CN112806110A

CN112806110A - 用于车辆的电子设备

Info

Publication number: CN112806110A
Application number: CN201980066471.3A
Authority: CN
Inventors: P.斯马尔; E.塔伦; A.福奎
Original assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Current assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2019-10-07
Publication date: 2021-05-14
Also published as: WO2020078748A1; FR3087617B1; FR3087617A1; US20220039297A1; US11558983B2; EP3868187A1

Abstract

一种用于机动车辆的电子设备，包括：能够容纳一个或多个第一电子部件的第一外壳部分(1)；能够容纳一个或多个第二电子部件(50、51、52、53、54、55)的第二外壳部分(2)，第二外壳部分(2)与第一外壳部分(1)组装在一起；以及冷却剂流体入口(30)和冷却剂流体出口(31)，冷却剂通道设置在该电子装置中，用于使冷却剂流体从入口(30)流动到出口(31)，从而冷却全部或部分的第一电子部件和/或全部或部分的第二电子部件，所述通道在该装置中其大部分路径上、特别是在该装置中其全部路径上具有垂直于流体流动方向的截面，该截面仅设置在第一外壳部分(1)中，或仅设置在第二外壳部分(2)中。

Description

用于车辆的电子设备

本发明涉及用于车辆的电子设备。例如，该设备属于允许向混合动力或电动车辆的推进发动机供电的电路。例如，该设备执行以下功能：

电能存储单元；

对该电能存储单元的控制；以及

DC/DC转换器，用于调整由该电能存储单元提供给该车辆的耗电装置的电压水平。

从申请WO2017/081255中已知用于向车辆的推进发动机供电的电子设备，该设备包括分两个部分的外壳，这两个部分之间的接口的一部分具有选定的形式以使得该接口容纳冷却剂通道的一部分，并且用于冷却电子设备的一些或全部电子部件的流体通过该冷却剂通道。在两个外壳部分之间的接口处形成此冷却剂通道是复杂的，因为这使得有必要在接口处的这些外壳部分的每一个上提供特定的形式。

从申请EP2023473中已知一种用于冷却剂流体的通道，该通道总是保持在框架中，即，仅在外壳的单个部分中。

需要以简单的方式在用于车辆的电子设备内创建冷却剂通道。

本发明的目的是满足这一需求，根据本发明的一个方面，本发明通过用于机动车辆的电子设备来满足这一需求，该电子设备包括：

第一外壳部分，其可以容纳一个或多个第一电子部件；

第二外壳部分，其可以容纳一个或多个第二电子部件，第二外壳部分与第一外壳部分组装在一起；以及

冷却剂流体入口和冷却剂流体出口，冷却剂通道设置在电子设备中，用于使冷却剂流体从流体入口流通到流体出口，以便冷却一些或全部第一电子部件和/或一些或全部第二电子部件，

该通道沿其在设备中冷却剂流体入口和出口之间的大部分路径，特别是沿其在设备中的整个路径，具有垂直于流体流动方向的截面，该截面仅设置在第一外壳部分中，或者仅设置在第二外壳部分中。

在根据本发明的设备中，冷却剂通道的一些部分存在减少或者甚至消除，冷却剂通道的这些部分的垂直于冷却剂流体流动方向的截面同时由第一外壳部分的一个或多个壁以及第二外壳部分的一个或多个壁界定。换句话说，因此可以使用第一和第二外壳部分，它们彼此面对的表面具有更简单的形式。这种类型的第一外壳部分和第二外壳部分的生产因此被简化。

沿其在设备中的整个路径，通道可以具有垂直于流体流动方向的截面，该截面仅设置在第一外壳部分中，或者仅设置在第二外壳部分中，如果适用的话，从第一外壳部分的内部到第二外壳部分的内部的通道区域除外，反之亦然。换句话说，通道包括：

一个或多个部分，其垂直于流体流动方向的截面仅设置在第一外壳部分中；

一个或多个部分，其垂直于流体流动方向的截面仅设置在第二外壳部分中；

很少或没有的部分，其垂直于流体流动方向的截面设置在第一外壳部分中并且设置在第二外壳部分中。

沿其在设备中冷却剂流体入口和出口之间的超过80％、特别是超过90％、特别是超过95％、特别是超过97％的路径，通道具有的例如垂直于流体流动方向的截面仅设置在第一外壳部分中，或者仅设置在第二外壳部分中。如果适用，缺失百分比需要达到100％，可以对应于从上述第一外壳部分的内部到第二外壳部分的内部的通道区域，反之亦然。

