DE112007002435T5 - Kühlstruktur für Wärme erzeugendes Bauteil und Antriebseinheit, die diese enthält - Google Patents

Kühlstruktur für Wärme erzeugendes Bauteil und Antriebseinheit, die diese enthält Download PDF

Info

Publication number
DE112007002435T5
DE112007002435T5 DE112007002435T DE112007002435T DE112007002435T5 DE 112007002435 T5 DE112007002435 T5 DE 112007002435T5 DE 112007002435 T DE112007002435 T DE 112007002435T DE 112007002435 T DE112007002435 T DE 112007002435T DE 112007002435 T5 DE112007002435 T5 DE 112007002435T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
ribs
coolant
passages
inflow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112007002435T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112007002435B4 (de
Inventor
Kazuo Anjo Aoki
Junji Anjo Tsuruoka
Seiji Anjo Yasui
Yasushi Anjo Kabata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Aisin AW Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin AW Co Ltd filed Critical Aisin AW Co Ltd
Publication of DE112007002435T5 publication Critical patent/DE112007002435T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112007002435B4 publication Critical patent/DE112007002435B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33Drive circuits, e.g. power electronics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227Heat sinks
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20927Liquid coolant without phase change
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil, bei dem ein Kühlmittelraum zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche, die thermisch mit einem Wärme erzeugenden Bauteil verbunden ist, und einer gegenüberliegenden Oberfläche, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche positioniert ist, ausgebildet ist,
eine Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen so im Kühlmittelraum vorhanden ist, dass die Rippen parallel zueinander sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche hin hervorstehen, und
ein Durchlass zwischen den Rippen, durch den das Kühlmittel strömt, zwischen jeweils zwei nebeneinander positionierten Rippen aus der Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen ausgebildet ist, wobei
die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum enthält, der so beschaffen ist, dass er sich in einer Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der mit den Enden der Durchlässe zwischen den Rippen an einer Seite so verbunden ist, dass eine Verbindung dazwischen...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil und eine Antriebseinheit, die die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil enthält. In der Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil ist ein Kühlmittelraum zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche, die thermisch mit einem Wärme erzeugenden Bauteil verbunden ist, und einer gegenüberliegenden Oberfläche, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche positioniert ist, ausgebildet. Eine Mehrzahl an Wärme abgebenden Rippen ist so im Kühlmittelraum vorhanden, dass sie parallel zueinander positioniert sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche hin hervorstehen. Ein Durchlass zwischen den Rippen, durch den das Kühlmittel strömt, ist zwischen je zwei der Mehrzahl der Wärme abgebenden Rippen, die nebeneinander positioniert sind, ausgebildet.
  • STAND DER TECHNIK
  • Wenn ein Elektromotor als eine Antriebskraftquelle für ein Fahrzeug verwendet wird, benötigt der Elektromotor einen Wechselrichter zum Steuern des Elektromotors und eine ECU (elektronische Steuereinheit) oder dergleichen zum Steuern des Wechselrichters. Der Wechselrichter und dergleichen sind jeweils über ein Stromkabel mit dem Elektromotor verbunden. Somit ist es möglich, diese Elemente an geeigneten Stellen, entfernt vom Elektromotor, zu positionieren. Allerdings können diese Elemente der Einfachheit halber während der Installation dieser Elemente im Fahrzeug so angeordnet sein, dass sie mit einer Antriebseinheit, in die der Elektromotor eingebaut ist, integriert sind.
  • Im gegenwärtigen Stand der Technik ist die Wärmebeständigkeitstemperatur des Wechselrichters und dergleichen niedriger als die Wärmebeständigkeitstemperatur des Elektromotors. Somit ist es in dem Fall, in dem der Wechselrichter und dergleichen so positioniert sind, dass sie mit der Antriebseinheit, in die der Elektromotor eingebaut ist, integriert sind, notwendig, eine Anordnung zum Blockieren der Wärme zu haben, die direkt vom Elektromo tor auf den Wechselrichter und dergleichen übertragen wird, um den Wechselrichter und dergleichen thermisch zu schützen. Außerdem ist es, da die Temperaturen des Wechselrichters und dergleichen aufgrund ihrer eigenen Wärmeerzeugung steigen, notwendig, den Wechselrichter und dergleichen abzukühlen, so dass sie unter ihren Wärmebeständigkeitstemperaturen gehalten werden.
  • Um mit diesem Umstand zurechtzukommen, wurde eine Antriebseinheit mit einer Kühlstruktur zum Abkühlen eines Wechselrichters sowie eines Elektromotors vorgeschlagen, die einen Elektromotor, ein Antriebseinheitsgehäuse, in dem der Elektromotor untergebracht ist, und den Wechselrichter, der den Elektromotor steuert, enthält (siehe z. B. Patentdokument 1).
  • Bei der Kühlstruktur, die in der in Patentdokument 1 offenbarten Antriebseinheit enthalten ist, ist ein Kühlmittelraum zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche, die thermisch mit einem Wechselrichter verbunden ist, und einer gegenüberliegenden Oberfläche, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche positioniert ist und thermisch mit dem Antriebseinheitsgehäuse verbunden ist, ausgebildet. Eine Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen ist so im Kühlmittelraum vorhanden, dass sie parallel zueinander positioniert sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche auf der Seite des Wechselrichtergehäuses zu der Gehäuseoberfläche auf der Seite des Antriebseinheitsgehäuses hervorstehen. Ein Durchlass zwischen den Rippen, durch den das Kühlmittel strömt, ist zwischen je zwei der Mehrzahl der Wärme abgebenden Rippen, die nebeneinander positioniert sind, ausgebildet. Bei dieser Art Kühlstruktur strömt das Kühlmittel, das dem Kühlmittelraum mittels einer Kühlmittelpumpe durch die Mehrzahl an Durchlässen zwischen den Rippen, die parallel zueinander positioniert sind, zugeführt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Wechselrichter über die Wärme abgebende Oberfläche abzukühlen, und auch den Elektromotor über die gegenüberliegende Oberfläche abzukühlen.
  • Auch Patentdokument 2 offenbart eine Kühlstruktur, die ähnlich der in Patentdokument 1 offenbarten Kühlstruktur ist. Bei der in Patentdokument 2 offenbarten Kühlstruktur sind Enden von Durchlässen zwischen den Rippen auf einer Seite durch ein erstes Kopfstück, das im Wesentlichen genauso hoch ist wie die Wärme abgebenden Rippen, miteinander verbunden, um dadurch eine Verbindung zwischen diesen zu erreichen. Die Enden der Durchlässe zwischen den Rippen auf der anderen Seite sind durch ein zweites Kopfstück, das den gleichen Aufbau hat wie das erste Kopfstück, miteinander verbunden, um dadurch eine Ver bindung zwischen diesen zu erreichen. Bei dieser Kühlstruktur wird Kühlmittel, das dem ersten Kopfstück zugeführt wird, so verteilt, dass es durch jeden der Durchlässe zwischen den Rippen strömt. Das Kühlmittel, das aus den Durchlässen zwischen den Rippen geströmt ist, trifft sich am zweiten Kopfstück.
    • Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2004/025807
    • Patentdokument 2: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP-A-2001-35981
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einer Kühlstruktur für Wärme erzeugende Bauteile, wie oben beschrieben, die zum Kühlen eines Wärme erzeugenden Bauteils wie einem Wechselrichter verwendet wird, ist es bevorzugt, dass das Kühlmittel in gleichmäßiger Weise durch die Durchlässe zwischen den Rippen strömt, so dass das Wärme erzeugende Bauteil ausnahmslos abgekühlt wird.
  • Allerdings tritt bei der oben beschriebenen Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Element, wenn das Kühlmittel vom ersten Kopfstück in die Durchlässe zwischen den Rippen verteilt wird, manchmal eine Situation auf, in der es nicht möglich ist, das Kühlmittel in gleichmäßiger Weise auf die Durchlässe zwischen den Rippen zu verteilen, da beispielsweise eine große Menge an Kühlmittel durch einen Durchlass zwischen den Rippen strömt, der sich näher an der Stelle befindet, an der das Kühlmittel dem ersten Kopfstück zugeführt wird, wohingegen eine nicht besonders große Menge an Kühlmittel durch einen Durchlass zwischen den Rippen strömt, der sich weiter entfernt von der Stelle befindet, an der das Kühlmittel dem ersten Kopfstück zugeführt wird. In dieser Situation variiert für jeden der Durchlässe zwischen den Rippen die Menge des Kühlmittels, das durch die Durchlässe strömt. Demzufolge tritt ein Problem dahingehend auf, dass eine Möglichkeit besteht, dass die Kühlstruktur nicht fähig sein kann, ein hohes Maß an Kühlleistung zu erzielen.
  • In Anbetracht des oben beschriebenen Problems, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil zu realisieren, die ein hohes Maß an Kühlleistung aufweist, und auch eine Antriebseinheit zu realisieren, die eine solche Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil enthält und dadurch eine hohe Zuverlässigkeit erzielt.
