CN114449870A - 电气设备及形成电气设备的罩壳的总成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电气设备及一种形成电气设备的罩壳的总成，所述总成包括：第一罩壳，旨在用于接纳所述电气设备的至少一个第一电子组件；第二罩壳，旨在用于接纳所述电气设备的至少一个第二电子组件；冷却回路，被配置成接纳旨在用于冷却所述电气设备的流体，所述冷却回路至少部分地由彼此抵靠的第一罩壳的第一壁与第二罩壳的第二壁构成；其中第一壁及第二壁分别包括至少一个凹槽，第一壁的凹槽及第二壁的凹槽旨在用于被放置成彼此面对以至少部分地形成所述冷却回路。

Description

电气设备及形成电气设备的罩壳的总成

本发明是2016年11月11日所提出的申请号为201680078738.7、发明名称为《电气设备及形成电气设备的罩壳的总成》的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种形成电气设备的罩壳的总成以及一种包括根据本发明的总成的电气设备，具体来说用于汽车领域中的应用的电气设备。

背景技术

存在用于控制车辆上的电机的转换器。车辆上的机器可能能够驱动车辆的车轮。这种转换器可包括：电子电力单元，包括通过其供应电机的能量的组件；以及电子控制单元，包括用于控制电子电力单元的组件的组件。

车辆上还存在直流/直流(DC/DC)电压转换器，所述直流/直流(DC/DC)电压转换器在车辆中的第一电网络与第二电网络之间转换电压。通常，第一电网络是输送小于60V(通常为约18V到12V)的电压的低压电网络，且高电压的第二电网络输送大于60V(通常大于100V、200V或甚至400V)的电压。为实现车辆中的集成密度，转换器及DC/DC逆变器可集成到车辆内部的单件电气设备中。

逆变器及DC/DC转换器经受加热，所述加热与环境相关联，但当电机在高压下运行时或当DC/DC转换器执行高/低电压转换时也与从所述逆变器与所述DC/DC转换器之间通过的高功率相关联。

为实现DC/DC转换器的有效冷却，常常以两个部分提供电气设备罩壳，其中逆变器组件与DC/DC转换器组件在这两个部分之间是分开的，冷却回路规划在罩壳的这两个部分之间。举例来说，专利请求KR20110139038的公布阐述了这样一种电气设备罩壳，其中第一罩壳包括逆变器组件且第二罩壳包括DC/DC转换器的组件。第一罩壳的壁与第二罩壳的壁接触以界定冷却流体的循环回路。

然而，以两个部分形成这种罩壳是复杂的并且产生与冷却回路的密封相关联的问题或者将组件集成在两部分罩壳中的问题。

发明内容

本发明旨在通过提出一种形成电气设备的罩壳的总成来至少解决早前文章的问题的一部分，所述总成包括：

－第一罩壳，被配置成接纳所述电气设备的至少一第一电子组件；

－第二罩壳，被配置成接纳所述电气设备的至少一第二电子组件；

－冷却回路，被配置成接纳用以冷却所述电气设备的流体，所述冷却回路是至少部分地由所述第一罩壳的第一壁与所述第二罩壳的第二壁彼此接触而形成；

其中所述第一壁及所述第二壁分别包括至少一个凹槽，所述第一壁中的所述凹槽与所述第二壁中的所述凹槽被配置成面对面以至少部分地形成所述冷却回路。

在现有技术中，所述冷却回路是由所述壁中的所述第一壁中的宽度更大或更小的凹槽形成，而所述第二壁具有与所述第一壁面对面配合的平的表面。所述第二壁可包括从所述平的表面延伸以啮合在所述第一壁的所述凹槽中的销。然而，所述第二壁在其平的表面中不包括与所述第一壁中的所述凹槽对齐以形成所述冷却回路的任何凹槽。在根据本发明的总成中，通过彼此面对面，所述凹槽一起形成用于所述冷却回路的通道。因此，所述冷却通道的直径由所述两个壁共享。这允许由于所述冷却回路的形成而对所述壁的厚度的限制分散在所述两个壁之间。如此一来，在本发明中，所述第一壁具有不如现有技术深的凹槽，从而允许规划更薄的第一壁。由于与现有技术相比罩壳高度是恒定的，因此存在更多空间来将所述一个(多个)第一组件容纳在由所述第一罩壳界定的空间中，具体来说沿着与所述第一壁垂直的方向延伸的空间中，特别是由所述第一罩壳的侧壁界定的从所述第一壁的周边沿着与所述第一壁相关的横向方向延伸的空间中。

