KR20220011174A - 냉각 장치 및 구조체 - Google Patents

냉각 장치 및 구조체 Download PDF

Info

Publication number
KR20220011174A
KR20220011174A KR1020217041977A KR20217041977A KR20220011174A KR 20220011174 A KR20220011174 A KR 20220011174A KR 1020217041977 A KR1020217041977 A KR 1020217041977A KR 20217041977 A KR20217041977 A KR 20217041977A KR 20220011174 A KR20220011174 A KR 20220011174A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin
flow path
cooling device
cooling panel
resin flow
Prior art date
Application number
KR1020217041977A
Other languages
English (en)
Inventor
가즈키 기무라
다카히로 도미나가
미즈에 구리야가와
도모키 도리이
교헤이 노모토
Original Assignee
미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤 filed Critical 미쯔이가가꾸가부시끼가이샤
Publication of KR20220011174A publication Critical patent/KR20220011174A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/06—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material
    • F28F21/065—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of plastics material the heat-exchange apparatus employing plate-like or laminated conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6567—Liquids
    • H01M10/6568—Liquids characterised by flow circuits, e.g. loops, located externally to the cells or cell casings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/26—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

적어도 한쪽 면에 유로가 되는 공간부(10A)가 마련된 수지제 유로(10)와, 공간부(10A)를 덮음과 동시에 적어도 일부가 수지제 유로(10)에 접하고, 또한 발열체를 냉각하기 위한 금속제 냉각 패널(20)과, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 접합하기 위한 수지제 접합 부재(30)를 구비하고, 금속제 냉각 패널(20)은, 적어도 수지제 접합 부재(30)와의 접합부 표면에 미세 요철 구조를 갖고 있고, 상기 미세 요철 구조에 수지제 접합 부재(30)의 일부분이 침입함으로써 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)가 접합되어 있는 냉각 장치.

