CN108995505B - 电动压缩机变频器冷却装置及设有其的变频器组装体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动压缩机变频器冷却装置，上述电动压缩机变频器冷却装置包括：变频器外罩，用于支撑变频器，上述变频器用于通过接收由汽车电池供给的电源来控制马达的转速；以及散热部，设于上述变频器外罩的一侧，上述散热部以能够向上述变频器外罩传递电容器的热量的方式与上述电容器的外周面相接触。
Description
本申请是申请日为2015年3月20日、国家申请号为201580002160.2、名称为“电动压缩机变频器冷却装置及设有其的变频器组装体”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电动压缩机变频器冷却装置，上述电动压缩机变频器冷却装置用于使车辆用电动压缩机中的接收由电池供给的电源而控制马达的转速的变频器的电容器散热。
背景技术
汽车具有用于对车室进行制冷、制热的空调系统(Air Conditioning System)。这种空调系统包括压缩机，上述压缩机作为制冷系统中的结构，用于使从蒸发器流入的低温低压的气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂并传送至冷凝器。如上所述的压缩机分为机械式和电动式，上述机械式压缩机以引擎作为驱动源旋转并执行对制冷剂的压缩，上述电动式压缩机以马达作为驱动源。
如图1所示，电动压缩机包括：压缩部100，用于执行对制冷剂的压缩；马达部200，用于驱动压缩部100；以及变频部300，用于接收由汽车的电池供给的电源而控制马达部200的转速，从而调节制冷剂的压缩量。
如图2和图3所示，变频部300包括：变频器外罩330，与上述马达部200的后端相结合；变频器，设置于变频器外罩330的内部，形成在印刷电路板310(PCB，Printed CircuitBoard)安装包括开关器件(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)和电容器320在内的各种回路器件的形态。
由于上述变频器的开关器件和电容器320产生很多热量，因而需要进行散热，尤其，在变频器的电子部件中，电容器320的大小最大，并且比其他部件更受周边环境的影响，因此，电容器320为决定变频器寿命的最重要的因素之一。
即，由于电动压缩机安装于发动机舱，周边温度达到100℃以上的高温状态，然而对电动压缩机的散热并不顺畅，从而导致电容器320的寿命大大缩短。例如，以往的电容器320借助硅等的固定用粘结剂固定于变频器外罩330，在此情况下，因粘结剂而导致电容器320的散热性能大大下降，从而缩短电容器320的寿命。
并且，在很多情况下，在电容器320流通的纹波电流量大于电容器320的电容允许值，因此，更加缩短电容器320的寿命，这也导致变频器的寿命被缩短。
当电动压缩机以现有的极其限制性的用途被使用时，即使不采取增加电动压缩机变频器的寿命的措施，也没有出现问题，但是随着热泵模式(Heat Pump Mode)、增大额定电压等电动压缩机的使用范围越来越广泛，确保电动压缩机寿命的可靠性成为了一个重要的问题。
发明内容
技术问题
本发明用于解决如上述的现有技术的问题，本发明的目的在于提供如下电动压缩机变频器冷却装置，即，通过接触方式进行散热，使电容器的温度明显下降，提高电容器的耐久性，从而可增加变频器的寿命。
并且，本发明的目的在于提供设有如上所述的冷却装置的变频器组装体。
解决问题的手段
本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置包括：变频器外罩，用于支撑变频器，上述变频器用于通过接收由汽车电池供给的电源来控制马达的转速；以及散热部，设于上述变频器外罩的一侧，上述散热部以能够向上述变频器外罩传递电容器的热量的方式与上述电容器的外周面相接触。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，上述散热部可沿着电容器的长度方向延伸而成。
优选地，在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，与电容器的外周面相接触的上述散热部的接触面的剖面可呈圆弧形状，上述接触面的曲率与电容器的外周面的曲率相同。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，上述散热部可与变频器外罩形成为一体。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，上述散热部可包括：散热本体，与上述变频器外罩形成为一体，上述散热本体与电容器隔开预定间隔；以及散热垫，设于上述散热本体和电容器之间，上述散热垫以与电容器的外周面相接触的方式在上述散热器的一侧形成接触面。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，上述散热垫可由可伸缩的柔性材质形成。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，上述散热垫的剖面呈圆弧形状，上述散热垫呈沿着电容器的长度方向延伸的板形状，在上述散热本体设有散热垫收容部，上述散热垫收容部用于放置上述散热垫。
