CN111656471B - 电抗器装置 - Google Patents

Abstract

电抗器具备：线圈；磁性芯，其配置了线圈；壳体，其收纳线圈和磁性芯；冷却板，其被固定于壳体；绝缘薄片，其被配置于线圈和冷却板之间；能够压缩的石墨薄片，其被配置于线圈和冷却板之间；以及螺钉，其将冷却板固定于壳体。在壳体形成有螺纹孔和开口部。螺钉在螺纹孔插通来将冷却板固定于壳体。线圈经过壳体的开口部而与绝缘薄片接触。石墨薄片与冷却板接触。该电抗器具有高的冷却性能，可靠性优异。

Description

电抗器装置

技术领域

本发明涉及具有被冷却的电抗器的电抗器装置。

背景技术

近年来，将电动机用作行驶用的主驱动源或辅助驱动源的电动汽车或混合动力汽车等不断增加。对于在其中使用的电抗器，要求能够应对大电流，因此，针对因大电流而产生的热的对策变得重要起来。因此，进行将电抗器和冷却板利用凝胶薄片等散热构件连接并冷却。

与上述的电抗器类似的以往的电抗器例如被公开于专利文献1中。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-66242号公报

发明内容

电抗器具备：线圈；磁性芯，其配置了线圈；壳体，其收纳线圈和磁性芯；冷却板，其被固定于壳体；绝缘薄片，其被配置于线圈和冷却板之间；能够压缩的石墨薄片，其被配置于线圈和冷却板之间；以及螺钉，其将冷却板固定于壳体。在壳体形成有螺纹孔和开口部。螺钉插通螺纹孔来将冷却板固定于壳体。线圈经过壳体的开口部而与绝缘薄片接触。石墨薄片与冷却板接触。

该电抗器具有高的冷却性能，可靠性优异。

附图说明

图1是实施方式中的电抗器装置的侧截面图。

图2是实施方式中的电抗器装置的底视图。

具体实施方式

图1是实施方式中的电抗器装置101的侧截面图。图2是实施方式中的电抗器装置101的底视图。

电抗器装置101具备：电抗器11、安装了电抗器11的冷却板20、在电抗器11和冷却板20之间设置的绝缘薄片21、以及在电抗器11和冷却板20之间设置的石墨薄片22。图2表示不存在冷却板20的状态下的电抗器装置101。电抗器11由扁立卷绕的线圈12、环状的磁性芯15、以及收纳它们的壳体16构成。壳体16由包围线圈12的周边部18、和用于将壳体16安装到冷却板20的螺纹孔部19构成。在壳体16设置有供线圈12露出的开口部17。周边部18将开口部17包围。开口部17和螺纹孔部19被设置于成为电抗器11的安装面111的壳体16的下表面侧。

当从底面侧观察时，线圈12具有与安装面111大致平行的平坦部13、和在平坦部13的两端部向上方弯曲的弯折部14。平坦部13和弯折部14从开口部17露出。线圈12的表面12s具有与绝缘薄片21接触的接触部12a。线圈12的表面12s的接触部12a具有平坦的平坦部13、和与平坦部13连通并且弯曲的弯折部14。

将电抗器11隔着绝缘薄片21以及石墨薄片22而安装于冷却板20。图1的从上到下，按顺序配置有电抗器11、绝缘薄片21、石墨薄片22、冷却板20。电抗器11的线圈12与绝缘薄片21接触，石墨薄片22与冷却板20接触。由此，即使电抗器11的线圈12产生热，该热传导到绝缘薄片21，之后传导到石墨薄片22。石墨薄片22的面方向的热传导性优异，因此，热在面方向上扩散之后，传导到冷却板20。因此，相比于前述以往的电抗器，能够大大有效地冷却线圈12。

将螺钉23插入在壳体16的螺纹孔部19形成的螺纹孔19a并紧固到冷却板20，由此，将冷却板20安装到电抗器11，并将冷却板20向壳体16和线圈12压紧。绝缘薄片21由厚度约1.5mm的硅酮构成，其硬度在JIS类型E下是15。绝缘薄片21的热传导率成为约5W/m·K。

