CN111386009B - 电气设备 - Google Patents

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Abstract

本说明书公开的电气设备具备壳体、第一发热部件及第二发热部件。在壳体具备中部分隔板。第一发热部件安装于中部分隔板的一方的面。第二发热部件安装于中部分隔板的另一方的面。中部分隔板具备贯通孔。第一发热部件堵塞贯通孔的一方的开口，第二发热部件堵塞贯通孔的另一方的开口。利用第一发热部件、第二发热部件及贯通孔来形成液体制冷剂流动的制冷剂流路。

Description

电气设备
技术领域
本说明书公开的技术涉及电气设备。特别是涉及在壳体组装有冷却器的电气设备。
背景技术
在电动汽车上搭载有施加100伏以上的电压的各种强电设备。强电设备的例子为主电池、行驶用电机、将主电池的电力转换为行驶用电机的驱动电力的电力转换器等。国际公开第2014/030445号(专利文献1)公开的电动汽车具备将主电池的电力分配给多个强电设备的电力分配模块(Power Distribution Module：以下称为PDM)。
强电设备的发热量较大。专利文献1的PDM将外部的空气取入到壳体内并对部件进行冷却。另外，日本特开平11-266508号公报(专利文献2)公开了如下的电气设备，该电气设备在对发热的部件进行收容的壳体具备冷却器。专利文献2的电气设备具备：散热器，所述散热器安装有充电器和转换器；以及风扇，所述风扇向散热器输送冷却风。
发明内容
专利文献1、2的电气设备利用空气冷却壳体内部的部件。在部件的发热量较大的情况下，不采用空气冷却，而是采用利用液体制冷剂冷却的方式。若在壳体设置制冷剂流路(即冷却器)，则壳体的形状会复杂化而使得成本增大。本说明书提供低成本地实现具有配备有制冷剂流路(冷却器)的壳体的电气设备的技术。
本说明书公开的电气设备具备壳体、第一发热部件及第二发热部件。在壳体具备中部分隔板。第一发热部件安装于中部分隔板的一方的面。第二发热部件安装于中部分隔板的另一方的面。中部分隔板具备贯通孔。第一发热部件堵塞贯通孔的一方的开口，第二发热部件堵塞贯通孔的另一方的开口。利用第一发热部件、第二发热部件及贯通孔来形成供液体制冷剂流动的制冷剂流路。
本说明书公开的电气设备将收容于壳体的发热部件的一面作为供液体制冷剂流动的制冷剂流路的内壁使用。由此，壳体的构造变得简单，能够对制造成本进行抑制。
本说明书公开的技术的详细内容及进一步的改良通过以下的“具体实施方式”来说明。
附图说明
图1是实施例的电气设备(电力单元)的分解立体图(无罩)。
图2是从斜下方观察的壳体的立体图。
图3是壳体的仰视图。
图4是电力单元的俯视图(无罩)。
图5是在图4的V-V线截断后的电力单元的剖视图(无罩)。
图6是电力单元的剖视图(将部件分解后的图)。
具体实施方式
参照附图，说明实施例的电气设备。实施例的电气设备为搭载于电动汽车的电力单元2。电力单元2与主电池、副电池、电力转换器、充电插孔等连接，并在它们之间对电力进行中转。电力转换器是将主电池的电力转换为行驶用电机的驱动电力的器件。
图1示出电力单元2的分解立体图。此外，在图1中省略了覆盖电力单元2的壳体10的开口的上罩及下罩的图示。为了便于说明，将图中的坐标系的+Z方向定义为“上”，将-Z方向定义为“下”。
电力单元2具备DC/DC转换器20、AC充电器30、DC继电器40。这些部件收容于壳体10。电力单元2除了这些部件以外，还具备各种部件，但省略上述各种部件的图示。在壳体10配备有多个连接器，但也省略了连接器的图示。
DC/DC转换器20是对主电池的电压进行降压并向副电池供给的器件。AC充电器30是将从外部的交流供电器输入的交流电力转换为直流电力并向主电池供给的器件。DC继电器40是连接于DC插孔与主电池之间的开关，所述DC插孔能够连接外部的直流供电器。由于DC/DC转换器20、AC充电器30、DC继电器40均会流过大电流，所以发热量较大。电力单元2能够利用组装于壳体10的冷却器(制冷剂流路19)来冷却DC/DC转换器20、AC充电器30、DC继电器40。
