CN221283483U - 用于控制器的电子元件散热的壳体结构，电机和电动压缩机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构，壳体结构限定控制器空间及冷却流体空间，其特征在于，壳体结构(100)包括：位于控制器空间与冷却流体空间之间的隔板(100A)，其中，在控制器空间侧的隔板上设置凹入的容纳空间(102)以接收控制器的电子元件(200)，并且在冷却流体空间侧的隔板上设置突出部，并且其中，容纳空间位于突出部内，其中，容纳空间(102)配置成适于将导热剂(300)填充于除控制器的电子元件(200)之外的容纳空间剩余部分。

Description

用于控制器的电子元件散热的壳体结构，电机和电动压缩机

技术领域

本申请涉及一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构。另外，本申请还涉及一种电机和电动压缩机。

背景技术

在工业尤其是车辆领域中，很多部件和/或组件在工作过程中都会产生热量。这种热量在有些时候和/或情况下非常显著。例如，控制电机运转的电子控制单元中的功率开关部件在工作中，经常出现大电流、大电压频繁通过功率开关部件。这种操作可能导致功率开关部件的温度急剧上升。尤其是对于电动车辆而言，其电机是提供驱动车辆以及其他辅助组件(例如压缩机)的能量来源。控制这种电机运转的电子控制单元中的功率开关部件的工作频率和负荷都显著升高。相应地，需要被散出的热量也变大。还存在一种情况，当车辆在环境温度较高的情况(例如由于季节，天气和/或地理等原因)下操作时，这也会引起部件的温度升高现象。

这种散热问题在目前的情况中没有被合理地重视也没有被妥善地解决。在现有技术中，即使勉强应付这种散热问题，也不过是引入另外的散热片，风扇等部件。然而，这种引入增加了制造工序，占用了更多的空间，升高了经济成本。

考虑到但不限于上述各种困难，提供一种新型的结构以至少解决和/或缓解上述问题是被期望的。

实用新型内容

本申请旨在提供一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构，这在至少一个方面相对于现有技术是有利的。

为此，本申请在一个方面提供了一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构，所述壳体结构限定控制器空间及冷却流体空间，所述壳体结构包括：位于控制器空间与冷却流体空间之间的隔板，其中，在控制器空间侧的隔板上设置凹入的容纳空间以接收控制器的电子元件，并且在冷却流体空间侧的隔板上设置突出部，并且其中，所述容纳空间位于所述突出部内，其中，所述容纳空间配置成适于将导热剂填充于除所述控制器的电子元件之外的容纳空间剩余部分。

在一种可行的实施方式中，所述容纳空间成形为配合所述控制器的电子元件的形状和/或结构。

在一种可行的实施方式中，所述突出部成形为片状，鳍状，翅状和/或鳞状以增大散热表面积。

在一种可行的实施方式中，所述壳体结构是由金属铸造形成的壳体结构。

在一种可行的实施方式中，所述导热剂实现为导热系数大于3W/(m·K)的导热胶。

在一种可行的实施方式中，所述控制器的电子元件实现为功率开关部件。

在一种可行的实施方式中，所述容纳空间配置成使得所述功率开关部件的引脚的延伸方向相交于与其相关联的集成电路板的延伸平面从而避免引脚被弯折。

在一种可行的实施方式中，所述容纳空间配置成使得所述功率开关部件的引脚的延伸方向垂直于与其相关联的集成电路板的延伸平面。

本申请在另一方面还涉及一种电机，包括：如上所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构；和布置在所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构中的功率开关部件，所述功率开关部件配置成能够控制所述电机的操作。

本申请在又一方面还涉及一种电动压缩机，包括：壳体，所述壳体限定控制器腔及电机腔，所述壳体包括：位于控制器腔与电机腔之间的隔板，其中，在控制器腔侧的隔板上设置凹入的容纳空间以接收控制器的IGBT元件，并且在电机腔侧的隔板上设置突出部，并且其中，所述容纳空间位于所述突出部内，其中，所述容纳空间配置成适于将导热剂填充于除所述控制器的电子元件之外的容纳空间剩余部分，所述电动压缩机配置为：压缩机的电机腔中的冷却流体在流过突出部时能够将热量带走从而便利于IGBT元件散热。

根据本申请的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，电机和/或电动压缩机具有能够显著提升热量传导速率的同时也能够增加时间、空间和经济效益等诸多优点。

附图说明

图1示出了根据本申请的一种实施方式的一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构。

图2示出了图1所示的实施方式，并且还示出了导热剂。

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的一些可行实施方式。需要指出，各图并非按比例绘制的。某些细节可能被加大以便清楚地展示，还有一些非必要示出的细节被略去。

图1-图2示出了根据本申请的一种实施方式的一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构。如图1-2所示，示出了用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。可选地，用于控制器的电子元件散热的壳体结构100由金属(铝)铸造形成。

