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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Behälterelement für eine elektrische Komponente zum Aufnehmen einer elektronischen Komponente wie einen Energiewandler, der einen Inverter oder Ähnliches enthält, und eine Energiewandlungsvorrichtung, die das Behälterelement enthält.
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STAND DER TECHNIK
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Seit Kurzem haben Fahrzeuge mit Elektromotor, die mittels eines Elektromotors angetrieben werden, beispielsweise Hybridfahrzeuge (HV), Elektrofahrzeuge (EV) oder Ähnliche, als umgebungsfreundliche Fahrzeuge starke Aufmerksamkeit erlangt. Hybridfahrzeuge verwenden zusätzlich zu einem herkömmlichen Verbrennungsmotor eine Gleichstromquelle, einen Inverter und einen Motor, der durch den Inverter, der als eine Energiequelle dient, angesteuert wird. Genauer gesagt wird der Verbrennungsmotor als eine Energiequelle angesteuert, und gleichzeitig wird eine Gleichspannung, die von der Gleichstromquelle zugeführt wird, durch den Inverter in eine Wechselspannung umgewandelt, und die umgewandelte Wechselspannung wird verwendet, um den Motor zu drehen, um dadurch eine Energiequelle zu erhalten. Außerdem verwenden Elektrofahrzeuge eine Gleichstromquelle, einen Inverter und einen von dem Inverter angesteuert Motor, der als Energiequelle dient. Genauer gesagt enthalten diese Elektrofahrzeuge ein elektrisches System zum Zuführen von elektrischer Energie von einer Gleichstromenergiequelle, die aus einer sekundären Batterie oder Ähnlichem ausgebildet wird, zu einem Wechselstrommotor zum Antreiben eines Fahrzeugs über einen Halbleiterenergiewandler wie einen Inverter.
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Elektronische Komponenten, die eine Energiewandlungsvorrichtung wie beispielsweise einen Inverter enthalten, sind in einem Gehäuse oder Ähnlichem enthalten und an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil oder Ähnlichem eines Fahrzeugs angeordnet. Da der Energiewandler wie beispielsweise ein Inverter, der zum Ansteuern eines Motors oder Ähnlichem verwendet wird, eine große Wärmemenge erzeugt, wird die Energiewandlungsvorrichtung im Allgemeinen von einer Kühlvorrichtung oder Ähnlichem gekühlt, die einer Zirkulationsroute ein Kältemittel wie beispielsweise ein Kühlmittel zuführt, das unter Verwendung einer motorgetriebenen Wasserpumpe oder Ähnlichem durch den Energiewandler zirkuliert.
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Wenn ein derartiges Fahrzeug mit Elektromotor mit einem externen Objekt zusammenstößt, besteht die Möglichkeit, dass das Gehäuse, das eine elektronische Komponente wie beispielsweise einen Inverter enthält, mit einer peripheren Komponente (einem Störobjekt) wie beispielsweise einem Getriebe zusammenstößt und beschädigt wird. Wenn das Gehäuse beschädigt wird, besteht die Möglichkeit, dass ein Hochspannungsabschnitt der elektronischen Komponente wie beispielsweise eines Inverters freigelegt wird. Wie es beispielsweise in 7 dargestellt ist, besteht, wenn ein Fahrzeug, in dem ein Gehäuse 50 montiert ist, das eine elektronische Komponente wie einen Inverter enthält, der einen Hochspannungsabschnitt 52 aufweist, mit einem externen Objekt kollidiert, die Möglichkeit, dass das Gehäuse mit einem Objekt 54 zusammentrifft, das eine periphere Komponente wie beispielsweise ein Getriebe ist, und bricht. Wenn das Gehäuse 50 bricht, besteht die Möglichkeit, dass der Hochspannungsabschnitt 52 der elektronischen Komponente wie beispielsweise eines Inverters freigelegt wird.
