CN113853074A - 高压接线盒冷却剂挡板 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及高压接线盒冷却剂挡板。一种电子模块设有壳体，该壳体具有底座和从底座横向延伸的壁。壳体包括穿过壁形成的入口端口和出口端口。电路板组件由壳体支撑，并且包括在运行期间产生热量的电子器件。冷板安装到壳体的壁以界定歧管。壳体和冷板与电路板组件热连通，以用于传递电子器件产生的热量。挡板布置在歧管内，以用于引导冷却剂流。弹性材料布置在挡板的远端上，并适于以过盈配合接合冷板的下表面，以阻止冷却剂泄漏。

Description

高压接线盒冷却剂挡板
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月26日提交的序列号为63/044,540的美国临时申请的利益，该美国临时申请的公开内容在此通过引用被全部并入本文。
技术领域
一个或更多个实施例涉及用于引导冷却剂(coolant)通过高压接线盒(high-voltage junction box)的挡板。
背景
冷板被用于冷却电子器件，例如用于冷却电动交通工具或混合动力交通工具的电池充电器的高压接线盒中所包括的电力电子器件。这种电力电子器件将来自电网的AC电力转换成DC电力，以用于给交通工具电池充电。电力电子器件在运行时产生热量。高压接线盒可包括液冷冷板来散热。这种高压接线盒还可以包括用于引导冷却剂流的挡板。授予Rai等人并转让给李尔公司的第US 9,622,377号美国专利描述了具有可分离的导流挡板的冷板的示例。
概述
在一个实施例中，歧管组件设有壳体，该壳体具有底座、从底座横向延伸的壁、以及穿过壁形成的入口端口和出口端口。盖安装在壁的顶部上，以界定冷却剂流的歧管。挡板布置在歧管内，以引导在入口端口和出口端口之间的冷却剂流，并且弹性材料布置在挡板的远端上，以接合盖的下表面并阻止冷却剂泄漏。
在另一个实施例中，电子模块设有壳体，该壳体具有底座和从底座横向延伸的壁。壳体包括穿过壁形成的入口端口和出口端口。电路板组件由壳体支撑，并且包括在运行期间产生热量的电子器件。冷板安装到壳体的壁以界定歧管。壳体和冷板与电路板组件热连通，以用于传递电子器件产生的热量。挡板布置在歧管内，以用于引导冷却剂流。弹性材料布置在挡板的远端上，并适于以过盈配合接合冷板的下表面，以阻止冷却剂泄漏。
在又一实施例中，提供了一种用于制造电子模块的方法。挡板布置在壳体中形成的流体歧管中。弹性材料模制在挡板的远端上，并穿过挡板中的孔以固定弹性材料。冷板安装在歧管上以密封歧管并压缩弹性材料以阻止冷却剂泄漏。电子组件被安装到冷板，与歧管导热连通。
在一个实施例中，高压接线盒设有壳体，该壳体包括底座和从底座横向延伸的壁。壳体包括穿过壁形成的入口端口和出口端口。电路板组件由壳体支撑，并且包括在运行期间产生热量的电力电子器件。冷板安装到壳体的壁以界定歧管。壳体和冷板与电路板组件热连通，以用于吸收电力电子器件产生的热量。冷板、入口端口和出口端口适于共同促进冷却剂流穿过歧管。挡板布置在歧管内，以用于引导冷却剂流。挡板包括用于搁置在壳体的底座上的支撑件、从支撑件延伸的翅片、以及布置在翅片的远端上的弹性材料，该弹性材料适于以过盈配合接合冷板的下表面以阻挡冷却剂流。
本发明还提供了一种具有壳体的电子模块，该壳体包括底座和从底座横向延伸的壁。壳体包括穿过壁形成的入口端口和出口端口。电路板组件由壳体支撑，并且包括在运行期间产生热量的电子器件。冷板安装到壳体的壁以界定歧管。壳体和冷板与电路板组件热连通，以用于吸收电子器件产生的热量。冷板、入口端口和出口端口适于共同促进冷却剂流穿过歧管。挡板布置在歧管内，以用于引导冷却剂流。挡板包括用于搁置在壳体的底座上的支撑件、从支撑件延伸的翅片、以及布置在翅片的远端上的弹性材料，该弹性材料适于以过盈配合接合冷板的下表面以阻挡冷却剂流。
附图简述
图1是具有根据一个或更多个实施例的高压接线盒的电气化交通工具的示意图。
图2是高压接线盒的分解顶部透视图，示出了根据一个实施例的冷板和挡板。
图3是图2的高压接线盒的竖直剖视图。