壳体10具备将壳体内部空间一分为二的中部分隔板11。在壳体10的上侧的空间(中部分隔板11的正面11a侧的空间)收容有DC/DC转换器20和DC继电器40。在壳体10的下侧的空间(中部分隔板11的背面11b侧的空间)收容有AC充电器30。
DC/DC转换器20通过多个螺栓3固定于中部分隔板11的正面11a。DC/DC转换器20由收容有电气部件的DC/DC转换器主体21和固定有DC/DC转换器主体21的基板22构成。基板22通过螺栓3固定于中部分隔板11。详细情况随后叙述，但在基板22的面向中部分隔板11的那一侧设置有翅片23。基板22和设置于基板22的翅片23利用热传导率较高的铝进行制作。
DC继电器40也固定于中部分隔板11的正面11a。固定DC继电器40的螺栓省略了图示。
AC充电器30通过多个螺栓4固定于中部分隔板11的背面11b。AC充电器30由收容有电气部件的AC充电器主体31和固定有AC充电器主体31的基板32构成。基板32通过螺栓4固定于中部分隔板11。在基板32的面向中部分隔板11的那一侧设置有翅片33。随后叙述翅片33。
对壳体10的中部分隔板11进行说明。图2示出从斜下方观察壳体10的立体图。图3示出壳体10的仰视图。在壳体10的中部分隔板11设置有两个贯通孔12、13。如图2所示，在中部分隔板11的背面11b设置有凹陷部14。在图3中，为了帮助理解，用灰色示出中部分隔板11的背面11b，用斜线剖面线示出凹陷部14的底面。被灰色的部分包围的白色的范围相当于贯通孔12、13。
凹陷部14的侧面的一部分被切割至贯通孔12，凹陷部14与贯通孔12连通。以下，将凹陷部14与贯通孔12连通的部位称为连通部14a。另外，凹陷部14的侧面的另一部分被切割至贯通孔13，凹陷部14也与贯通孔13连通。以下，将凹陷部14与贯通孔13连通的部位称为连通部14b。
如上所述，DC/DC转换器20(基板22)固定于中部分隔板11的正面11a。基板22以堵塞贯通孔12、13的一方的开口12a、13a的方式固定于正面11a。换言之，基板22以覆盖贯通孔12、13的方式固定于正面11a。虽然省略图示，但在基板22与中部分隔板11之间以包围贯通孔12、13的方式配置有衬垫。利用衬垫将贯通孔12、13的开口12a、13a与基板22之间密封。
另外，如上所述，AC充电器30(基板32)固定于中部分隔板11的背面11b。图3的附图标记18示出了用于将固定基板32的螺栓4紧固的螺栓孔。基板32以堵塞贯通孔12、13的另一方的开口12b、13b和凹陷部14的方式固定于背面11b。换言之，基板32以覆盖贯通孔12、13和凹陷部14的方式固定于背面11b。虽然省略图示，但在基板32与中部分隔板11之间以包围贯通孔12、13和凹陷部14的方式配置有另一衬垫。利用另一衬垫将贯通孔12、13的开口12b、13b与基板32之间密封。另外，利用另一衬垫将凹陷部14与基板32之间密封。
贯通孔12、13夹在DC/DC转换器20的基板22与AC充电器30的基板32之间而被密封。另外，凹陷部14由基板32密封。凹陷部14与贯通孔12、13连通，贯通孔12、13和凹陷部14形成密封的一个空间。密封的空间成为供液体制冷剂流动的制冷剂流路19。基板22、32相当于构成制冷剂流路19的内壁。DC/DC转换器20的基板22与AC充电器30的基板32隔着贯通孔12、13相向，通过将基板22、32固定于中部分隔板11，从而将贯通孔12、13密封，并形成制冷剂流路19。换言之，由基板22、32和贯通孔12、13的内表面包围的空间成为制冷剂流动的制冷剂流路19。由基板32和凹陷部14包围的空间也与贯通孔12、13连通，并构成制冷剂流路19的一部分。
在壳体10设置有将壳体外侧与贯通孔12连通的供给管16和将壳体外侧与贯通孔13连通的排出管17。在供给管16和排出管17连接有未图示的制冷剂循环装置。图3的粗线箭头示意性地示出了制冷剂的流动。从供给管16供给的制冷剂向贯通孔12流入。制冷剂从贯通孔12通过连通部14a而向凹陷部14流动。制冷剂从凹陷部14通过连通部14b而向贯通孔13流动。制冷剂从贯通孔13通过排出管17而返回到制冷剂循环装置。制冷剂可以使用液体。制冷剂例如可以为水或防冻液。
如图1所示，在AC充电器30的基板32，在与中部分隔板11相向的面设置有多个翅片33。更详细而言，在基板32，在与贯通孔12、13和凹陷部14相向的区域设置有多个翅片33。基板32和翅片33利用热传导率较高的铝进行制作。在将AC充电器30安装于壳体10时，翅片33位于贯通孔12、13及凹陷部14中。即，翅片33配置于制冷剂流路19。AC充电器主体31的热通过相当于制冷剂流路19的内壁的基板32和曝露于制冷剂流路19的翅片33而被制冷剂吸收。
在中部分隔板11也设置有多个翅片15(图2)。翅片15设置于中部分隔板11的凹陷部14的底面。图4示出电力单元2的俯视图。在图4中也省略了将壳体10关闭的罩的图示。图4是从上方观察的电力单元2的俯视图。在图4中，用虚线示出了中部分隔板11的贯通孔12、13、凹陷部14、翅片15、AC充电器30的翅片33。在DC/DC转换器20的基板22也设置有翅片23，但在图4中省略了基板22的翅片23的图示。
DC继电器40安装于中部分隔板11的与凹陷部14相反的一侧的面。即，设置于中部分隔板11的翅片15在图4的俯视时被配置成与DC继电器40重叠。图4相当于从中部分隔板11的法线方向观察的图。即，DC继电器40安装于中部分隔板11的与凹陷部14相反的一侧的面，并配置于在从中部分隔板11的法线方向观察时与翅片15重叠的位置。
图5示出沿着图4的V-V线的剖视图。壳体10的上侧和下侧这双方开口，虽然各自被罩关闭，但在图5中也省略了上罩及下罩的图示。
在DC/DC转换器20的基板22，在与贯通孔12、13相向的位置也设置有多个翅片23。AC充电器30的基板32的翅片33也被配置成与贯通孔12、13相向。此外，基板32具备多个翅片33，多个翅片33的一部分被配置成与凹陷部14相向。
如图5所示，基板22的翅片23在贯通孔12、13的内部被配置成与基板32的翅片33相向。DC/DC转换器主体21的热通过基板22和翅片23而被在制冷剂流路19中流动的制冷剂吸收。另外，如上所述，AC充电器主体31的热通过基板32和翅片33而被在制冷剂流路19中流动的制冷剂吸收。
如图4、图5所示，在中部分隔板11的与凹陷部14相反的一侧安装有DC继电器40，在凹陷部14以与DC继电器40重叠的方式设置有翅片15。DC继电器40的热通过中部分隔板11的相当于凹陷部14的底板的部分和翅片15而被制冷剂吸收。
图6示出将DC/DC转换器20、AC充电器30、DC继电器40从壳体10拆卸后的分解剖视图。如上所述，DC/DC转换器20的基板22以堵塞贯通孔12、13的一方的开口12a、13a的方式安装于中部分隔板11的正面11a。另外，AC充电器30的基板32以堵塞贯通孔12、13的另一方的开口12b、13b和凹陷部14的方式安装于中部分隔板11的背面11b。通过使基板22、32堵塞贯通孔12、13和凹陷部14，从而形成制冷剂流路19。
如图6明确示出的那样，壳体10的中部分隔板11仅具备简单的贯通孔12、13和简单的凹陷部14，其形状比较简单。对于在实施例中说明的技术而言，能够以较低的成本来实现在壳体10中包含有制冷剂流路19的电力单元2。
以下，对实施例的电力单元2的一些特征进行记述。
(1)电力单元2具备壳体10、DC/DC转换器20及AC充电器30，所述壳体10具备中部分隔板11。DC/DC转换器20和AC充电器30的发热量均较大。DC/DC转换器20安装于中部分隔板11的一方的面(正面11a)。AC充电器30安装于中部分隔板11的另一方的面(背面11b)。中部分隔板11具备贯通孔12、13。DC/DC转换器20和AC充电器30隔着贯通孔12、13相向。DC/DC转换器20以堵塞贯通孔12、13的一方的开口12a、13a的方式安装于中部分隔板11的正面11a。AC充电器30以堵塞贯通孔12、13的另一方的开口12b、13b的方式安装于中部分隔板11的背面11b。利用DC/DC转换器20、AC充电器30及贯通孔12、13来形成供液体制冷剂流动的制冷剂流路19。通过使DC/DC转换器20和AC充电器30兼作制冷剂流路19的内壁的一部分，从而使中部分隔板11的形状简单化。因此，能够抑制壳体10的制造成本。