Description

냉각 장치 및 구조체
본 발명은 냉각 장치 및 구조체에 관한 것이다.
근년, 전기 자동차 등의 동력원으로서 전지가 주목받고 있다. 고출력이며, 또한 대용량인 전지는 충방전 과정에 있어서 다량의 열을 발생하고, 이 열에 의해 전지의 열화를 야기하는 것이 알려져 있다. 따라서, 전지에는 냉각 시스템이 필요하다.
또한, 발열 소자인 반도체 소자를 탑재한 전자 부품은 종래부터 열 대책이 중요시되고 있다. 특히, 근년의 전자 부품의 소형화·고밀도 실장화의 경향, 혹은 마이크로프로세서류의 고속화에 수반하여, 전자 부품 1개당의 소비 전력은 현저하게 증대하고 있고, 효율적인 냉각 시스템이 중요해지고 있다.
전지나 전자 부품 등의 발열체의 냉각 시스템으로서, 근년에는 액랭 방식의 냉각 장치가 채용되고 있다. 액랭 방식의 냉각 장치는 냉매를 순환시키는 유로를 내장하는 금속제판, 소위 콜드 플레이트를 발열체에 접촉시키고, 유로 내에 통액한 냉매에 의해, 발열체로부터 발생하는 열을 장치 외부에 마련된 방열측 히트 싱크에 반송함으로써 발열체를 냉각하는 것이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에는, 대응하는 조전지에 열적 접촉하는 적재면을 갖는 제1 플레이트와, 상기 적재면의 반대측의 면에 고정되는 제2 플레이트와, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 형성되는 냉각 유로와, 상기 냉각 유로를 밀봉하기 위하여 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 배치되는 실부를 포함하는 냉각 기구가 개시되어 있다.
국제 공개 제2017/002325호
그러나, 특허문헌 1에 개시된 냉각 기구는 제1 플레이트 및 제2 플레이트의 양쪽 모두 금속으로 구성되어 있기 때문에 중량이 커진다는 문제가 있었다. 또한, 대형 내지 대중량의 전지 블록의 냉각에 적용하는 경우, 충격이나 진동 등에 의해 금속제 플레이트 사이의 실부가 부분적으로 파괴되고, 냉각 매체가 누설되어 조전지에 접촉하면 전지가 단락될 우려가 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 냉각 매체의 누설의 리스크를 저감시킬 수 있고, 또한 경량성이 우수한 냉각 장치 및 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 이하에 나타내는 냉각 장치 및 구조체가 제공된다.
[1]
적어도 한쪽 면에 유로가 되는 공간부가 마련된 수지제 유로와,
상기 공간부를 덮음과 동시에 적어도 일부가 상기 수지제 유로에 접하고, 또한 발열체를 냉각하기 위한 금속제 냉각 패널과,
상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널을 접합하기 위한 수지제 접합 부재
를 구비하고,
상기 금속제 냉각 패널은, 적어도 상기 수지제 접합 부재와의 접합부 표면에 미세 요철 구조를 갖고 있고,
상기 미세 요철 구조에 상기 수지제 접합 부재의 일부분이 침입함으로써 상기 금속제 냉각 패널과 상기 수지제 접합 부재가 접합되어 있는 냉각 장치.
[2]
상기 [1]에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로와 상기 수지제 접합 부재의 접합부에서는, 상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분과 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 일체화되어 있는 냉각 장치.
[3]
상기 [1] 또는 [2]에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로와 상기 수지제 접합 부재의 접합부에서는, 상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분과 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 융착되어 있는 냉각 장치.
[4]
상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분 및 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 양쪽 모두 열가소성 수지이거나, 또는 양쪽 모두 열경화성 수지인 냉각 장치.
[5]
상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널은 상기 수지제 유로의 외주에서 접하고 있는 냉각 장치.
[6]
상기 [5]에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널은 상기 수지제 유로의 내부에서도 접하고 있는 냉각 장치.
[7]
상기 [1] 내지 [6] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 수지제 유로는 저부와, 상기 저부에 세워 설치하는 측벽부와, 상기 저부 상에 냉각 매체의 유로를 형성하기 위한 복수의 문지방 형상의 장벽을 갖는 냉각 장치.
[8]
상기 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 금속제 냉각 패널과 상기 수지제 유로가, 접착제법, 열 용착법 및 기계 체결법으로부터 선택되는 하나 이상의 수단으로 접합되어 있는 냉각 장치.
[9]
상기 [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 미세 요철 구조의 간격 주기가 0.01㎛ 이상 500㎛ 이하의 범위인 냉각 장치.
[10]
상기 [1] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치에 있어서,
상기 금속제 냉각 패널이 알루미늄제 부재, 알루미늄 합금제 부재, 구리제 부재 및 구리 합금제 부재로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 부재에 의해 구성되어 있는 냉각 장치.
[11]
발열체와,
상기 [1] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 냉각 장치
를 구비하고,
상기 냉각 장치에 있어서의 상기 금속제 냉각 패널 표면에 상기 발열체가 배치되어 있는 구조체.
본 발명에 따르면, 냉각 매체의 누설의 리스크를 저감시킬 수 있고, 또한 경량 성이 우수한 냉각 장치 및 구조체를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치의 구조의 일례를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 냉각 장치의 (a) A-A' 단면도, (b) 측면도 및 (c) C-C' 단면도이다.
도 3은, 도 2의 (b)에 도시하는 냉각 장치의 B-B' 수평 단면도이다.