第一外壳部分和第二外壳部分中的每一个都可以具有底壁和围绕底壁延伸的侧壁。底壁和侧壁可以形成单件，也可以不形成单件。当每个外壳部分是单件时，该外壳部分可以由金属制成，例如通过在压力下浇注比如铝的金属制成。

每个侧壁可以在用于与底壁接合的端部和自由端之间延伸，并且第一外壳部分和第二外壳部分可以通过它们各自的自由端组装在一起。与现有技术相反，由此形成第一外壳部分和第二外壳部分之间的接口的这些自由端可以具有简单的形式。单个平面可以限定第一外壳部分的所有侧壁的自由端，而另一个平行平面可以限定第二外壳部分的所有侧壁的自由端。在第一外壳部分与第二外壳部分的组装过程中，这些平行平面可以彼此抵靠。

作为变型，无论第一外壳部分的侧壁的自由端和第二外壳部分的侧壁的自由端是否是平坦的，当组装第一外壳部分和第二外壳部分时，可以在这两个外壳部分之间插入密封件。

每个所述平面可以基本上垂直于其限定自由端的侧壁。作为一种变体，自由端可以属于具有互补形式的倒角，这些倒角可以是平坦的，也可以不是平坦的。在这种情况下，通道的垂直于冷却剂流体在这些倒角处的流动方向的截面可以由第一外壳部分和第二外壳部分共同限定。

在第一外壳部分中，冷却剂通道可以仅设置在侧壁和底壁中。在第二外壳部分中，冷却剂通道可以仅设置在侧壁和底壁中。

冷却剂流体入口和出口可以安装在第二外壳部分上。该入口和该出口可以安装在第二外壳部分的单个面上，例如并排放置。

第二外壳部分可以包括其上添加有板的主体，冷却剂流体入口和出口安装在该板上，并且该板限定：

冷却剂通道的紧邻冷却剂流体入口的部分；和

冷却剂通道的紧邻冷却剂流体出口的部分。

该板例如通过在压力下浇注比如铝的金属制成。

冷却剂通道的紧邻冷却剂流体入口的部分可以限定进入冷却剂通道的流体的两个分支之间的分支连接，和/或，冷却剂通道的紧邻冷却剂流体出口的部分可以限定朝向冷却剂通道出口的两个分支之间的会聚。在分支连接的下游，离开板的流体可以直接到达第一外壳部分。然后，流体可以在返回到第二外壳部分之前流通通过第一外壳部分。

第二外壳部分可以包括添加到第二外壳部分的主体上的另一个板。该另一个板例如通过冲压形成，例如由铝制成。该另一个板可以限定冷却剂通道的一部分，特别是冷却剂通道的以下部分：冷却剂流体在第一外壳部分中行进之后、立即通过该部分进入第二外壳部分。

这个板和另一个板可以属于第二外壳部分的相对面。在这种情况下，冷却剂流体在该第二外壳部分中的行进可以仅发生在这些板和底壁中。

第一外壳部分可以是单件，或者不需要是单件。

在所有前述内容中，第一外壳部分的底壁和第二外壳部分的底壁可以具有可以叠加的形式，并且这些形式可以是矩形。

在所有前述内容中，冷却剂流体可以是液体，例如乙醇化的水。

在一个特定的示例中，通道包括多个分支，特别是两个分支，这些分支中的每一个从前述分支连接处开始，并在前述会聚处结束。这些分支中的每一个可以具有基本相同的形式，并且可以从一个分支到另一个分支地限定通道的单个截面。

在一个特定的示例中，冷却剂流体可以在设备中沿以下路径流通：

从安装有流体入口和出口的板上的流体入口开始的路径，如果适用，在该板上设置分支连接；

第一外壳部分中的路径，如果适用，依次地，通过第一外壳部分的侧壁的一个面，然后通过第一外壳部分的底壁，然后通过第一外壳部分的侧壁的另一个面；

第二外壳部分的另一个板中的路径；

第二外壳部分的底壁中的路径；然后

板中的路径，直到流体出口，如果适用，在该板中设置会聚。

设置在底壁中的通道的每个部分可以相对于该底壁的其余部分朝向设备的内部或外部突出。

第一外壳部分容纳例如形成电能存储单元的电池。电能存储单元例如具有48V的标称电压。十四个电池或不同数量的电池可以形成该电能存储单元，这些电池特别是串联安装的。然后，电能存储单元的这些电池形成第一电子部件。

