TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsheizvorrichtung.The present invention relates to a liquid heating apparatus.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
JP-10309935A gibt eine elektrische Heißwasserzirkulationsvorrichtung für ein Fahrzeug an, in der ein Temperatursensor über einem Heizer vorgesehen ist. JP-10309935A discloses an electric hot water circulation device for a vehicle in which a temperature sensor is provided above a heater.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Wenn bei der oben genannten Technik eine Stagnation einer Flüssigkeit in der Nachbarschaft zu dem Temperatursensor auftritt, wird die Temperatur in der Nachbarschaft zu dem Stagnationsbereich erhöht, sodass die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur höher wird. Deshalb wird die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur höher als die Temperatur in anderen Bereichen in einem Tank. Insbesondere wenn der Temperatursensor in einen Kontakt mit dem Heizer gebracht wird, ist die durch den Temperatursensor erfasste Temperaturerhöhung beträchtlich. Wenn wie oben beschrieben, eine Stagnation der Flüssigkeit in der Nachbarschaft zu dem Temperatursensor auftritt, erfasst der Temperatursensor eine Temperatur, die höher als die tatsächliche Temperatur in dem Tank ist. Wenn zum Beispiel ein Strom zu dem Heizer basierend auf der erfassten Temperatur gesteuert wird, ergibt sich das Problem, dass eine Fehlfunktion wie etwa eine Unterbrechung des an dem Heizer angelegten Stroms trotz einer niedrigen Temperatur in dem Tank auftritt.In the above technique, when stagnation of a liquid occurs in the vicinity of the temperature sensor, the temperature in the vicinity of the stagnation region is increased, so that the temperature detected by the temperature sensor becomes higher. Therefore, the temperature detected by the temperature sensor becomes higher than the temperature in other areas in a tank. In particular, when the temperature sensor is brought into contact with the heater, the temperature increase detected by the temperature sensor is considerable. As described above, when stagnation of the liquid in the vicinity of the temperature sensor occurs, the temperature sensor detects a temperature higher than the actual temperature in the tank. For example, when a current to the heater is controlled based on the detected temperature, there arises a problem that a malfunction such as an interruption of the current applied to the heater occurs despite a low temperature in the tank.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, das oben geschilderte Problem zu lösen, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, die Temperatur in einem Tank genau zu erfassen und dadurch eine Fehlfunktion zu unterdrücken.The present invention aims to solve the above-described problem, and it is an object of the invention to accurately detect the temperature in a tank and thereby suppress a malfunction.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Flüssigkeitsheizvorrichtung: einen Tank mit einem Mediumeinlass und einem Mediumauslass, wobei der Mediumeinlass konfiguriert ist, um den Einfluss eines flüssigen Heizmediums zu gestatten, und wobei der Mediumauslass konfiguriert ist, um einen Ausfluss des flüssigen Heizmediums zu gestatten; einen elektrischen Heizer, der in dem Tank aufgenommen ist und konfiguriert ist, um das flüssige Heizmedium zu erhitzen; und ein Wärmeerfassungsglied, das konfiguriert ist, um die Temperatur des elektrischen Heizers in dem Tank zu erfassen, wobei wenigstens ein Teil des Wärmeerfassungsglieds derart angeordnet ist, dass es dem Mediumeinlass oder dem Mediumauslass zugewandt ist.According to one aspect of the present invention, a liquid heating apparatus comprises: a tank having a medium inlet and a medium outlet, wherein the medium inlet is configured to allow the influence of a liquid heating medium, and wherein the medium outlet is configured to allow outflow of the liquid heating medium; an electric heater received in the tank and configured to heat the liquid heating medium; and a heat detecting member configured to detect the temperature of the electric heater in the tank, wherein at least a part of the heat detecting member is arranged to face the medium inlet or the medium outlet.
Weil gemäß diesem Aspekt das Wärmeerfassungsglied auf der Vorderseite des Mediumeinflussteils angeordnet ist, kann eine Stagnation des Mediums in der Nachbarschaft zu dem Wärmerfassungsglied verhindert werden und kann eine Fehlfunktion der Flüssigkeitsheizvorrichtung unterdrückt werden.According to this aspect, since the heat detecting member is disposed on the front side of the medium inflow part, stagnation of the medium in the vicinity of the heat detecting member can be prevented, and malfunction of the liquid heating device can be suppressed.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
1 ist ein Schaltdiagramm einer Flüssigkeitsheizvorrichtung einer Ausführungsform. 1 Fig. 10 is a circuit diagram of a liquid heating apparatus of one embodiment.
2 ist eine schematische Ansicht von oben auf die Flüssigkeitsheizvorrichtung dieser Ausführungsform. 2 Fig. 13 is a schematic top view of the liquid heating apparatus of this embodiment.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2. 3 is a sectional view taken along the line III-III of 2 ,
4 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil eines Querschnitts entlang der Linie IV-IV von 2 zeigt. 4 is a schematic view which is part of a cross section along the line IV-IV of 2 shows.
5A ist eine schematische Ansicht, die die Flüssigkeitsheizvorrichtung in einem geneigten Zustand zeigt. 5A Fig. 12 is a schematic view showing the liquid heating apparatus in an inclined state.
5B ist eine schematische Ansicht, die die Flüssigkeitsheizvorrichtung in einem geneigten Zustand zeigt. 5B Fig. 12 is a schematic view showing the liquid heating apparatus in an inclined state.
6A ist eine schematische Ansicht, die die Flüssigkeitsheizvorrichtung in einem geneigten Zustand zeigt. 6A Fig. 12 is a schematic view showing the liquid heating apparatus in an inclined state.
6B ist eine schematische Ansicht, die die Flüssigkeitsheizvorrichtung in einem geneigten Zustand zeigt. 6B Fig. 12 is a schematic view showing the liquid heating apparatus in an inclined state.
7 ist eine schematische Ansicht von oben auf eine Flüssigkeitsheizvorrichtung und zeigt eine Modifikation dieser Ausführungsform 7 Fig. 13 is a schematic top view of a liquid heating apparatus showing a modification of this embodiment
BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION OF AN EMBODIMENT
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 dieser Ausführungsform.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 Fig. 10 is a circuit diagram of a liquid heating apparatus 1 this embodiment.
Die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 umfasst eine Gleichstromquelle 2, einen elektrischen Heizer 3, der durch einen von der Gleichstromquelle 2 zugeführten Strom betrieben wird, einen Tank 4, in dem der elektrische Heizer 3 aufgenommen ist, und eine Sicherheitseinrichtung 5, die den Strom zu dem elektrischen Heizer 3 zuführt und unterbricht.The liquid heating device 1 includes a DC power source 2 , an electric heater 3 by one of the DC source 2 supplied power is operated, a tank 4 in which the electric heater 3 is included, and a safety device 5 that supplies the electricity to the electric heater 3 feeds and interrupts.