壳体结构100限定(例如，经由间隔的方式)控制器空间(在图1-2中示为上方)以及冷却流体空间101(在图1-2中示为下方)。壳体结构100包括：位于控制器空间与冷却流体空间101之间的隔板100A。在控制器空间侧的隔板上设置凹入的容纳空间102。在冷却流体空间侧的隔板上设置突出部，并且容纳空间位于突出部内。

容纳空间102，特别是容纳空间102的形状和/或结构，配置成能够接收控制器的电子元件200。控制器的电子元件200例如可以为(例如采用TO247封装形式的)功率开关部件(例如：IGBT元件)，如图1所示。可以理解，在其他实施方式中，所述控制器的电子元件200还可以实现为任何其他合适的部件。

可选地，突出部可以成形为片状，鳍状，翅状和/或鳞状等。通过这种方式，可以在有限的空间内形成显著大的热传导(例如散热)表面积，这能够便利于热传导的效率，例如热传导速率。

容纳空间102，尤其是其内表面，可以成形为配合控制器的电子元件200(尤其是其外轮廓和/或外表面)。

所述容纳空间和/或突出部的数量可以为一个，也可以为多个，诸如：两个，三个。

在具有多个容纳空间和/或突出部的情况下，其可以彼此平行地布置。

容纳空间102可以配置成适于容纳导热剂300。容纳空间102配置成适于将导热剂300填充于除控制器的电子元件200之外的容纳空间剩余部分。

通过所述导热剂300的配置，更加便利于所述控制器的电子元件200向用于控制器的电子元件散热的壳体结构100的散热过程。另外可附加地，经由导热剂300，控制器的电子元件200能够机械连接(粘接)到所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。通过这种方式，则除了导热剂300之外，无需附加的元件连接所述控制器的电子元件200和所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。另外可附加地，由于导热剂300的存在，无需附加元件，控制器的电子元件200能够降低相对于所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100的振动等级。这是通过导热剂300本身的弹性获得的。

所述导热剂300可以成形为导热胶。由于导热剂300填充于除控制器的电子元件200之外的容纳空间剩余部分，因此经由导热胶，控制器的电子元件200能够机械连接(粘接)到所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。

另外，由于利用导热胶，可以省略现有技术中所采用的用以将功率开关部件相对于壳体电绝缘的隔离垫片的使用。通过这种方式，进一步减少制造工序，节约制造成本。

另外，导热胶还可以具有减振(例如，降低振动等级)的功能和/电绝缘的功能，进一步保护所述控制器的电子元件200。可选地，导热胶的导热系数大于3W/(m·K)。导热胶可以采用例如Wacker Elastosil。

所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100的结构和/或形状还可配置成能够使得冷却流体(如图1-2中箭头所指)在流过突出部时能够将热量带走。通过这种方式，冷却流体可以便利于热传导，尤其是控制器的电子元件200(例如IGBT元件)的散热。

在一种实施方式中，所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100还可包括贯通孔103。所述贯通孔103配置成能够引入冷却流体，尤其是从外界环境引入冷却流体入到冷却流体空间，从而对突出部进行散热。所述贯通孔103的开孔方向可以相对于所述突出部的延伸方向成角度，例如呈大于90度，如图1-2所示。

在一种实施方式中，冷却流体可以是液体，也可以是气体。在一种实施方式中，冷却流体可以是来自大气的空气。在一种实施方式中，冷却流体可以是适用于冷却系统中的冷却流体，这种冷却系统适配于所述壳体结构100。

容纳空间102可以配置成使得功率开关部件的引脚的延伸方向相交于与其相关联的集成电路板(PCBA)400的延伸平面。通过这种方式，可以避免在引脚必须弯折才能够被使用的情况。集成电路板400可布置在用于控制器的电子元件散热的壳体结构100内。可选地，容纳空间102可以配置成使得功率开关部件的引脚的延伸方向(大致)垂直于与其相关联的集成电路板400的延伸平面。通过这种方式，可以便利于功率开关部件焊接(例如通过形成焊点)到集成电路板400，而避免引脚弯折。这样不仅可以减少制造复杂度，同时还可以增加功率开关部件和集成电路板400之间连接的鲁棒性。

集成电路板400还可以配置成机械地连接到所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。例如，如图1-2所示，经由螺纹结构500，集成电路板400机械地连接到所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100。螺纹结构500可实现具有三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹和/或其他任何合适形状的螺纹。

可选地，本申请所公开的用于控制器的电子元件散热的壳体结构适用于800V电子压缩机平台。尤其地，本申请所公开的用于控制器的电子元件散热的壳体结构适用于800V电子压缩机平台中的电子控制单元。所述电子控制单元可以实现为逆变器。

在一个实施方式中，所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构还可以配置为便利于热传导(吸热和/或散热)。