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Die Patentliteratur 1 beschreibt beispielsweise ein Kühlgehäuse zum Aufnehmen einer elektronischen Komponente wie einer Inverterschaltung, das einen Wandabschnitt enthält, der teilweise gekühlt wird, um zu verhindern, dass der Wandabschnitt des Gehäuses, wenn dieser gebrochen ist, die elektronische Komponente wie eine Inverterschaltung kontaktiert und einen Kurzschluss bewirkt. Das Kühlgehäuse enthält eine Tasche zum Aufnehmen der elektronischen Komponente, die aus einem isolierenden elastischen Element ausgebildet ist, das durch eine externe Kraft leicht verformt werden kann.
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Die Patentliteratur 2 beschreibt als eine Energiesteuereinheit für ein Elektrofahrzeug, in der ein Kurzschluss eines Hochspannungsanschlusses sogar dann, wenn eine Motorkammer aufgrund einer Kollision in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung verformt wird, nicht auftritt und bei der die Kosten und die Größe verringert werden können und die Zusammenbaueigenschaften mit größerer Zuverlässigkeit erhöht werden können, eine Energiesteuereinheit für ein Elektrofahrzeug, das mit einer Spannungssteuereinheit ausgerüstet ist, die eine Spannungseinstellung zwischen einem Inverter zum Ansteuern eines Fahrmotors und einer Energiequelle innerhalb einer Hochspannungsbox durchführt. Eine Außenwandfläche der Hochspannungsbox wird mit einem hochfesten Element geschützt, und die Hochspannungsanschlusshalterung zur Verbindung des Inverters und des Fahrmotors miteinander ist benachbart zu einer Innenwandfläche der Hochspannungsbox angeordnet, die mit dem hochfesten Element geschützt wird.
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Die Patentliteratur 3 beschreibt ein Elektrofahrzeug, das einen Zellenabschnitt zum Erzeugen von elektrischer Energie, eine elektrische Energiesteuerschaltung, die mit dem Zellenabschnitt elektrisch verbunden ist, und eine elektrische Energiesteuereinheit, die einen Anordnungsabschnitt der elektrischen Energiesteuerschaltung enthält, enthält. In dem Elektrofahrzeug werden, um eine montierte Zelle zu schützen, wenn eine Kollision des Elektrofahrzeugs auftritt, der Zellenabschnitt und die elektrische Energiesteuereinheit an einer Fahrzeugkarosserie derart fixiert, dass diese in der vertikalen Richtung angeordnet sind, und der Anordnungsabschnitt enthält einen Vorstehungsabschnitt, der von einer Kante des Zellenabschnitts in der horizontalen Richtung in Richtung der vorbestimmten Richtung, in der eine Kollision erwartet wird, vorsteht.
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Die Patentliteratur 4 beschreibt eine Fixierungsstruktur für fahrzeuginterne Vorrichtungen, die Folgendes enthält, um zu verhindern, dass die fahrzeuginternen Vorrichtungen, die an einem Fahrzeug montiert sind, zu dem Zeitpunkt einer Kollision des Fahrzeugs mit anderen Elementen zusammenstoßen. Insbesondere enthält die Fixierungsstruktur für fahrzeuginterne Vorrichtungen eine Anbringungshalterung, die an einer Fahrzeugkarosserie fixiert ist, die eine Aufnahmekammer definiert, die die fahrzeuginternen Vorrichtungen aufnehmen kann und in der die fahrzeuginternen Vorrichtungen montiert sind, einen Fixierungsmechanismus, der die fahrzeuginternen Vorrichtungen fixiert und, wenn eine Druckkraft eines vorbestimmten Betrags oder mehr auf die fahrzeuginternen Vorrichtungen ausgeübt wird, den Fixierungszustand der fahrzeuginternen Vorrichtungen freigeben kann, ein Führungselement, das mit der Anbringungshalterung verbunden ist und sich in Richtung der rückwärtigen Seite der Fahrzeugkarosserie in Bezug auf die fahrzeuginternen Vorrichtungen derart erstreckt, dass das Führungselement in Bezug auf die fahrzeuginternen Vorrichtungen aufwärts in Richtung der rückwärtigen Seite der Fahrzeugkarosserie geneigt ist, und ein Trägerelement, das mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und einen Abschnitt des Führungselements, der in Bezug auf die fahrzeuginternen Vorrichtungen auf der Rückseite angeordnet ist, trägt.
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Gemäß der in den obigen Patentliteraturen 1 bis 4 beschriebenen Technologie besteht jedoch die Möglichkeit, dass eine Beschädigung des Gehäuses, das elektronische Komponenten aufnimmt, die durch eine periphere Komponente (eine Störkomponente) zu dem Zeitpunkt einer Kollision oder Ähnlichem bewirkt wird, nicht ausreichend aufgefangen oder verringert werden kann.
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DOKUMENTE DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTLITERATUR
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- Patentliteratur 1: JP 2006-245421 A
- Patentliteratur 2: JP 2004-181979 A
- Patentliteratur 3: JP 2004-175301 A
- Patentliteratur 4: JP 2010-000938 A
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE PROBLEME
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Element, das elektrische Komponenten enthält, eine Beschädigung eines Gehäuses, das elektronische Komponenten enthält, die durch ein Störobjekt bewirkt wird, verhindert und eine Abgabe von Wärme von den elektronischen Komponenten bewirkt, wenn ein Fahrzeug oder Ähnliches, in dem die elektronischen Komponenten wie beispielsweise ein Inverter montiert sind, mit einem externen Objekt kollidiert, und eine Energiewandlungsvorrichtung, die das Behälterelement enthält.
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LÖSUNG FÜR DIE PROBLEME
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Element geschaffen, das eine elektronische Komponente enthält, wobei das Element aufweist: ein Gehäuse, das eine elektronische Komponente enthält; eine Kühlpassage, die innerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, um Wärme, die von der elektronischen Komponente erzeugt wird, durch ein Kältemittel zu kühlen; und einen Wärmeabgabeabschnitt, der Wärme von der Kühlpassage abgibt und eine Beschädigung des Gehäuses, die durch einen Aufprall eines externen Störobjekts verursacht wird, verhindert.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage gegenüber von dem externen Störobjekt vorgesehen derart ist, dass der Wärmeabgabeabschnitt zwischen der Kühlpassage und dem externen Störobjekt angeordnet ist.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, ein Hochspannungsabschnitt der elektronischen Komponente gegenüber von dem externen Störobjekt derart vorgesehen ist, dass der Wärmeabgabeabschnitt und mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage dazwischen angeordnet sind.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, der Wärmeabgabeabschnitt aus einem Plattenelement ausgebildet ist, das auf einer Außenfläche des Gehäuses vorgesehen ist.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, ein Lückenabschnitt zwischen der Außenfläche des Gehäuses und dem Plattenelement ausgebildet ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, das Plattenelement eine geneigte Gestalt aufweist.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, der Wärmeabgabeabschnitt aus einem geneigten Rippenelement ausgebildet ist, das auf einer Außenfläche des Gehäuses vorgesehen ist.
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Außerdem ist es vorteilhaft, wenn in dem Element, das eine elektronische Komponente enthält, die elektronische Komponente ein Energiewandler ist, der eine Energiewandlung von einer Gleichstromenergie oder einer Wechselstromenergie einer Energiequelle in eine Wechselstromenergie oder Gleichstromenergie durchführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Energiewandlungsvorrichtung geschaffen, die aufweist: das Element, das eine elektronische Komponente enthält; und einen Energiewandler, der in dem Element enthalten ist, das eine elektronische Komponente enthält, um eine Energiewandlung von einer Gleichstromenergie oder Wechselstromenergie einer Energiequelle in eine Wechselstromenergie oder Gleichstromenergie durchzuführen.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, ein Element, das eine elektronische Komponente enthält, mit einer Kühlpassage innerhalb eines Gehäuses und einem Wärmeabgabeabschnitt, der Wärme von der Kühlpassage abgibt und eine Beschädigung des Gehäuses verhindert, die durch einen Aufprall von einem externen Störobjekt verursacht wird, zu schaffen, das eine Beschädigung des Gehäuses, das die elektronische Komponente enthält, die durch ein Störobjekt verursacht wird, wenn ein Fahrzeug, in dem die elektronische Komponente wie beispielsweise ein Inverter montiert ist, mit dem externen Objekt kollidiert, verhindert und außerdem eine Abgabe von Wärme, die von der elektronischen Komponente erzeugt wird, bewirkt, sowie eine Energiewandlungsvorrichtung, die das Behälterelement enthält, zu schaffen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt schematisch eine (einen Teil einer) Struktur eines beispielhaften Elements, das eine elektronische Komponente enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch einen Zustand, in dem das Behälterelement, das in 1 dargestellt ist, mit einem externen Störobjekt zusammentrifft.