  • Ein erster charakteristischer Aufbau einer Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Element nach der vorliegenden Erfindung ist, dass bei der Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Element ein Kühlmittelraum zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche, die thermisch mit einem Wärme erzeugenden Element verbunden ist und einer gegenüberliegenden Oberfläche, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche positioniert ist, ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen so im Kühlmittelraum angeordnet ist, das sie parallel zueinander sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche hin hervorstehen, und ein Durchlass zwischen den Rippen, durch den das Kühlmittel strömt, zwischen je zwei der Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen, die nebeneinander positioniert sind, ausgebildet ist. Die Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil enthält einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum, der so beschaffen ist, dass er sich in einer Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind und der mit Enden der Durchlässe zwischen den Rippen auf einer Seite so verbunden ist, dass er eine Verbindung dazwischen ermöglicht. Die Durchlässe zwischen den Rippen und der einströmseitige Kühlmittelsammelraum sind so miteinander verbunden, dass eine Verbindung dazwischen mittels eines verengten Bereiches möglich ist, der so beschaffen ist, dass er sich zumindest durch einen Bereich hindurch erstreckt, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen in Reihe angeordnet sind, und der verengte Bereich hat einen Strömungswiderstand, der größer ist als ein Strömungswiderstand am einströmseitigen Kühlmittelsammelraum.
  • Bei diesem Aufbau strömt das Kühlmittel, das in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum geströmt ist, durch den verengten Bereich hindurch in die Durchlässe zwischen den Rippen. Dabei ist der verengte Bereich so beschaffen, dass er sich zumindest durch den Bereich hindurch erstreckt, in dem die Durchgänge zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und hat einen Strömungswiderstand, der größer ist als der Strömungswiderstand am einströmseitigen Kühlmittelsammelraum. Somit wird, nachdem das Kühlmittel in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum strömt, das Kühlmittel gleichmäßig durch im Wesentlichen den gesamten einströmseitigen Kühlmittelsammelraum in einer Richtung verteilt, in der sich der einströmseitige Kühlmittelsammelraum erstreckt. Danach strömt das Kühlmittel durch die gesamte Fläche des verengten Bereichs in die Durchlässe zwischen den Rippen. Somit ist es möglich, dass das Kühlmittel in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise in die Durchlässe zwischen den Rippen strömt.
  • Infolgedessen strömt das Kühlmittel in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise durch die Durchlässe zwischen den Rippen. Somit ist es möglich, das Wärme erzeugende Bauteil effizient abzukühlen.
  • Es ist bevorzugt, dass die Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil so aufgebaut ist, dass sie einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum enthält, der so beschaffen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der mit Enden der Durchlässe zwischen den Rippen auf der anderen Seite so verbunden ist, dass er eine Verbindung dazwischen ermöglicht.
  • Bei diesem Aufbau strömt das Kühlmittel, das durch die Durchlässe zwischen den Rippen geströmt ist, in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum aus, der so beschaffen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind. Mit anderen Worten strömt das Kühlmittel von den Durchlässen zwischen den Rippen hinaus in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum, der einen Strömungswiderstand hat, der im Wesentlichen entlang der Richtung, in der sich der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum erstreckt, einheitlich ist. Infolgedessen strömt das Kühlmittel auch aus den Durchlässen zwischen den Rippen in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise.
  • Demzufolge strömt das Kühlmittel in gleichmäßigerer Weise durch die Durchlässe zwischen den Rippen, und die Kühleffizienz steigt.
  • Es ist bevorzugt, dass die oben beschriebene Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil so aufgebaut ist, dass die Durchlässe zwischen den Rippen und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum so miteinander verbunden sind, dass eine Verbindung dazwischen mittels eines verengten Bereiches möglich ist, der so beschaffen ist, dass er sich zumindest durch den Bereich bzw. die Fläche hindurch erstreckt, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der einen Strömungswiderstand hat, der größer ist als der Strömungswiderstand am ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum.
  • Bei diesem Aufbau ist es, da die Durchlässe zwischen den Rippen und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum so beschaffen sind, dass sie sich zumindest durch den Bereich hindurch erstrecken, in dem die Durchgänge zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, möglich, dass eine angemessene Menge (nicht zuviel, nicht zu wenig) von Kühlmittel bezüglich der Richtung, in die sie sich erstrecken, verteilt wird. Auch strömt das Kühlmittel das durch die Durchlässe zwischen den Rippen geströmt ist, durch den verengten Bereich hindurch, der einen Strömungswiderstand hat, der größer ist als der Strömungswiderstand am ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum, hinaus in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum. Somit ist es möglich, dass das Kühlmittel in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise aus den Durchlässen zwischen den Rippen strömt.
  • Infolgedessen strömt das Kühlmittel in gleichmäßigerer Weise durch die Durchlässe zwischen den Rippen, und die Kühleffizienz zum Abkühlen des Wärme erzeugenden Bauteils steigt sogar noch mehr.
  • Weiter ist es durch Vorsehen des verengten Bereichs auf der Einströmseite und des verengten Bereichs auf der Ausströmseite und Ausgleichen dieser verengten Bereiche möglich, die Strömung des Kühlmittels, das durch die Durchlässe zwischen den Rippen strömt, angemessen zu steuern.
  • Es ist bevorzugt, dass die oben beschriebene Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil so aufgebaut ist, dass zumindest einer, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum oder der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum, als eine Kühleinheit fungiert, die ein zu kühlendes Objekt abkühlt, das verschieden von dem Wärme erzeugenden Bauteil ist.
  • Bei diesem Aufbau braucht, da zumindest einer, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum oder der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum, als die Kühleinheit fungiert, die ein zu kühlendes Objekt abkühlt, das verschieden von dem Wärme erzeugenden Bauteil ist, keine separate Kühleinheit vorhanden zu sein, um das zu kühlende Objekt abzukühlen. Weiter ist es selbst in dem Fall, in dem eine separate Kühleinheit vorhanden ist, möglich, den Grad der benötigten Kühlleistung zu senken. Infolgedessen ist es möglich, die Vorrichtung kleiner zu machen und die Kosten zu reduzieren.
  • Weiter ist es bevorzugt, die oben beschriebene Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Element so aufzubauen, dass, in einer Draufsicht, gesehen von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche, ein Bereich, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, zumindest einen aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum überlappt.
  • Wenn der Bereich, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum in dieser Weise positioniert sind, ist es möglich, die Kühlstruktur bezüglich ihrer Breitenrichtung kleiner zu machen.
  • Weiter ist es bevorzugt, eine Anordnung zu haben, bei der der einströmseitige Kühlmittelsammelraum und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum auf einer Ebene positioniert sind, die die gleiche Ebene ist, auf der ein Bereich positioniert ist, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind.
  • Wenn der Bereich, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum in einer solchen Weise positioniert sind, ist es möglich, die Kühlstruktur bezüglich ihrer Höhenrichtung kleiner zu machen.
  • Weiter ist es bevorzugt, eine Anordnung zu haben, bei der eine Wärme isolierende Einheit zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum vorhanden ist.
  • Im Allgemeinen ist die Temperatur von Kühlmittel, das in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum ausströmt, nachdem es Wärme mit einem Wärme erzeugenden Objekt ausgetauscht hat, höher als die Temperatur von Kühlmittel, das in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum strömt, bevor es Wärme mit dem Wärme erzeugenden Objekt ausgetauscht hat. Somit ist es bei der oben beschriebenen Anordnung, bei der eine Wärme isolierende Einheit zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum vorhanden ist, möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des Kühlmittels im einströmseitigen Kühlmittelsammelraum durch eine Wärmeübertragung vom ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum zum einströmseitigen Kühlmittelsammelraum er höht wird. Demzufolge ist es möglich, die Kühleffizienz zum Abkühlen des Wärme erzeugenden Elements sogar noch mehr zu erhöhen.
  • Es ist bevorzugt, eine Anordnung zu haben, bei der, in einem Fall, in dem sowohl der einströmseitige Kühlmittelsammelraum als auch der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum so aufgebaut sind, dass sie in der Lage sind, das zu kühlende Objekt abzukühlen, das Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts höher festgelegt ist, als das Niveau der Kühlleistung des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts.
  • Bei der oben beschriebenen Anordnung, bei der das Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts höher festgelegt ist als das Niveau der Kühlleistung des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts, ist es möglich, das Kühlen des zu kühlenden Objekts durch den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum zu unterdrücken. Infolgedessen ist es möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des Kühlmittels in dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum ansteigt. Somit ist es möglich, zu verhindern, dass die Kühleffizienz zum Abkühlen des Wärme erzeugenden Bauteils gesenkt wird, während das andere zu kühlende Objekt gekühlt wird.
  • Auch ist es bevorzugt, eine Anordnung zu haben, bei der die Wärme abgebenden Rippen so ausgebildet sind, dass die Länge jeder der Wärme abgebenden Rippen bezüglich der Richtung, in der die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, an einem Randbereich davon anders ist als die Länge in einem Basisendbereich davon, und ein schräger Einströmbereich in der Richtung, in der die Wärme abgebenden Rippen ausgebildet sind, an einem Ende jeder der Wärme abgebenden Rippen vorgesehen ist, wobei der schräge Einströmbereich eine Endfläche hat, die bezüglich der Richtung, in der die Wärme abgebenden Rippen stehen, schräg ist.