根据实施例，每一壁是单个部分。

根据实施例，每一壁包括被称为接触表面的实质上平的表面；所谓接触表面被配置成彼此接触而形成所述冷却回路的至少部分，每一接触表面包括各自的所述凹槽在所述壁中的边缘。

根据实施例，每一壁不具有至少在形成所述冷却回路的所述壁的各自的区中在所述接触表面上方延伸的任何突起。

根据实施例，所述总成还包括位于所述第一壁与所述第二壁之间的密封垫圈，以密封所述冷却回路，且所述密封垫圈被配置成在形成所述冷却回路的所述壁的各自的所述区周围形成密封。

根据实施例，所述第一罩壳包括侧壁，所述侧壁从所述第一壁延伸以形成用于接纳所述第一电子组件的罩壳，所述第一壁形成所述罩壳的基部；和/或所述第二罩壳包括侧壁，所述侧壁从所述第二壁延伸以形成用于接纳所述一个(多个)第二电子组件的罩壳，所述第二壁形成所述罩壳的基部。

根据实施例，所述第一壁被配置成接纳至少一第一电子组件，和/或所述第二壁被配置成接纳至少一第二电子组件，具体来说是所述第一壁和/或所述第二壁分别在所述第一壁或所述第二壁的与所述凹槽相对的一个表面上接纳所述至少一第一电子组件或所述至少一第二电子组件。

根据实施例，所述冷却回路的入口端口及出口端口包括在所述两个罩壳中的一个罩壳中。

根据实施例，所述第一壁及所述第二壁分别包括至少一孔，所述孔的边缘对齐以形成用于所述第一电子组件与所述第二电子组件之间的电连接的通道。

本发明还涉及一种电气设备，所述电气设备包括：

－根据本发明的总成，

－至少一第一电子组件，固定在所述第一罩壳中，

－至少一第二电子组件，固定在所述第二罩壳中。

根据实施例，所述电气设备包括：

－逆变器的开关和/或DC/DC电压转换器的开关，容纳在所述第一罩壳中，及

－滤波及平滑组件，容纳在所述第二罩壳中。

附图说明

将结合附图在以下说明中详细阐述本发明。应该注意的是，附图仅用来对本说明的上下文进行说明，而不以任何方式构成对本发明的范围的限制。

图1及图2是根据本发明的电气设备1的实例的透视图。

图3及图4分别是所述电气设备的第一罩壳及第二罩壳在盖体被移除时的视图。

图5是所述电气设备的剖视图。

图6及图7是其中某些组件被移除的第一电气设备罩壳的其他视图。

图8及图9是形成所述电气设备罩壳的总成的剖视图。

图10及图11是所述总成的第一罩壳的透视图。

图12表示插入在所述总成的第一罩壳与第二罩壳之间的垫圈。

图13及图14是所述总成的第二罩壳的透视图。

具体实施方式

图1及图2示出根据本发明的电气设备1的实例的透视图。所述电气设备包括容纳电气设备1的组件的总成100。电气设备1具体来说包括逆变器，所述逆变器被配置成给电机(例如旋转电机，举例来说，被配置成驱动车辆的车轮的机器)供电。所述电气设备具体来说包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器被配置成在车辆的第一连续电网络与第二连续电网络之间转换电压。

形成电气设备1的罩壳的总成100包括第一罩壳110及第二罩壳120。第一罩壳110接纳例如图3及图5到图7中示出的电气设备1的一个或一些第一组件。第二罩壳120接纳例如图4及图5中示出的一个或一些第二电组件。