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3 zeigt schematisch eine (einen Teil einer) Struktur eines weiteren beispielhaften Elements, das eine elektronische Komponente enthält, gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 ist eine vordere Ansicht, die schematisch eine beispielhafte Rippenstruktur in dem Behälterelement gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
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5 zeigt schematisch einen Zustand, in dem das Behälterelement, das in 3 dargestellt ist, mit einem externen Störobjekt zusammentrifft.
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6 zeigt schematisch ein Beispiel, bei dem das Behälterelement gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einem Fahrzeug montiert ist und die elektronische Komponente, die in dem Behälterelement enthalten ist, ein Inverter ist.
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7 zeigt schematisch einen Zustand, in dem ein herkömmliches Element, das eine elektronische Komponente enthält, mit einem externen Störobjekt zusammentrifft.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen stellen nur Beispiele zum Ausführen der vorliegenden Erfindung dar, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
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1 zeigt schematisch (die einen Teil der) Struktur eines beispielhaften Elements, das elektronische Komponenten enthält, gemäß einer Ausführungsform. Ein Behälterelement 1 enthält ein Gehäuse 10 zum Aufnehmen von elektronischen Komponenten. Eine Kühlpassage 12 zum Kühlen von Wärme, die von einer elektronischen Komponente (beispielsweise einem Hochspannungsabschnitt 16 einer elektronischen Komponente) erzeugt wird, unter Verwendung eines Kältemittels ist innerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen. Außerdem ist ein Plattenelement 14 auf der Außenfläche des Gehäuses 10 als ein Wärmeabgabeabschnitt zum Abgeben von Wärme von der Kühlpassage 12 und außerdem zum Verhindern einer Beschädigung des Gehäuses 10, die durch einen Aufprall von einem externen Störobjekt 20 verursacht wird, vorgesehen.
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Die elektronische Komponente (beispielsweise ein Inverter) innerhalb des Gehäuses 10 kann eine vorbestimmte Funktion aufweisen (beispielsweise Energiewandlung). Die erzeugte Wärme, die von dem Betrieb der elektronischen Komponente resultiert, kann dadurch gekühlt werden, dass es einem Kältemittel ermöglicht wird, durch eine Kühlpassage 12, die zumindest in der Nähe eines Wärmeerzeugungsabschnitts der elektronischen Komponente verläuft, zu fließen (beispielsweise zu zirkulieren), und außerdem kann die Wärme der Kühlpassage 12 von einem Wärmeabgabeabschnitt (in diesem Beispiel dem Plattenelement 14) zur Außenseite abgegeben werden. Die elektronische Komponente kann von einer externen Steuervorrichtung oder Ähnlichem gesteuert werden. Wenn die elektronische Komponente ein Inverter ist, der mit einem Zellenabschnitt, einer elektrischen Lichtmaschine oder Ähnlichem verbunden ist, kann, da ein großer elektrischer Strom in den Inverter fließt, eine große Wärmemenge in Verbindung mit einem elektrischen Widerstand erzeugt werden. Die Kühlpassage 12 kann dazu dienen, eine derartige Wärme abzugeben und zu bewirken, dass das Kältemittel wie beispielsweise Wasser, das durch die Kühlpassage 12 fließt, die Wärme aufnimmt.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, da das Plattenelement 14, das als der Wärmeabgabeabschnitt dient, dem externen Störobjekt 20 beispielsweise gegenüberliegt bzw. entgegengesetzt ist, wenn das Behälterelement 1 eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, wie es beispielsweise in 2 dargestellt ist, eine Beschädigung des Gehäuses 10 durch das Plattenelement 14 sogar dann verhindert werden, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft. Außerdem kann durch Anordnen der Kühlpassage 12 in der Nähe des Wärmeabgabeabschnitts (in diesem Beispiel des Plattenelements 14) eine Abgabe von Wärme von der Kühlpassage 12 zu dem Zeitpunkt des Betriebs der elektronischen Komponente erzielt werden. Es kann Wärme von der Oberfläche des Plattenelements 14 abgegeben werden, nachdem diese beispielsweise von der Kühlpassage 12 durch das Gehäuse 10 und das Plattenelement 14 geleitet wurde.