  • Bei der oben beschriebenen Anordnung, bei der der Einströmbereich zu den Durchlässen zwischen den Rippen in einem Winkel bezüglich der Richtung ist, in der die Wärme abgebenden Rippen stehen, ist es möglich, die Strömungsfläche des Einströmbereichs größer zu machen als in dem Fall, in dem der Einströmbereich senkrecht zu der Richtung ist, in der die Wärme abgebenden Rippen stehen. Infolgedessen ist es möglich, den Strömungswiderstand am Einströmbereich zu den Durchlässen zwischen den Rippen zu reduzieren. Somit ist es möglich, das Kühlmittel dazu zu bringen, angemessen durch die Durchlässe zwischen den Rippen zu strömen. Infolgedessen ist es möglich, die Kühleffizienz zum Abkühlen des Wärme erzeugenden Elements sogar noch mehr zu erhöhen.
  • Ein erster charakteristischer Aufbau der Antriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung ist, dass die Antriebseinheit enthält: einen Elektromotor; ein Antriebseinheitsgehäuse, in dem der Elektromotor untergebracht ist; einen Wechselrichter, der den Elektromotor steuert; und die Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil, die eine der oben beschriebenen charakteristischen Bauformen und Anordnungen hat, wobei der Wechselrichter als das Wärme erzeugende Bauteil verwendet wird.
  • Selbst in dem Fall, in dem die Antriebseinheit, in die der Elektromotor eingebaut ist, integral mit dem Wechselrichter ausgebildet ist, ist eine der oben beschriebenen Kühlstrukturen für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach der vorliegenden Erfindung in der Antriebseinheit enthalten, wobei der Wechselrichter als das Wärme erzeugende Bauteil verwendet wird. Somit kann die Antriebseinheit die gleichen charakteristischen Bauformen erzielen wie die charakteristischen Bauformen der Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil. Somit ist es möglich, die Wärme vom Wechselrichter angemessen abzugeben und den Wechselrichter thermisch zu schützen.
  • Es ist bevorzugt, dass die oben beschriebene Antriebseinheit so aufgebaut ist, dass das Antriebseinheitsgehäuse in Bezug auf die Wärme abgebende Oberfläche auf der gegenüberliegenden Oberflächenseite positioniert ist, und das Antriebseinheitsgehäuse thermisch mit der gegenüberliegenden Oberfläche verbunden ist.
  • Bei dem zweiten charakteristischen Aufbau der oben beschriebenen Antriebseinheit ist es, da das Antriebseinheitsgehäuse thermisch mit der Wärme abgebenden Oberfläche verbunden ist, möglich, die Wärme, die durch den Elektromotor und dergleichen im Antriebseinheitsgehäuse erzeugt wird, über die Wärme abgebende Oberfläche angemessen zur Kühlmittelseite abzugeben.
  • Außerdem ist es, in dem Fall, in dem das Antriebseinheitsgehäuse thermisch mit der Wärme abgebenden Oberfläche verbunden ist, wie oben beschrieben, dadurch, dass der Randbereich jeder der Wärme abgebenden Rippen an die gegenüberliegende Oberfläche angrenzt, möglich, das Niveau der Wärmeabgabeleistung von der Wärme abgebenden Oberfläche zur Kühlmittelseite zu verbessern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Zeichnung, die die Beschaffenheit eines Kühlmittelzirkulationspfades in einer Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil zeigt.
  • 2 ist ein Querschnitt eines schematischen Aufbaus einer Antriebseinheit, die die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil enthält.
  • 3 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit eines Kühlmittelraums zeigt.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die die Beschaffenheit des Kühlmittelraums zeigt.
  • 5 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit von Kühlmittelsammelräumen zeigt.
  • 6 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit von Durchlässen zwischen den Rippen zeigt.
  • 7 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit eines Kühlmittelraums nach einer anderen Ausführungsform zeigt.
  • 8 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit eines Kühlmittelraums nach einer weiteren anderen Ausführungsform zeigt.
  • 9 ist ein Querschnitt, der die Beschaffenheit eines Kühlmittelraums nach einer weiteren anderen Ausführungsform zeigt.
  • BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Ausführungsformen einer Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil und eine Antriebseinheit, die die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach der vorliegenden Erfindung enthält, werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt.
  • Wie in 2 gezeigt, enthält eine Antriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als „die Antriebseinheit” bezeichnet) einen Elektromotor 1, ein Antriebseinheitsgehäuse 2, in dem der Elektromotor 1 untergebracht ist, und einen Wechselrichter 3, der den Elektromotor 1 steuert. Die Antriebseinheit verwendet eine Kühlstruktur 50 für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach der vorliegenden Erfindung (im Folgenden als „die Kühlstruktur 50” bezeichnet).
  • Die Antriebseinheit kann als eine Antriebseinheit dienen, die in einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder dergleichen verwendet wird. Im Antriebseinheitsgehäuse 2 sind ein Motor und/oder ein Generator untergebracht, die als der Elektromotor 1 dienen, sowie Hilfsmechanismen wie eine Differenzialvorrichtung und ein Vorgelegeradmechanismus.
  • Der detaillierte Aufbau der Kühlstruktur 50 wird später erklärt. Wie in 1 gezeigt, ist die Kühlstruktur 50 so aufgebaut, dass die Wärme, die durch die Wärme erzeugenden Bauteile, wie den Wechselrichter 3 und den Elektromotor 1, erzeugt wird, an ein Kühlmittel abgegeben wird, das in einem Kühlmittelzirkulationspfad 4 zu und von einem Kühler 42 zirkuliert und dadurch die Wärme erzeugenden Bauteile thermisch schützt.
  • Der Wechselrichter 3 bezeichnet ein Leistungsmodul, das einen Schalttransistor, Hilfsschaltungselemente und ein Schaltungssubstrat enthält, auf dem der Schalttransistor und die Schaltungselemente vorhanden sind. Durch einen Schaltvorgang wandelt der Schalttransistor einen Gleichstrom von einer Batteriestromquelle in einen Wechselstrom um (einen Dreiphasenwechselstrom, wenn der Elektromotor ein Dreiphasenwechselstromelektromotor ist).
  • Der Wechselrichter 3 ist auf der Oberseite einer Wärmesenke 53 angeordnet, die integral mit dem Substrat des Wechselrichters 3 bereitgestellt ist, indem sie am Substrat selbst oder über ein anderes Bauteil an dem Substrat befestigt ist. Die Wärmesenke 53 ist an dem Bodenbereich eines Wechselrichtergehäuses 7 angebracht, in dem der Wechselrichter 3 untergebracht ist. Die Unterseite der Wärmesenke 53 dient als eine Wärme abgebende Fläche 53a, die thermisch mit dem Wechselrichter 3 verbunden ist.
  • Das Wechselrichtergehäuse 7 ist so aufgebaut, dass es den Wechselrichter 3 vor Regen, Wasser oder Staub schützt, während der Wechselrichter 3 darin untergebracht ist.
  • Der Elektromotor 1 ist im Antriebseinheitsgehäuse 2 untergebracht. Ein Abstandshalter 6 ist an der Oberseite des Antriebsgehäuses 2 vorhanden. Der Abstandshalter 6 hat an seiner Oberseite eine gegenüberliegende Oberfläche 6a, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche 53a positioniert ist und auch thermisch mit dem Elektromotor 1 verbunden ist.
  • Um genauer zu sein, ist ein rechteckiger ausgesparter Bereich auf der Oberseite des Abstandshalters 6 ausgebildet, so dass ein Kühlmittelraum R (der später erklärt wird) zwischen dem Abstandshalter 6 und der Unterseite der Wärmesenke 53 ausgebildet ist (d. h., der Wärme abgebenden Oberfläche 53a), während die Wärmesenke 53 auf der Oberseite des Abstandshalters 6 installiert ist. Die Bodenfläche des ausgesparten Bereichs dient als die gegenüberliegende Oberfläche 6a.
  • Auch sind, wie in 3 und 4 gezeigt, ein ausgesparter Bereich 61 und ein ausgesparter Bereich 62 so auf der Unterseite des Abstandshalters 6 (d. h., auf der Fläche, die gegenüber dem Antriebseinheitsgehäuse 2 positioniert ist) ausgebildet, dass sie parallel zueinander positioniert sind. Zusammen mit der Oberseite des Antriebsgehäuses 2 bildet der ausgesparte Bereich 61 einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri, wohingegen der ausgesparte Bereich 62 einen ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro bildet.
  • Bei der vorliegenden Anmeldung ist, wenn es heißt „die Wärme abgebende Oberfläche 53a und die gegenüberliegende Oberfläche 6a sind thermisch mit dem Wechselrichter 3 bzw. mit dem Elektromotor 1 verbunden”, gemeint, dass die Wärme, die vom Wechselrichter 3 und dem Elektromotor 1 erzeugt wird, entweder direkt oder indirekt auf die Wärme abgebende Oberfläche 53a bzw. die gegenüberliegende Oberfläche 6a übertragen wird.
  • Wie in 2 gezeigt, ist bei der Kühlstruktur 50 der Kühlmittelraum R zwischen der Wärme abgebenden Oberfläche 53a der Wärmesenke 53 und der gegenüberliegenden Oberfläche 6a des Abstandshalters 6 ausgebildet, und eine Mehrzahl an Wärme abgebenden Rippen 56 sind so in dem Kühlmittelraum R vorhanden, dass sie parallel zueinander positioniert sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche 53a zu der gegenüberliegenden Oberfläche 6a hervorstehen, und ein Durchlass zwischen den Rippen Rp, durch den das Kühlmittel strömt, ist zwischen je zwei der Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen 56, die nebeneinander positioniert sind, ausgebildet.