第一罩壳110及第二罩壳120的实例示出在图8到图14中。第一罩壳110包括第一壁111，第一壁111与第二罩壳120的第二壁121接触而形成电气设备1的冷却回路200。冷却回路200接纳被配置成冷却电气设备1的流体。第一壁包括凹槽，所述凹槽与第二壁121的凹槽122面对面以形成冷却回路200。

具体来说，第一凹槽112与第二凹槽122面对面以形成冷却回路的其中使冷却流体循环的通道210。因此，冷却通道的直径在两个壁之间共享。这允许在两个壁之间共享因冷却回路200的形成而引起的壁厚度上的应变并在两个壁之间平衡由第一罩壳110界定的壳体117与由第二罩壳120界定的壳体127。

具体来说，第一壁111或第二壁121另外可在冷却回路200中包括开口。这些开口由在将第一罩壳110与第二罩壳120彼此配合之后紧固到壁111、121的板封闭。这种板包括例如安装在壁111、121上的电组件中的一者的一部分。

作为另外一种选择，冷却回路由第一凹槽112与第二凹槽122一体地形成。换句话说，冷却通道210仅由凹槽112、122形成。具体来说，第一壁111及第二壁121分别是单件的一部分。

具体来说，第一壁111与第二壁121分别在被称为接触表面的相对平的表面113、123处彼此抵靠。第一壁111的接触表面113包括第一凹槽112的边缘；且第二壁121的接触表面123包括第二凹槽122的边缘。这通过第一凹槽112或第二凹槽122的边缘，即凹槽112、122与从其切割凹槽112、122的表面之间的边界来理解。从其切割第一凹槽112的表面具体来说对应于第一壁111的接触表面113；且从其切割第二凹槽122的表面具体来说对应于第二壁121的接触表面123。具体来说，第一凹槽112或第二凹槽122的边缘也分别一体地包括在接触表面113、123中。

通过规划第一壁111与第二壁121之间的平的接触表面，有利于实现冷却回路200。实际上，第一壁111及第二壁121的彼此接触而形成冷却回路200的部分优选地被加工成消除可能产生冷却流体泄漏到冷却回路200外部的空间的表面不规则性。通过规划以使接触表面113、123变平，有利于加工这些接触表面113、123。

另外，优选的是，仅加工壁111、121的接触表面113、123，而不加工与冷却流体接触的区，例如凹槽112、122。实际上，通过加工凹槽112、122，存在暴露第一壁111或第二壁121的材料中的孔隙的风险。当冷却流体循环时，这会存在经由这些孔隙渗透到壁111、121中且通过第一壁111或第二壁121渗漏的风险。通过规划冷却回路200由第一壁中的第一凹槽112及第二壁121中的第二凹槽122形成，有利于加工。在现有技术的罩壳中，在第一壁是平坦的而不包括凹槽的情况下，必须进行选择性加工，以仅加工第一壁的被配置成与第二壁接触的部分而避开第一壁的被配置成与冷却流体接触的部分，因为其界定冷却通道的一部分。加工因此用抛光头来进行，抛光头的直径小于或等于冷却流体通过的两个通道之间的距离。对于形成电气设备1的罩壳的总成100，由于抛光头仅与接触表面113接触，因此加工工具可具有比冷却流体通过的两个通道之间的距离大的抛光头直径。更大的表面因此可用抛光头来加工，从而减少加工时间。也避免通过加工头进行选择性加工的复杂路线。

另外，第一壁111可不具有延伸超过接触表面113的任何隆起，且第二壁121可至少在壁111、121的形成冷却回路200的区111a、121a中不具有超过其接触表面123的任何隆起。这有利于一个唯一的加工工具从形成冷却回路200的第一壁111的面及第二壁121的面上通过。

第一凹槽112的深度可大于第二凹槽122的深度。具体来说，第一凹槽112具有在5mm与20mm之间，常常等于10mm的深度；且第二凹槽122具有包括在0.5mm与1mm之间，常常等于1mm的深度。第一凹槽112与第二凹槽122之间的此深度差允许第二壁121的厚度被限制成在第二壳体127中获得更大的空间。

