CN113170602A

CN113170602A - 用于冷却车辆电气器件的热交换器

Info

Publication number: CN113170602A
Application number: CN202080006726.XA
Authority: CN
Inventors: 金永一; 蔡串佼; 郑逵永; 金桢喜
Original assignee: Takayama Co ltd
Current assignee: Takayama Co ltd
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-07-23
Also published as: KR20200100999A; US20220097477A1; EP3930435A4; WO2020171436A1; EP3930435A1; KR102169412B1

Abstract

本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的特征在于，包括：一对冷却部，配置于电气器件模块的上下侧，沿着长度方向形成使冷却流体流动的多个流路；管道紧固部，与上述一对冷却部各自的一端相结合来使冷却流体流动，在相向的一面形成突起，另一面与管道相连接；波纹管紧固部，与上述一对冷却部各自的另一端相结合来使冷却流体流动，在相向的一面形成突出部；以及波纹管，能够伸缩，将上下侧开放部向上述突出部插入。这种用于冷却车辆电气器件的热交换器可降低冷却水泄漏的风险并将上侧部和下侧部之间的间隔调节成更大的宽度。

Description

用于冷却车辆电气器件的热交换器

技术领域

本发明涉及用于冷却车辆电气器件的热交换器，更详细地，涉及如下用于冷却车辆电气器件的热交换器，即，可降低冷却水泄漏的风险并将上侧部和下侧部之间的间隔调节成更大的宽度。

背景技术

如电动汽车或混合动力汽车等的环保车辆利用马达来供给动力，需要使用如集成了绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor，IGBT)、二极管(DIODE)等的器件的电源模块，以更有效地控制马达。

在启动或停车时，电源模块的绝缘栅双极型晶体管和二极管器件分别会产生接近200℃的热量，若电源模块的热量蓄积，则将停止运行，马达也将停止驱动，从而，在行驶过程中有可能引发重大事故。因此，电源模块的热管理系统对环保车辆是必不可少的。

在适当的温度条件下，电源模块发挥出最大效率，且整个器件有机运行，因此，若其中一个的效率降低，则总效率也随之降低，从而应对整个器件进行均匀冷却。

用于冷却电气器件的热交换器需要同时冷却电源模块的上部和下部，因此，用于热交换的挤压管或冲压件的流路应设置在电源模块的上下部。具体地，可以将涂敷散热膏(Thermal grease)的电源模块插入设置在上侧冷却器与下侧冷却器之间的间隔。在此情况下，优选地，所插入的电源模块应防止上下侧冷却器的冷却水泄漏。

最近，为满足这些条件而开发的用于冷却环保车辆电气器件的热交换器大致可以分为弯曲型热交换器和垫片型热交换器。

弯曲型热交换器是指利用挤压管的柔性来将管折叠成“U”型或“Ω”型来制成一体型的形态，垫片型热交换器是指在上侧流路与下侧流路的连接部分插入垫片环并拧紧的形态。

弯曲型热交换器的缺点在于，当挤压管和流路的高度较高时需要进行大面积弯曲，因此需要很大的空间，并且不能使流路的形状多样化，挤压管所占的长度变长，从而压力损失也将变大。

垫片型热交换器不受到流路的高度或形状的限制，但是由于在上侧流路与下侧流路的连接部分追加插入了一个垫片环，因此在组装过程中，存在因垫片环的扭曲现象等而有可能导致冷却水泄漏的隐患。

发明内容

技术问题

本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于，提供一种用于冷却车辆电气器件的热交换器，可降低冷却水泄漏的风险并将上侧部和下侧部之间的间隔调节成更大的宽度。

技术方案

用于实现上述目的的本发明提供用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，包括：一对冷却部，配置于电气器件模块的上下侧，沿着长度方向形成使冷却流体流动的多个流路；管道紧固部，与上述一对冷却部各自的一端相结合来使冷却流体流动，在相向的一面形成突起，另一面与管道相连接；波纹管紧固部，与上述一对冷却部各自的另一端相连接来使冷却流体流动，在相向的一面形成突出部；以及波纹管，能够收缩，使上下侧开放部向上述突出部插入。

其中，本发明的特征在于，在上述波纹管紧固部中，在上述突出部周围形成形状与上述波纹管对应的槽，上述槽的宽度大于上述波纹管的宽度。

并且，本发明的特征在于，上述波纹管的上下部能够分离。

并且，本发明的特征在于，上述管道紧固部在内部面形成第一卡定台阶部，以限制上述一对冷却部各自的一端所插入的位置。

并且，本发明的特征在于，上述波纹管紧固部在内部面形成第二卡定台阶部，以限制上述一对冷却部各自的另一端所插入的位置。

发明的效果

本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器可降低冷却水泄漏的风险并将上侧部和下侧部之间的间隔调节成更大的宽度。

并且，本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器具有如下的效果，即，当连接器、软管等紧固在管道时，即使通过管道将力传向第二紧固部，也因第二紧固部处于被第一紧固部的突起支撑的状态，因此很难发生变形。