  • Um sicherzustellen, dass eine ausreichende Fläche für den Wärmeaustausch vorhanden ist, ist jede aus der Mehrzahl der Wärme abgebenden Rippen 56 so angeordnet, dass sie sich in den Kühlmittelraum R von der Wärme abgebenden Oberfläche 5a auf der Seite der Wärmesenke 53 zu der gegenüberliegenden Oberfläche 6a des Abstandshalters 6 erstreckt, so dass sie den Kühlmittelraum R in der Richtung seiner Dicke durchquert.
  • Die Wärme abgebenden Rippen 56 sind durch Schneiden bzw. Abtragen und Anheben der unteren Fläche der Wärmesenke 53 ausgebildet. Somit ist die Wärme abgebende Oberfläche 53a nahe an der Seite des Wechselrichters 3 positioniert. Auch wenn die Wärme abgebenden Rippen 56 stehend ausgebildet sind, die Bereiche, die zum Stehen auf der Ebene, von der sich die Wärme abgebenden Rippen erheben, ausgebildet sind, ist die Länge des Rand- bzw. Kantenbereichs jeder der Wärme abgebenden Rippen 56 kürzer als die Länge des Basisendbereichs (in der Richtung von links nach rechts in 3), wie in 3 gezeigt. Die Endfläche Re (d. h., die Endfläche, die nahe an einem verengten Bereich Rs positioniert ist) jedes Durchlasses Rp zwischen den Rippen ist bezüglich der Richtung, in der die Wärme abgebenden Rippen 56 stehen, geneigt.
  • Weiter ist, wie in 3 und 4 gezeigt, ein einströmseitiger Kühlmittelsammelraum Ri durch den ausgesparten Bereich 61 des Abstandshalters 6 und die Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2 so ausgebildet, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind. Ein ausströmseitiger Kühlmittelsammelraum Ro ist so durch den ausgesparten Bereich 62 des Abstandshalters 6 und die Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2 ausgebildet, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind.
  • Auch sind, wie in 3 und 6 gezeigt, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und die Enden der Durchlässe Rp zwischen den Rippen auf einer Seite so miteinander verbunden, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist, mittels des verengten Bereiches Rs, der so beschaffen ist, dass er sich durch die Fläche erstreckt, in der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind. Der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro und die Enden der Durchlässe Rp zwischen den Rippen auf der anderen Seite sind so miteinander verbunden, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist, mittels des verengten Bereiches Rs, der so beschaffen ist, dass er sich durch die Fläche erstreckt, in der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind.
  • In dieser Situation sind die Größe und die Formen des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri, des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro und der verengten Bereiche Rs so angeordnet, dass der Strömungswiderstand an jedem der verengten Bereiche Rs größer ist als der Strömungswiderstand an dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro. Jeder der verengten Bereiche Rs ist so ausgebildet, dass er im Wesentlichen die gleiche Breite durch die gesamte Fläche hat, in der sich der verengte Bereich Rs erstreckt.
  • Beispielsweise ist es möglich, dafür zu sorgen, dass der Strömungswiderstand an jedem der verengten Bereiche Rs größer ist als der Strömungswiderstand am einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und am ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro, indem die folgenden Bauformen verwendet werden: die Länge der Fläche, in der die Durchlässe Rp in der Reihe angeordnet sind: 70 Millimeter; die Länge jedes der Durchlässe Rp zwischen den Rippen in der Erstreckungsrichtung: 200 Millimeter; die gesamte Strömungsfläche der Durchlässe Rp zwischen den Rippen, die in einer Reihe angeordnet sind: 1000 Quadratmillimeter (wenn die Fläche der Wärme abgebenden Rippen ausgenommen ist); die Kapazität des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro: jeweils 1,0 Liter; die Länge des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro in der Erstreckungsrichtung: jeweils 200 Millimeter; die Strömungsfläche des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro: jeweils 400 Quadratmillimeter; und die Strömungsfläche der verengten Bereiche Rs: jeweils 500 Quadratmillimeter. Diese Werte sind nur Beispiele und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Weiter sind, wie in 3 und 4 gezeigt, der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro unter der Fläche bzw. dem Bereich positioniert, in der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen ausgebildet sind. Die verengten Bereiche Rs sind so beschaffen, dass sie sich so über die Oberseiten (die Seiten, die gegenüber dem Antriebseinheitsgehäuse 2 positioniert sind) der Sammelräume Ro und Ri erstrecken, dass sie die Sammelräume Ro und Ri und die Durchlässe Rp zwischen den Rippen so miteinander verbinden, dass die Verbindung zwischen ihnen möglich ist.
  • Ein Dichtungsbauteil (in der Zeichnung nicht gezeigt), das den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro luftdicht abdichtet, ist, wenn nötig, zwischen der Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2 und der Unterseite des Abstandshalters 6 vorhanden. Auch ein anderes Dichtungsbauteil (in der Zeichnung nicht gezeigt), das den Kühlmittelraum R von dessen Außenseite luftdicht abdichtet, ist, wenn nötig, zwischen der Unterseite des Abstandshalters 6 und der Unterseite des Wechselrichtergehäuses 5 vorhanden.
  • Außerdem sind, wie in 1 und 4 gezeigt, eine einströmseitige Öffnung 51 und eine ausströmseitige Öffnung 52 mit einem seitlichen Endbereich auf einer Seite des Abstandshalters 6 verbunden, während sie parallel zueinander positioniert sind. Die einströmseitige Öffnung 51 ist so ausgebildet, dass das Kühlmittel in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri strömen kann, während die ausströmseitige Öffnung 52 so ausgebildet ist, dass das Kühlmittel aus dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro strömen kann.
  • Weiter wird, wie in 3 und 6 gezeigt, der Wechselrichter 3 über die Wärme abgebende Oberfläche 53a abgekühlt, da das Kühlmittel, das dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri durch eine Kühlmittelpumpe 41 zugeführt wurde, die in dem Kühlmittelzirkulationspfad (der später erklärt wird) vorhanden ist, über den verengten Bereich Rs durch die Mehrzahl an Durchlässen Rp zwischen den Rippen strömt, die parallel zueinander angeordnet sind. Nach dem Abkühlen des Wechselrichters 3 strömt das Kühlmittel durch den verengten Bereich Rs hinaus in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro.
  • Bei den oben beschriebenen Anordnungen strömt das Kühlmittel, das in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri geströmt ist, in einer im Wesentlichen gleichförmigen Weise in die Durchlässe zwischen den Rippen, durch die gesamte Fläche des verengten Bereichs Rs, und strömt in einer im Wesentlichen gleichmäßigen Weise aus den Durchlässen Rp zwischen den Rippen.
  • Weiter strömt, wie oben beschrieben, da der verengte Bereich Rs so beschaffen ist, dass er sich über dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri erstreckt, das Kühlmittel in die Durchlässe Rp zwischen den Rippen, nachdem der gesamte Raum des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri mit dem Kühlmittel gefüllt ist. Infolgedessen ist es möglich, die Strömungsmenge des Kühlmittels in der Richtung, in der sich der verengte Bereich erstreckt, zu Vereinheitlichen. Demzufolge ist es auch möglich, dass das Kühlmittel in gleichmäßiger Weise durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt. Außerdem ist es, da der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro unter dem verengten Bereich Rs positioniert ist, möglich, zu verhindern, dass das Kühlmittel in der entgegengesetzten Richtung strömt.
  • Weiter bildet, wie in 3 gezeigt, die Oberseite des Antriebsgehäuses 2 einen Teil des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und einen Teil des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro. Somit wird der Elektromotor 1 über das Antriebsgehäuse 2 durch das Kühlmittel, das in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro geströmt ist, und das Kühlmittel, das aus den Durchlässen Rp zwischen den Rippen in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro geströmt ist, abgekühlt. Mit anderen Worten fungieren der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro als eine Kühleinheit für den Elektromotor 1.
  • Auch sind, wie in 3 und 5 gezeigt, Rippen 21 an Positionen des Antriebseinheitsgehäuses, die den ausgesparten Bereichen 61 und 62 gegenüberliegen, so beschaffen, dass die Rippen zu dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro hin hervorstehen. Bei dieser Anordnung wird die Wärmeübertragungsfläche vergrößert.
  • Außerdem sind der Kühlmittelraum R und der Elektromotor 1 über die gegenüberliegende Oberfläche 6a und den Abstandshalter 6 thermisch miteinander verbunden. Somit wird auch der Elektromotor 1 durch das Kühlmittel gekühlt, das durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt.
  • Weiter sind, wie in 6 gezeigt, die einströmseitige Öffnung 51 und der verengte Bereich Rs so positioniert, dass, in einer Draufsicht von der Wärme abgebenden Oberfläche 53a zu der gegenüberliegenden Oberfläche 6a hin gesehen, die Richtung, in der das Kühlmittel von der einströmseitigen Öffnung 51 in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri strömt, nicht die Richtung überlappt, in der das Kühlmittel aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri in den verengten Bereich Rs strömt. Mit anderen Worten sind die Öffnung der ausströmseitigen Öffnung 51 und die Öffnung des verengten Bereichs Rs so angeordnet, dass sie einander nicht gegenüberliegen. Ähnlich ist die Lagebeziehung zwischen der ausströmseitigen Öffnung 52 und dem verengten Bereich Rs in der gleichen Weise angeordnet.