图4是图2的挡板的顶部透视图。
图5是高压接线盒的竖直剖视图，示出了根据另一实施例的冷板和挡板。
图6是图5的挡板的顶部透视图。
详细描述
按照要求，本文披露了本发明的详细实施例；然而，应当理解的是，所披露的这些实施例仅仅是本发明的能以不同形式和替代形式实施的示例性实施例。这些附图不必是按比例的；一些特征可以被夸大或者缩至最小以便示出具体部件的细节。因此，本文披露的具体的结构上和功能上的细节不得解释为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
参照图1，根据一个或更多个实施例示出了电子控制模块，例如高压接线盒(HVJB)，并且通常用数字100表示。HVJB 100被描绘在交通工具102内，并且包括高压(HV)配电模块104和车载充电器(OBC)106。HVJB 100将外部电源108电气地连接到牵引电池110以便于充电。OBC106和HV配电模块104共同调节从外部电源108供应的功率以向牵引电池110提供适当的电压和电流水平。
外部电源108电气地联接到电动交通工具供电设备(EVSE)112，例如充电器或充电站。根据一个或更多个实施例，外部电源108是如由电力事业公司提供的配电网络或电网。EVSE 112提供电路和控制机构以调节和管理在外部电源108和交通工具102之间的能量的输送。外部电源108向EVSE 112提供AC电力。EVSE 112包括用于插到交通工具102的充电端口116内的充电连接器114。充电端口116可以是将电力从EVSE 112输送到HVJB 100的任何类型的端口。HVJB 100将从EVSE 112接纳的AC电力转换成高压(HV)DC电力输出，以用于对牵引电池110充电。这可能一般在数百伏特内，例如300伏特或更高的电压。
参考图2，HVJB 100包括安装到交通工具底盘(未示出)的壳体118。壳体118包括底座120和从底座120横向延伸以形成空腔124的侧壁122。HVJB 100包括由壳体118支撑在空腔124内的多个电路板组件。在图示的实施例中，HVJB 100包括第一电路板组件126、第二电路板组件128和一系列电感器130，它们都安装在盖上，例如冷板132上，并布置在空腔124内。电路板组件126、128和电感器130包括电力电子器件，例如用于将AC电力转换成高压(HV)DC电力。这样的电力转换产生热量。HVJB 100可以包括形成在壳体118下侧的第二空腔，以用于接纳附加的电路板组件(未示出)。
冷板132安装在内部壳体壁134的顶部，以在壳体118的空腔124内形成歧管136。冷板132充当热提取器或散热器，并从电力电子器件散热。壳体118还包括从底座120延伸到歧管136中的多个突起138，多个突起138增加了壳体118的总表面积并充当散热器。
HVJB 100促进冷却剂流穿过歧管136，以吸收和移除由电力电子器件产生的热量。壳体118包括延伸穿过侧壁122的入口端口140和出口端口142。入口端口140和出口端口142连接到冷却剂系统144，以用于通过歧管136循环液体冷却剂。HVJB 100可包括布置在冷板132和内壳壁134之间的垫圈146，以将冷却剂密封在歧管136内。当冷却剂通过歧管136循环时，冷却剂从壳体118(包括突起138)和冷板132吸收热量。
参照图3和图4，HVJB 100包括用于引导冷却剂流穿过歧管136的挡板148。歧管136和挡板148可以统称为歧管组件。挡板148包括搁置在壳体的底座120上的支撑件150，以及从支撑件150延伸的多个翅片152。每个翅片152包括从支撑件150的一侧横向延伸的直立部分154。每个翅片152还包括从直立部分154的近端延伸横跨支撑件的脊156，以及从直立部分154的远端侧向向外延伸的突出部158。多个翅片152沿着支撑件150的长度彼此纵向隔开。挡板148还包括布置在翅片152远端的弹性材料160。弹性材料160被设计成能够承受高温条件，例如超过140摄氏度。根据一个或更多个实施例，支撑件150和翅片152形成为整体刚性聚合物结构。在一个实施例中，挡板148通过在翅片152的远端上包覆成型硅酮弹性材料160而形成。
