CN103443474A - 电动车辆冷却剂泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动车辆冷却剂泵，包括潮湿区域(60)和干燥区域(62)，在潮湿区域中布置有电子整流电机(15)的泵轮(14)和永久激励的电机转子(16)，在干燥区域中布置有电路板(28)，电路板具有多个功率半导体(30,30’)，所述功率半导体均具有冷却片(34,34’)。所述潮湿区域(60)和所述干燥区域(62)通过位于横向平面的隔板(24)彼此间隔开。所述功率半导体(30,30’)布置在电路板(70)的面向所述隔板(24)的近侧(41)，其中，所述冷却片(34,34’)在任何情况下均布置在电路板(28)的单独导体条(42,42’)上。隔板(24)在其面向电路板(28)的一侧具有非导电的导热薄膜(44)，所述薄膜直接安置在冷却片导体(42,42’)上。

Description

电动车辆冷却剂泵

技术领域

本发明涉及一种电动车辆冷却剂泵，用于给内燃机供应冷却剂，其中，无刷电机被电子整流。

背景技术

具有作为驱动电机的无刷电子整流电机的电动车辆冷却剂泵包括控制电子装置和能够在操作时产生热的功率半导体。在待被供应冷却剂的机动车辆内燃机操作期间，冷却剂泵实际上一直以不同速度运行。在不利条件下，例如，当内燃机在低机动车速度和高外部温度下处于全负荷时，冷却剂泵必须在在全负荷下运行一延长的时间。在此，必须以可靠的方式使功率半导体的显著热量消散，以避免破坏功率半导体。

DE102007054060提供了一种具有无刷分隔罐电机(brushlessseparating can electromotor)的电动车辆冷却剂泵，其中，功率半导体的冷却片(cooling lug)与将冷却剂泵的潮湿区域与干燥区域隔开的分隔壁(partitionwall)直接接触。这可实现从功率半导体的良好的热消散，然而，冷却片未与电路板上的导体直接电连接。

发明内容

鉴于此，本发明之目的是提供一种具有电子整流电机的电动车辆冷却剂泵，其中，功率半导体被充分地冷却，功率半导体的冷却片与电路板上的导体条直接接触。

根据本发明，通过具有权利要求1的特征的电动车辆冷却剂泵来实现该目的。

冷却剂泵包括潮湿部分，其中布置有电子整流电机的叶轮和永久磁(即，连续)激励的电机转子。而且，冷却剂泵具有干燥部分，其中布置有电路板，该电路板支撑多个功率半导体，每个功率半导体具有相应的冷却片。功率半导体用于直接驱动定子侧电机线圈。

潮湿部分和干燥部分通过位于横向平面的导电分隔壁间隔开。分隔壁优选由导电材料制成，但是可基本上由非导电材料制成，例如塑料材料。一电路板布置在横向平面中，并邻近分隔壁，其中，功率半导体位于电路板的近侧。功率半导体的电端子(包括也均代表电端子的冷却片)焊接到位于电路板上的相应导体条。

功率半导体的冷却片均布置在相应的单独导体条上，并焊接到导体条，即，冷却片彼此电隔开。与冷却片连接的导体条字置在分隔壁上，导体条的一部分突出超过相应冷却片的表面，其中，非导电的导热器件设置在分隔壁和导体条之间，这使导体条与分隔壁电绝缘，但是能良好地导热。导热薄膜、导热糊(heat conducting paste)或导热粘合剂尤其适于用作导热器件。

因此，其上焊接有冷却片的导体条的表面区域必须分别比冷却片本身大，或者比与导体条连接的冷却片区域大。仅各个导体条的延伸超出冷却片的部分安置在非导电的导热器件上，该导热器件又直接安置在分隔壁上。潮湿部分设置在分隔壁的与电路板相对的一侧，这是在分隔壁循环的冷却剂能够从分隔壁消散大量热量的原因。

因此，来自功率半导体的废热的热流从其冷却片经由导体条(其上焊接有冷却片)和非导电的导热器件流向分隔壁，在分隔壁，冷却剂使热量消散。如此，可有效地冷却功率半导体，同时功率半导体的冷却片仍均电连接或焊接到电路板的单独导体条。

在面向电路板的一侧，分隔壁优选地包括用于每个半导体的相应半导体凹槽，半导体沿轴向延伸进凹槽中。对于分隔壁的基底区域通过插入导热器件而直接安置在导体条上来说，半导体凹槽是必要的。在电路板的面向分隔壁的一侧，仅布置有功率半导体，并且没有提供任何其它电子部件。特别优选地，将用于驱动功率半导体的整个控制电子装置布置在电路板的远侧，即与分隔壁相反的一侧。相应的通孔设置成使近侧和远侧电连接，然而，通孔专有地建立电接触，并不适于热传输。

优选地，电机包括将潮湿部分和干燥部分隔开的分隔罐(separating can)，定子侧电机线圈布置在干燥部分中。其中放置电机线圈的干燥部分可与其上放置电路板的干燥部分间隔开。位于横向平面的分隔壁是分隔罐的一部分，使得冷却剂流向分隔壁，并直接冷却分隔壁。