  • Bei der Anordnung, in der die einströmseitige Öffnung 51 und der verengte Bereich Rs wie oben beschrieben positioniert sind, wird das Kühlmittel, das in die einströmseitige Öffnung 51 geströmt ist, daran gehindert, nur in einen Teil des verengten Bereichs Rs zu strömen. Somit ist es möglich, die Menge des Kühlmittels, das durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt, weiter zu Vereinheitlichen.
  • Als nächstes wird der Kühlmittelzirkulationspfad 4, mit dem der Kühlmittelraum R verbunden ist, unter Bezugnahme auf 1 weiter im Detail beschrieben.
  • Der Kühlmittelzirkulationspfad 4 wird dazu verwendet, eine Art von Kühlmittel durch den Kühlraum R zirkulieren zu lassen, der zwischen der Wärmesenke 53 und dem Antriebseinheitsgehäuse 2 vorhanden ist. Der Kühlmittelzirkulationspfad 4 wird aus der Kühlmittelpumpe 41, die als eine Pumpendruckquelle dient, einem Kühler 42, der als ein Wärmetauscher dient, und Strömungspfaden 43, 44 und 45, die diese Elemente miteinander verbinden, gebildet.
  • Die Hilfseinrichtungen für die Kühlmittelpumpe 41, wie z. B. ein Antriebsmotor, sind in der Zeichnung weggelassen. Ein auslassseitiger Strömungspfad 43 der Kühlmittelpumpe 41, der als ein Startpunkt des Kühlmittelzirkulationspfades 4 dient, ist mit der einströmseitigen Öffnung 51 auf der Eingangsseite des Kühlmittelraums R verbunden. Die ausströmseitige Öffnung 52 auf der Ausgangsseite des Kühlmittelraums R ist mit der Eingangsseite des Kühlers 42 über einen Rückströmungspfad 44 verbunden. Die Ausgangsseite des Kühlers 42 ist mit einem einlassseitigen Strömungspfad 45 der Kühlmittelpumpe 41 verbunden. Somit wird beim Kühlmittelzirkulationspfad 4 das Kühlmittel, wie z. B. Kühlwasser, von der Kühlmittelpumpe 41 hinausgepumpt und wird dann erwärmt, während es durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt, die im Kühlmittelraum R ausgebildet sind, und die Wärme von dem Modul im Wechselrichter 3 und die Wärme von dem Antriebseinheitsgehäuse 2 absorbiert. Danach wird das Kühlmittel über den Rückströmungspfad 44 in den Kühler geleitet und abgekühlt, wenn die Wärme in die Luft abgegeben wird. Anschließend wird das Kühlmittel in die Kühlmittelpumpe 41 zurückgeleitet, und somit ein Zirkulationszyklus abgeschlossen. Das Kühlmittel wiederholt diese Zirkulation.
  • Es ist eine andere Ausführungsform akzeptabel, bei der beispielsweise ein Abschnitt des Kühlmittelzirkulationspfades 4, der dem Rückströmungspfad 44 entspricht, als ein Strömungspfad dient, der zum weiteren Kühlen durch das Antriebseinheitsgehäuse 2 verläuft.
  • ANDERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
    • (1) In der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Beispiel beschrieben, bei dem, in einer Draufsicht von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche hin gesehen, der Bereich, in dem die Durchlässe Rp zwischen den Rippen ausgebildet sind, so gebildet ist, dass er den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro teilweise überlappt. Allerdings ist die Lagebeziehung zwischen dem Bereich, in dem die Durchlässe Rp zwischen den Rippen ausgebildet sind, und dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Die Lagebeziehung kann, wie benötigt, modifiziert werden.
  • Beispielsweise ist, wie in 7 gezeigt, eine Anordnung akzeptabel, bei der der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro auf einer Ebene positioniert sind, die die gleiche Ebene ist, auf der die Durchlässe Rp zwischen den Rippen ausgebildet sind. Durch Positionieren des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro auf diese Weise, ist es möglich, die Kühlstruktur 50 vorzusehen, die in ihrer Höhenrichtung einen kompakten Aufbau hat.
  • Als ein weiteres Beispiel ist, wie in 8 gezeigt, eine Anordnung akzeptabel, bei der, in einer Draufsicht von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche gesehen, der Bereich, in dem die Durchlässe Rp zwischen den Rippen ausgebildet sind, den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro vollständig überlappt. Durch Positionieren des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri und des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro auf diese Weise, ist es möglich, die Kühlstruktur 50 vorzusehen, die bezüglich ihrer Breitenrichtung einen kompakten Aufbau hat.
    • (2) In dem Fall, in dem, wie oben beschrieben, sowohl der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri als auch der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro so aufgebaut sind, dass sie das zu kühlende Objekt (d. h., den Elektromotor 1), das von dem zu erwärmenden Objekt (d. h., der Wechselrichter 3) verschieden ist, abkühlen können, ist es wünschenswert, eine Anordnung zu haben, bei der das Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts höher ist als das Niveau der Kühlleistung des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri zum Abkühlen des zu kühlenden Objekts. Bei dieser Anordnung ist es möglich, das Kühlen des zu kühlenden Objekts mittels des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri zu verhindern. Infolgedessen ist es möglich, die Temperatur des Kühlmittels im einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri am Ansteigen zu hindern. Demzufolge ist es möglich, zu verhindern, dass die Kühleffizienz zum Abkühlen des Erwärmungsobjekts abnimmt.
  • Genauer kann, wie beispielsweise in 8 gezeigt, die Anzahl von Rippen 21, die von dem Antriebseinheitsgehäuse 2 in den ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro vorstehen, größer festgelegt sein als die Anzahl der Rippen 21, die von dem Antriebseinheitsgehäuse 2 in den einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri vorstehen. Durch Festlegen der Anzahl an Rippen 21 auf diese Weise ist es möglich, sicherzustellen, dass die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro und dem Antriebseinheitsgehäuse 2 größer ist als die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem Antriebseinheitsgehäuse 2. Infolgedessen ist das Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ro zum Abkühlen des Kühlobjekts höher festgesetzt als das Niveau der Kühlleistung des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums Ri zum Abkühlen des Kühlobjekts.
  • Weiter ist, wie beispielsweise in 9 gezeigt, die Fläche der Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2, die in Berührung mit dem Kühlmittel im ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro ist, größer festgesetzt als die Fläche der Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2, die in Berührung mit dem Kühlmittel in dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri ist, und auch die Anzahl von Rippen 21 in dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro ist größer festgesetzt als die Anzahl von Rippen in dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri. Bei dieser Anordnung ist auch die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro und dem Antriebseinheitsgehäuse 2 größer als die Wärmeübertragungsfläche zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem Antriebseinheitsgehäuse 2. Infolgedessen ist das Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro zum Abkühlen des Kühlobjekts höher festgelegt.
    • (3) Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Beispiel erklärt, bei dem sowohl der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri als auch der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro thermisch so mit dem Elektromotor 1 verbunden sind, dass sie in der Lage sind, den Elektromotor 1 zu kühlen. Allerdings ist auch eine andere Anordnung akzeptabel, bei der nur einer aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro so aufgebaut ist, dass er in der Lage ist, den Elektromotor 1 abzukühlen. In diesem Fall kann der andere Kühlmittelsammelraum so positioniert sein, dass er nicht thermisch mit dem Elektromotor 1 verbunden ist. Beispielsweise kann der andere Kühlmittelsammelraum auf der Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2 positioniert sein, während ein Wärme isolierendes Bauteil dazwischen angeordnet ist, oder kann so positioniert sein, dass er einen Abstand von dem Antriebseinheitsgehäuse 2 hat.
  • Weiter ist eine andere Anordnung akzeptabel, bei der weder der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri noch der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro thermisch mit dem Elektromotor 1 verbunden sind, so dass der Elektromotor 1 von keinem aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro abgekühlt wird.
    • (4) Weiter ist bei der oben beschriebenen Ausführungsform eine Anordnung akzeptabel, bei der eine Wärme isolierende Einheit 63 zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro vorgesehen ist, wie in 8 und 9 gezeigt. Bei dieser Anordnung ist es möglich, zu verhindern, dass die Temperatur des Kühlmittels in dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri durch eine Wärmeübertragung vom ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro zu dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri erhöht wird. Infolgedessen ist es möglich, die Kühleffizienz sogar noch weiter zu erhöhen.
    • (5) Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und die einströmseitige Öffnung 51 so positioniert, dass die Richtung, in der sich der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri erstreckt, mit der Richtung übereinstimmt, in der sich die einströmseitige Öffnung 51 erstreckt. Allerdings ist die Lagebeziehung zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri und der einströmseitigen Öffnung 51 nicht auf das in der Ausführungsform beschriebene Beispiel beschränkt. Es ist akzeptabel, die Lagebeziehung, wie benötigt, zu modifizieren. Beispielsweise ist eine andere Anordnung akzeptabel, bei der die einströmseitige Öffnung 51 in einer Richtung vorhanden ist, die senkrecht zu der Richtung ist, in der sich der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri erstreckt, oder bei der die einströmseitige Öffnung 51 über oder unter dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri vorhanden ist.