挡板148可以包括用于将弹性材料160固定在翅片152上的特征。弹性材料160可以在包覆成型过程中粘附到翅片152上。此外，每个翅片152可以包括一个或更多个凹穴162，该凹穴162形成在突出部158的顶表面中，以例如在突出部158中接纳弹性材料160，和/或沿着脊156的长度接纳弹性材料160。每个翅片152还可以包括从凹穴162延伸并穿过翅片152一侧的孔164。在图示的实施例中，孔164从凹穴162横向延伸并侧向穿过突出部158。在其他实施例中，孔164从凹穴162向下延伸并穿过突出部158；或者从凹穴162纵向延伸穿过突出部158的前表面或后表面(未示出)。弹性材料160流入凹穴162并通过孔164流出，以进一步将弹性材料160固定到翅片152上。
如图3所示，挡板148位于冷板132和壳体118的底座120之间，以引导冷却剂流动。在一些位置，翅片152接合冷板132的下表面166，以阻止冷却剂泄漏，如数字168所示。在其他位置，翅片152包括开口170，以允许冷却剂流动。冷却剂通过入口端口140和出口端口142之间的歧管136采取阻力最小的路径。挡板148引导冷却剂流，以最大化来自壳体118和冷板132的热传递，并最小化冷却剂湍流、停滞和泄漏。
图5和图6示出了根据另一个实施例的挡板248。类似于图3和图4所示的挡板148，挡板248包括支撑件250和从支撑件250延伸的多个翅片252。支撑件250和翅片252也形成为单一的刚性聚合物结构。然而，挡板248不包括布置在翅片252远端的弹性材料。挡板248位于冷板132和壳体118的底座120之间，以引导冷却剂流动。在一些位置，翅片252被设计成接合冷板132的下表面166，以阻止冷却剂泄漏。然而，由于冷板132和挡板248的制造公差，翅片252的远端可能不会在所有位置完全接合冷板132的下表面166，从而导致间隙268。这种间隙268可能导致冷却剂泄漏和从壳体118和冷板132的低效热传递。支撑件250可以包括倾斜边缘(angled edge)272，以在挡板248上方和/或下方提供层流。例如，倾斜边缘272在图5中显示为向下倾斜，以引导冷却剂流在挡板248下方。在其他实施例中，倾斜边缘272可以向上倾斜，以将冷却剂流引导到挡板248(未示出)上方。
返回参考图3和图4，挡板148的支撑件150还可以包括倾斜边缘(未示出)，以在挡板148上方和/或下方提供层流。另外，挡板148被设计成在翅片152的远端上的弹性材料160和冷板132的下表面166之间提供过盈配合，以消除由于公差引起的任何潜在间隙并限制冷却剂泄漏。挡板148通过减少挡板和冷板之间的过盈或间隙而提供了对其他挡板(例如挡板248)的改进，这改善了热传递和热效率。
虽然上文描述了示例性实施例，这不意味着这些实施例描述本发明的所有可能形式。相反，在本说明书中使用的这些言词是说明性而非限制性的言词，并且应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。此外，可以组合不同实现实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种歧管组件，包括：
壳体，所述壳体具有底座、从所述底座横向延伸的壁、和穿过所述壁形成的入口端口和出口端口；
盖，所述盖安装在所述壁的顶部上以界定用于冷却剂流的歧管；
挡板，所述挡板布置在所述歧管内以引导所述入口端口和所述出口端口之间的冷却剂流；以及
弹性材料，所述弹性材料布置在所述挡板的远端上，以接合所述盖的下表面并阻止冷却剂泄漏。
2.一种电子模块，包括根据权利要求1所述的歧管组件；以及
电路板组件，所述电路板组件与所述歧管热连通，所述电路板组件包括在运行期间产生热量的电子器件。
3.根据权利要求1所述的歧管组件，其中，所述挡板还包括：
支撑件；和
至少一个翅片，所述至少一个翅片从所述支撑件横向延伸，其中所述弹性材料布置在所述至少一个翅片的远端上。
4.根据权利要求3所述的歧管组件，其中，所述至少一个翅片包括：