并且，本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器以可分离的方式构成波纹管，因此，与现有的一体型热交换器相比，具有可以更容易地制造一侧由包层材料钎焊部件构成的波纹管的优点。

并且，在本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器中，在管道紧固部及波纹管紧固部分别形成第一卡定台阶部、第二卡定台阶部，因此容易将多个冷却部的两端配置在指定位置并进行结合。

附图说明

图1为本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的立体图。

图2为本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的分解立体图。

图3为放大本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器中的管道紧固部的剖视图。

图4为放大本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器中的波纹管紧固部及波纹管的剖视图。

图5为放大本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器中的波纹管紧固部及波纹管的收缩前及收缩后的状态的剖视图。

图6为从正面观察本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器收缩前的状态的剖视图。

图7为从正面观察本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器收缩后的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施例。首先，应注意的是，在对每个附图的结构要素赋予附图标记的过程中，即使相同的结构要素出现在不同的附图上，也尽可能赋予相同的附图标记。并且，在判断为有可能混淆本发明的主旨的情况下，将省略对其的详细说明。并且，以下将说明本发明的实施例，但本发明的技术思想不限于此，可以由本发明所属技术领域的普通技术人员实施。

图1为本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的立体图，图2为本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的分解立体图，图3为放大本发明的用于冷却车辆电气器件中的热交换器的管道紧固部的剖视图，图4为放大本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器中的波纹管紧固部及波纹管的剖视图，图5为放大本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器的波纹管紧固部以及波纹管的收缩前及收缩后的状态的剖视图，图6为从正面观察本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器收缩前的状态的剖视图，图7为从正面观察本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器收缩后的状态的剖视图。

以下，参照图1至图7，说明本发明优选实施例的用于冷却车辆电气器件的热交换器1。

参照图1，根据本发明的用于冷却车辆电气器件的热交换器1包括一对冷却部100、管道紧固部200、波纹管紧固部300以及波纹管400。

参照图2，一对冷却部100配置于电气器件模块引导件10的上下侧，并且沿着长度方向形成使冷却流体流动的多个流路。其中，在一对冷却部100形成的多个流路可以使通过后述管道流入的冷却流体流动。并且，电气器件模块引导件10用于固定电气器件模块，可以由塑料注塑物形成。

并且，一对冷却部100可在朝向电气器件模块引导件10的一面配置热传导率优秀的如铝等的金属板110来提高热交换效率。

另一方面，管道紧固部200可以与一对冷却部100各自的一端相结合来使冷却流体流动，可由一对第一紧固部210以及一对第二紧固部220构成。

具体地，一对第一紧固部210隔着电气器件模块引导件10，在相向的一面形成突起211。在此情况下，当一对第一紧固部210沿着彼此接近的方向移动时，突起211可以相接。

并且，一对第二紧固部220分别与一对第一紧固部210相结合并连接到管道20。其中，管道20可在外周面形成卡定突起21，一对第二紧固部220可在管道20所插入的开放的部分形成以与卡定突起21相接的方式突出的开放突起221。即，管道20可向第二紧固部220插入至卡定突起21被卡在开放突起221的位置并结合。

并且，管道20紧固在连接器、软管等，使得冷却流体可以流入或流出，在此情况下，因向管道20传递力而有可能导致与管道20相连接的第二紧固部220扭曲或破损。

为了解决这些问题，本发明具有在相向的一面形成突起的一对第一紧固部210。

参照图3，如图3的(a)部分所示，一对第一紧固部210因后述的波纹管400的收缩而向彼此接近的方向移动，如图3的(b)部分所示，当一对突起211相接时，与一对第一紧固部210相结合的一对第二紧固部220处于被突起221支撑的状态。

因此，当将连接器、软管等紧固在管道20时，即使通过管道20将力传向第二紧固部220，也因第二紧固部220处于被第一紧固部210的突起211支撑的状态，因此很难发生变形。并且，突起211还可以执行分散冷却流体向管道20流入时的压力的作用。

再次参照图2，优选地，管道紧固部200在内部面形成第一卡定台阶部230，以限制冷却部100的一端所插入的位置。第一卡定台阶部230可在管道紧固部200的相向的内部面突出形成，以减少冷却部100的一端所插入的通道的宽度。即，当管道紧固部200与冷却部100的一端相结合时，仅插入至被第一卡定台阶部230卡住的部分，因此容易将冷却部100的一端结合在指定位置。

另一方面，波纹管紧固部300可以与一对冷却部100各自的另一端相结合来使冷却流体流动，可以由一对第一结合部310及一对第二结合部320构成，上述一对第一结合部310隔着电气器件模块引导件10，在相向的一面形成突出部311，上述一对第二结合部320分别与一对第一结合部310相结合。

并且，优选地，波纹管紧固部300在内部面形成第二卡定台阶部330，以限制冷却部100的另一端所插入的位置。第二卡定台阶部330可在波纹管紧固部300的相向的内部面突出形成，以减少冷却部100的另一端所插入的通道的宽度。即，当波纹管紧固部300与冷却部100的另一端相结合时，仅插入至被第二卡定台阶部330卡住的部分，因此容易将冷却部100的另一端结合在指定位置。