第二外壳部分可以容纳静态变换器。这是例如DC/DC转换器，其使得将第一电压电平转换成第二电压电平成为可能。第一电压电平例如等于12V，第二电压电平等于48V，或者该第二电压电平等于我们的较高电压，例如高于300V。在这种情况下，第二电子部件可以包括功率模块、电容器和电感器。与静态变换器的存在相结合，或者在没有该变换器的情况下，第二外壳部分可以容纳用于控制电能存储单元的系统(由代表“电池管理系统”的首字母BMS指定)。

在所有前述内容中，第一外壳部分和第二外壳部分可以形成设备的外壳，并且封装第一电子部件和/或第二电子部件。作为变型，一些第一电子部件放置在外壳的内部，而其他第一电子部件由外壳支撑、但是放置在该外壳的外部，和/或，一些第二电子部件放置在外壳的内部，而其他第二电子部件由外壳支撑、但是放置在该外壳的外部。

在所有前述内容中并且当电子设备提供DC/DC转换器的功能时，可以存在具有两个电压电平的电连接器，该电连接器例如被添加到外壳部分之一上，例如第一或第二外壳部分上。

通过阅读以下实施的非限制性示例并检查附图，将能够更好地理解本发明，附图中：

图1表示根据本发明实施例的电子设备的第一外壳部分；

图2表示设计成与图1中的第一外壳部分组装在一起的第二外壳部分；

图3和图4是从第二外壳部分的上方看的两个视图，其中第二电子部件已经从这些图中省略；

图5是图3和图4中第二外壳部分的侧视图；以及

图6是类似于图3和图4的第二外壳部分的视图，其中示出了第二电子部件。

图1表示根据本发明的电子设备的第一外壳部分的示例。在这种情况下，电子设备具有由第一外壳部分1和第二外壳部分2组装而成的外壳，这将参照图2至6进行描述。如果适用，当第一外壳部分1和第二外壳部分2彼此组装时，可以在这两个外壳部分之间插入密封件。

在所描述的示例中，该设备形成电路的一部分，该电路使得向混合动力或电动车辆的电力推进马达供电成为可能。在所描述的示例中，设备包含以下功能块：电能存储单元、DC/DC转换器和电能存储单元控制系统(也称为电池管理系统BMS)。如图2所示，在所考虑的示例中，该设备包括电连接器3，该电连接器3包括允许连接到第一电压电平的电网的触点，以及允许连接到第二电压电平的电网的其他触点。

在所考虑的示例中，第一电压电平例如是12V，具有该电压电平的网络可以包括处于该电压的电能存储单元，并且形成车辆的传统车载网络。而且，在所考虑的示例中，第二电压电平是48V，具有该电压电平的网络允许向车辆的电力推进马达供电。然而，对于第一电压电平和/或第二电压电平，其他电压值也是可能的。例如，作为变型，第二电压电平可以具有高于300伏的值。

在所考虑的示例中，第一外壳部分1容纳形成电能存储单元的电池。例如，14个电池串联连接，以提供48V的标称电压。对应于放置在第一外壳部分1中的第一电子部件的电池在图1中未示出。

图1示出了第一外壳部分1包括基本为矩形形式的底壁6和侧壁7。在所考虑的示例中，底壁6通过压力下的浇注形成，而侧壁7通过挤压形成。在一种变型中，这些壁6和7可以形成为单件。

在所考虑的示例中，侧壁7在用于与底壁6接合的端部和自由端10之间围绕底壁6延伸。图1示出了自由端10可以整体属于同一平面，并且在这种情况下，该平面基本上平行于底壁6。