第一壁111可包括至少一个贯穿孔114，且第二壁121可包括至少一个贯穿孔124，至少一个贯穿孔114与所述至少一个贯穿孔124的边缘彼此接触而形成第一壁111的与支撑第一凹槽112的面相对的面与第二壁121的与支撑第二凹槽122的面相对的面之间的通道。具体来说，这些贯穿孔114、124形成稍后阐述的由第一罩壳110界定的第一壳体117与由第二罩壳120界定的第二壳体127之间的通道。这些贯穿孔114、124形成在第一壁111及第二壁121的形成冷却回路200的区111a、121a外部。

密封垫圈可位于第一壁111与第二壁121之间。密封垫圈130的实例示出在图12中。密封垫圈130在第一壁111及第二壁121的形成冷却回路200的区111a、121a周围提供密封。为此，密封垫圈130位于第一壁111及第二壁121的接触表面113、123之间。除材料带134、135、136以外，在形成冷却回路200时位于冷却回路200中的一部分中，密封垫圈130可不具有材料。这些材料带134、135、136提高密封垫圈130的刚性以使得有利于密封垫圈130的处理及定位。这些材料带134、135、136可刚好足够宽以获得刚性并界定开口131、132、133。密封垫圈130在冷却回路200周围，具体来说在壁111、121的形成冷却回路200的区111a、121a周围提供闭环长度的密封。密封垫圈130还可在形成在第一壁111及第二壁121中的通道周围提供所述密封。密封垫圈130包括孔137，孔137的边缘在所述通道周围形成所述密封。密封垫圈130还可包括孔139，孔139允许分别用于将第一壁111固定到第二壁121上的固定元件通过。

冷却回路200可包括入口端口201及出口端口202，冷却流体通过入口端口201及出口端口202进入并离开冷却回路200。入口端口201及出口端口202包括在第二罩壳120中，具体来说包括在第二罩壳120的在下文中阐述的侧壁126中。具体来说，入口/出口端口201、202是侧壁116中的管状开口。这些入口/出口端口201、202通过管203、204延伸，管203、204与第二壁121的第二凹槽122连通以引入或抽出冷却流体。入口/出口端口201、202可以类似方式包括在第一罩壳110中。通过将入口/出口端口201、202规划在所述两个罩壳110、120中的仅一个罩壳中，简化了入口/出口端口201、202周围的密封的实施。作为另外一种选择，入口/出口端口201、202可能已经包括了来自第一罩壳110的第一部分及来自第二罩壳120的第二部分，当形成冷却回路200时，这两个部分彼此配合。连接件205、206可插入到入口/出口端口201、202中以使其适应冷却流体的供应回路。

每一罩壳110、120可分别包括侧壁116、126，侧壁116、126从第一壁111或第二壁121的周边横向延伸以分别界定第一壳体117及第二壳体127。具体来说，当第一罩壳110及第二罩壳120安装在彼此上以形成冷却回路200时，第一罩壳110的侧壁116在与第二罩壳120相反的方向上延伸，且第二罩壳120的侧壁126在与第一罩壳110相反的方向上延伸。每一壳体117、127可分别由抵靠上述侧壁116、126的远侧端部的盖体118、128封闭。因此，第一壁111形成第一罩壳110的底部，且第二壁121形成第二罩壳120的底部。

第一壁111可例如如图7所示接纳固定到第一壳体117中的一个或几个第一组件300、310。第一壳体117可包括电子电力模块300，电子电力模块300具有被配置成给电机和/或具有绝缘金属衬底(insulated metallic substrate，SMI或用英语表达的“InsulatedMolded Substrate(绝缘模制衬底)”)的电子卡310供电的组件，具有绝缘金属衬底的电子卡310包含用于在第一电动车辆网络与第二电动车辆网络之间进行电压转换的组件。这些电子电力模块300及SMI卡310可被第一壁111支撑成一个面与第一壁111接触。具体来说，这些第一组件300、310位于第一壁111的与支撑第一凹槽111的面相对的一个面上。具体来说，电子电力模块300或SMI 310卡可至少部分地位于与第一凹槽111相对的一个表面上，从而改善其冷却。电力模块300或SMI 310卡的组件例如包括电子开关，例如晶体管、半导体或其它电子开关。