在一个实施方式中，本申请还公开了一种电机。电机包括：如上所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构100；和布置在所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构100中的功率开关部件，所述功率开关部件配置成能够控制所述电机的操作。

在一个实施方式中，本申请还公开了一种电动压缩机。这种电动压缩机包括壳体。所述壳体限定控制器腔及电机腔。壳体包括位于控制器腔与电机腔之间的隔板。在控制器腔侧的隔板上设置凹入的容纳空间以接收控制器的IGBT元件，并且在电机腔侧的隔板上设置突出部；所述容纳空间位于所述突出部内。容纳空间102配置成适于将导热剂300填充于除所述控制器的电子元件200之外的容纳空间剩余部分。电动压缩机配置为压缩机的电机腔中的冷却流体在流过突出部时能够将热量带走从而便利于IGBT元件散热。

这种电动压缩机例如能够安装在车辆中。可以理解，车辆可以实现为任何合适的车辆。车辆包括但不限于纯电动车辆，混合动力车辆，燃油动力车辆等。

根据本申请所公开的用于控制器的电子元件散热的壳体结构100至少具有安装简单，导热效率高，制造组装工艺步骤少等诸多有利的技术效果。

如本文所用，术语“包括”是开放式的，并且包括一个或多个陈述的特征、元件、组件或功能，但不排除一个或多个其他特征、元件、组件、功能或其组合的存在或增加。

已经提供了本申请的实施方式的以上描述用于说明和描述的目的。这并非意图穷举或将本实用新型限制于所披露的精确形式。在本申请的范围内，可以知道，在前述段落、权利要求书和/或在说明书和图中列出的各种方面、实施方式、示例和替代方案，特别是其各个特征，可以独立地或以任何组合方式进行。也就是说，所有实施方式和/或任何实施方式的特征可以以任何方式和/或组合，除非这些特征是不相容的。可以知道，许多修改和变化对于本领域技术人员是可以得到的。选择和描述实施方式是为了适当地解释本实用新型的原理及其实际应用，从而使得其他的本领域技术人员能够理解本实用新型的各种实施方式以及适合于预期的特定用途的各种修改。申请人保留相应地改变任何原提交的权利要求或提交任何新的权利要求的权利，包括修改任何原提交的权利要求以从属和/或纳入任何其它权利要求的任何特征，尽管原来没有以这种方式要求。

Claims (10)

1.一种用于控制器的电子元件散热的壳体结构，所述壳体结构限定控制器空间及冷却流体空间，其特征在于，所述壳体结构(100)包括：

位于控制器空间与冷却流体空间之间的隔板(100A)，其中，在控制器空间侧的隔板上设置凹入的容纳空间(102)以接收控制器的电子元件(200)，并且在冷却流体空间侧的隔板上设置突出部，并且其中，所述容纳空间位于所述突出部内，

其中，所述容纳空间(102)配置成适于将导热剂(300)填充于除所述控制器的电子元件(200)之外的容纳空间剩余部分。

2.根据权利要求1所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述容纳空间成形为配合所述控制器的电子元件(200)的形状和/或结构。

3.根据权利要求1所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述突出部成形为片状，鳍状，翅状和/或鳞状以增大散热表面积。

4.根据权利要求1所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述壳体结构(100)是由金属铸造形成的壳体结构。

5.根据权利要求1所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述导热剂(300)实现为导热系数大于3W/(m·K)的导热胶。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述控制器的电子元件(200)实现为功率开关部件。

7.根据权利要求6所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述容纳空间(102)配置成使得所述功率开关部件的引脚的延伸方向相交于与其相关联的集成电路板(400)的延伸平面从而避免引脚被弯折。

8.根据权利要求7所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构，其特征在于，所述容纳空间(102)配置成使得所述功率开关部件的引脚的延伸方向垂直于与其相关联的集成电路板(400)的延伸平面。

9.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

根据权利要求1-8中任一项所述的用于控制器的电子元件散热的壳体结构(100)；和

布置在所述用于控制器的电子元件散热的壳体结构(100)中的功率开关部件，所述功率开关部件配置成能够控制所述电机的操作。

10.一种电动压缩机，其特征在于，包括：壳体，所述壳体限定控制器腔及电机腔，所述壳体包括：

位于控制器腔与电机腔之间的隔板，其中，在控制器腔侧的隔板上设置凹入的容纳空间以接收控制器的IGBT元件，并且在电机腔侧的隔板上设置突出部，并且其中，所述容纳空间位于所述突出部内，

其中，所述容纳空间(102)配置成适于将导热剂(300)填充于除所述控制器的电子元件(200)之外的容纳空间剩余部分，

所述电动压缩机配置为：压缩机的电机腔中的冷却流体在流过突出部时能够将热量带走从而便利于IGBT元件散热。