在本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置中，可在变频器设有电容器固定件，上述电容器固定件用于在印刷电路板的一侧固定电容器，可在上述电容器固定件设有一对夹子部，上述一对夹子部用于夹住电容器的外周面，上述散热垫可设于一对夹子部之间，使得上述散热垫的圆弧方向的两端卡止于上述一对夹子部的前端，使得上述散热垫的移动被阻止。
根据本发明的另一实施方式，提供一种变频器组装体，上述变频器组装体包括：变频器，用于控制马达的转速，上述变频器包括至少一个电容器；以及变频器外罩，用于在上述变频器外罩的内部收容上述变频器，在上述变频器外罩设有散热器，上述散热器以可与上述电容器中的至少一个电容器进行热传递的方式与上述电容器相接触。
本发明的特征及优点可通过基于附图的以下详细说明而更加明确。
发明的效果
根据本发明，通过接触方式进行散热，使电容器的温度明显下降，从而可增加电容器的寿命，可防止因振动而导致电容器受损，通过简化变频器外罩的结构，实现电容器的散热结构，从而即可使制造成本达到最小化，又可增加变频器的寿命。
附图说明
图1为示出电动压缩机的立体图。
图2为示出电动压缩机的变频器组件的分解立体图。
图3为示出图2中的电容器被组装的状态的立体图。
图4为示出基于以往技术的电动压缩机的变频器组件的简要组装剖视图。
图5为示出本发明一实施例的电动压缩机变频器冷却装置的简要剖视图。
图6为图5中所示的变频器外罩的俯视图。
图7为图5中所示的变频器外罩的部分立体图。
图8为示出本发明另一实施例的电动压缩机变频器冷却装置的简要剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明实施例的电动压缩机变频器冷却装置。
参照图5至图7，本发明一实施例的电动压缩机变频器冷却装置包括：变频器外罩20，用于支撑变频器；以及散热部21，与电容器11的外周面相接触。
变频器以开关器件和电容器11等各种回路器件安装于印刷电路板10的形态设于变频器外罩20的内部。
上述变频器的印刷电路板10借助螺丝与上述变频器外罩20的一侧固定结合，在印刷电路板10的一侧以向变频器外罩20侧突出的方式设置电容器固定件12。
在上述电容器固定件12设有一对夹子部13，使得上述一对夹子部13夹住圆筒形状的电容器11的外周面。
由于上述变频器外罩20的剖面形状大致呈“匚”字形，因而上述变频器外罩20收容向印刷电路板10的一侧突出的电容器11等电子部件。在上述变频器外罩20的底面向上述变频器外罩20的内侧突出形成有上述散热部21。
上述散热部21设置于电容器11的下侧变频器外罩20的底面，上述散热部21形成有与电容器11的外周面相接触的接触面21a。
上述散热部21的接触面21a的剖面呈圆弧形状，上述散热部21的接触面21a的曲率与圆筒形电容器11的外周面的曲率相同，上述散热部21的接触面21a沿着电容器11的长度方向延伸而成。因此，上述接触面21a紧贴于电容器11的外周面，因而可使上述接触面21a从电容器11接收热量并向变频器外罩20传递。
本实施例的散热部21与变频器外罩20形成为一体，使电容器11的热量直接向变频器外罩20传递，但还可单独设置上述散热部21和变频器外罩20，并使上述散热部21和上述变频器外罩20以相互接触的方式相结合，从而形成热交换。
在上述散热部21和上述变频器外罩20形成为一体的情况下，上述散热部21和上述变频器外罩20的材质也相同。最终，上述散热部21具有与变频器外罩20相同的热传导率(Thermal Conductivity)。
另一方面，当车辆行驶时，由于向电动压缩机传递多种振动，因而会发生变频器也因长时间持续的振动而导致寿命被缩短或性能下降等的问题。尤其，在回路器件中，因电容器11的大小最大，因而电容器11最易受振动所产生的冲击所造成的影响。
参照图8，说明设有额外的防振功能电动压缩机变频器冷却装置的另一实施例。
本实施例的散热部包括：散热本体31，与电容器11隔开预定间隔，以及散热垫，设于上述散热本体31和电容器11之间。
上述散热本体31与变频器外罩20形成为一体，来向变频器外罩20直接传递从散热垫32所传递的热量。在上述散热本体31的上部面形成有散热垫收容部31a，上述散热垫收容部31a用于放置上述散热垫32。
在上述散热垫32的上部面形成有接触面32a，上述接触面32a与电容器11的外周面相接触，上述散热垫32的底面与上述散热本体31的散热垫收容部31a内侧壁相接触。即，上述散热垫32的剖面沿着圆弧形状的接触面32a呈圆弧形状，从而在使上述散热垫32的上部面与电容器11相接触的同时，使上述散热垫32的底面与散热本体31相接触。并且，上述散热垫32的圆弧形状的剖面形状沿着电容器11的长度方向延伸而成，使得上述散热垫32整体上呈弯曲的板形状。