第二壁121可例如如图4所示接纳固定到第二壳体127中的一个或几个第二组件320、330、340、350。第二壳体127可包括：电磁兼容滤波器(electromagnetic compatiblefilter或EMC)320，用于对电气设备1的输入信号进行滤波；和/或EMC滤波器330，用于对来自电气设备1的输出信号进行滤波；和/或磁组件340，包括用于对输送到电力模块300的电流进行整流的电容器以及用于电气设备1的DC/DC转换器的变压器；和/或电容器模块350，被配置成允许包括在电子模块300中和/或SMI卡310上的电气开关在零伏下进行切换(switching at zero volt或ZVS)。这些第二组件320、330、340、350可被第二壁121支撑成一个面接触第二壁121。具体来说，这些第二组件320、330、340、350位于第二壁121的与支撑第二凹槽121的面相对的一个面上。在可能的情况下，第二组件320、330、340、350可至少部分地位于与第二凹槽121相对的一个表面上，从而改善其冷却。

第一组件300、310可经由由形成在第一壁111及第二壁121中的孔114、124界定的通道与第二组件320、330、340、350电连接。图5示出SMI卡310的电连接件311与磁组件340上的端子之间经由电连接件360的中间部分进行电连接的实例。

根据实施例，电气设备1的逆变器及DC/DC转换器的电子开关容纳在两个罩壳110、120中的一个中，而电气设备1的滤波及平滑组件320、330、340、350容纳在所述两个罩壳中的另一个中。这允许在逆变器与DC/DC转换器之间共享滤波器组件。另外，通过将开关容纳在相同的罩壳中，更容易用单个控制单元370来控制开关。这种控制单元370例如容纳在与开关相同的罩壳中，如图5所示。控制单元370是例如包含被配置成控制电子电力模块300及SMI卡310的开关的组件371的电子卡。具体来说，电气设备1的逆变器及DC/DC转换器的电子开关容纳在第一罩壳110中，而电气设备1的滤波及平滑组件320、330、340、350容纳在第二罩壳120中。

第一罩壳110及第二罩壳120通过使第一壁111与第二壁121保持接触的固定器件固定到彼此。这些固定器件是例如拧紧到第一壁111及第二壁121中的对应的孔T1、T2中的螺钉。固定器件也可以是例如由第一罩壳110及第二罩壳120的侧壁116、126包含的夹子。

电气设备1可包括信号连接件380，信号连接件380被配置成允许在电气设备的组件与电气设备的外部之间交换数据信号，例如与车辆控制器交换数据信号。电气设备1可包括电力输入连接件381，电力输入连接件381允许向电气设备1的组件供应电力。具体来说，电力输入连接件381允许与车辆的第一电网络进行电连接，具体来说与此第一电网络的电力存储单元实现电连接，以在接入电气设备1的逆变器和/或DC/DC转换器时供应电能。输出电力连接件382允许在电气设备1的逆变器与由逆变器控制的电机之间传递电能。来自DC/DC输出383的电连接件可允许在电气设备1的DC/DC转换器与车辆的第二电网络，具体来说与此第二电网络的电力存储单元之间传递电能。第一电网络是例如高压网络且第二电网络是例如低压网络。具体来说，这些电连接件380、381、382、383如图2所示位于形成电气设备1的罩壳的总成100的一侧上。具体来说，这些电连接件380、381、382、383位于第一罩壳110及第二罩壳120的侧壁116、126上。

电气设备1可包括通风孔385以控制电气设备1内部的湿度。通风孔385具体来说包含在形成电气设备1的罩壳的总成100的一侧上。举例来说，通风孔385包含在第一罩壳110的侧壁116上。通风孔385也可包含在第二罩壳120的侧壁126上。