如将在下文中看到的，冷却剂通道设置在第一外壳部分1中，在该第一外壳部分1中，冷却剂通道呈并排放置的两个分支的形式。在这种情况下，每个分支包括设置在侧壁7的面14中的部分13，其位于设置在该自由端10中的相应孔12和底壁6之间。每个部分13通过设置在底壁6中的部分15延伸；相对于该底壁6的其余部分，每个部分15能够朝向设备的内部突出或不突出。在所考虑的示例中，在底壁6中，两个部分15在侧壁7的面14和与面14相对的该侧壁的另一面16之间分别具有波浪形式。分支的每个部分15通过设置在侧壁7的面16内的部分18而在该面16中延伸，并且每个部分18以基本笔直的方式在底壁6和设置在自由端10中的相应孔19之间延伸。

参照图2至图6，现在将提供根据所考虑的实施例的第二外壳部分2的描述。

如图所示，类似于第一外壳部分1，第二外壳部分2包括底壁20和围绕底壁20延伸的侧壁21。底壁20也具有大致矩形的形式。

侧壁21在用于与底壁20接合的端部和自由端22之间延伸。在这种情况下，该自由端22完全在一个平面上延伸，并且在所考虑的示例中，该平面平行于第一外壳部分1的自由端10所延伸的平面。

在这种情况下，第二外壳部分2由主体形成，该主体在所考虑的示例中限定了底壁20和侧壁21的一部分。在这种情况下，该主体是由铝在压力下浇注而成的。前面提到的电连接器3被添加到该主体上。在这种情况下，该电连接器3安装在底壁20的外部。

图3和图4还示出了两个板26和27被添加到主体上，分别在侧壁21的两个面28和29上。板26例如通过在压力下浇注铝而形成，而板27通过冲压铝而形成。图2至图4还示出了冷却剂流体入口30以及冷却剂流体出口31固定在板26上。在这种情况下，该入口30和该出口31由并排放置的笔直连接件形成。作为一种变型，所使用的连接件可以是弯曲的。

如图5所示，冷却剂流体入口30经由孔32通向板26；而且，对于经由该孔32渗透的流体，板26限定分支连接，并且冷却剂通道通过该分支连接被分成两个分支。然后，这些分支中的每一个由部分35限定，该部分35在分支连接的板26中延伸，直到设置在第二外壳部分2的侧壁21的自由端22中的相应孔34。

图5还示出了板26另外限定了冷却剂通道的两个分支的会聚。每个分支包括板26中的端部部分37，并且该端部部分37延伸到板26中，直到会聚。板26还包括连接到冷却剂流体出口31的孔38，从而允许冷却剂流体朝向出口31离开板26。

图3和图4示出，对于冷却剂通道的每个分支，板27限定了部分39，并且每个部分39在相应的孔40和底壁20之间延伸，冷却剂流体通过该孔40从第一外壳部分1到达第二外壳部分2。在这种情况下发现，从一个分支到另一个分支，该部分39具有相同的直线形式，但是相对于彼此发散。

每个部分39通过设置在底壁20中的部分41延伸，并且是笔直的。在这种情况下，两个部分41是平行的。每个部分41延伸到板26，并且在板26上通过端部部分37延伸。在所考虑的示例中，每个部分41相对于底壁20的其余部分、朝向设备的内部突出。

将参照图1、图3和图5描述设备中冷却剂流体(例如乙醇化水)的路径，其中用箭头表示。

经由冷却剂流体入口30到达设备的冷却剂流体经由孔32进入板26。然后，冷却剂流体经由部分35分布在两个分支之间，并且经由设置在第二外壳部分2的周壁21的自由端22中的相应孔34离开该第二外壳部分。然后，该冷却剂流体经由设置在周壁7的自由端10中的相应孔12到达第一外壳部分，然后在先前描述的部分13、15和18中连续流通，直到设置在第一外壳部分1的侧壁7的自由端10中的相应孔19。冷却剂流体经由该孔19离开该第一外壳部分1，然后经由板27中的孔40返回到第二外壳部分2中，然后相继进入上述部分39、41和37。两个分支在会聚处接合到板26中，然后冷却剂流体经由孔38离开第二外壳部分2，并且借助孔38到达冷却剂流体出口31。

在所考虑的示例中，在冷却剂通道的所有点处，其垂直于流动方向的截面仅设置在第一外壳部分1中或者仅设置在第二外壳部分2中。取决于第一外壳部分1的侧壁7的自由端11和第二外壳部分2的侧壁21的自由端22是否分别属于彼此平行并且垂直于它们各自的侧壁的平面，冷却剂通道的垂直于流动方向的、既设置在第一外壳部分1中、又设置在第二外壳部分2中的截面可以存在于这两个外壳部分之间的接口处。