  • Auch ist es, wie in der oben beschriebenen Ausführungsform erklärt, bevorzugt, dass die Lagebeziehung zwischen der einströmseitigen Öffnung 51 und dem verengten Bereich Rs so angeordnet ist, dass die Öffnung der ausströmseitigen Öffnung 51 und die Öffnung des verengten Bereichs Rs einander nicht gegenüberliegen. Allerdings muss die Lagebeziehung nicht unbedingt auf diese Weise angeordnet sein. Selbst in einem Fall, in dem die Öffnung der ausströmseitigen Öffnung 51 und die Öffnung des verengten Bereichs Rs so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen, verteilt sich, da der Strömungswiderstand an dem verengten Bereich Rs so festgelegt ist, dass er größer ist als der Strömungswiderstand an dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ri, das Kühlmittel über die gesamte Länge, über die sich der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri erstreckt. Somit ist es möglich, die Menge des Kühlmittels, das durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt, im Wesentlichen einheitlich zu machen.
  • Obwohl die Lagebeziehung zwischen der einströmseitigen Öffnung 51 und dem verengten Bereich Rs oben als ein Beispiel erklärt wird, ist es möglich, das gleiche auf die Lagebeziehung zwischen der ausströmseitigen Öffnung 52 und dem verengten Bereich Rp anzuwenden.
  • Wie oben erklärt ist es, unabhängig von den Positionen, an denen die einströmseitige Öffnung 51 und die ausströmseitige Öffnung 52 vorhanden sind, möglich, den Strömungszustand des Kühlmittels, das durch die Durchlässe Rp zwischen den Rippen strömt, einheitlich zu halten. Somit ist es, abhängig von dem Lagezustand der zu installierenden Kühlstruktur 50, möglich, die Positionen, an denen die einströmseitige Öffnung 51 und die ausströmseitige Öffnung 52 vorhanden sind, wie benötigt, zu bestimmen. Demzufolge steigt der Grad der Freiheit in Bezug auf die Gestaltung der Vorrichtung.
    • (6) Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Beispiel erklärt, in dem der einströmseitige Kühlmittelsammelraum Ri und der verengte Bereich Rs auf der Einströmseite sowie der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro und der verengte Bereich Rs auf der Ausströmseite vorhanden sind. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, dass der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro und der verengte Bereich Rs auf der Ausströmseite vorhanden sind. Es ist akzeptabel, den Aufbau, wie benötigt, zu modifizieren. Beispielsweise ist ein Aufbau akzeptabel, bei dem der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum Ro und der verengte Bereich Rs auf der Ausströmseite nicht vorhanden sind, oder ein Aufbau, bei dem die Durchlässe Rp zwischen den Rippen mit dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum Ro so verbunden sind, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist, ohne dass sich der verengte Bereich Rs dazwischen befindet.
  • Weiter ist es, in Bezug auf die Beziehung zwischen der Reduzierung der Fläche des verengten Bereichs Rs auf der Einströmseite und der Reduzierung der Fläche des verengten Bereichs Rs auf der Ausströmseite, möglich, sicherzustellen, dass das Kühlmittel gleichmäßig strömt, indem die Reduzierung der Fläche des verengten Bereichs Rs auf der Ausströmseite so festgelegt ist, dass sie geringer ist als die Reduzierung der Fläche des verengten Bereichs Rs auf der Einströmseite.
    • (7) In der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Beispiel beschrieben, bei dem die Kühlstruktur 50 durch Anordnen des Abstandshalters 6 und der Wärmesenke 53 auf der oberen Fläche bzw. Oberseite des Antriebseinheitsgehäuses 2 aufgebaut ist. Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und auch andere Bauformen sind akzeptabel. Beispielsweise ist es akzeptabel, die Kühlstruktur 50 integral mit den anderen Elementen auszubilden.
    • (8) In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Wärme abgebenden Rippen 56 durch Schneiden und Anheben der Wärme abgebenden Oberfläche 53a der Wärmesenke 53 so ausgebildet, dass sie von der Wärme abgebenden Oberfläche 53a hervorstehen. Allerdings ist es akzeptabel, die Wärme abgebenden Rippen durch Verwendung anderer Verfahren auszubilden. Beispielsweise ist es akzeptabel, die Wärme abgebenden Rippen, die separat hergestellt wurden, auf die Wärme abgebende Oberfläche zu schweißen. Alternativ ist es auch akzeptabel, die Wärme abgebenden Rippen unter Verwendung einer Form integral zusammen mit der Wärmesenke auszubilden.
    • (9) In der oben beschriebenen Ausführungsform ist die Kühlstruktur 50 so aufgebaut, dass sie die Wärme erzeugenden Bauteile thermisch schützt, indem sie die Wärme, die durch die Wärme erzeugenden Bauteile, wie den Wechselrichter 3 und den Elektromotor 1, die in der Antriebseinheit enthalten sind, erzeugt wurde, an das Kühlmittel abgibt. Allerdings ist eine andere Anordnung akzeptabel, bei der die Kühlstruktur so aufgebaut ist, dass die Wärme, die von einem Wechselrichter oder anderen elektronischen Teilen in einer anderen Vorrichtung erzeugt wurde, an das Kühlmittel abgegeben wird.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil und die Antriebseinheit nach der vorliegenden Erfindung können effektiv als eine Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil verwendet werden, die ein hohes Niveau an Wärmeabgabeleistung hat, und eine Antriebseinheit, die eine solche Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil enthält, und deshalb in der Lage ist, als eine Vorrichtung zu dienen, die kompakt und energiesparend ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Eine Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil und eine Antriebseinheit, die die Kühlstruktur enthält, sind vorgesehen. Bei der Kühlstruktur ist ein Kühlmittelraum (R) zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche (53a), die thermisch mit einem Wärme erzeugenden Bauteil verbunden ist, und einer gegenüberliegenden Oberfläche (6a), die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche (53a) positioniert ist, ausgebildet. Wärme abgebende Rippen (56) sind so beschaffen, dass sie von der Wärme abgebenden Oberfläche (53a) zur gegenüberliegenden Oberfläche (6a) hin hervorstehen. Ein Durchlass (Rp) zwischen den Rippen, durch den ein Kühlmittel strömt, ist zwischen je zwei der Wärme abgebenden Rippen (56), die nebeneinander positioniert sind, ausgebildet. Die Kühlstruktur enthält einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum (Ri), der so beschaffen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen (56) in einer Reihe angeordnet sind, so dass der einströmseitige Kühlmittelsammelraum (Ri) mit Enden der Durchlässe (56) auf einer Seite so verbunden ist, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist. Die Durchlässe (Rp) zwischen den Rippen und der einströmseitige Kühlmittelsammelraum (Ri) sind so miteinander verbunden, dass eine Verbindung dazwischen mittels eines verengten Bereiches (Rs) möglich ist, der so beschaffen ist, dass er sich zumindest durch den Bereich hindurch erstreckt, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen (Rp) in einer Reihe angeordnet sind. Der verengte Bereich (Rs) hat einen Strömungswiderstand, der größer ist als der im einströmseitigen Kühlmittelsammelraum (Ri).
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2004/025807 [0006]
    • - JP 2001-35981 A [0006]

Claims (11)

  1. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil, bei dem ein Kühlmittelraum zwischen einer Wärme abgebenden Oberfläche, die thermisch mit einem Wärme erzeugenden Bauteil verbunden ist, und einer gegenüberliegenden Oberfläche, die gegenüber der Wärme abgebenden Oberfläche positioniert ist, ausgebildet ist, eine Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen so im Kühlmittelraum vorhanden ist, dass die Rippen parallel zueinander sind und von der Wärme abgebenden Oberfläche zur gegenüberliegenden Oberfläche hin hervorstehen, und ein Durchlass zwischen den Rippen, durch den das Kühlmittel strömt, zwischen jeweils zwei nebeneinander positionierten Rippen aus der Mehrzahl von Wärme abgebenden Rippen ausgebildet ist, wobei die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil einen einströmseitigen Kühlmittelsammelraum enthält, der so beschaffen ist, dass er sich in einer Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der mit den Enden der Durchlässe zwischen den Rippen an einer Seite so verbunden ist, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist, die Durchlässe zwischen den Rippen und der einströmseitige Kühlmittelsammelraum so miteinander verbunden sind, dass eine Verbindung dazwischen mittels eines verengten Bereiches möglich ist, der so beschaffen ist, das er sich zumindest durch einen Bereich hindurch erstreckt, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der verengte Bereich einen Strömungswiderstand hat, der größer ist als ein Strömungswiderstand im einströmseitigen Kühlmittelsammelraum.
  2. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach Anspruch 1, weiter enthaltend: einen ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum, der so beschaffen ist, dass er sich in der Richtung erstreckt, in der die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der mit Enden der Durchlässe zwischen den Rippen auf einer anderen Seite so verbunden ist, dass eine Verbindung dazwischen möglich ist.