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn ein Lückenabschnitt 18 zwischen der Außenfläche des Gehäuses 10 und dem Plattenelement 14 ausgebildet ist. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage 12 gegenüber von dem externen Störobjekt 20 derart vorgesehen ist, dass das Plattenelement 14, das als der Wärmeabgabeabschnitt dient, und der Lückenabschnitt 18 dazwischen angeordnet sind.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, wenn das Plattenelement 14, das ein Wärmeabgabeabschnitt ist, und der Lückenabschnitt 18 dem externen Störobjekt 20 gegenüberliegend angeordnet sind und das Behälterelement 1 eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, eine Beschädigung des Gehäuses 10 mittels des Plattenelements 14 verhindert werden. Sogar wenn das Plattenelement 14 verformt wird, kann eine Beschädigung des Gehäuses 10 durch das Vorhandensein des Lückenabschnitts 18 verhindert werden. Außerdem kann durch Anordnen der Kühlpassage 12 in der Nähe des Wärmeabgabeabschnitts, der den Lückenabschnitt 18 aufweist, Wärme von der Kühlpassage 12 während des Betriebs der elektronischen Komponente noch zuverlässiger abgegeben werden. Die Wärmeabgabe kann beispielsweise durch die Oberfläche des Plattenelements 14 mittels Wärmeleitung von der Kühlpassage 12 nacheinander zu dem Gehäuse 10 und dem Plattenelement 14 erfolgen, und es kann ein Luftkühleffekt erzielt werden. Außerdem kann der Luftkühleffekt verbessert werden, wenn der Fahrtwind währen der Fahrt des Fahrzeugs durch den Lückenabschnitt 18 strömt.
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Außerdem ist es in der vorliegenden Ausführungsform vorteilhaft, wenn der Hochspannungsabschnitt 16 der elektronischen Komponente wie beispielsweise eines Inverters gegenüber von dem externen Störobjekt 20 derart angeordnet ist, dass das Plattenelement 14, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, und der Lückenabschnitt 18 und mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage 12 dazwischen angeordnet sind.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, wenn das Plattenelement 14, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, und der Lückenabschnitt 18 gegenüber von dem externen Störobjekt 20 angeordnet sind und das Behälterelement 1 eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, eine Beschädigung des Gehäuses 10 mittels des Plattenelements 14 verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass der Hochspannungsabschnitt 16 der elektronischen Komponente zur Außenseite freigelegt wird. Sogar wenn das Plattenelement 14 verformt wird, kann eine Beschädigung des Gehäuses 10 durch das Vorhandensein des Lückenabschnitts 18 verhindert werden, und außerdem kann ein Freilegen des Hochspannungsabschnitts der elektronischen Komponente zur Außenseite verhindert werden. Außerdem dient die Kühlpassage 12 als eine Crashbox, die die Energie zu dem Zeitpunkt des Zusammenstoßes absorbiert, sollte das Gehäuse 10 beschädigt werden, so dass ein Freilegen des Hochspannungsabschnitts 16 der elektronischen Komponente zur Außenseite verhindert werden kann.
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Das Material des Plattenelements 14 ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise Metall wie Eisen, Stahl, Aluminium oder Ähnliches, Harz usw. sein. Ein Metall kann jedoch allgemein im Hinblick auf die Festigkeit, das thermische Leitvermögen usw. verwendet werden.