(2)DC/DC转换器20和AC充电器30均在与贯通孔12、13相向的面设置有翅片23、33。翅片23、33曝露于制冷剂流路19。通过设置翅片23、33，从而提高针对DC/DC转换器主体21、AC充电器主体31的冷却效率。此外，翅片23、33既可以设置于DC/DC转换器20和AC充电器30这双方，也可以设置于任意一方。
DC/DC转换器20具备DC/DC转换器主体21和基板22，所述基板22固定有DC/DC转换器主体21，并且固定于中部分隔板11。AC充电器30具备AC充电器主体31和基板32，所述基板32固定有AC充电器主体31，并且固定于中部分隔板11。在更换DC/DC转换器主体21(AC充电器主体31)的情况下，由于只要按各基板22(按各基板32)进行更换即可，因此，更换作业容易。
在中部分隔板11设置有与贯通孔12、13连通的凹陷部14。AC充电器30(基板32)堵塞凹陷部14。并不需要利用贯通孔来构成制冷剂流路的全部，也可以在中部分隔板11设置凹陷部而构成制冷剂流路。也可以在中部分隔板11的与凹陷部14相反的一侧的面上安装作为另一发热部件的DC继电器40。
以下叙述与在实施例中说明的技术有关的其他注意事项。在中部分隔板11的凹陷部14的一部分区域设置有翅片15，在剩余的区域配置有AC充电器30的翅片33。翅片15有助于安装在中部分隔板11的与凹陷部14相反的一侧的面上的DC继电器40的冷却。翅片33有助于AC充电器30的冷却。翅片15与翅片33的比例基于针对DC继电器40而优选的冷却性能与针对AC充电器30而优选的冷却性能的比例来决定即可。
在壳体10设置有将壳体外侧与贯通孔12连通的供给管16和将壳体外侧与贯通孔13连通的排出管17。贯通孔12和贯通孔13均与凹陷部14连通。在供给管16和排出管17连接有使液体制冷剂循环的制冷剂循环装置(未图示)。从制冷剂循环装置供给的制冷剂通过供给管16而流入到制冷剂流路19。通过制冷剂流路19后的制冷剂通过排出管17而返回到制冷剂循环装置。
AC充电器30为第一发热部件的一例，DC/DC转换器20为第二发热部件的一例。DC继电器40为第三发热部件的一例。本说明书公开的技术也能够应用于除了AC充电器、DC/DC转换器、DC继电器之外的发热部件。另外，本说明书公开的技术能够应用于电力单元以外的电气设备。
以上，详细说明了本发明的具体例，但这些只不过是例示，并不对权利要求书进行限定。在权利要求书记载的技术中包含将以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的结构。在本说明书或附图中说明的技术要素可以单独地发挥或通过各种组合来发挥技术上的效用，并不限定于申请时的权利要求记载的组合。另外，本说明书或附图例示的技术能够同时达成多个目的，达成多个目的中的一个目的本身也具有技术上的效用。

Claims (5)

1.一种电气设备，其中，所述电气设备具备：
壳体，所述壳体具备中部分隔板；
第一发热部件，所述第一发热部件安装于所述中部分隔板的正面侧及背面侧中的任一侧的面；以及
第二发热部件，所述第二发热部件安装于所述中部分隔板的所述正面侧及所述背面侧中的另一侧的面，
所述中部分隔板具备贯通孔，
所述第一发热部件堵塞所述贯通孔的所述正面侧及所述背面侧中的任一侧的开口，所述第二发热部件堵塞所述贯通孔的所述正面侧及所述背面侧中的另一侧的开口，利用所述第一发热部件、所述第二发热部件及所述贯通孔来形成供液体制冷剂流动的制冷剂流路。
2.根据权利要求1所述的电气设备，其中，
在所述第一发热部件与所述第二发热部件中的至少一方的与所述贯通孔相向的面设置有翅片。
3.根据权利要求2所述的电气设备，其中，
所述第一发热部件与所述第二发热部件中的至少一方具备：
发热部件主体；以及
基板，所述基板固定有所述发热部件主体，并且固定于所述中部分隔板，
在所述基板的与所述贯通孔相向的面设置有所述翅片。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电气设备，其中，
在所述中部分隔板设置有与所述贯通孔连通的凹陷部，
所述第一发热部件堵塞所述凹陷部。
5.根据权利要求4所述的电气设备，其中，
在所述中部分隔板的与所述凹陷部相反的一侧的面安装有第三发热部件。
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