  3. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach Anspruch 2, wobei die Durchlässe zwischen den Rippen und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum so miteinander verbunden sind, dass eine Verbindung dazwischen, mittels eines verengten Bereiches möglich ist, der so beschaffen ist, dass er sich zumindest durch den Bereich hindurch erstreckt, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen in einer Reihe angeordnet sind, und der einen Strömungswiderstand hat, der größer ist als ein Strömungswiderstand im ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum.
  4. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach Anspruch 2 oder 3, wobei zumindest einer aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum als eine Kühleinheit fungiert, die ein Kühlobjekt abkühlt, das von dem Wärme erzeugenden Bauteil verschieden ist.
  5. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei in einer Draufsicht von der Wärme abgebenden Oberfläche zu der gegenüberliegenden Oberfläche gesehen, ein Bereich, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, zumindest einen aus dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum überlappt.
  6. Kühlstruktur für das Wärme erzeugende Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der einströmseitige Kühlmittelsammelraum und der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum auf einer Ebene positioniert sind, die die gleiche Ebene ist wie eine Ebene, auf der ein Bereich positioniert ist, in dem die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind.
  7. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei eine Wärme isolierende Einheit zwischen dem einströmseitigen Kühlmittelsammelraum und dem ausströmseitigen Kühlmittelsammelraum vorgesehen ist.
  8. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach Anspruch 4, wobei sowohl der einströmseitige Kühlmittelsammelraum als auch der ausströmseitige Kühlmittelsammelraum so aufgebaut sind, dass sie das Kühlobjekt abkühlen können, und ein Niveau der Kühlleistung des ausströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des Kühlobjekts höher festgelegt ist als ein Niveau der Kühlleistung des einströmseitigen Kühlmittelsammelraums zum Abkühlen des Kühlobjekts.
  9. Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Wärme abgebenden Rippen so ausgebildet sind, dass eine Länge jeder der Wärme erzeugenden Rippen an einem Randbereich von ihnen, von einer Länge in einem Basisendbereich davon, in Bezug auf eine Richtung, in der die Durchlässe zwischen den Rippen ausgebildet sind, unterschiedlich ist, und ein schräger Einströmbereich an einem Ende jeder der Wärme abgebenden Rippen in einer Richtung vorhanden ist, in der die Wärme abgebenden Rippen ausgebildet sind, wobei der schräge Einströmbereich eine Endfläche hat, die in Bezug auf eine Richtung, in der die Wärme abgebenden Rippen stehen, geneigt ist.
  10. Antriebseinheit, enthaltend: einen Elektromotor; ein Antriebseinheitsgehäuse, in dem der Elektromotor untergebracht ist; einen Wechselrichter, der den Elektromotor steuert; und die Kühlstruktur für ein Wärme erzeugendes Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Wechselrichter das Wärme erzeugende Bauteil ist.
  11. Antriebseinheit nach Anspruch 10, wobei das Antriebseinheitsgehäuse in Bezug auf die Wärme abgebende Oberfläche auf der Seite der gegenüberliegenden Oberfläche positioniert ist, und das Antriebseinheitsgehäuse thermisch mit der gegenüberliegenden Oberfläche verbunden ist.
DE112007002435.6T 2007-01-11 2007-11-16 Kühlstruktur für Wärme erzeugendes Bauteil und Antriebseinheit, die diese enthält Expired - Fee Related DE112007002435B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-003816 2007-01-11
JP2007003816A JP5024600B2 (ja) 2007-01-11 2007-01-11 発熱体冷却構造及びその構造を備えた駆動装置
PCT/JP2007/072313 WO2008084597A1 (ja) 2007-01-11 2007-11-16 発熱体冷却構造及びその構造を備えた駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112007002435T5 true DE112007002435T5 (de) 2009-08-27
DE112007002435B4 DE112007002435B4 (de) 2014-10-23

Family

ID=39608495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112007002435.6T Expired - Fee Related DE112007002435B4 (de) 2007-01-11 2007-11-16 Kühlstruktur für Wärme erzeugendes Bauteil und Antriebseinheit, die diese enthält

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7569957B2 (de)
JP (1) JP5024600B2 (de)
CN (1) CN101523595B (de)
DE (1) DE112007002435B4 (de)
WO (1) WO2008084597A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215787A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Leistungselektronisches System mit Flüssigkeitskühleinrichtung
WO2014083976A1 (ja) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社 豊田自動織機 インバータ装置
DE102015211163A1 (de) 2015-06-17 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Kühlen eines Leistungsmoduls
DE102015211162A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Kühlen eines Leistungsmoduls
CN112839481A (zh) * 2019-11-25 2021-05-25 大众汽车股份公司 用于机动车的电子部件的冷却组件及其制造方法

Families Citing this family (67)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5343007B2 (ja) * 2007-11-26 2013-11-13 株式会社豊田自動織機 液冷式冷却装置
WO2009082279A1 (en) * 2007-12-20 2009-07-02 Volvo Lastvagnar Ab Arrangement for a power electronics unit in a hybrid vehicle
US9671179B2 (en) * 2008-01-15 2017-06-06 Showa Denko K.K. Liquid-cooled-type cooling device
JP2009247119A (ja) * 2008-03-31 2009-10-22 Aisin Aw Co Ltd 駆動装置
JP5061065B2 (ja) * 2008-08-26 2012-10-31 株式会社豊田自動織機 液冷式冷却装置
DE602009001170D1 (de) * 2008-10-24 2011-06-09 Fiat Ricerche Kraftfahrzeugwechselrichtereinheit
DE102010002068A1 (de) * 2010-02-18 2011-08-18 Siemens Aktiengesellschaft, 80333 Motoreinheit
CN101850713A (zh) * 2010-03-31 2010-10-06 重庆长安汽车股份有限公司 水冷式混合动力汽车电机控制器
US8174831B2 (en) * 2010-07-20 2012-05-08 GM Global Technology Operations LLC Heating circuit and electronics assembly
CN102478140B (zh) * 2010-11-23 2013-10-16 英业达股份有限公司 快速接头
WO2012086058A1 (ja) * 2010-12-24 2012-06-28 トヨタ自動車株式会社 冷却器
JP5655575B2 (ja) * 2011-01-10 2015-01-21 トヨタ自動車株式会社 冷却器及びそれを用いた電力変換装置
JP5605438B2 (ja) * 2011-01-12 2014-10-15 トヨタ自動車株式会社 冷却器
DE102011052707A1 (de) * 2011-08-15 2013-02-21 Pierburg Gmbh Kühlvorrichtung für ein thermisch belastetes Bauteil
US9458756B2 (en) * 2011-11-16 2016-10-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cooling device for electric equipment
JP5729268B2 (ja) * 2011-11-17 2015-06-03 株式会社デンソー 車両用回転電機
JP2013131666A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Ntn Corp パワー半導体の冷却構造
CN102427708B (zh) * 2012-01-09 2016-03-16 北京柏瑞安科技有限责任公司 风光逆变蓄电控制器
JP5974594B2 (ja) * 2012-04-02 2016-08-23 三菱電機株式会社 冷却器
JP2013216216A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Ntn Corp インバータ装置の冷却構造
JP5694278B2 (ja) * 2012-11-21 2015-04-01 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP6134127B2 (ja) * 2012-11-21 2017-05-24 三菱重工業株式会社 ヒートシンクを有する機器
CN103023219B (zh) * 2012-12-14 2015-05-13 上海亿力电器有限公司 水冷电机
US9452682B2 (en) * 2013-01-18 2016-09-27 GM Global Technology Operations LLC Transmission for a vehicle
AU2013374847A1 (en) * 2013-01-25 2015-08-06 Daikin Industries, Ltd. Fluid device
JP2014220901A (ja) * 2013-05-08 2014-11-20 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型回転電機
WO2014185088A1 (ja) * 2013-05-17 2014-11-20 富士通株式会社 半導体装置とその製造方法、及び電子機器
JP6124742B2 (ja) 2013-09-05 2017-05-10 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6115959B2 (ja) * 2013-12-11 2017-04-19 株式会社フィルテック 流体熱交換装置
DE102014105269A1 (de) * 2014-04-14 2015-10-15 Hella Kgaa Hueck & Co. Vorrichtung zur Kühlung einer Leistungselektronik mittels eines Kühlmediums und Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung
DE102014008114A1 (de) * 2014-06-03 2015-12-03 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Elektrisch betriebene Motor-Pumpeneinheit