石墨薄片22由厚度约0.5mm的热分解石墨薄片构成。在对石墨薄片22施加了1MPa压力的情况下的石墨薄片22的压缩率成为约60％。

这里，关于压缩率PC，在对厚度t0的薄片施加了压力之后，将除去了该压力的状态下的该薄片的厚度设为t1时，PC＝(t0-t1)/t0的值是在该压力下的压缩率。在实施方式中，将压缩率PC利用百分比来表示。

在以上的结构中，绝缘薄片21以及石墨薄片22由于利用螺钉23紧固，因而发生压缩变形。石墨薄片22的面积基本上未变化，仅在厚度方向上被压缩。另一方面，绝缘薄片21在厚度方向上被压缩，绝缘薄片21的一部分沿着线圈12的弯折部14的形状而变形，面积以向周围方向扩展的方式而变形。因此，即使绝缘薄片21和石墨薄片22是同一形状，石墨薄片22的周围被绝缘薄片覆盖，能够防止石墨粉从石墨薄片22飞散。线圈12由绕着磁性芯15卷绕的导线构成。线圈12的包含接触部12a的表面12s具有通过卷绕并层叠了的导线而形成的细小的凹凸。绝缘薄片21以沿着该凹凸的方式，沿着线圈12的接触部12a而变形。

绝缘薄片21的与线圈12接触的面沿着线圈12的弯折部14、线间的凹凸形状而变形，由此，线圈12和绝缘薄片21之间的接触面积增加，能够使接触热阻力下降，能够有效地冷却线圈12。

此外，石墨薄片22也被压缩变形，由此，即使在冷却板20的表面存在凹凸，通过沿着该凹凸而石墨薄片22的表面发生变形，也能够使石墨薄片22和冷却板20之间的接触热阻力下降，能够进一步有效地冷却线圈12。

绝缘薄片21的硬度期望设为在JIS类型E下是2以上且25以下。若绝缘薄片21的硬度在JIS类型E下超过25，则即使利用螺钉23来紧固，也难以充分地发生变形，从线圈12向绝缘薄片21的热传导性可能会降低。另一方面，若绝缘薄片21的硬度变得小于2，则绝缘薄片21会变形过度，石墨薄片22变得难以被充分压缩，从石墨薄片22向冷却板20的热传导性可能会降低

此外，石墨薄片22在施加1MPa压力的情况下的压缩率期望设为50％以上。通过这样，能够使绝缘薄片21以及石墨薄片22这二者发生压缩变形，能够有效地冷却线圈12。

此外，期望设为，使用与石墨薄片22相比大的形状的绝缘薄片21，利用螺钉23紧固后的绝缘薄片21具有比作为到达线圈12的平坦部13和弯折部14的区域的接触部12a大的面积，石墨薄片22具有比平坦部13小的面积。通过这样，石墨薄片22由于被平坦部13加压，因而整体被强烈地压缩。绝缘薄片21的弯折部14的区域是石墨薄片22的加压小的区域，该区域由于绝缘薄片21和冷却板20直接接触，因此能够有效地冷却线圈12。

此外，期望利用螺钉23紧固后的绝缘薄片21的最小厚度设为石墨薄片22的厚度的1倍以上且5倍以下。若绝缘薄片21的最小厚度小于1倍，则绝缘性可能会变得过度地低。若超过5倍，则热传导性变低，有时无法有效地冷却线圈12。这里，所谓利用螺钉23紧固后的厚度，是指利用螺钉23将绝缘薄片21临时紧固，并将该紧固拆除后的绝缘薄片21以及石墨薄片22的厚度。

此外，期望设为，在周边部18和冷却板20之间夹着绝缘薄片21。在周边部18和冷却板20之间夹着绝缘薄片21并利用螺钉23来紧固，由此，绝缘薄片21的一部分向弯折部14这一方挤出，并沿着弯折部14而上升，因此，能够更有效地冷却线圈12。