直立部分，所述直立部分从所述底座横向延伸；
脊，所述脊从所述直立部分的近端横跨所述支撑件的宽度侧向延伸；和
突出部，所述突出部从所述直立部分侧向向外延伸。
5.根据权利要求4所述的歧管组件，其中，在所述直立部分、所述脊和所述突出部中的至少一个的表面中形成有凹穴，以接纳所述弹性材料并将所述弹性材料固定到所述至少一个翅片上。
6.根据权利要求5所述的歧管组件，其中，在所述至少一个翅片中形成有孔，所述孔从所述凹穴延伸并穿过所述至少一个翅片的侧表面，以接纳所述弹性材料，并进一步将所述弹性材料固定到所述至少一个翅片。
7.根据权利要求5所述的歧管组件，其中，在所述至少一个翅片中形成有孔，所述孔从所述凹穴横向延伸并穿过所述突出部，以接纳所述弹性材料，并进一步将所述弹性材料固定到所述至少一个翅片。
8.根据权利要求1所述的歧管组件，其中，所述挡板的支撑件形成有倾斜边缘，以引导层流冷却剂流围绕所述支撑件。
9.根据权利要求1所述的歧管组件，其中，所述壳体包括从所述底座延伸的一系列突起，以增加所述壳体的表面积，其中所述挡板布置在所述一系列突起上，并且其中，所述挡板的支撑件形成有倾斜边缘，以引导层流冷却剂流围绕所述支撑件并穿过所述一系列突起。
10.一种电子模块，包括：
壳体，所述壳体具有底座和从所述底座横向延伸的壁，所述壳体包括穿过所述壁形成的入口端口和出口端口；
电路板组件，所述电路板组件由所述壳体支撑，所述电路板组件包括在运行期间产生热量的电子器件；
冷板，所述冷板安装到所述壳体的所述壁以界定歧管，其中所述壳体和所述冷板与所述电路板组件热连通，以用于传递由所述电子器件产生的热量；和
挡板，所述挡板布置在所述歧管内以用于引导冷却剂流；以及
弹性材料，所述弹性材料布置在所述挡板的远端上，并适于以过盈配合的方式接合所述冷板的下表面，以阻止冷却剂泄漏。
11.根据权利要求10所述的电子模块，其中，所述挡板还包括：
支撑件；和
翅片，所述翅片从所述支撑件横向延伸，其中所述弹性材料布置在所述翅片的远端上。
12.根据权利要求11所述的电子模块，其中，所述翅片包括沿着所述支撑件的长度彼此隔开的一系列翅片。
13.根据权利要求11所述的电子模块，其中，在所述翅片的表面中形成凹穴以接纳所述弹性材料，并且其中，在所述翅片中形成孔，所述孔从所述凹穴延伸并穿过所述翅片的另一表面以接纳所述弹性材料。
14.根据权利要求11所述的电子模块，其中，所述翅片包括：
直立部分，所述直立部分远离所述底座延伸；
脊，所述脊从所述直立部分横跨所述支撑件延伸；和
突出部，所述突出部从所述直立部分向外延伸。
15.根据权利要求14所述的电子模块，其中，在所述翅片的表面中形成凹穴以接纳所述弹性材料。
16.根据权利要求15所述的电子模块，其中，在所述翅片中形成有孔，所述孔从所述凹穴延伸并穿过所述翅片的另一表面，以接纳所述弹性材料，并进一步将所述弹性材料固定到所述翅片。
17.根据权利要求10所述的电子模块，其中，所述挡板的支撑件形成有倾斜边缘，以引导层流冷却剂流围绕所述支撑件。
18.根据权利要求10所述的电子模块，其中，所述壳体包括从所述底座延伸的一系列突起，以增加所述壳体的表面积，其中所述挡板布置在所述一系列突起上，并且其中，所述挡板的支撑件形成有倾斜边缘，以引导层流冷却剂流围绕所述支撑件并穿过所述一系列突起。
19.一种制造电子模块的方法：
将挡板布置在壳体中形成的歧管中；
将弹性材料模制在所述挡板的远端上并穿过所述挡板中的孔以固定所述弹性材料；
在所述歧管上安装冷板以密封所述歧管并压缩所述弹性材料以阻止冷却剂泄漏；和
将电子组件安装到与所述歧管导热连通的所述冷板。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括引导层流冷却剂流围绕所述挡板的支撑件并穿过形成在所述壳体中的突起。
CN202110702287.2A 2020-06-26 2021-06-24 高压接线盒冷却剂挡板 Active CN113853074B (zh)

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