Die Gleichstromquelle 2 ist eine Hochspannungsbatterie, die an Hybridfahrzeugen, Elektrofahrzeugen oder ähnlichem montiert ist. Die Ausgangsspannung der Gleichstromquelle 2 ist eine Hochspannung von 30 V oder mehr, wobei die Ausgangsspannung in diesem Fall bei 350 V liegt. Der Strom von der Gleichstromquelle 2 wird zu dem elektrischen Heizer 3 über eine Zuführleitung 15 zugeführt. Es kann auch eine Wechselstromquelle als Stromquelle anstelle der Gleichstromquelle 2 verwendet werden. Die Gleichstromquelle 2 führt den Strom auch zu einer Kühlmittelpumpe 6 zu, die ein Kühlmittel (flüssiges Heizmedium) usw. zirkuliert. The DC source 2 is a high-voltage battery that is mounted on hybrid vehicles, electric vehicles or the like. The output voltage of the DC power source 2 is a high voltage of 30V or more, in which case the output voltage is 350V. The current from the DC source 2 becomes the electric heater 3 via a supply line 15 fed. It may also be an AC power source as the power source instead of the DC power source 2 be used. The DC source 2 also supplies the power to a coolant pump 6 to, which circulates a coolant (liquid heating medium), etc.
Beispiele für den elektrischen Heizer 3 sind ein ummantelter Heizer, ein PTC(Positive Temperature Coefficient)-Heizer oder ähnliche Einrichtungen, die Wärme erzeugen, wenn sie mit Strom versorgt werden. Der elektrische Heizer 3 erhitzt das Kühlmittel zu einer vorbestimmten Temperatur (normale Heiztemperatur). Obwohl hier nicht eigens gezeigt, werden ein Heizen einer Fahrzeugkabine und ein Aufwärmen eines Getriebes usw. mit dem auf diese Weise erhitzten Kühlmittel durchgeführt.Examples of the electric heater 3 are a jacketed heater, a PTC (Positive Temperature Coefficient) heater, or similar devices that generate heat when powered. The electric heater 3 heats the coolant to a predetermined temperature (normal heating temperature). Although not specifically shown here, heating of a vehicle cabin and warming up of a transmission, etc. are performed with the coolant heated in this way.
Die Sicherheitseinrichtung 5 enthält IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 10, die als Transistoren an der Zuführleitung 15 wirken, einen Bimetallschalter 11, der einen Steuerstrom für das Steuern der IGBTs 10 schaltet, und eine Leistungseinheit 12, die den Steuerstrom (12-Volt-Gleichstrom) zu Treibern 20a des IGBTs 10 zuführt.The safety device 5 contains IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) 10 acting as transistors on the supply line 15 act, a bimetal switch 11 which provides a control current for controlling the IGBTs 10 switches, and a power unit 12 that drives the control (12 volt dc) to drivers 20a of the IGBT 10 supplies.
Außerdem enthält die Sicherheitseinrichtung 5 eine Kurzschlussleitung 16, die den elektrischen Heizer 3 auf der stromaufwärts und auf der stromabwärts gelegenen Seite an der Zuführleitung 15 kurzschließen kann, eine Leistungssicherung 13, die an der Zuführleitung 15 zwischen der Gleichstromquelle 2 und der Kurzschlussleitung 16 vorgesehen ist, und einen Bimetallschalter 14, der an der Kurzschlussleitung 16 vorgesehen ist.It also contains the safety device 5 a short circuit line 16 that the electric heater 3 on the upstream and on the downstream side on the supply line 15 can short circuit, a power fuse 13 attached to the supply line 15 between the DC source 2 and the short circuit line 16 is provided, and a bimetal switch 14 who is on the short circuit line 16 is provided.
Wenn der Steuerstrom angelegt wird, gestatten die IGBTs 10 einen Fluss des Stroms durch die Zuführleitung 15. Wenn jedoch eine Steuereinrichtung 25 einen Befehl an die Treiber 20a gibt, um den Steuerstrom von der Leistungseinheit 12 basierend auf elektrischen Signalen von einem Wassertemperatursensor 23 usw. zu unterbrechen, oder wenn der Steuerstrom durch den Bimetallschalter 11 unterbrochen wird, halten die IGBTs 10 ihre Funktion an, um den Fluss des Stroms durch die Zuführleitung 15 zu unterbrechen.When the control current is applied, the IGBTs allow 10 a flow of the flow through the supply line 15 , However, if a control device 25 a command to the drivers 20a gives to the control power from the power unit 12 based on electrical signals from a water temperature sensor 23 etc., or if the control current through the bimetal switch 11 is interrupted, hold the IGBTs 10 Their function is to control the flow of electricity through the supply line 15 to interrupt.
Die IGBTs 10 sind an der Zuführleitung 15 an Positionen nahe an dem elektrischen Heizer 3 relativ zu Kurschlusspositionen der Kurzschlussleitung 16 vorgesehen. Wenn der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 kurzgeschlossen wird, fließt der Strom von der Gleichstromquelle 2 nicht zu den IGBTs 10. Bei dieser Konfiguration werden die IGBTs vor einem großen Strom geschützt, der erzeugt wird, wenn der Stromkreis durch die Kurschlussleitung 16 kurzgeschlossen wird.The IGBTs 10 are on the supply line 15 at positions close to the electric heater 3 relative to short circuit positions of the short circuit line 16 intended. When the circuit through the short-circuit line 16 is shorted, the current flows from the DC source 2 not to the IGBTs 10 , In this configuration, the IGBTs are protected from a large current that is generated when the circuit passes through the shorting line 16 shorted.
Der Bimetallschalter 11 ist vom normalerweise geschlossenen Typ, der in einem normalen Zustand zu einem mit Strom versorgten Zustand geschaltet ist. Der Bimetallschalter 11 ist ein Bitmetallschalter auf der Niederspannungsseite, der einen kleineren Strom durchlässt als der Bimetallschalter 14, wenn er zu dem mit Strom versorgten Zustand geschaltet wird.The bimetal switch 11 is of the normally closed type, which is switched to a powered state in a normal state. The bimetal switch 11 is a bit metal switch on the low voltage side, which allows a smaller current to pass through than the bimetallic switch 14 when switched to the powered state.
Der Bimetallschalter 11 unterbricht den Steuerstrom, wenn die Temperatur des elektrischen Heizers 3 eine erste zuvor gesetzte Temperatur erreicht, und gestattet den Fluss des Steuerstroms, wenn die Temperatur des elektrischen Heizers 3 zu einer zweiten zuvor gesetzten Temperatur sinkt, die niedriger als die erste zuvor gesetzte Temperatur ist.The bimetal switch 11 interrupts the control current when the temperature of the electric heater 3 reaches a first previously set temperature, and allows the flow of control current when the temperature of the electric heater 3 drops to a second previously set temperature that is lower than the first previously set temperature.
Die erste zuvor gesetzte Temperatur wird zu einer Temperatur gesetzt, die gleich oder größer als die oben genannte vorbestimmte Temperatur ist und die niedriger als der Siedepunkt des Kühlmittels ist. Ein Grund dafür, dass die erste zuvor gesetzte Temperatur auf eine Temperatur gesetzt wird, die niedriger als der Siedepunkt des Kühlmittels ist, besteht darin, ein Kochen des Kühlmittels in dem Tank 4 zu verhindern. Normalerweise erhitzt der elektrische Heizer 3 das Kühlmittel nicht, bis es kocht. Und wenn die Steuerung der IGBTs 10 normal durch die Steuereinrichtung 25 durchgeführt wird, wird der Bimetallschalter 11 in dem mit Strom versorgten Zustand gehalten. Dagegen wird die zweite zuvor gesetzte Temperatur auf eine Temperatur gesetzt, die erreicht wird, wenn der Steuerstrom durch den Bimetallschalter 11 unterbrochen wird und die Temperatur des Kühlmittels in dem Tank 4 ausreichend gesunken ist.The first previously set temperature is set to a temperature equal to or higher than the above predetermined temperature and lower than the boiling point of the refrigerant. One reason why the first previously set temperature is set to a temperature lower than the boiling point of the refrigerant is to boil the refrigerant in the tank 4 to prevent. Usually the electric heater heats up 3 Do not cool the coolant until it boils. And if the control of IGBTs 10 normally by the controller 25 is performed, the bimetal switch 11 kept in the energized state. In contrast, the second previously set temperature is set to a temperature which is reached when the control current through the bimetal switch 11 is interrupted and the temperature of the coolant in the tank 4 has fallen sufficiently.
In der Flussrichtung des Stroms durch die Zuführleitung 15 ist die Kurzschlussleitung 16 an einem ersten Ende 16a stromabwärts von der Leistungssicherung 13 und stromaufwärts von dem elektrischen Heizer 3 verbunden und ist die Kurzschlussleitung 16 an einem zweiten Ende 16b stromabwärts von dem elektrischen Heizer 3 und stromaufwärts von der Gleichstromquelle 2 verbunden. Die Kurzschlussleitung 16 ist ein Leiter mit einem sehr kleinen Widerstand, der das erste Ende 16a und das zweite Ende 16b, die jeweils mit der Zuführleitung 15 verbunden sind, miteinander verbindet. Wenn mit anderen Worten der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 an der stromaufwärts gelegenen Seite und der stromabwärts gelegenen Seite des elektrischen Heizers 3 kurzgeschlossen ist, ist der Widerstand der Kurzschlussleitung 16 kleiner gesetzt als derjenige des elektrischen Heizers 3.In the flow direction of the flow through the feed line 15 is the short circuit line 16 at a first end 16a downstream of the power protection 13 and upstream of the electric heater 3 connected and is the short circuit line 16 at a second end 16b downstream from the electric heater 3 and upstream of the DC power source 2 connected. The short circuit line 16 is a conductor with a very small resistance, which is the first end 16a and the second end 16b , each with the feed line 15 connected to each other. In other words, if the circuit through the short-circuit line 16 on the upstream side and the downstream side of the electric heater 3 shorted, is the resistance of the short circuit line 16 set smaller than that of the electric heater 3 ,
Der Bimetallschalter 14 ist von einem normalerweise geöffneten Typ, der in einem normalen Zustand zu einem offenen Zustand geschaltet ist. Der Bimetallschalter 14 ist ein Bimetallschalter auf der Hochspannungsseite, der einen größeren Strom durchlässt als der Bimetallschalter 11, wenn er zu dem mit Strom versorgten Zustand geschaltet ist. The bimetal switch 14 is of a normally open type, which is in a normal state to an open state. The bimetal switch 14 is a bimetal switch on the high voltage side, which allows a larger current to pass through than the bimetallic switch 11 when switched to the powered state.
Der Bimetallschalter 14 wird zu dem mit Strom versorgten Zustand geschaltet, wenn die Temperatur des elektrischen Heizers 3 die dritte zuvor gesetzte Temperatur erreicht, die höher als die erste zuvor gesetzte Temperatur ist. In einem Zustand, in dem die Temperatur des elektrischen Heizers 3 niedriger als die dritte zuvor gesetzte Temperatur ist, wird der Stromkreis nicht durch die Kurzschlussleitung 16 kurzgeschlossen. Die Kurzschlussbedingung des Stromkreises wird durch die Kurzschlussleitung 16 erzielt, wenn die Temperatur des elektrischen Heizers 3 die dritte zuvor gesetzte Temperatur erreicht und der Bimetallschalter 14 zu dem mit Strom versorgten Zustand geschaltet wird.The bimetal switch 14 is switched to the powered state when the temperature of the electric heater 3 reaches the third previously set temperature, which is higher than the first previously set temperature. In a state where the temperature of the electric heater 3 lower than the third previously set temperature, the circuit will not pass through the short circuit line 16 shorted. The short circuit condition of the circuit is through the short circuit line 16 scored when the temperature of the electric heater 3 reached the third previously set temperature and the bimetal switch 14 is switched to the powered state.
Die dritte zuvor gesetzte Temperatur ist die kritische Temperatur des den Bimetallschalter 14 bildenden Bimetalls. Die dritte zuvor gesetzte Temperatur ist auf eine Temperatur gesetzt, die höher als die höchste Temperatur des elektrischen Heizers 3 ist, die durch eine Temperaturerhöhung aufgrund eines Überschießens verursacht wird, das nach der Herstellung des unterbrochenen Zustands der Zuführleitung 15 auftritt, wenn die Temperatur des elektrischen Heizers 3 die erste zuvor gesetzte Temperatur erreicht und der Steuerstrom zu den IGBTs 10 durch den Bimetallschalter 11 unterbrochen wird. Wenn also der Bimetallschalter 11 und die IGBTs normal betrieben werden, erreicht die Temperatur des elektrischen Heizers 3 die dritte zuvor gesetzte Temperatur nicht.The third preset temperature is the critical temperature of the bimetal switch 14 forming bimetallic. The third previously set temperature is set to a temperature higher than the highest temperature of the electric heater 3 is that caused by a temperature increase due to overshoot after the production of the interrupted state of the supply line 15 occurs when the temperature of the electric heater 3 reaches the first previously set temperature and the control current to the IGBTs 10 through the bimetal switch 11 is interrupted. So if the bimetal switch 11 and the IGBTs are operated normally, reaches the temperature of the electric heater 3 the third previously set temperature is not.
Die Leistungssicherung 13 unterbricht den Stromkreis aufgrund des augenblicklichen großen Stroms (Überstrom), der fließt, wenn der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 kurzgeschlossen wird. Weil der Widerstand der Kurzschlussleitung 16 sehr klein ist, wenn der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 kurzgeschlossen wird, fließt der große Strom (Überstrom), der groß relativ zu dem Strom ist, der durch den elektrischen Heizer 3 fließt, bevor der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 kurzgeschlossen wird, durch die Leistungssicherung 13. Die Leistungssicherung 13 unterbricht den Stromkreis aufgrund des durch die Gleichstromquelle 2 zugeführten Stroms, bevor die Temperatur eines Kabelbaums oder einer Versorgungsschaltung mit einem Steckverbinder zum Zuführen des Stroms (nicht gezeigt) aufgrund einer Wärmeerzeugung die zulässige Temperatur überschreitet. Diese zulässige Temperatur ist auf einen Temperaturbereich gesetzt, der keine Beschädigung an dem Teilen der Versorgungsschaltung verursacht.The performance assurance 13 interrupts the circuit due to the instantaneous large current (overcurrent) flowing when the circuit passes through the short circuit line 16 shorted. Because the resistance of the short circuit line 16 is very small when the circuit through the short circuit line 16 short circuited, the large current (overcurrent) flows, which is large relative to the current passing through the electric heater 3 flows before the circuit through the short-circuit line 16 is shorted, through the power fuse 13 , The performance assurance 13 interrupts the circuit due to the DC source 2 supplied current before the temperature of a wire harness or a supply circuit with a connector for supplying the current (not shown) due to heat generation exceeds the allowable temperature. This allowable temperature is set to a temperature range that causes no damage to the parts of the supply circuit.
Die Steuereinrichtung 25 gibt einen Befehl an die Treiber 20a basierend auf dem elektrischen Signal von dem Wassertemperatursensor 23, um den Steuerstrom zu den IGBTs 10 zu steuern und die Zufuhr und die Unterbrechung des Stroms zu der Zuführleitung 15 (elektrischer Heizer 3) zu steuern.The control device 25 gives a command to the drivers 20a based on the electrical signal from the water temperature sensor 23 to get the control current to the IGBTs 10 to control and the supply and the interruption of the flow to the supply line 15 (electric heater 3 ) to control.
Die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 wird im Folgenden mit Bezug auf 2 bis 4 weiter erläutert. 2 ist eine schematische Draufsicht auf die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III von 2. 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Teil eines Querschnitts entlang der Linie IV-IV von 2 zeigt.The liquid heating device 1 will be referred to below with reference to 2 to 4 further explained. 2 is a schematic plan view of the liquid heating device 1 , 3 is a sectional view taken along the line III-III of 2 , 4 is a schematic view which is part of a cross section along the line IV-IV of 2 shows.
Der Tank 4 umfasst einen Kühlmitteleinlass 30 und einen Kühlmittelauslass 31, die jeweils mit Seitenflächen 4a und 4b verbunden sind, und Wärmesenken 32, die an einer oberen Fläche 4c vorgesehen sind.The Tank 4 includes a coolant inlet 30 and a coolant outlet 31 , each with side surfaces 4a and 4b connected, and heat sinks 32 standing on an upper surface 4c are provided.
Die Wärmesenken 32 sind derart vorgesehen, dass sie von der oberen Fläche 4c des Tanks 4 nach oben vorstehen. Und die IGBTs 10 sind in Kontakt mit oberen Flächen der entsprechenden Wärmesenken 32. Die Wärmesenken 32 leiten die Wärme von den IGBTs 10 zu der Luft um die Wärmesenken 32 und dem Kühlmittel in dem Tank 4 ab. Die Wärmesenken 32 weisen eine Dicke auf, die keine Bildung von Leerräumen oder Schrumpfhohlräumen während des Gießens verursacht, wobei die Wärmesenken 32 derart ausgebildet sind, dass wenigstens innerhalb der Wärmesenken 32 kein Leerraum oder Schrumpfhohlraum mit einer Vorsprungsfläche gleich oder größer als ein Drittel der Projektionsfläche der IGBTs 10 in einer Draufsicht vorhanden sind. Außerdem sind die Wärmesenken 32 derart vorgesehen, dass sie den Isolationsabstand zwischen dem Bimetallschalter 11 und einer Steuerplatine 21, auf der Treiber 20a zum Steuern des Steuerstroms zu den IGBTs 10 montiert sind, aufrechterhält. Außerdem sind die Wärmesenken 32 derart vorgesehen, dass die unteren Enden auf der gleichen Höhe angeordnet sind wie eine Innenwand der oberen Fläche 4c des Tanks 4 und dass kein Hindernis zwischen dem Wärmesenken 32 und dem Kühlmitteleinlass 30 vorhanden ist. Mit anderen Worten wird ein Flussdurchgang, durch den das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt zu den Wärmesenken 32 geführt wird, in dem Tank 4 gesichert und fließt das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel entlang des unteren Endes der Wärmesenken 32.The heat sinks 32 are provided such that they from the upper surface 4c of the tank 4 project upwards. And the IGBTs 10 are in contact with upper surfaces of the corresponding heat sinks 32 , The heat sinks 32 conduct the heat from the IGBTs 10 to the air around the heat sinks 32 and the coolant in the tank 4 from. The heat sinks 32 have a thickness that does not cause the formation of voids or shrink cavities during casting, with the heat sinks 32 are formed such that at least within the heat sinks 32 no void or shrinkage cavity with a protrusion area equal to or greater than one third of the projection area of the IGBTs 10 are present in a plan view. In addition, the heat sinks 32 provided such that it the isolation distance between the bimetallic switch 11 and a control board 21 , on the driver 20a for controlling the control current to the IGBTs 10 are mounted, upholds. In addition, the heat sinks 32 provided such that the lower ends are arranged at the same height as an inner wall of the upper surface 4c of the tank 4 and that no obstacle between the heat sinks 32 and the coolant inlet 30 is available. In other words, a flow passage through which that from the coolant inlet 30 Injected coolant directly to the heat sinks 32 is guided in the tank 4 secured and flows from the coolant inlet 30 flowing coolant along the lower end of the heat sinks 32 ,
Der Kühlmitteleinlass 30 ist mit der Seitenfläche 4a auf der Seite der oberen Fläche 4c verbunden, wobei der Kühlmittelauslass 31 mit der Seitenfläche 4b verbunden ist, die der Seitenfläche 4a zugewandt ist, mit welcher der Kühlmitteleinlass 30 verbunden ist. Der Kühlmitteleinlass 30 und der Kühlmittelauslass 31 sind derart ausgebildet, dass sie einander zugewandt sind.The coolant inlet 30 is with the side surface 4a on the side of the upper surface 4c connected, wherein the coolant outlet 31 with the side surface 4b connected to the side surface 4a facing is with which the coolant inlet 30 connected is. The coolant inlet 30 and the coolant outlet 31 are formed so that they face each other.
Die IGBTs 10 sind derart vorgesehen, dass sie in Kontakt mit den oberen Flächen der Wärmesenken 32 sind, und werden durch die Luft um den Tank 4 oder durch das Kühlmittel in dem Tank 4 über die Wärmesenken 32 gekühlt. Elektrische Anschlüsse 10a der IGBTs 10 sind mit der Steuerplatine 21 verbunden. Die IGBTs 10 und die Steuerplatine 21 sind an dem Tank 4 angeordnet.The IGBTs 10 are provided so as to be in contact with the upper surfaces of the heat sinks 32 are, and are going through the air around the tank 4 or by the coolant in the tank 4 over the heat sinks 32 cooled. Electrical connections 10a the IGBTs 10 are with the control board 21 connected. The IGBTs 10 and the control board 21 are at the tank 4 arranged.
Die Steuerplatine 21 ist über dem Bimetallschalter 11 vorgesehen und derart angeordnet, dass die Distanzen zu den IGBTs 10 kürzer als die Längen der elektrischen Anschlüsse der IGBTs 10 sind und dass ein Isolationsabstand zwischen der Steuerplatine 21 und einem oberen Endteil des Bimetallschalters 11 sichergestellt wird. Insbesondere ist die Steuerplatine 21 derart angeordnet, dass der Isolationsabstand zwischen der Steuerplatine 21 und dem oberen Endteil des Bimetallschalters 11 länger als die Distanzen von dort zu den IGBTs 10 ist. Die Treiber 20a sind an der Steuerplatine 21 installiert.The control board 21 is above the bimetal switch 11 provided and arranged such that the distances to the IGBTs 10 shorter than the lengths of the electrical connections of the IGBTs 10 are and that an isolation distance between the control board 21 and an upper end part of the bimetallic switch 11 is ensured. In particular, the control board 21 arranged such that the isolation distance between the control board 21 and the upper end part of the bimetallic switch 11 longer than the distances from there to the IGBTs 10 is. The drivers 20a are on the control board 21 Installed.
Der Bimetallschalter 11 ist im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche 4c des Tanks 4 auf der stromabwärts gelegenen Seite der Wärmesenken 32 (der IGBTs 10) in der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 installiert, sodass die Spitzenendseite eines Wärmeerfassungsteils 11a, der in den Tank 4 eingesteckt ist, und die Wärme von dem elektrischen Heizer 3 erfasst, in einen Wärme übertragenden Kontakt mit einem oberen Teil (einem weiter unten beschriebenen geradlinigen Teil 3a) des elektrischen Heizers 3 kommt. Von der Seite des Kühlmitteleinlasses 30 gesehen, ist der Bimetallschalter 11 derart angeordnet, dass der Wärmeerfassungsteil 11a auf der vorderen Seite des Kühlmitteleinlasses 30 angeordnet ist, sodass wenigstens ein Teil des Wärmeerfassungsteils 11a höher angeordnet ist als das untere Ende des Kühlmitteleinlasses 30. Mit anderen Worten ist wenigstens ein Teil des Wärmeerfassungsteils 11a derart angeordnet, dass er dem Kühlmitteleinlass 30 oder dem Kühlmittelauslass 31 zugewandt ist. Und weil der Wärmeerfassungsteil 11a nach unten vorsteht, sodass er niedriger als die unteren Enden der Wärmesenken 32 angeordnet ist, ist kein Hindernis zwischen dem Bimetallschalter 11 und dem Kühlmitteleinlass 30 vorhanden. Mit anderen Worten wird der Flussdurchgang in dem Tank 4 sichergestellt, sodass das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt zu dem Wärmeerfassungsteil 11a gerichtet wird, und ist der Bimetallschalter 11 derart angeordnet, dass das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt mit dem Bimetallschalter 11 kollidiert.The bimetal switch 11 is essentially in the middle of the upper surface 4c of the tank 4 on the downstream side of the heat sinks 32 (the IGBTs 10 ) in the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 installed so that the tip end side of a heat detecting part 11a in the tank 4 is plugged in, and the heat from the electric heater 3 detected in heat transfer contact with an upper part (a rectilinear part described below 3a ) of the electric heater 3 comes. From the side of the coolant inlet 30 seen, is the bimetallic switch 11 arranged such that the heat detecting part 11a on the front side of the coolant inlet 30 is arranged so that at least a part of the heat detecting part 11a is arranged higher than the lower end of the coolant inlet 30 , In other words, at least part of the heat detecting part 11a arranged such that it is the coolant inlet 30 or the coolant outlet 31 is facing. And because the heat sensing part 11a protrudes downwards so that it is lower than the lower ends of the heat sinks 32 is arranged, is no obstacle between the bimetallic switch 11 and the coolant inlet 30 available. In other words, the flow passage in the tank 4 ensured so that from the coolant inlet 30 flowing coolant directly to the heat sensing part 11a is directed, and is the bimetal switch 11 arranged such that from the coolant inlet 30 Reflected coolant directly with the bimetal switch 11 collided.
Der Bimetallschalter 14 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite des Bimetallschalters 11 in der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 angeordnet. Ähnlich wie der Bimetallschalter 11 ist der Bimetallschalter 14 in einem Wärme übertragenden Kontakt mit dem oberen Teil des elektrischen Heizers 3.The bimetal switch 14 is on the downstream side of the bimetallic switch 11 in the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 arranged. Similar to the bimetal switch 11 is the bimetal switch 14 in heat transferring contact with the upper part of the electric heater 3 ,
Der elektrische Heizer 3 weist eine Spiralform auf, die durch einen geradlinig geformten Teil 3a und eine gekrümmten Teil 3b gebildet wird, und ist derart angeordnet, dass sich der geradlinig geformte Teil 3a in der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 erstreckt. Mit anderen Worten ist der elektrische Heizer 3 derart angeordnet, dass Zwischenräume zwischen einem gewickelten Draht entlang der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 gebildet werden.The electric heater 3 has a spiral shape through a rectilinear shaped part 3a and a curved part 3b is formed, and is arranged such that the rectilinear shaped part 3a in the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 extends. In other words, the electric heater 3 arranged such that gaps between a wound wire along the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 be formed.
Bei der Kühlmittelheizvorrichtung 1 sind der Kühlmitteleinlass 30 und der elektrische Heizer 3 derart vorgesehen, dass die Distanz von der oberen Fläche 4c des Tanks 4 zu dem elektrischen Heizer 3 kürzer wird als die Distanz von der oberen Fläche 4c des Tanks 4 zu dem unteren Ende des Kühlmitteleinlasses 30 und insbesondere die Distanz zu dem unteren Ende der Innenwand des Kühlmitteleinlasses 30.In the coolant heater 1 are the coolant inlet 30 and the electric heater 3 provided such that the distance from the upper surface 4c of the tank 4 to the electric heater 3 becomes shorter than the distance from the upper surface 4c of the tank 4 to the lower end of the coolant inlet 30 and in particular the distance to the lower end of the inner wall of the coolant inlet 30 ,
Außerdem sind bei der Kühlmittelheizvorrichtung 1 die Wärmesenken 32 (die IGBTs 10), der Bimetallschalter 11 und der Bimetallschalter 14 in dieser Reihenfolge entlang der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 angeordnet. Das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel kühlt die IGBTs 10 über die in der Nachbarschaft zu dem Kühlmitteleinlass 30 vorgesehenen Wärmesenken und wird von dem Kühlmittelauslass 31 ausgegeben, nachdem es durch den elektrischen Heizer 3 erhitzt wurde. Weil kein Hindernis zwischen dem Kühlmitteleinlass 30 und den Wärmesenken 32 vorhanden ist, fließt das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel mit einer hohen Geschwindigkeit und geht das eine niedrige Temperatur aufweisende Kühlmittel um die unteren Enden der Wärmesenken 32 herum, sodass die IGBTs 10 ausreichend gekühlt werden können.In addition, in the coolant heater 1 the heat sinks 32 (the IGBTs 10 ), the bimetal switch 11 and the bimetal switch 14 in this order along the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 arranged. That from the coolant inlet 30 Injected coolant cools the IGBTs 10 over in the vicinity of the coolant inlet 30 provided heat sinks and is from the coolant outlet 31 issued after passing through the electric heater 3 was heated. Because no obstacle between the coolant inlet 30 and the heat sinks 32 is present, that flows from the coolant inlet 30 refrigerant flows at a high speed, and the low-temperature refrigerant passes around the lower ends of the heat sinks 32 around, so the IGBTs 10 can be cooled sufficiently.
Das Anlegen und Unterbrechen des Stroms zu dem elektrischen Heizer 3 wird durch die Steuereinrichtung 25 gesteuert, indem diese den Steuerstrom zu den IGBTs 10 basierend auf den elektrischen Signalen von dem Wassertemperatursensor 23 steuert, sodass die Temperatur des Kühlmittels normalerweise nicht höher wird als die erste zuvor gesetzte Temperatur. Wenn jedoch die Temperatur des Kühlmittels in dem Tank 4 höher wird als die erste zuvor gesetzte Temperatur, wird der Steuerstrom durch den Bimetallschalter 11 unterbrochen, wird der Fluss des Stroms durch die Zuführleitung 15 unterbrochen, wird der Betrieb der Kühlmittelpumpe 6 fortgesetzt und wird das Kühlmittel zirkuliert, um die Temperatur des Kühlmittels zu senken. Das Kühlmittel kann durch einen Wärmetauscher (nicht gezeigt) für ein Heizen usw. zirkulieren, wobei das Kühlmittel durch einen derartigen Wärmetauscher gekühlt wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Kühlmittel durch den elektrischen Heizer 3 überhitzt wird. Auch wenn der Steuerstrom durch den Bimetallschalter 11 unterbrochen wird und der Stromfluss durch die Zuführleitung 15 nicht unterbrochen ist, fallen die IGBTs bei einer Stromanlegung aus. Und wenn die Temperatur des Kühlmittels weiter ansteigt, wird der Stromkreis durch die Kurzschlussleitung 16 mit dem Bimetallschalter 14 kurzgeschlossen und wird die Leistungssicherung 13 durchtrennt, um den Stromfluss durch die Zuführleitung 15 vollständig zu unterbrechen. Durch diese Konfiguration wird eine Überhitzung des Kühlmittels verhindert.The application and interruption of the current to the electric heater 3 is through the control device 25 by controlling this the control current to the IGBTs 10 based on the electrical signals from the water temperature sensor 23 controls, so that the temperature of the coolant is normally not higher than the first previously set temperature. However, if the temperature of the coolant in the tank 4 is higher than the first previously set temperature, the control current through the bimetal switch 11 interrupted becomes the flow of the stream through the feed line 15 interrupted, the operation of the coolant pump 6 continues and the coolant is circulated to lower the temperature of the coolant. The coolant may circulate through a heat exchanger (not shown) for heating, etc., the coolant being cooled by such a heat exchanger. In this way, the coolant is prevented by the electric heater 3 is overheated. Even if the control current through the bimetal switch 11 is interrupted and the flow of current through the supply line 15 is not interrupted, the IGBTs fail in a power application. And as the temperature of the coolant continues to rise, the circuit will pass through the short circuit line 16 with the bimetal switch 14 shorted and becomes the power fuse 13 cut through to the flow of current through the supply line 15 completely interrupt. This configuration prevents overheating of the coolant.
Wenn die Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 auftritt, neigt die Kühlmitteltemperatur zu einem lokalen Anstieg in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11. Auch wenn in diesem Fall das von dem Kühlmittelauslass 31 ausgeführte Kühlmittel die erste zuvor gesetzte Temperatur nicht erreicht hat, wird die Temperatur des Bimetallschalters 11 höher als die erste vorbestimmte Temperatur, sodass das Risiko einer Unterbrechung des Steuerstroms durch den Bimetallschalter 11 gegeben ist. Mit anderen Worten besteht das Risiko einer Fehlfunktion des Bimetallschalters 11. Weil in dieser Ausführungsform der Wärmeerfassungsteil 11a des Bimetallschalters 11 auf der Vorderseite des Kühlmitteleinlasses 30 angeordnet ist und das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt mit dem Bimetallschalter 11 kollidiert, kann das Auftreten einer Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 verhindert werden. Bei dieser Konfiguration kann die oben genannte Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 unterdrückt werden.If the stagnation of the coolant in the neighborhood to the bimetal switch 11 occurs, the coolant temperature tends to increase locally in the vicinity of the bimetal switch 11 , Even if in this case that of the coolant outlet 31 engine coolant has not reached the first previously set temperature, the temperature of the bimetallic switch 11 higher than the first predetermined temperature, so the risk of interruption of the control current through the bimetal switch 11 given is. In other words, there is a risk of malfunction of the bimetallic switch 11 , Because in this embodiment, the heat detecting part 11a of the bimetallic switch 11 on the front of the coolant inlet 30 is arranged and that of the coolant inlet 30 Reflected coolant directly with the bimetal switch 11 collides, the occurrence of stagnation of the coolant in the vicinity of the bimetal switch 11 be prevented. In this configuration, the above-mentioned malfunction of the bimetal switch 11 be suppressed.
Eine weitere Vorkehrung zum Unterdrücken der Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 besteht darin, die erste zuvor gesetzte Temperatur zu erhöhen, wobei jedoch in diesem Fall eine Verdunstung des Kühlmittels gefördert wird.Another provision for suppressing the malfunction of the bimetallic switch 11 is to increase the first previously set temperature, but in this case, an evaporation of the coolant is promoted.
Weil in dieser Ausführungsform die Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 unterdrückt werden kann, kann die erste zuvor gesetzte Temperatur auf eine Temperatur gesetzt werden, die ausreichend niedriger als der Siedepunkt des Kühlmittels ist, und kann somit eine Verdunstung des Kühlmittels unterdrückt werden. Die erste zuvor gesetzte Temperatur ist in diesem Fall auf eine Temperatur gesetzt, die näher an der normalen Heiztemperatur des Kühlmittels ist als an dem Siedepunkt des Kühlmittels.Because in this embodiment, the malfunction of the bimetallic switch 11 can be suppressed, the first previously set temperature can be set to a temperature sufficiently lower than the boiling point of the coolant, and thus evaporation of the refrigerant can be suppressed. In this case, the first previously set temperature is set to a temperature closer to the normal heating temperature of the coolant than to the boiling point of the coolant.
Weil der Kühlmitteleinlass 30 und der Kühlmittelauslass 31 derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, kann das Auftreten der Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft des Bimetallschalters 11 in der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 verhindert werden und kann eine Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 unterdrückt werden.Because the coolant inlet 30 and the coolant outlet 31 are arranged so that they face each other, the occurrence of stagnation of the coolant in the vicinity of the bimetallic switch 11 in the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 can be prevented and may malfunction of the bimetallic switch 11 be suppressed.
Weil kein Hindernis zwischen dem Kühlmitteleinlass 30 und dem Bimetallschalter 11 vorhanden ist und das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt mit dem Bimetallschalter 11 kollidiert, kann das Auftreten einer Stagnation in dem Kühlmittel in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 verhindert werden und kann eine Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 unterdrückt werden.Because no obstacle between the coolant inlet 30 and the bimetal switch 11 is present and that of the coolant inlet 30 Reflected coolant directly with the bimetal switch 11 collides, the occurrence of stagnation in the coolant in the vicinity of the bimetal switch 11 can be prevented and may malfunction of the bimetallic switch 11 be suppressed.
Weil der elektrische Heizer 3 eine Spiralform aufweist und der elektrische Heizer 3 derart angeordnet ist, dass die Zwischenräume zwischen dem gewickelten Draht des elektrischen Heizers 3 entlang der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 ausgerichtet sind, kann eine Behinderung des Flusses des Kühlmittels durch den elektrischen Heizer 3 unterdrückt werden, um das Auftreten einer Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 zu verhindern und eine Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 zu unterdrücken.Because the electric heater 3 has a spiral shape and the electric heater 3 is arranged such that the spaces between the wound wire of the electric heater 3 along the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 can be obstructed, the flow of coolant through the electric heater 3 are suppressed to prevent the occurrence of stagnation of the coolant in the vicinity of the bimetallic switch 11 to prevent and malfunction of the bimetallic switch 11 to suppress.
Wenn zum Beispiel die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 an einem Fahrzeug montiert ist und das Fahrzeug auf einem geneigten Untergrund gefahren wird, während der Wasserpegel des Tanks niedrig ist, ist wie in 5a, 5b, 6a und 6b gezeigt, weil die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 geneigt ist, wird Distanz zwischen der oberen Fläche 4c des Tanks 4 und der Flüssigkeitsoberfläche an den Endteilen des Tanks 4 länger. In 5a bis 6b ist die Flüssigkeitsfläche durch eine gebrochene Linie angegeben. Wenn die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 geneigt ist und der Bimetallschalter 11 von der Flüssigkeitsoberfläche frei liegt, wird keine Wärme von dem Bimetallschalter 11 zu dem Kühlmittel abgeführt, sodass die Temperatur des Bimetallschalters 11 hoch wird und der Bimetallschalter 11 geschaltet wird. Weil in dieser Ausführungsform der Bimetallschalter 11 im Wesentlichen in der Mitte der oberen Fläche 4c des Tanks 4 angeordnet ist, kann auch dann, wenn die Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 in einer beliebigen Richtung geneigt ist, weil der Bimetallschalter 11 einfach aus dem Kühlmittel freigelegt wird, der Bimetallschalter 11 einfach geschaltet werden, wenn der Wassertank in dem Tank 4 sinkt.For example, if the liquid heating device 1 is mounted on a vehicle and the vehicle is driven on a sloped surface while the water level of the tank is low, is as in 5a . 5b . 6a and 6b shown because the liquid heating device 1 is inclined, becomes distance between the upper surface 4c of the tank 4 and the liquid surface at the end parts of the tank 4 longer. In 5a to 6b the liquid surface is indicated by a broken line. When the liquid heating device 1 is inclined and the bimetal switch 11 is exposed from the liquid surface, no heat from the bimetal switch 11 discharged to the coolant, so that the temperature of the bimetallic switch 11 becomes high and the bimetal switch 11 is switched. Because in this embodiment, the bimetal switch 11 essentially in the middle of the upper surface 4c of the tank 4 is arranged, even if the liquid heating device 1 is inclined in any direction because of the bimetal switch 11 is simply exposed from the coolant, the bimetal switch 11 Simply switch when the water tank in the tank 4 sinks.
Weil die IGBTs Wärme erzeugen und sich ihre Temperaturen während des Betriebs erhöhen, müssen die IGBTs gekühlt werden. In dieser Ausführungsform sind die Wärmesenken 32 (die IGBTs 10), der Bimetallschalter 11 und der Bimetallschalter 14 in dieser Reihenfolge entlang der Flussrichtung des Kühlmittels von dem Kühlmitteleinlass 30 zu dem Kühlmittelauslass 31 angeordnet. Bei dieser Konfiguration werden die IGBTs 10 durch das eine hohe Geschwindigkeit und eine niedrige Temperatur aufweisende Kühlmittel gekühlt, das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossen ist, wodurch die Kühlmitteleffizienz der IGBTs 10 verbessert wird und eine Erhöhung der Temperaturen der IGBTs 10 verhindert wird.Because the IGBTs generate heat and increase their temperatures during operation, The IGBTs must be cooled. In this embodiment, the heat sinks are 32 (the IGBTs 10 ), the bimetal switch 11 and the bimetal switch 14 in this order along the flow direction of the coolant from the coolant inlet 30 to the coolant outlet 31 arranged. In this configuration, the IGBTs 10 cooled by the high speed and low temperature having coolant from the coolant inlet 30 has flowed, reducing the coolant efficiency of the IGBTs 10 is improved and an increase in the temperatures of the IGBTs 10 is prevented.
Weil kein Hindernis zwischen dem Kühlmitteleinlass 30 und den Wärmesenken 32 vorhanden ist, geht das eine hohe Geschwindigkeit und eine niedrige Temperatur aufweisende Kühlmittel durch die unteren Enden der Wärmesenken 32 hindurch, sodass die IGBTs 10 über die Wärmesenken 32 ausreichend gekühlt werden können.Because no obstacle between the coolant inlet 30 and the heat sinks 32 is present, the high speed and low temperature coolant passes through the lower ends of the heat sinks 32 through, so the IGBTs 10 over the heat sinks 32 can be cooled sufficiently.
Weil der Wärmeerfassungsteil 11a des Bimetallschalters 11 nach unten vorsteht und niedriger angeordnet ist als das untere Ende der Wärmesenke 32 in dem Tank 4, kollidiert das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt mit dem Bimetallschalter 11. Bei dieser Konfiguration können die IGBTs 10 direkt über die Wärmesenken 32 gekühlt werden und kann eine Fehlfunktion des Bimetallschalters 11 unterdrückt werden, indem das Auftreten einer Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 verhindert wird.Because the heat detection part 11a of the bimetallic switch 11 protrudes downward and is located lower than the lower end of the heat sink 32 in the tank 4 , this collides with the coolant inlet 30 Reflected coolant directly with the bimetal switch 11 , In this configuration, the IGBTs can 10 directly over the heat sinks 32 be cooled and may malfunction of the bimetallic switch 11 can be suppressed by the occurrence of stagnation of the coolant in the vicinity of the bimetallic switch 11 is prevented.
Die Steuerplatine 21 ist über dem Bimetallschalter 11 derart angeordnet, dass die Distanzen zu den IGBTs 10 kürzer sind als die Längen der elektrischen Anschlüsse 10a der IGBTs 10 und sodass der Isolationsabstand zwischen der Steuerplatine 21 und dem oberen Endteil des Bimetallschalters 11 sichergestellt wird. Insbesondere wird der Isolationsabstand zwischen dem oberen Endteil des Bimetallschalters 11 und der Steuerplatine 21 länger gesetzt als die Distanzen zwischen den IGBTs 10 und der Steuerplatine 21. Bei dieser Konfiguration kann die Höhe der Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 reduziert werden und kann die Größe der Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 reduziert werden, wodurch ein Kurzschluss zwischen dem Bimetallschalter 11 und der Steuerplatine 21 verhindert werden kann.The control board 21 is above the bimetal switch 11 arranged such that the distances to the IGBTs 10 shorter than the lengths of the electrical connections 10a the IGBTs 10 and so the isolation distance between the control board 21 and the upper end part of the bimetallic switch 11 is ensured. In particular, the insulation distance between the upper end portion of the bimetallic switch 11 and the control board 21 set longer than the distances between the IGBTs 10 and the control board 21 , In this configuration, the height of the liquid heating device 1 can be reduced and the size of the liquid heater 1 be reduced, creating a short circuit between the bimetal switch 11 and the control board 21 can be prevented.
Weil die Wärmesenken 32 derart ausgebildet sind, dass sie von der oberen Fläche 4c des Tanks 4 nach oben vorstehen, können die IGBTs 10 gekühlt werden und kann gleichzeitig der Isolationsabstand zu dem oberen Endteil des Bimetallschalters 11 sichergestellt werden.Because the heat sinks 32 are formed so that they from the upper surface 4c of the tank 4 projecting upwards, the IGBTs can 10 can be cooled and at the same time the isolation distance to the upper end portion of the bimetallic switch 11 be ensured.
Weil die Wärmesenken 32 eine Dicke aufweisen, die keine Bildung von Leerräumen während des Gießens verursacht, kann eine Beeinträchtigung der Wärmeableitungsperformanz der Wärmesenken 32 verhindert werden.Because the heat sinks 32 have a thickness that does not cause the formation of voids during casting, may impair the heat dissipation performance of the heat sinks 32 be prevented.
Weil wenigstens ein Teil des Wärmeerfassungsteils 11a derart angeordnet ist, dass er höher als das untere Ende des Kühlmitteleinlasses 30 angeordnet ist, kann das von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossene Kühlmittel direkt mit dem Wärmeerfassungsteil 11a kollidieren, um die Höhe der Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 weiter zu reduzieren und die Größe der Flüssigkeitsheizvorrichtung 1 zu reduzieren.Because at least part of the heat detection part 11a is arranged so that it is higher than the lower end of the coolant inlet 30 can be arranged, that of the coolant inlet 30 Reflected coolant directly with the heat detection part 11a collide to the height of the liquid heating device 1 to further reduce and the size of the liquid heating device 1 to reduce.
Wenn die Temperatur des Bimetallschalters 11 die erste zuvor gesetzte Temperatur erreicht, die niedriger als der Siedepunkt des Kühlmittels ist, kann eine Überhitzung des Kühlmittels verhindert werden, weil der Bimetallschalter 11 den Steuerstrom unterbricht, sodass der Stromfluss zu dem elektrischen Heizer 3 unterbrochen wird.When the temperature of the bimetallic switch 11 reached the first previously set temperature, which is lower than the boiling point of the coolant, overheating of the coolant can be prevented because of the bimetal switch 11 the control current interrupts, so that the flow of current to the electric heater 3 is interrupted.
Vorstehend wurden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei die oben genannten Ausführungsformen jedoch lediglich Beispiele für Anwendungen der Erfindung sind und der Erfindungsumfang nicht auf die spezifischen Aufbauten der oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.Embodiments of the invention have been described above, but the above embodiments are merely examples of applications of the invention, and the scope of the invention is not limited to the specific constructions of the embodiments described above.
Während in der oben genannten Ausführungsform die Wärmesenken 32 derart vorgesehen sind, dass die unteren Enden der Wärmesenken 32 auf der gleichen Höhe wie die obere Fläche 4c des Tanks 4 angeordnet sind, können die Wärmesenken 32 auch derart vorgesehen sein, dass die unteren Enden der Wärmesenken 32 unter die obere Fläche 4c des Tanks 4 vorstehen. In diesem Fall sind die Wärmesenken 32 derart vorgesehen, dass sie kein Hindernis zwischen dem Kühlmitteleinlass 30 und dem Bimetallschalter 11 werden. Mit anderen Worten sollte ein von dem Kühlmitteleinlass 30 eingeflossener Teil des Kühlmittels direkt mit dem Bimetallschalter 11 kollidieren und sollte das Auftreten einer Stagnation des Kühlmittels in der Nachbarschaft zu dem Bimetallschalter 11 verhindert werden. Der Effekt der Ausführungsform kann auch mit einer derartigen Konfiguration erzielt werden.While in the above embodiment, the heat sinks 32 are provided such that the lower ends of the heat sinks 32 at the same height as the upper surface 4c of the tank 4 are arranged, the heat sinks 32 also be provided such that the lower ends of the heat sinks 32 under the upper surface 4c of the tank 4 protrude. In this case, the heat sinks 32 provided such that it does not obstruct the coolant inlet 30 and the bimetal switch 11 become. In other words, one should be from the coolant inlet 30 flowed part of the coolant directly with the bimetallic switch 11 collide and should the occurrence of stagnation of the coolant in the neighborhood to the bimetal switch 11 be prevented. The effect of the embodiment can also be achieved with such a configuration.
Und wenn die Temperatur der IGBTs 10 durch einen Temperatursensor usw. erfasst wird und die Temperatur der IGBTs 10 die obere Grenztemperatur überschreitet, was auf eine Anormalität in den IGBTs 10 hinweist, kann die Kühlmittelpumpe 6 in einem Zustand betrieben werden, in dem das Anlegen von Strom an dem elektrischen Heizer 3 gestoppt ist und das Heizen des Kühlmittels durch den elektrischen Heizer 3 gestoppt ist. Bei dieser Konfiguration kann die Temperatur des Kühlmittels schnell gesenkt werden und können die IGBTs 10 schnell gekühlt werden.And if the temperature of the IGBTs 10 is detected by a temperature sensor, etc., and the temperature of the IGBTs 10 exceeds the upper limit temperature, indicating an abnormality in the IGBTs 10 indicates, the coolant pump can 6 be operated in a state in which the application of power to the electric heater 3 is stopped and the heating of the coolant by the electric heater 3 is stopped. With this configuration, the temperature of the coolant can be lowered rapidly and can reduce the IGBTs 10 be cooled quickly.
Während in der oben beschriebenen Ausführungsform der Kühlmitteleinlass 30 und der Kühlmittelauslass 31 derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, können wie in 7 gezeigt der Kühlmitteleinlass 30 und der Kühlmittelauslass 31 auf der gleichen Seitenfläche 4a (oder der Seitenfläche 4b) des Tanks 4 angeordnet sein. Auch in diesem Fall sind die Positionsbeziehungen zwischen dem Kühlmitteleinlass 30, dem Bimetallschalter 11, dem elektrischen Heizer 3 und den Wärmesenken 32 die gleichen wie in der oben beschriebenen Ausführungsform. Wie durch die Strichlinie in 7 angegeben, erstreckt sich jedoch in dem Tank 4 der Kühlmittelauslass 31 zu einer Position nahe an der Seitenfläche 4b auf der zu der Seitenfläche 4a, an welcher der Kühlmittelauslass 31 angebracht ist, gegenüberliegenden Seite, um das Kühlmittel wiederzugewinnen, das die Wärmesenken 32, den Bimetallschalter 11 und den elektrischen Heizer 3 passiert hat.While in the embodiment described above, the coolant inlet 30 and the coolant outlet 31 are arranged so that they face each other, as in 7 shown the coolant inlet 30 and the coolant outlet 31 on the same side surface 4a (or the side surface 4b ) of the tank 4 be arranged. Also in this case, the positional relationships between the coolant inlet 30 , the bimetal switch 11 , the electric heater 3 and the heat sinks 32 the same as in the embodiment described above. As indicated by the dashed line in 7 indicated, but extends in the tank 4 the coolant outlet 31 to a position close to the side surface 4b on the to the side surface 4a at which the coolant outlet 31 is attached, opposite side, to recover the coolant, which is the heat sinks 32 , the bimetal switch 11 and the electric heater 3 happened.
Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-8553 , die am 21. Januar 2014 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.The present application claims priority based on the Japanese Patent Application No. 2014-8553 filed on Jan. 21, 2014 with the Japanese Patent Office, the contents of which are incorporated herein by reference.