上述散热垫32设于上述散热本体31和电容器11之间的空间，在上述散热垫32放置于上述散热本体31的散热垫收容部31a的状态下，上述接触面32a与电容器11相接触，同时上述散热垫32的底面与散热本体31相接触，使上述散热垫32从电容器11接收热量并向散热本体31传递。
上述散热垫32设于上述电容器固定件12的一对夹子部13之间。上述一对夹子部13夹住电容器11的外周面，由于夹子部13以在电容器11的外侧露出的方式设置，因而上述散热垫32的两端卡止于上述一对夹子部13的前端，使得上述散热垫32的移动被阻止。由此，无需额外的固定单元，散热垫32在电容器11和散热本体31之间不脱离。
其中，上述散热本体31由与变频器外罩20刚性相同的热传导体形成，相反，上述散热垫32由与上述散热本体31的材质不同的可伸缩的柔性材质形成。如上所述，因上述散热垫32具有伸缩性，一方面吸收从变频器外罩20向电容器11传递的振动，另一方面还吸收从电容器11向变频器外罩20传递的振动，从而执行保护电容器11免受振动影响的防振功能。
虽然上述散热垫32由柔性的材质形成，但上述散热垫32以热传导率优秀的材质形成。因此，上述散热垫32可同时满足防振性能和散热性能。
在以往的热传导率为0.17W/m-K的电容器固定用硅的情况下，当在100℃的周边温度下以4000rpm驱动马达时，电容器11的表面温度达到114℃左右，但在热传导率为3.0W/m-K的散热垫32的情况下，在相同条件下，电容器11的表面温度显示为85℃，降低了约30℃。通常，当电容器温度上升10℃时，电容器的寿命将减少为1/2，因而可得到增加约8倍左右寿命的效果。
以上，通过具体实施例详细说明了本发明，但这仅仅是为了具体地说明本发明，本发明并不限定于上述实施例，在本发明的技术思想范围内，可由本发明所属技术领域的普通技术人员对本发明进行变形或改良。
对本发明所进行的简单的变形或变更均属于本发明的范围，本发明的具体保护范围依据附加的发明要求保护范围而明确。
Claims (7)
1.一种电动压缩机变频器冷却装置，其中，变频器用于通过接收由汽车电池供给的电源来控制马达的转速，上述电动压缩机变频器冷却装置的特征在于，包括：
变频器外罩（20），用于支撑变频器；以及
散热部（21)，设于上述变频器外罩（20）的一侧，上述散热部（21）以能够向上述变频器外罩（20）传递电容器（11）的热量的方式与上述电容器（11）的外周面相接触，
电容器固定件（12）接纳上述电容器（11）并且形成在上述变频器的印刷电路板 (10)上，
上述散热部包括：
散热本体（31），与上述电容器（11）隔开预定间隔；以及
散热垫（32），设于上述散热本体（31）和上述电容器（11)之间，上述散热垫（32）以与上述电容器（11）的外周面相接触的方式在上述散热垫（32）的一侧形成接触面（32a），
其中，上述散热本体（31）还包括散热垫收容部（31a），上述散热垫（32）安装在上述散热垫收容部（31a）上，并且上述散热垫（32）由比上述散热本体（31）的材料更柔性的材料制成，并且
在上述散热垫（32）安装在上述散热垫收容部（31a）上时，上述散热垫（32）的上部面与上述电容器（11）相接触，上述散热垫（32）的底面与上述散热本体（31）相接触。
2.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，上述散热部（21）沿着上述电容器（11）的长度方向延伸。
3.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，与上述电容器（11）的外周面相接触的上述散热部（21）的上述接触面（32a）的剖面呈圆弧形状。
4.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，上述散热部（21）的上述接触面（32a）的曲率与上述电容器（11）的外周面的曲率相同。
5.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，上述散热本体（31）与上述变频器外罩（20）形成为一体。
6.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，上述电容器固定件（12）包括面向上述电容器（11）的外周面的一对夹子部（13）。
7.根据权利要求1所述的电动压缩机变频器冷却装置，其特征在于，上述电容器固定件（12）包括面向上述电容器（11）的外周面的一对夹子部（13），并且上述散热垫（32）设置在上述一对夹子部（13）之间，使得上述散热垫的移动被阻止。
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