根据优选的实施例，导体条的表面区域是相应冷却片的表面区域尺寸的至少两倍，优选地至少三倍，更优选地至少五倍，冷却片固定或焊接到导体条。功率半导体的表面区域越大，用于从导体条消散热量的表面区域越大，导体条和导热器件或分隔壁之间的接触表面能够越大。

附图说明

下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明。附图中：

图1示出包括分隔壁和具有功率半导体的电路板的机动车冷却剂泵的示意性纵向截面图；

图2是图1的分隔壁和电路板的放大图；以及

图3是图1和2的电路板的近侧的顶视图。

具体实施方式

图1是电动车辆冷却剂泵10的示意性纵向横截面，电动车辆冷却剂泵在冷却回路中泵送液体冷却剂，以冷却未示出的内燃机。冷却剂泵10包括被电子整流的无刷驱动电机15。

冷却剂泵10具有多部分壳体11，该壳体在内部由分隔罐17分为潮湿部分60和干燥部分62。分隔罐17由L形横截面的非磁性塑料套管19和位于横向平面的导电金属分隔壁24形成。

位于潮湿部分60中的转子包括双轴承轴12、永久磁激励的电机转子16和从轴向冷却剂入口18向径向冷却剂出口20泵送冷却剂的泵转子14。在干燥部分62中，多个定子线圈22沿径向布置在电机转子16和套管19柱形部的外部，在同一轴向位置，定子线圈位于分隔壁24的近侧。

在分隔壁24的远侧，包括用于驱动定子线圈22的所有电子装置的电路板28设置在电路板室51中。电路板28安置在横向平面上，并在两侧进行安装，其中，在电路板的板40的远侧，形成控制电子装置36的多个控制电子元件36焊接在导体条上，在电路板28的近侧，仅布置有多个相同的功率半导体30、30’，它们经由相应通孔64被控制电子装置36驱动。功率半导体30、30’可以是MOSFET晶体管。

尤其从图2中可以看出，功率半导体30、30’水平地安装在电路板28上，每个功率半导体30、30’具有冷却片34，冷却片的表面区域大于半导体主体32的相应表面区域。每个冷却片34、34’是功率半导体的电端子，并在它的整个表面上分别通过焊料35焊接到大表面的导体条42、42’。

电路板28的近侧覆盖有导热薄膜形式的非导电的导热器件44，该非导电的导热器件仅在功率半导体30、30’的区域中具有相应的开口45、45’。导热器件44以导热方式安置在分隔壁24的远侧80，分隔壁在功率半导体30、30’和导电器件的相应开口45、45’的区域中分别具有相应的凹槽50、50’，相应的半导体主体32、32’延伸进凹槽中。凹槽50、50’在轴向方向上是不连续的，使得分隔壁24是完全液密的。

为了确保良好的热传导或热消散，导体条42、42’的表面区域分别为各个功率半导体30、30’的冷却片34、34’的表面区域的至少4至5倍。从图3中可以看出，功率半导体的另一端子也焊接到相应的导体条43₁和43₂。

电路板室51由盖26封闭。

Claims (5)

1.一种用于机动车的电动冷却剂泵(10)，包括：

潮湿部分(60)，其中布置有电子整流电机(15)的叶轮(14)和永久磁激励的电机转子(16)；以及

干燥部分(62)，其中布置有电路板(28)，所述电路板具有多个功率半导体(30,30’)，所述功率半导体均包括冷却片(34,34’)，

其中，所述潮湿部分(60)和所述干燥部分(62)通过位于横向平面的分隔壁(24)彼此间隔开；

所述功率半导体(30,30’)布置在电路板的面向所述分隔壁(24)的近侧(41)；

所述冷却片(34,34’)均布置在其自身的导体条(42,42’)上；以及

在所述分隔壁(24)的面向所述电路板(28)的一侧，所述分隔壁包括非导电的导热器件(44)，所述导热器件直接安置在相应的冷却片导体条(42,42’)上。

2.如权利要求1所述的用于机动车的电动冷却剂泵(10)，其中，在面向所述电路板(28)的一侧，所述分隔壁(24)具有用于每个功率半导体(30,30’)的相应凹槽(50,50’)，功率半导体(30,30’)沿轴向延伸进所述凹槽中。

3.如以上权利要求任一项所述的用于机动车的电动冷却剂泵(10)，其中，所述冷却片导体条(42,42’)的表面区域是相应的冷却片(34,34’)的表面区域的尺寸的至少两倍，优选地至少三倍，更优选地至少五倍。

4.如以上权利要求任一项所述的用于机动车的电动冷却剂泵(10)，其中，所述电机(15)包括将所述潮湿部分(60)与所述干燥部分(62)隔开的分隔罐(17)。

5.如以上权利要求任一项所述的用于机动车的电动冷却剂泵(10)，其中，在与所述分隔壁(24)相反的一侧，所述电路板(28)包括用于驱动所述功率半导体(30,30’)的控制电子装置(36)。

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