在图2至图5中，没有示出容纳在第二外壳部分2中的第二电子部件，并且在所描述的示例中，该第二电子部件使得能够确保DC/DC转换器的功能和对电能存储单元的电池的控制。

这些部件如图6所示。因此发现，在这种情况下，在第二外壳部分2的底壁21上放置有以下部件：

形成DC/DC转换器的功率模块50、电容器51和电感器52；

单元53，其形成用于控制第一外壳部分1的电能存储单元的电池的系统；

可控电子开关54，例如金属氧化物半导体(MOS)晶体管，在发生故障时提供(为了安全起见)；

用于12V电压电平的电磁干扰滤波器55。

本发明不限于刚刚描述的示例。

具体而言，尽管已经描述了本发明，其中第一和第二电子部件被放置在每个外壳部件1、2的内部，使得这些部件被由外壳部件1和2的组装而形成的外壳封装，但是本发明可以不同。一些或全部第一电子部件和/或一些或全部第二电子部件可以例如由相应外壳部分的底壁支撑，同时被放置在该底壁的外部。

Claims

1.一种用于机动车辆的电子设备，包括：

第一外壳部分(1)，其能够容纳一个或多个第一电子部件；

第二外壳部分(2)，其能够容纳一个或多个第二电子部件(50、51、52、53、54、55)，所述第二外壳部分(2)与所述第一外壳部分(1)组装在一起；以及

冷却剂流体入口(30)和冷却剂流体出口(31)，冷却剂通道设置在所述第一外壳部分(1)中和所述第二外壳部分(2)中，用于使冷却剂流体从所述冷却剂流体入口(30)流通到所述冷却剂流体出口(31)，从而冷却一些或全部所述第一电子部件和/或一些或全部所述第二电子部件，

所述冷却剂通道沿其在所述设备中所述冷却剂流体入口(30)和所述冷却剂流体出口(31)之间的大部分路径，特别是沿其在所述设备中的全部路径，具有垂直于流体流动方向的截面，所述截面仅设置在所述第一外壳部分(1)中，或者仅设置在所述第二外壳部分(2)中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一外壳部分和所述第二外壳部分中的每一个都具有底壁(6、20)和围绕所述底壁(6、20)延伸的侧壁(7、21)。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，每个侧壁(7、21)在用于与所述底壁(6、20)接合的端部和自由端(10、22)之间延伸，并且所述第一外壳部分(1)和所述第二外壳部分(2)通过它们的自由端(10、22)组装在一起。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其中，在所述第一外壳部分(1)中，所述冷却剂通道仅设置在所述侧壁(7)和所述底壁(6)中，和/或，在所述第二外壳部分(2)中，所述冷却剂通道仅设置在所述侧壁(21)和所述底壁(20)中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述冷却剂流体入口(30)和所述冷却剂流体出口(31)安装在所述第二外壳部分(2)上。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述第二外壳部分(2)包括主体，在所述主体上添加有板(26)，所述冷却剂流体入口(30)和所述冷却剂流体出口(31)安装在所述板(26)上，并且所述板限定所述冷却剂通道的紧邻所述冷却剂流体入口(30)的部分和所述冷却剂通道的紧邻所述冷却剂流体出口(31)的部分。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述冷却剂通道的紧邻所述冷却剂流体入口(30)的部分限定进入所述冷却剂通道的流体的两个分支之间的分支连接，和/或，所述冷却剂通道的紧邻所述冷却剂流体出口(31)的部分限定朝向冷却剂通道出口的两个分支之间的会聚。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述第二外壳部分(2)包括添加到所述主体上的另一个板(27)，该另一个板(27)限定所述冷却剂通道的一部分(39)，特别是所述冷却剂通道的以下部分：冷却剂流体在所述第一外壳部分(1)中行进之后、立即通过所述部分进入所述第二外壳部分(2)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一外壳部分(1)容纳形成电能存储单元的电池，并且所述第二外壳部分(2)容纳：

静态变换器(50、51、52)，特别是DC/DC转换器，特别是12V/48V DC/DC转换器；以及

用于控制所述电能存储单元的系统(53)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一外壳部分(1)和所述第二外壳部分(2)形成所述设备的外壳，并且封装所述第一电子部件和所述第二电子部件。