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Das Plattenelement 14 kann in einer vorbestimmten Gestalt hergestellt und an dem Gehäuse 10 angebracht werden oder es kann einstückig mit dem Gehäuse 10 ausgebildet werden. Während der Bearbeitungsgestalt des Plattenelements 14 keine besondere Beschränkung auferlegt wird, solange diese eine Beschädigung des Gehäuses 10, die durch einen Aufprall von dem externen Störobjekt 20 verursacht wird, verhindert, ist es vorteilhaft, wenn das Plattenelement 14 zumindest eine Gestalt aufweist, die in Bezug auf das externe Störobjekt 20 geneigt ist. Mit dieser Struktur kann, wenn das Plattenelement 14, das der Abstrahlungsabschnitt ist, gegenüber dem externen Störobjekt 20 angeordnet ist und das Behälterelement 1 eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, beispielsweise sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, das Gehäuse 10 aufgrund des Gleiteffekts durch die Neigung des Plattenelements 14 aufwärts gestoßen werden, so dass die Aufprallenergie freigegeben werden kann, um eine Beschädigung des Gehäuses 10 zu verhindern.
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Außerdem kann, wie es oben beschrieben wurde, der Lückenabschnitt 18 zwischen der Außenfläche des Gehäuses 10 und dem Plattenelement 14 durch das Plattenelement 14 ausgebildet werden, oder das Plattenelement 14 kann dicht an der Außenfläche des Gehäuses 10 haften.
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Die elektronische Komponente, die in dem Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, das die elektronische Komponente enthält, ist nicht besonders beschränkt und kann eine elektronische Komponente sein, die beispielsweise einen Hochspannungsabschnitt aufweist. Die elektronische Komponente kann beispielsweise eine Energiewandlungsvorrichtung wie beispielsweise ein Inverter sein, der eine Gleichstromenergie einer Gleichstromenergiequelle in eine Wechselstromenergie umwandelt, ein Wandler, der Wechselstromenergie einer Wechselstromenergiequelle in Gleichstromenergie umwandelt, usw. Der Inverter kann eine Gleichstromspannung der Gleichstromenergiequelle in eine Wechselstromenergie umwandeln, um einen Motor-Generator oder Ähnliches anzusteuern. Außerdem kann der Inverter die Wechselstromspannung, die von dem Motor-Generator oder Ähnlichem erzeugt wird, in eine Gleichstromspannung umwandeln, um die Gleichstromenergiequelle zu laden. Mit anderen Worten, ein Inverter kann ein „Energiewandler” sein, der eine Energiewandlung zwischen der Gleichstromenergie, die von einer Gleichstromenergiequelle zugeführt wird, und der Wechselstromenergie, die eine Ansteuerung eines Motors steuert, sowie der Wechselstromenergie, die von einem Generator oder Ähnlichem erzeugt wird, durchführt.
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Da ein relativ großer elektrischer Strom durch die elektronische Komponente wie beispielsweise einen Inverter fließen kann, kann ein Kühlmechanismus zum Verhindern eines Temperaturanstiegs vorgesehen sein. Das Element gemäß der vorliegenden Ausführungsform, das eine elektronische Komponente enthält, kann ausgelegt sein, die elektronische Komponente durch Bewirken, dass ein Kältemittel zum Kühlen der elektronischen Komponente wie eines Inverters durch die Kühlpassage 12 fließt, zu kühlen.
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Die Kühlpassage 12 kann eine Zirkulationsroute sein, die in der Nähe oder innerhalb der elektronischen Komponente wie beispielsweise eines Inverters verläuft und vorzugsweise in der Nähe oder innerhalb des Wärmeerzeugungsabschnitts der elektronischen Komponente verläuft, und es kann der Kühlpassage 12 mittels einer externen motorbetriebenen Pumpe oder Ähnlichem ein Kältemittel wie beispielsweise Kühlwasser mit einem Frostschutz zugeführt werden. Die Kühlpassage 12 kann zumindest in der Nähe der Innenfläche des Gehäuses 10 vorgesehen sein. Dieses kann eine Wärmeleitung von der Kühlpassage 12 zu der Außenseite des Gehäuses 10 erleichtern. Ein Wärmetauscher wie beispielsweise ein Radiator kann an der Kühlpassage 12 außerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen sein.
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Als Kältemittel kann normalerweise eine Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser oder Öl verwendet werden, aber es kann ebenfalls Gas wie beispielsweise Luft verwendet werden.
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Das Gehäuse 10 kann eine Box sein, die eine vorbestimmte Gestalt aufweist, die jedoch nicht besonders beschränkt ist.
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Das Material des Gehäuses 10 ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise Metall wie Eisen, Stahl, Aluminium oder Ähnliches, Harz usw. sein. Es kann jedoch allgemein im Hinblick auf die Festigkeit usw. ein Metall verwendet werden.
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Hinsichtlich des externen Störobjekts 20 sind keine Grenzen auferlegt, solange dieses eine periphere Komponente ist, die in der Peripherie des Behälterelements 1 angeordnet ist, und dieses kann eine periphere Komponente wie beispielsweise ein Getriebe sein.
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3 zeigt schematisch die (einen Teil der) Struktur eines anderen beispielhaften Elements, das eine elektronische Komponente enthält, gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Ein Behälterelement 1 enthält ein Gehäuse 10 zum Aufnehmen einer elektronischen Komponente. Eine Kühlpassage 12 zum Kühlen von Wärme, die von der elektronischen Komponente (beispielsweise einem Hochspannungsabschnitt 16 einer elektronischen Komponente) erzeugt wird, unter Verwendung eines Kältemittels ist innerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen. Außerdem ist ein Rippenelement 22 an der Außenfläche des Gehäuses 10 als ein Wärmeabgabeabschnitt zum Abgeben von Wärme von der Kühlpassage 12 und zur Verhinderung einer Beschädigung des Gehäuses 10, die ansonsten durch einen Aufprall von einem externen Störobjekt 20 verursacht werden würde, vorgesehen.
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4 zeigt schematisch eine vordere Ansicht einer beispielhaften Rippenstruktur. Das Material des Rippenelements 22 ist nicht besonders beschränkt und kann Metall wie beispielsweise Eisen, Stahl, Aluminium oder Ähnliches, Harz usw. sein. Es kann allgemein im Hinblick auf die Festigkeit, das Wärmeleitvermögen usw. ein Metall verwendet werden.
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Das Rippenelement 22, das in einer vorbestimmten Gestalt hergestellt wird, kann an dem Gehäuse 10 angebracht werden oder kann einstückig mit dem Gehäuse 10 ausgebildet werden. Die Herstellungsgestalt des Rippenelements 22 kann eine Gestalt sein, die zumindest in Bezug auf das externe Störobjekt 20 geneigt ist, wie es in der Seitenansicht des Rippenelements 22 der 3 gezeigt ist, um eine Beschädigung des Gehäuses 10, die durch einen Aufprall von dem externen Störobjekt 20 verursacht wird, zu verhindern.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, wenn das Rippenelement 22, das der Abgabeabschnitt ist, dem externen Störobjekt 20 gegenüberliegt und das Behälterelement 1 beispielsweise eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 empfängt, sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, das Gehäuse 10 aufgrund des Gleiteffekts durch die Neigung des Rippenelements 22 aufwärts gestoßen werden, so dass die Aufprallenergie freigegeben wird, um eine Beschädigung des Gehäuses 10 zu verhindern. Da der Wärmeabgabeabschnitt eine Rippenstruktur aufweist, erhöht sich außerdem der Oberflächenbereich, der zu einer Wärmeabgabe beträgt, so dass die Wirkung der Wärmeabgabe von der Kühlpassage 12 zu dem Zeitpunkt des Betriebs der elektronischen Komponente verbessert werden kann. Die Wärmeabgabe kann beispielsweise durch die Oberfläche der Kühlpassage 12 mittels Wärmeleitung von der Kühlpassage 12 durch das Gehäuse 10 und das Rippenelement 22 erzielt werden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage 12 derart dem externen Störobjekt 20 gegenüberliegend angeordnet ist, dass das Rippenelement 22, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, dazwischen angeordnet ist.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, wenn das Rippenelement 22, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, dem externen Störobjekt 20 gegenüberliegt und das Behälterelement 1 eine Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, eine Beschädigung des Gehäuses 10 mittels des Rippenelements 22 verhindert werden. Außerdem kann durch Anordnen der Kühlpassage 12 in der Nähe des Wärmeabgabeabschnitts (in diesem Beispiel des Rippenelements 22) eine Wärmeabgabe von der Kühlpassage 12 zu dem Zeitpunkt des Betriebs der elektronischen Komponente erzielt werden.
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie es in 3 dargestellt ist, vorteilhaft, wenn der Hochspannungsabschnitt 16 der elektronischen Komponente wie beispielsweise eines Inverters dem externen Störobjekt 20 derart gegenüberliegend angeordnet ist, dass das Rippenelement 22, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, und mindestens ein Abschnitt der Kühlpassage 12 dazwischen angeordnet sind.
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Mit der oben beschriebenen Struktur des Behälterelements 1 kann, wenn das Rippenelement 22, das der Wärmeabgabeabschnitt ist, dem externen Störobjekt 20 gegenüberliegt und das Behälterelement 1 Aufprallenergie aus der dem Störobjekt 20 abgewandten Richtung des Behälterelements 1 aufnimmt, sogar dann, wenn das Behälterelement 1 mit dem Störobjekt 20 zusammentrifft, eine Beschädigung des Gehäuses 10 mittels des Rippenelements 22 verhindert werden, und es kann verhindert werden, dass der Hochspannungsabschnitt der elektronischen Komponente zu der Außenseite freigelegt wird. Sogar wenn das Rippenelement 22 beschädigt wird, dient die Kühlpassage 12 außerdem als eine Crashbox, die die Energie zu dem Zeitpunkt des Zusammenstoßes absorbiert, so dass ein Freilegen des Hochspannungsabschnitts 16 der elektronischen Komponente zur Außenseite verhindert werden kann.
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Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform keine ausreichende Festigkeit durch allein die Rippenstruktur bereitgestellt werden kann, kann durch Verwenden einer Struktur, die das Plattenelement, das in 1 dargestellt ist, und das Rippenelement, das in 3 dargestellt ist, in Kombination enthält, eine Beschädigung des Gehäuses noch zuverlässiger in dem Fall verhindert werden, in dem ein Fahrzeug oder Ähnliches, in dem elektronische Komponenten montiert sind, mit einem externen Objekt kollidiert, und es kann ebenfalls eine Abgabe von Wärme von der Oberfläche des Plattenelements erzielt werden.
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Die Energiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält das Behälterelement für eine elektronische Komponente, wie es oben beschrieben wurde, und einen Energiewandler, der in dem Behälterelement enthalten ist und eine Energiewandlung von einer Gleichstromenergie oder Wechselstromenergie einer Energiequelle in eine Wechselstromenergie oder Gleichstromenergie durchführt.
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Das Element, das elektronische Komponenten enthält, und die Energiewandlungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform können in einem Fahrzeug oder Ähnlichem wie beispielsweise einem Hybridfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Brennstoffzellenfahrzeug usw. montiert sein. Auch wenn das Element, das elektronische Komponenten enthält, und die Energiewandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise an dem vorderen Teil, dem hinteren Teil oder Ähnlichem eines Fahrzeugs oder Ähnlichem angeordnet sein können, ist der Ort der Anordnung nicht darauf beschränkt. 6 stellt ein Beispiel dar, bei dem das Behälterelement in einem Fahrzeug montiert ist und die elektronische Komponente, die in dem Behälterelement für elektronische Komponenten gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten ist, ein Inverter ist. In dem in 6 dargestellten Beispiel kann das Behälterelement 1, das einen Inverter enthält, beispielsweise auf der linken Seite in dem vorderen Teil des Fahrzeugs 24 montiert sein. Mit dem Behälterelement für elektronische Komponenten gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, zu verhindern, dass das Gehäuse mit einem Störobjekt zusammentrifft, das eine periphere Komponente wie beispielsweise ein Getriebe ist, und beschädigt wird, wenn die linke Seite in dem vorderen Teil des Fahrzeugs 24 mit einem externen Objekt zusammenstößt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Behälterelement für elektronische Komponente
- 10, 50
- Gehäuse
- 12
- Kühlpassage
- 14
- Plattenelement
- 16, 52
- Hochspannungsabschnitt
- 18
- Lückenabschnitt
- 20, 54
- Störobjekt
- 22
- Rippenelement
- 24
- Fahrzeug