在使用凝胶薄片的前述以往的电抗器中，凝胶薄片的热传导性是不充分的。此外，若线圈反复发热、冷却，则由于其膨胀而凝胶薄片慢慢被向外侧挤出，热传导性可能会变低。

在实施方式中的电抗器装置101中，如前述那样，能够有效地冷却线圈12即电抗器11。

此外，实施方式中的石墨薄片22可以是具有凝胶薄片、和在凝胶薄片中内置的热传导性填料即石墨粉的薄片，该薄片具有高热传导性和电传导性。

如上述那样，电抗器装置101具备：线圈12、配置了线圈12的磁性芯15、收纳线圈12和磁性芯15的壳体16、被固定于壳体16的冷却板20、在线圈12和冷却板20之间配置的绝缘薄片21、在线圈12和绝缘薄片21之间配置的能够压缩的石墨薄片22、以及在壳体16的螺纹孔19a中插通来将冷却板20固定于壳体16的螺钉23。在壳体16形成有开口部17。线圈12经过壳体16的开口部17而与绝缘薄片21接触。石墨薄片22与冷却板20接触。

线圈12的表面12s具有与绝缘薄片21接触的接触部12a。线圈12的接触部12a具有平坦的平坦部13、和与平坦部13连通并且弯曲的弯折部14。绝缘薄片21具有比线圈12的接触部12a大的面积。石墨薄片22具有比平坦部13小的面积。

绝缘薄片21沿着线圈12的接触部12a的形状而发生变形。

石墨薄片22具有与绝缘薄片21接触并且隔着绝缘薄片21而与平坦部13对置的面。

在利用螺钉23紧固后，解除了基于螺钉23的紧固的状态下时的绝缘薄片21的最小厚度是石墨薄片22的厚度的1倍以上且5倍以下。

壳体16具有包围线圈12的周边部18。绝缘薄片21被夹在壳体16的周边部18和冷却板20之间。

-符号说明-

11 电抗器

12 线圈

13 平坦部

14 弯折部

15 磁性芯

16 壳体

17 开口部

18 周边部

19 螺纹孔部

19a 螺纹孔

20 冷却板

21 绝缘薄片

22 石墨薄片

23 螺钉

101 电抗器装置。

Claims (14)

1.一种电抗器装置，具备：

线圈；

磁性芯，其配置了所述线圈；

壳体，其收纳所述线圈和所述磁性芯，并形成了螺纹孔和开口部；

冷却板，其被固定于所述壳体；

绝缘薄片，其被配置于所述线圈和所述冷却板之间；

能够压缩的石墨薄片，其被配置于所述绝缘薄片和所述冷却板之间；以及

螺钉，其插通所述螺纹孔并将所述冷却板固定于所述壳体，

所述线圈经过所述壳体的所述开口部而与所述绝缘薄片接触，所述石墨薄片与所述冷却板接触，

在对所述石墨薄片施加了1MPa压力的情况下的所述石墨薄片的压缩率是50％以上。

2.根据权利要求1所述的电抗器装置，其中，

所述石墨薄片的周围被所述绝缘薄片覆盖。

3.根据权利要求1所述的电抗器装置，其中，

所述绝缘薄片与所述石墨薄片接触。

4.根据权利要求1所述的电抗器装置，其中，

所述线圈的表面具有与所述绝缘薄片接触的接触部，

所述线圈的所述接触部具有平坦的平坦部、以及与所述平坦部连通并且弯曲的弯折部，

所述绝缘薄片具有比所述线圈的所述接触部大的面积，

所述石墨薄片具有比所述平坦部小的面积。

5.根据权利要求4所述的电抗器装置，其中，

所述绝缘薄片的一部分与所述线圈的所述接触部的形状相应地发生变形。

6.根据权利要求4所述的电抗器装置，其中，

所述石墨薄片具有与所述绝缘薄片接触并且隔着所述绝缘薄片而与所述平坦部对置的面。

7.根据权利要求1所述的电抗器装置，其中，

在利用所述螺钉紧固后，在解除了基于所述螺钉的紧固的状态下时的所述绝缘薄片的最小厚度是所述石墨薄片的厚度的1倍以上且5倍以下。

8.根据权利要求1所述的电抗器装置，其中，

所述壳体具有包围所述线圈的周边部，

所述绝缘薄片被夹在所述壳体的所述周边部和所述冷却板之间。

9.一种电抗器装置，具备：

线圈；

磁性芯，其配置了所述线圈；

壳体，其收纳所述线圈和所述磁性芯，并形成了螺纹孔和开口部；

冷却板，其被固定于所述壳体；

绝缘薄片，其被配置于所述线圈和所述冷却板之间；

能够压缩的石墨薄片，其被配置于所述绝缘薄片和所述冷却板之间；以及

螺钉，其插通所述螺纹孔并将所述冷却板固定于所述壳体，

所述线圈经过所述壳体的所述开口部而与所述绝缘薄片接触，所述石墨薄片与所述冷却板接触，

所述石墨薄片的周围被所述绝缘薄片覆盖。

10.一种电抗器装置，具备：

线圈；

磁性芯，其配置了所述线圈；

壳体，其收纳所述线圈和所述磁性芯，并形成了螺纹孔和开口部；

冷却板，其被固定于所述壳体；

绝缘薄片，其被配置于所述线圈和所述冷却板之间；

能够压缩的石墨薄片，其被配置于所述绝缘薄片和所述冷却板之间；以及

螺钉，其插通所述螺纹孔并将所述冷却板固定于所述壳体，

所述线圈的表面具有与所述绝缘薄片接触的接触部，

所述线圈的所述接触部具有平坦的平坦部、以及与所述平坦部连通并且弯曲的弯折部，

所述线圈经过所述壳体的所述开口部而与所述绝缘薄片接触，所述石墨薄片与所述冷却板接触，

所述绝缘薄片具有比所述线圈的所述接触部大的面积，

所述石墨薄片具有比所述平坦部小的面积。

11.一种电抗器装置，具备：

线圈；

磁性芯，其配置了所述线圈；

壳体，其收纳所述线圈和所述磁性芯，并形成了螺纹孔和开口部；

冷却板，其被固定于所述壳体；

绝缘薄片，其被配置于所述线圈和所述冷却板之间；

能够压缩的石墨薄片，其被配置于所述绝缘薄片和所述冷却板之间；以及

螺钉，其插通所述螺纹孔并将所述冷却板固定于所述壳体，

所述线圈经过所述壳体的所述开口部而与所述绝缘薄片接触，所述石墨薄片与所述冷却板接触，

所述绝缘薄片的最小厚度是所述石墨薄片的厚度的1倍以上且5倍以下。

12.一种电抗器装置，具备：

线圈；

磁性芯，其配置了所述线圈；

壳体，其收纳所述线圈和所述磁性芯，并形成了螺纹孔和开口部；

冷却板，其被固定于所述壳体；

绝缘薄片，其被配置于所述线圈和所述冷却板之间；

能够压缩的石墨薄片，其被配置于所述绝缘薄片和所述冷却板之间；以及

螺钉，其插通所述螺纹孔并将所述冷却板固定于所述壳体，

所述线圈经过所述壳体的所述开口部而与所述绝缘薄片接触，所述石墨薄片与所述冷却板接触，

所述壳体具有包围所述线圈的周边部，

所述绝缘薄片被夹在所述壳体的所述周边部和所述冷却板之间。

13.根据权利要求1、9至12中任一项所述的电抗器装置，其中，

所述绝缘薄片具有在JIS类型E下2以上且25以下的硬度。

14.根据权利要求9至12中任一项所述的电抗器装置，其中，

在对所述石墨薄片施加了1MPa压力的情况下的所述石墨薄片的压缩率是50％以上。

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