TWI575212B (zh) * 2014-09-24 2017-03-21 台達電子工業股份有限公司 可翻轉使用之液冷散熱裝置及其翻轉配置方法
JP6379977B2 (ja) * 2014-10-15 2018-08-29 日産自動車株式会社 回転電機の冷却構造
US10259310B2 (en) * 2014-12-15 2019-04-16 Aisin Aw Co., Ltd. Vehicle drive device
JP6510817B2 (ja) * 2015-01-09 2019-05-08 株式会社ダイヘン モータの冷却構造およびこれを備えた溶接トーチユニット
WO2016143214A1 (ja) * 2015-03-06 2016-09-15 本田技研工業株式会社 車両用高圧系機器ユニット、車両用バッテリユニット及び車両
EP3270496B1 (de) * 2015-03-10 2021-11-24 Mitsubishi Electric Corporation Leistungsumwandlungsvorrichtung und kühlzyklusvorrichtung
WO2016151804A1 (ja) * 2015-03-25 2016-09-29 三菱電機株式会社 電力変換装置
DE102015211160A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Kühlen eines Leistungsmoduls
GB2540602A (en) * 2015-07-23 2017-01-25 Protean Electric Ltd A controller for an electric machine
JP6296027B2 (ja) * 2015-09-04 2018-03-20 トヨタ自動車株式会社 冷媒通路の連結構造
JP2017084978A (ja) * 2015-10-28 2017-05-18 株式会社豊田自動織機 冷却器
DE112015007145T5 (de) * 2015-11-25 2018-08-30 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung, Invertervorrichtung und Automobil
DE102017103475A1 (de) * 2016-02-25 2017-08-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Geräteeinheit
US9867319B2 (en) 2016-05-24 2018-01-09 Ford Global Technologies, Llc Vehicle power module assemblies and manifolds
US9847734B1 (en) 2016-05-24 2017-12-19 Ford Global Technologies, Llc Power-module assembly
GB2551739B (en) * 2016-06-28 2022-05-11 Cummins Inc Engine integration of power electronics system
KR102359705B1 (ko) * 2016-07-20 2022-02-08 엘지마그나 이파워트레인 주식회사 전동기용 케이스
CN109478821B (zh) * 2016-07-20 2020-08-14 Lg电子株式会社 用于电动机的壳体
JP6868633B2 (ja) * 2016-09-23 2021-05-12 住友精密工業株式会社 冷却装置
WO2018139497A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 株式会社Ihi 電動コンプレッサ
TWI622255B (zh) * 2017-05-03 2018-04-21 具有流道之液冷式冷卻裝置
JP6636996B2 (ja) * 2017-07-11 2020-01-29 ファナック株式会社 Ldモジュール冷却装置及びレーザ装置
CN107316852B (zh) * 2017-08-08 2019-09-27 苏州能讯高能半导体有限公司 一种半导体器件的散热结构及半导体器件
KR102527454B1 (ko) * 2018-03-21 2023-05-03 엠에이치기술개발 주식회사 컨버터 냉각장치 및 그의 제조방법
JP2019170077A (ja) * 2018-03-23 2019-10-03 日本電産トーソク株式会社 モータ
CN112005485A (zh) * 2018-04-25 2020-11-27 日本电产株式会社 逆变器单元以及马达单元
KR102068655B1 (ko) * 2018-10-05 2020-01-21 주식회사 엔엠씨 일체형 냉각 유로식 모터
JP7247517B2 (ja) * 2018-10-24 2023-03-29 日本電産株式会社 冷却装置
JP7278767B2 (ja) * 2018-12-26 2023-05-22 日立Astemo株式会社 電力変換装置
CN110364501B (zh) * 2019-06-17 2020-12-22 中国科学院微电子研究所 一种微流道散热结构、制造方法及电子器件
CN215935363U (zh) * 2020-09-02 2022-03-01 春鸿电子科技(重庆)有限公司 液冷头
JP7420051B2 (ja) 2020-11-03 2024-01-23 株式会社デンソー 電力変換装置
JP7431719B2 (ja) 2020-12-21 2024-02-15 日本軽金属株式会社 パワーデバイス用冷却器
JP7366077B2 (ja) * 2021-03-09 2023-10-20 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP7120481B1 (ja) 2022-01-19 2022-08-17 富士電機株式会社 冷却器及び半導体装置
JP7120480B1 (ja) 2022-01-19 2022-08-17 富士電機株式会社 冷却器及び半導体装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035981A (ja) 1999-07-16 2001-02-09 Toshiba Corp 半導体素子用冷却器及びこれを用いた電力変換装置
WO2004025807A1 (ja) 2002-09-13 2004-03-25 Aisin Aw Co., Ltd. 駆動装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2500215A1 (fr) * 1981-02-13 1982-08-20 Thomson Csf Dispositif de refroidissement d'un composant electronique de puissance, et composant encapsule dans un boitier muni d'un tel dispositif
WO1995025255A1 (en) * 1992-09-28 1995-09-21 Aavid Engineering, Inc. Apparatus and method for cooling heat generating electronic components in a cabinet
US5349498A (en) * 1992-12-23 1994-09-20 Hughes Aircraft Company Integral extended surface cooling of power modules
JPH06326226A (ja) * 1993-03-15 1994-11-25 Toshiba Corp 冷却装置
ATA105093A (de) * 1993-05-28 2001-07-15 Steyr Daimler Puch Ag Flüssigkeitsgekühlte antriebseinheit für ein elektromobil
JP3886697B2 (ja) * 1999-04-27 2007-02-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 駆動装置
US6972957B2 (en) * 2002-01-16 2005-12-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular power converter having fluid cooled support
EP1940011B1 (de) * 2002-09-13 2010-03-03 Aisin AW Co., Ltd. Antriebseinheit
US7030520B2 (en) * 2002-09-13 2006-04-18 Aisin Aw Co., Ltd. Drive device
JP4186109B2 (ja) * 2003-06-25 2008-11-26 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 駆動装置
JP4107267B2 (ja) * 2004-06-15 2008-06-25 株式会社デンソー 積層型冷却器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001035981A (ja) 1999-07-16 2001-02-09 Toshiba Corp 半導体素子用冷却器及びこれを用いた電力変換装置
WO2004025807A1 (ja) 2002-09-13 2004-03-25 Aisin Aw Co., Ltd. 駆動装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012215787A1 (de) * 2012-09-06 2014-03-06 Siemens Aktiengesellschaft Leistungselektronisches System mit Flüssigkeitskühleinrichtung
DE102012215787B4 (de) * 2012-09-06 2014-06-05 Siemens Aktiengesellschaft Leistungselektronisches System mit Flüssigkeitskühleinrichtung und Fahrzeug damit
US9313922B2 (en) 2012-09-06 2016-04-12 Siemens Aktiengesellschaft Power electronics system with liquid cooling system
WO2014083976A1 (ja) * 2012-11-29 2014-06-05 株式会社 豊田自動織機 インバータ装置
DE102015211163A1 (de) 2015-06-17 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Kühlen eines Leistungsmoduls
DE102015211162A1 (de) * 2015-06-17 2016-12-22 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zum Kühlen eines Leistungsmoduls
CN112839481A (zh) * 2019-11-25 2021-05-25 大众汽车股份公司 用于机动车的电子部件的冷却组件及其制造方法
DE102020207947A1 (de) * 2019-11-25 2021-05-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühlanordnung für elektronische Komponenten eines Kraftfahrzeugs und Herstellungsverfahren dafür

Also Published As

Publication number Publication date
CN101523595B (zh) 2010-09-22
WO2008084597A1 (ja) 2008-07-17
US7569957B2 (en) 2009-08-04
US20080169088A1 (en) 2008-07-17
JP5024600B2 (ja) 2012-09-12
DE112007002435B4 (de) 2014-10-23
JP2008172024A (ja) 2008-07-24
CN101523595A (zh) 2009-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112007002435B4 (de) Kühlstruktur für Wärme erzeugendes Bauteil und Antriebseinheit, die diese enthält
DE112008000040B4 (de) Kühlstruktur einer Wärmesenke für eine Wärme erzeugende Komponente und Antriebseinheit
DE112010006084B4 (de) Kühler
DE102017128529B4 (de) Kraftfahrzeugbatterie
DE102014226792A1 (de) Radiator für eine Kühlvorrichtung flüssiggekühlten Typs und Verfahren selbige herzustellen
DE102005034998B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen sowie Vorrichtung zur Kühlung von elektronischen Bauelementen
EP2909901B1 (de) Explosionsgeschütztes gehäuse mit einem ventilator
DE112015004176T5 (de) Graphit einschließende thermoelektrische und/oder ohmsche Wärmemanagementsysteme und Verfahren
DE102018210108B4 (de) Ld-modul-kühlvorrichtung und lasereinrichtung
DE102016001966B4 (de) Luftgekühlte Laservorrichtung mit Kühlrippen aufweisendem Wärmeübertragungsbauteil
EP0947128B1 (de) Bauelementträger mit luft-umwälzkühlung der elektrischen bauelemente
DE112007000768T5 (de) Integriertes Modul für die Flüssigkeits-Luft-Leitung
DE60220700T2 (de) Wärmetauschermodul mit hauptkühler und nebenkühler
DE102016123904B4 (de) Wärmeübertragerplatte und Wärmeübertrager mit Entlüftungsvorrichtung
DE112006000178T5 (de) Kühlungsgerät eines Brennstoffzellenfahrzeugs
DE102017200166A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE202012002974U1 (de) Fluid-Wärmetauschsysteme
DE102016124103A1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Kühlvorrichtung
DE112013001164T5 (de) Verfahren und System zum Kühlen von Ladeluft für eine Brennstoffzelle und Drei-Fluidladeluftkühler
DE112011105882T5 (de) Wärmetauscher mit Endabdichtung zum Blockieren eines Luftumgehungsstroms
EP3324521B1 (de) Kühlplatte für einen linearmotor
DE112006003812T5 (de) Kühlvorrichtung
DE112018005305B4 (de) Kühlkörperanordnung
DE202013011767U1 (de) Kühler für Rechenmodule eines Computers
DE112011105879T5 (de) Wärmetauscherplatten mit integralen Umgehungsblockierstreifen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee