JP2019051927A - ２つのハウジングのアセンブリのための冷却回路部分の接続 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのハウジングに組み込まれた回路部分のシールであって、シール性および小型化したハウジングを提供する。【解決手段】２つのハウジング（１，２）、すなわち第１の冷却回路部分を含む第１のハウジング（１）および第２の冷却回路部分を含む第２のハウジング（２）のアセンブリであって、前記この冷却回路部分は、流体（F）を用いる冷却回路を形成するように構成されており、各ハウジング（１，２）は、それぞれの冷却回路部分の開口（１１，１２）を含みかつ前記冷却回路の境界面（INT）を規定する平坦な面を有し、前記冷却回路部分は、前記平坦な面の間の平面−平面接触によって流体接続されるように構成されており、前記開口（１１，１２）は、実質的に互いに反対側に配置されている、２つのハウジング（１，２）のアセンブリに関する。【選択図】図１

Description

技術分野および発明の対象
本発明は、特に電気自動車またはハイブリッド自動車用の、電気機器の分野に関し、より具体的には、電気モータリゼーションシステムにおいてモータに接続されたインバータなどの、電気システムの過熱を防止するように実現された、流体冷却回路、特に液体の水を用いる流体冷却回路に関する。

特に、本発明は、例えばインバータを含む、並置された電気システムハウジングに組み込まれた流体冷却回路部分の間の接続を目的とする。

従来技術
公知のように、電気モータリゼーションシステムでは、多数の電気システム、特に電気モータに給電するインバータ、および前記電気モータのための、冷却手段を設ける必要がある。このために、従来技術によれば、流体冷却回路、特に液体の水を用いる流体冷却回路が、電気モータリゼーションシステムに組み込まれている。

公知の技術によれば、水冷却回路は、インバータを包囲するハウジングに水を循環させるためのダクトを有する一方、水をエンジンフレームへ搬送するための管を有する。高温の構成部材と、より低温の水との間の熱交換によって、その目的は、前記高温の構成部材を冷却することである。

しかしながら、電気モータリゼーションシステムのための容積を含む、車両において利用可能な容積は減じられており、また、電気システムがより複雑になっているので、インバータのハウジングがモータフレームに隣接して配置されるのが一般的となっており、これは、特に冷却回路によって生じる嵩を可能な限り減じるために必要である。

したがって、本発明は、それぞれ２つのハウジング、特に電気システムが格納されている２つのハウジングに組み込まれた２つの冷却回路部分の流体接続に関連した実現のために構成されている。本発明は、特に、上記で詳述したように、ハウジングのうちの一方がインバータを含み、他方が電気モータを含む場合に適している。

しかしながら、他の使用ケースが提供される。例えば、ハウジングのうちの一方がDC-DC電圧コンバータを含み、他方がインバータを含んでもよい。これらの例は、例示のためのものでしかなく、限定的に解されるべきではない。

従来技術によれば、隣接した電気ハウジングに組み込まれた２つの冷却回路部分の流体接続のために、インサートが必要である。実用では、各冷却回路部分のための流体入口または出口をそれぞれ形成するために、各ハウジングに、一般的に“ノズル”と呼ばれるブシュまたは一般的に“スピゴット”と呼ばれるスリーブがインサートされる。

例えば、DC-DC電圧コンバータハウジングまたはインバータハウジングなどのハウジングのこのようなノズルまたは“スピゴット”タイプのこのようなスリーブは、例えば、それぞれインバータハウジングまたは電気モータハウジングなどの、第２のハウジングに組み込まれた冷却回路部分の流体入口／出口を通っている。

流体接続を実現するために、ハウジングの開口の前記ノズルまたは前記それぞれのスリーブは、他方のハウジングの開口に挿入される。必要であれば、特にハウジングがセットされて隣接したときに各ハウジングの前記ノズルまたは前記スリーブが互いに対向して完全に位置合わせされない場合、各ハウジングの前記ノズルまたは前記スリーブを接続するために、管が利用される。

隣接する電気ハウジングに組み込まれた２つの冷却回路部分の流体接続のためのこれらの公知の手段は、様々な欠点を有する。

第１に、漏れのリスクが高く、このことは、特に車両の電気モータリゼーションシステムに関連して、極めて不利である。

加えて、これらの公知の手段は、大きな嵩を生じる。実際、ノズルまたはスリーブの使用を含む公知のソリューションは、許容できるシーリングを保証するために、使用されるノズルまたはスリーブを、各ハウジングにおいて深く、一般的には３０mmのオーダの深さまで押し込むことを必要とする。さらに、深く押し込むにもかかわらず、漏れの可能性は残っている。

最後に、従来技術の公知のソリューションを実現するためには、流体接続される冷却回路部分（前記部分のそれぞれは各ハウジングに組み込まれている）の入口および出口が完全に位置合せされることが不可避である。さもないと、管が必要となり、システムの嵩を増大するという欠点が生じる。

しかしながら、実用では、特に車両において、実現される電気的機能の数は増大しており、インバータのハウジングなどのハウジングに格納される電気システムのための容積も、増大している。これは、特に、冷却されるインバータの部分に対応するインバータパワーモジュールのずれおよび体積の増大を生じ、インバータのハウジングに組み込まれた冷却回路部分の流体出口と、使用される電気モータハウジングに組み込まれた冷却回路部分の流体入口との間のずれを生じる。

本発明は、平面／平面接触を介した、２つのハウジング、特に電気システムを包囲した２つのハウジングに組み込まれた回路部分の流体接続、および、流体接続が行われる領域を包囲するシールであって、前記シールは２つのハウジングの間で圧縮されているシールの実現によって、前記欠点を少なくとも部分的に解決することを可能にする。

発明の概要
より具体的には、本発明は、第１の冷却回路部分を含む第１のハウジングと第２の冷却回路部分を含む第２のハウジングとの２つのハウジングのアセンブリから成り、前記冷却回路部分は、流体を用いる冷却回路を形成するように構成されており、各ハウジングは、それぞれの冷却回路部分開口を含みかつ前記冷却回路の境界面を規定する平坦な面を有し、前記冷却回路部分は、前記平坦な面の間の平面−平面接触を介して流体接続されるように構成されており、前記開口は、実質的に互いに対向させて配置されている。

本発明により、２つの別個のハウジングに組み込まれた２つの流体冷却回路部分は、あらゆるノズル、スリーブ等およびあらゆる管が存在しないことにより最小限に減じられた嵩を保証しながら、シールされた状態で流体接続される。

１つの実施の形態によれば、前記開口のうちの一方は、冷却回路部分の入口を形成しており、前記開口のうちの他方は、冷却回路部分の出口を形成しており、開口のうちの少なくとも一方は、さらに、対応する平坦な面に配置された凹所を有しており、この凹所は、平坦な面が接触しているとき前記凹所の周縁部が前記開口のうちの他方も包囲し、これにより、入口および出口がずれているときを含めて、２つの冷却回路部分の流体接続を提供するように、前記開口から延びている。

１つの実施の形態によれば、前記凹所は、５０mm^２と１６００mm^２の間の面積を有するセクションを有する。

好適な実施の形態によれば、前記凹所は、流体流れを促進するために少なくとも１つの丸みづけられた縁部を有する。

１つの実施の形態によれば、２つのハウジングのうちの一方は、DC-DC電圧コンバータを含み、他方のハウジングは、インバータを含む。

１つの実施の形態によれば、２つのハウジングのうちの一方は、インバータを含み、他方のハウジングは、電気モータを含む。

１つの実施の形態によれば、平面−平面接触させられる各面はそれぞれ凹所を有し、この凹所は、凹所のそれぞれの周縁部が、第１の冷却回路部分の開口および第２の冷却回路部分の開口の両方を包囲するように構成されている。

有利には、平面−平面接触させられる各面は、６.３μm以下の粗さを有する。

１つの実施の形態によれば、アセンブリは、さらに、前記平坦な面が平面−平面接触させられたときに前記開口を包囲しかつ前記平坦な面の間で圧縮されるように構成されたシールを含む。

これにより、本発明による装置は、容易に実現されるという利点を有する。なぜならば、２つの適応されたハウジングの組立て中、シールを適切に位置決めし、次いで、前記シールを圧縮するように、２つの適応されたハウジングを隣接した状態で接合すれば十分であるからである。したがって、２つの冷却回路部分の流体接続は自動的である。

１つの実施の形態によれば、第１および第２の冷却回路部分は、前記平面−平面接触のみを介して流体接続されるように構成されている。

本発明は、例としてのみ提供された、以下に続く説明を読み、同一の参照符号が類似の要素に対して提供されている、限定しない例として提供された添付の図面を参照することによって、さらによく理解されるであろう。

隣接するハウジングに組み込まれた２つの組み込まれた冷却回路部分の流体接続のための本発明の１つの実施の形態の図を示している。 本発明を実現するために２つの隣接するハウジングの間で圧縮されるように構成されたOリングを示している。 前記ハウジングに組み込まれた冷却回路部分の流体入口または出口の周囲の、ハウジングの一方の面に形成された凹所の図である。 冷却回路の一方の部分から他方の部分への流体流れを最適化するように構成された丸み部を有する凹所を備えるハウジングを示している。

図面は、発明を実現するために発明を詳細に開示しているが、前記図面は、もちろん、必要であれば発明をよりよく定義するために利用されてもよいことに留意すべきである。

発明の詳細な説明
以下の説明において、電気モータ車両またはハイブリッドモータ車両に適用した場合において本発明を説明するが、この説明は、本発明の範囲を限定しない。

図１は、本発明の第１の実施の形態を示している。

第１のハウジング１、特にインバータを含むハウジングと、第２のハウジング２、特に電気モータを含むハウジングとは、流体冷却回路、特に水冷回路の２つの部分の間の境界面INTを形成するそれぞれの面に沿って平面−平面接触させられている。したがって、図１に部分的に示された流体冷却回路は、それぞれ第１のハウジング１および第２のハウジング２に組み込まれた、第１の部分および第２の部分から形成されている。各冷却回路部分は、各ハウジング１，２に配置されたダクトから形成されており、前記ダクトは、冷却流体Fを受け取ることができる。図１には、特に、２つの冷却回路部分の流体接続領域が示されている。

第１のハウジング１に組み込まれた第１の冷却回路部分は、１つの実施の形態によれば、前記第１のハウジング１へ組み込まれたインバータのパワーモジュールを冷却するように構成されている。

第２のハウジング２に組み込まれた第２の冷却回路部分は、１つの実施の形態によれば、前記第２のハウジング２に組み込まれた電気モータを冷却するように構成されている。

第１のハウジング１は、第１の冷却回路部分の流体出口１１を有しており、第２のハウジング２は、第２の冷却回路部分の流体入口１２を有している。

前記入口１２および前記出口１１は、好適には、２つのハウジング１，２が隣接しているとき、互いに対向する。しかしながら、必要ならば、前記入口１２および前記出口１１は、ハウジング１，２が所定の位置に配置されて隣接しているとき、ずれていてもよい。本発明は、特に、この技術的問題を解決することができる。

図２に示したようなOリング１０、または例えば円形のシール、またはあらゆる適切な形状のシールは、前記入口１２および前記出口１１を包囲するように配置され、２つの隣接するハウジング１，２の２つの面の間で圧縮され、これにより、第１の冷却回路部分と、第２の冷却回路部分とが、シールされた状態で流体接続される。

図３を参照すると、１つの実施の形態によれば、特に、前記ハウジング１，２が所定の位置に配置されて隣接しているときに、第２のハウジング２に属する冷却回路部分の入口１２と、第１のハウジング１に属する冷却回路部分の出口１１とが完全に位置合せされていない場合のために、凹所２０が設けられている。

図３に示したように、このような凹所２０は、そこで、２つの隣接するハウジング１，２の面のうちの少なくとも一方に配置されている。凹所２０は、前記凹所２０が配置されている面において開放した冷却回路部分の開口１１，１２から延びており、前記開口１１，１２は、前記冷却回路部分の入口１２または出口１１を形成している。

前記凹所２０は、その周縁部が、構造によって、前記凹所２０が属するハウジング面の冷却回路部分の入口１２または出口１１の他に、他方のハウジングの面に配置された、他方の冷却回路部分の入口１２または出口１１をも包囲するように構成されている。

前記凹所２０を通って、第１の回路部分の出口１１から出てきた流体Fは、凹所２０を介して、第２の冷却回路部分の入口１２へ搬送され、シール１０は、２つの隣接するハウジングの間で圧縮されており、シーリングを保証している。

このような凹所２０により、各ハウジングに組み込まれた回路部分によって形成された冷却回路における流体Fの流れを促進することができる。

好適には、前記凹所２０は、第１の冷却回路部分から第２の冷却回路部分への流体の流れを促進するように適応された高さを有する。好適な実施の形態によれば、前記凹所２０は、ハウジング１，２のうちの一方のみに設けられ、さらに、他方のハウジング１，２は、質の高い平坦度を有している。例えば、凹所を有しないハウジング１，２の面の粗さは、好適には、６.３μm未満である。

凹所を有しない場合、２つの隣接するハウジング１，２の面の平坦度は、好適には、質の高いものであるべきであり、好適には６.３μm未満の粗さを有するべきである。

凹所２０を２つの隣接する面に設けることもできる。

１つの実施の形態によれば、１つまたは複数の前記凹所２０は、流体流れを促進するために丸みづけられた縁部を有してもよい。

図４を参照すると、凹所２００はこれにより、一方の面のみまたは２つの隣接する面に配置されており、第１の冷却回路部分から第２の冷却回路部分への流体の通過の間に前記凹所２００を介して流体の流れを促進するように適応された曲率半径を有する丸みづけられた縁部２０１を有する。

丸みづけられた縁部２０１は、流体Fの流れ、ひいては、流体Fが冷却回路において循環することができる速度を促進し、これにより、冷却回路の効率を高める。

要するに、流体Fを用いる冷却回路の一部をそれぞれが含む２つの隣接するハウジング１，２の面の間の平面−平面接触によって、本発明は、シールされた状態での２つの前記冷却回路部分の流体接続を保証することができる。このために、第１のハウジング１の面において開放した第１の冷却回路部分の出口１１と、第２のハウジング２の面において開放した第２の冷却回路部分の入口１２とは、前記２つの面の間に確立された平面−平面接触によって互いに接続されており、前記２つの面の間で圧縮されたシール１０は、流体接続のシーリングを保証する。

好適な実施の形態によれば、前記面のうちの少なくとも一方は、丸みづけられた縁部２０１を有してもよい凹所２０，２００を有しており、凹所２０，２００の周縁部は、凹所２０，２００が属する面の入口１２または流体出口１１と、他方のハウジング１，２の面に属する入力１２または出力１１とのそれぞれ両方を包囲する。

後者の場合、流体Fは、凹所２０，２００を介して第１の冷却回路部分の出口１１から第２の冷却回路部分の入口１２へ、シールされた状態で、シール１０を通って、最小限の嵩を有するために、いかなるノズル、スリーブまたはいかなる管も存在することなく、搬送される。

Claims (10)

1. 第１の冷却回路部分を含む第１のハウジング（１）と、第２の冷却回路部分を含む第２のハウジング（２）との２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリであって、前記冷却回路部分は、流体（F）を用いる冷却回路を形成するように構成されており、前記各ハウジング（１，２）は、それぞれの冷却回路部分の開口（１１，１２）を含みかつ前記冷却回路の境界面（INT）を規定する平坦な面を有し、前記冷却回路部分は、前記平坦な面の間の平面−平面接触を介して流体接続されるように構成されており、前記開口（１１，１２）は、実質的に互いに反対側に配置されている、２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
2. 前記開口（１１，１２）のうちの一方は、冷却回路部分の入口（１２）を形成しており、前記開口（１１，１２）のうちの他方は、冷却回路部分の出口（１１）を形成しており、前記開口（１１，１２）のうちの少なくとも一方は、さらに、対応する前記平坦な面に配置された凹所（２０，２００）を有しており、該凹所（２０，２００）は、前記平坦な面が平面−平面接触しているとき前記凹所（２０，２００）の周縁部が前記開口（１１，１２）のうちの他方も包囲し、これにより、前記入口（１２）および前記出口（１１）がずれているときを含めて、２つの前記冷却回路部分の流体接続を提供するように、前記開口（１１，１２）から延びている、請求項１記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
3. 前記凹所（２０，２００）は、５０mm^２と１６００mm^２の間の面積を有するセクションを含む、請求項２記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
4. 前記凹所（２０，２００）は、流体流れを促進するために少なくとも１つの丸みづけられた縁部（２０１）を有する、請求項２または３記載の２つのハウジングを含むアセンブリ。
5. ２つの前記ハウジング（１，２）のうちの一方は、DC-DC電圧コンバータを含み、他方のハウジング（１，２）は、インバータを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
6. ２つの前記ハウジング（１，２）のうちの一方は、インバータを含み、他方のハウジング（１，２）は、電気モータを含む、請求項１から４までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
7. 平面−平面接触させられる前記各面はそれぞれ、凹所（２０，２００）を有しており、該凹所（２０，２００）は、該凹所のそれぞれの周縁部が、前記第１の冷却回路部分の前記開口（１１，１２）と、前記第２の冷却回路部分の前記開口（１１，１２）との両方を包囲するように構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
8. 平面−平面接触させられる前記各面は、６.３μm未満の粗さを有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
9. 前記平坦な面が平面−平面接触させられたときに前記開口（１１，１２）を包囲しかつ前記平坦な面の間で圧縮されるように構成されたシール（１０）をさらに有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。
10. 前記第１の冷却回路部分および前記第２の冷却回路部分は、前記平面−平面接触を介してのみ流体接続されるように構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の２つのハウジング（１，２）を含むアセンブリ。

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