近但从热量屏障46间隔开，以在其间形成间隙54。用于控制电子器件组件20的各种电子器件装置56可例如通过钎焊而安装到板50上。装置56的类型对于本领域技术人员而言是已知的，且因此在此不再进一步描述。
印刷电路板50位于热量产生电子器件组件44附近，以便将控制电子器件组件52集成到与电子器件组件44相同的壳体36中以及将壳体36的尺寸保持在最小值。这可改善总体车辆封装以及最小化壳体的数量，同时还避免在车辆中需要附加高电压电子布线和互锁电气布线（以感测何时高压电连接器被断开）。
现将讨论电子器件组件20和加热回路22的操作。该车辆可偶尔在内燃机（或其他发电设备，未示出）关闭的情况下操作。在这种情形中，如果需要挡风玻璃除霜或客舱加热，那么热量由电子器件组件20联合加热回路22来提供。控制电子器件组件52致动热量产生电子器件组件44（在该示例中，高电压舱室冷却剂加热器），且流体（在该示例中，液态冷却剂，例如，发动机冷却剂）被泵送通过流体流通道42。当流体流动通过通道42时，其从电子器件组件44吸收热量并接着被引导通过流体管线32至热交换器24（在该示例中，HVAC系统中的加热器芯）。空气可被引导通过热交换器24，从而从流体吸收热量，所述空气然后被引导到客舱中。然后，流体被引导通过流体管线34返回到流体流通道42中。
在该加热操作期间，热量产生电子器件组件44散发大量的热量，其中一些热量在电路板50的方向上辐射。这些热量的一些被内部热量屏障46吸收并接着通过传导传送通过接触部分48至内壁40以及接着至壳体36的外壁38。该借由热量屏障46离开壳体36的热传递联合间隙54有助于减少电路板50和电子器件装置56所吸收的热量。在本发明在特定车辆上的具体使用中，在具体操作状况下印刷电路板50上的电子装置56的温度在具有内部热量屏障46的情况下比没有内部热量屏障46的情况下要更低七至十九摄氏度。这可允许用于所使用的板和电子器件装置56上的焊料具有较低的耐热等级，从而降低焊料和装置56的成本，而不必关心该装置可能达到温度上限且过早地关闭舱室冷却剂加热器。
虽然已经详细地描述了本发明的一些实施例，但是本发明所属领域的技术人员将认识到用于实践本发明的由后述权利要求书限定的各种替代设计和实施方式。
Claims (12)
1.一种在车辆中使用的加热回路和电子器件组件，包括：
外部壳体，具有将所述外部壳体划分为电子器件腔室和非电子器件腔室的外壁和内壁；
热量产生电子器件组件，其位于电子器件腔室内邻近于内壁；
控制电子器件组件，其位于电子器件腔室内邻近于热量产生电子器件组件，所述控制电子器件部分配置成控制热量产生电子器件组件；和
内部热量屏障，所述内部热量屏障在控制电子器件组件与热量产生电子器件组件之间延伸且将控制电子器件组件从热量产生电子器件组件屏蔽，所述内部热量屏障由导热材料制成并且具有附连到内壁和外壁中的至少一个的接触部分，藉此内部热量屏障从热量产生电子器件组件吸收的热量被传送到内壁和外壁中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其中，非电子器件腔室是流体流通道，其配置成将流体流引导经过热量产生电子器件组件。
3.根据权利要求2所述的加热回路和电子器件组件，其中，热量产生电子器件组件是舱室冷却剂加热器并且配置成选择性地加热流动通过流体流通道的冷却剂。
4.根据权利要求3所述的加热回路和电子器件组件，其包括加热器芯，所述加热器芯与流体流通道流体接合，其中，在流体流通道中被加热的冷却剂被引导通过加热器芯。
5.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其中，热量产生电子器件组件是舱室冷却剂加热器并且配置成选择性地加热流动通过非电子器件腔室的冷却剂。
6.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其包括加热器芯，所述加热器芯与非电子器件腔室流体接合，其中，在非电子器件腔室中被加热的流体被引导通过加热器芯。
7.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其中，内部热量屏障的导热材料是铝。
8.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其中，控制电子器件组件包括电路板，所述电路板安装成与内部热量屏障间隔开，以形成间隙。
9.根据权利要求1所述的加热回路和电子器件组件，其包括热交换器，所述热交换器与非电子器件腔室流体接合，其中在非电子器件腔室中被加热的流体被引导通过热交换器。
10.一种操作车辆中的加热回路和电子器件组件的方法，所述方法包括以下步骤：
（a）提供外部壳体，具有将所述外部壳体划分为电子器件腔室和流体流通道的外壁和内壁；
（b）将流体引导通过流体流通道；
（c）通过定位在电子器件腔室中邻近于舱室冷却剂加热器的控制电子器件组件来控制位于电子器件腔室中的舱室冷却剂加热器，以导致从舱室冷却剂加热器至流动通过流体流通道的流体的热传递；
（d）将来自于舱室冷却剂加热器的热量吸收到位于舱室冷却剂加热器与控制电子器件组件之间的导热内部热量屏障中；以及
（e）将热量从内部热量屏障传递至外壁和内壁中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤（b）还限定为：流体是液态冷却剂，以及将流动通过流体流通道的冷却剂引导通过HVAC系统的加热器芯。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤（d）和（e）还限定为：内部热量屏障由铝制成，以及将热量从舱室冷却剂加热器传递至铝并接着至内壁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140806 Termination date: 20190720 |