另一方面，参照图2以及图4，波纹管400在上下侧形成开放部410，从而可以向形成于波纹管紧固部300的突出部311插入，并且可进行收缩。这种波纹管400起到连接一对冷却器件100的通道的作用，由于波纹管400的一侧由包层材料制成，因此可以与波纹管紧固部300硬焊(brazing)接合。

并且，优选地，波纹管400的上下部可以分离。在此情况下，波纹管400的上部及下部可以在相接的一面，沿着外周表面相应地形成结合槽420及结合突起430来实现彼此组装。

并且，与高度或宽度受到材料延伸率的限制的现有的一体型波纹管不同，本发明的分离型波纹管400的优点在于，可以通过改变周围部440的高度来调节可伸缩高度，与此同时，可以通过改变周围部440的宽度来调节伸缩所需的力。

另一方面，波纹管紧固部300在突出部311周围形成形状与波纹管400对应的槽312。

具体地，波纹管400配置于波纹管紧固部300之间，形成有上下侧开放部410并向形成于波纹管紧固部300的突出部311插入。在此情况下，如图4所示，可以将波纹管400的上端及下端可插入至形成有槽312的波纹管紧固部300的一面312a。

即，槽312的深度越深，可以增加向之间插入的波纹管400的上端及下端之间的高度，因此，可以增加周围部440的高度来增加可伸缩高度。

结果，可以通过调节彼此相向的槽312的深度来调节配置于它们之间的波纹管400的高度，由此，能够调节波纹管400的可伸缩高度，因此，可根据所插入的电气器件模块的高度轻松确保能够插入电气器件模块的足够的间隔。

优选地，为了在波纹管400收缩之前轻松插入电气设备模块而增加一对冷却部100之间的间隔。

为此，具有增加用于紧固波纹管400的波纹管紧固部300的突出部311的长度的方法，但是，当突出部311的长度增加时，即使在波纹管400收缩之后，也会因为一对冷却部100与电气器件模块之间的间隔较大，而存在热交换效率降低的问题。即，突出部311的长度应符合电气器件模块的高度，因此不能无限地增加其长度。

相反，在本发明中，在突出部311周围形成形状与波纹管400对应的槽312。如图5的(a)部分所示，在波纹管400收缩之前，波纹管400的上端及下端可以插入至形成有槽312的波纹管紧固部300的一面312a，且可以增加波纹管400的周围部440的高度，因此，能够增加可伸缩高度。

并且，如图5的(b)部分所示，当波纹管400收缩时，波纹管紧固部300在突出部311周围形成槽312，因此，波纹管400可以最大程度发生变形，直到突出部311相接为止。

并且，收缩并变形的波纹管400的周围部440可以与在波纹管紧固部300形成的槽312相接。在此情况下，由于槽312的宽度大于波纹管400的周围部440的宽度，因此，周围部440能够以稳定地放置在形成有槽312的一面312a的状态下进行收缩。

如上所述，本发明可以增加波纹管400收缩前及收缩后的高度差。即，如图6所示，收缩前的波纹管400能够以充分确保一对冷却部100之间的间隔的高度形成，因此，可以充分确保插入电气器件模块的空间，如图7所示，若沿着波纹管400收缩的方向施力，则可以通过在波纹管紧固部300形成的槽312使波纹管400最大程度收缩，因此，可通过最大程度减少一对冷却部100之间的间隔来提高与电气器件模块的热交换效率。

以上，详细说明了本发明的优选实施例，但本发明的技术范围并不限于上述实施例，而应通过发明要求保护范围进行解释。在此情况下，只要是本发明所属技术领域的普通技术人员，则可以在不超出本发明的范围的情况下进行多种修改及变形。

Claims

1.一种用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，包括：

一对冷却部，配置于电气器件模块的上下侧，沿着长度方向形成使冷却流体流动的多个流路；

管道紧固部，与上述一对冷却部各自的一端相结合来使冷却流体流动，在相向的一面形成突起，另一面与管道相连接；

波纹管紧固部，与上述一对冷却部各自的另一端相连接来使冷却流体流动，在相向的一面形成突出部；以及

波纹管，能够收缩，使上下侧开放部向上述突出部插入。

2.根据权利要求1所述的用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，

在上述波纹管紧固部中，在上述突出部周围形成形状与上述波纹管对应的槽，

上述槽的宽度大于上述波纹管的宽度。

3.根据权利要求1所述的用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，上述波纹管的上下部能够分离。

4.根据权利要求1所述的用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，上述管道紧固部在内部面形成第一卡定台阶部，以限制上述一对冷却部各自的一端所插入的位置。

5.根据权利要求1所述的用于冷却车辆电气器件的热交换器，其特征在于，上述波纹管紧固部在内部面形成第二卡定台阶部，以限制上述一对冷却部各自的另一端所插入的位置。