第一壁111可包括开口115，开口115的边缘对应于第二壁121中的开口125。突起156从壁121的与壁121的支撑第二凹槽122的面相对的面上的开口125的边缘延伸。所述突起形成接纳在图7中可见的电容单元315的腔151。电容单元315包括若干电容器316。电容单元315连接到逆变器，具体来说连接到电子电力模块300并且连接到DC/DC转换器以及SMI卡310。具体来说，电容单元315位于车辆的第一电网络与电子电力模块300及SMI卡310之间的电链路中且构成尽可能接近电子电力模块300及SMI卡310的能量储备，具体来说用于通过开关来切断的能量储备。为此，电容单元315通过电连接带(图中未示出)连接到电力模块300及SMI卡。第一壁111的开口115在第一壁111的被配置成形成冷却回路200的区111a外部。第二壁121的开口125在第二壁121的被配置成形成冷却回路200的区121a外部。密封垫圈包括孔138以允许电容单元315通过。

本发明不限于上述单个实例。附图表示对若干实施例进行组合的实施例的具体实例。然而，如权利要求所指出的，与所述实施例相关联的特征之间可因各种模式而彼此独立，或者在它们之间进行组合。

Claims (10)

1.一种形成电气设备的罩壳的总成，所述总成包括：

第一罩壳，被配置成接纳所述电气设备的至少一第一电子组件；

第二罩壳，被配置成接纳所述电气设备的至少一第二电子组件；

冷却回路，被配置成接纳用以冷却所述电气设备的流体，所述冷却回路是至少部分地由所述第一罩壳的第一壁与所述第二罩壳的第二壁彼此接触而形成；

其中所述第一壁及所述第二壁分别包括至少一凹槽，所述第一壁的所述凹槽与所述第二壁的所述凹槽被配置成面对面以形成所述冷却回路的至少一部分，

所述第一壁的所述凹槽的深度大于所述第二壁的所述凹槽的深度，

所述第一壁及所述第二壁分别包括至少一贯穿孔，所述贯穿孔的边缘对齐以形成用于所述第一电子组件与所述第二电子组件之间的电连接的通道，其中所述通道形成于所述第一壁的与支撑所述第一壁的所述凹槽的面相对的面与所述第二壁的与支撑所述第二壁的所述凹槽的面相对的面之间。

2.根据权利要求1所述的总成，所述第一壁及所述第二壁中的每一者是一个单体部件。

3.根据权利要求1所述的总成，所述第一壁及所述第二壁中的每一者包括被称为接触表面的平的表面；所述接触表面被配置成彼此接触以至少部分地形成所述冷却回路，所述接触表面中的每一者包括各自的所述凹槽在所述壁中的边缘。

4.根据权利要求3所述的总成，所述第一壁及所述第二壁中的每一者不具有至少在形成所述冷却回路的所述第一壁及所述第二壁各自的区中在所述接触表面上方延伸的突起。

5.根据权利要求4所述的总成，还包括位于所述第一壁与所述第二壁之间的密封垫圈，以形成所述冷却回路的密封，且其中所述密封垫圈被配置成在形成所述冷却回路的所述第一壁及所述第二壁各自的所述区周围形成密封。

6.根据权利要求1所述的总成，所述第一罩壳包括侧壁，所述侧壁从所述第一壁延伸以形成用于接纳所述第一电子组件的壳体，所述第一壁形成所述壳体的基部；和/或所述第二罩壳包括侧壁，所述侧壁从所述第二壁延伸以形成用于接纳所述第二电子组件的壳体，所述第二壁形成所述壳体的基部。

7.根据权利要求1所述的总成，所述第一壁被配置成接纳所述至少一第一电子组件，和/或所述第二壁被配置成接纳所述至少一第二电子组件，所述第一壁和/或所述第二壁分别在所述第一壁或所述第二壁的与所述凹槽相对的表面上接纳所述至少一第一电子组件或所述至少一第二电子组件。

8.根据权利要求1所述的总成，所述冷却回路的入口端口及出口端口包括在所述第一罩壳与所述第二罩壳中的一者中。

9.一种电气设备，包括：

如权利要求1至8中任一项所述的总成，

至少一第一电子组件，固定在所述第一罩壳中，

至少一第二电子组件，固定在所述第二罩壳中。

10.根据权利要求9所述的电气设备，包括：

逆变器的开关和/或直流/直流电压转换器的开关，容纳在所述第一罩壳中；以及

滤波及平滑组件，容纳在所述第二罩壳中。

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