도 4는, 본 실시 형태에 따른 수지제 유로, 금속제 냉각 패널 및 수지제 접합 부재의 위치 관계의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5는, 본 실시 형태에 따른 수지제 유로, 금속제 냉각 패널 및 수지제 접합 부재의 위치 관계의 일례를 도시하는 단면도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 사용하여 설명한다. 또한, 모든 도면에 있어서 마찬가지의 구성 요소에는 공통의 부호를 붙이고, 적절히 설명을 생략한다. 또한, 도면은 개략도이고, 실제의 치수 비율과는 일치하지 않는다. 글 중의 숫자 사이에 있는 「내지」는 특별히 언급이 없으면, 이상부터 이하를 나타낸다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치의 구조의 일례를 모식적으로 도시한 평면도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 냉각 장치의 (a) A-A' 단면도, (b) 측면도 및 (c) C-C' 단면도이다. 도 3은, 도 2의 (b)에 도시하는 냉각 장치의 B-B' 수평 단면도이다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치는, 적어도 한쪽 면에 유로가 되는 공간부(10A)가 마련된 수지제 유로(10)와, 공간부(10A)를 덮음과 동시에 적어도 일부가 수지제 유로(10)에 접하고, 또한 발열체를 냉각하기 위한 금속제 냉각 패널(20)과, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 접합하기 위한 수지제 접합 부재(30)를 구비하고, 금속제 냉각 패널(20)은, 적어도 수지제 접합 부재(30)와의 접합부 표면에 미세 요철 구조를 갖고 있고, 상기 미세 요철 구조에 수지제 접합 부재(30)의 일부분이 침입함으로써 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)가 접합되어 있다.
금속제 냉각 패널(20)은 수지제 유로(10)에 형성된 유로가 되는 공간부(10A)에 도통되는 냉각 매체(이하, 냉매라고도 칭한다.)에 의해 전체가 냉각되어 있기 때문에, 금속제 냉각 패널(20)에 접하는 전지 셀이나 전자 부품 등의 발열체의 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 수지제 유로(10)는 경량의 수지 재료로 일체적으로 형성되어 있기 때문에, 냉각 장치 전체의 중량을 가볍게 할 수 있다.
또한, 금속제 냉각 패널(20)의 미세 요철 구조에 수지제 접합 부재(30)의 일부분이 침입함으로써 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)의 접합성을 높일 수 있다. 이에 의해, 수지제 접합 부재(30)를 사용하여 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 견고하게 접합할 수 있기 때문에, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)의 기밀성을 높일 수 있다. 이에 의해, 냉각 장치의 냉매 누설 리스크를 억제할 수 있다.
이상으로부터, 본 실시 형태에 따르면 냉각 매체의 누설의 리스크를 저감시킬 수 있고, 또한 경량성이 우수한 냉각 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 냉각 장치로부터 냉매가 누설되는 리스크를 보다 한층 더 저감하는 관점에서, 적어도 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합부에서는, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분과 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 일체화되어 있는 것이 바람직하고, 적어도 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합부에서는, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분과 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 융착되어 있는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합성이 향상되고, 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합부로부터 냉매가 누설되는 것을 보다 한층 더 억제할 수 있다. 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 외관이 동일 계열 색인 경우, 육안으로 일체화되어 있는 것을 판별하는 것이 어려운 경우가 있는데, 수지 성분끼리가 일체화되어 있는 것을 관찰하는 방법으로서는, 예를 들어 일체화한 부분의 단면을 잘라내고, 광학 현미경이나 편광 현미경 등으로 단면 관찰함으로써, 수지 성형 시의 수지 결정 배향층이나 강화 필러 배향층의 배향 상태가 변화되어 있는 경계부를 일체화되어 있는 부분이라고 확인할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분 및 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 양쪽 모두 열가소성 수지인 것 또는 양쪽 모두 열경화성 수지인 것이 바람직하고, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분 및 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 동일 계열의 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분과 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분의 상용성을 향상시킬 수 있고, 그 결과 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합성을 향상시킬 수 있다.
또한, 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분 및 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 다른 계열의 수지인 경우에도, 화학적인 상호 작용이 강한 다른 수지끼리를 선택함으로써 높은 상용성을 얻는 것도 가능하다.
도 1 및 2에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)은 통상은 수지제 유로(10)의 외주에서 접하고 있지만, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 보다 한층 더 견고하게 접합하고, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)의 기밀성을 보다 한층 더 높이는 관점에서, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)은 수지제 유로(10)의 내부(외주 이외의 부분, 예를 들어 중심 부분)에서도 한 곳 이상의 밀접하는 부분을 마련하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서, 통상은 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)은 직접 접합하고 있지 않고, 수지제 접합 부재(30)가 수지제 유로(10) 및 금속제 냉각 패널(20)과 각각 접합함으로써, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)이 간접적으로 접합, 즉 냉매의 누설이 없는 기밀성이 유지되도록 밀접해 있다. 공간부(10A)를 갖는 수지제 유로(10)를 성형 후에 금속제 냉각 패널(20)을 적층시키기 때문에, 통상은 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)은 직접 접합하고 있지 않다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)이 직접 접합하고 있는 상태란, 금속제 냉각 패널(20) 표면의 미세 요철 구조에 수지제 유로(10)의 일부분이 침입함으로써 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 유로(10)가 접합하는 것을 의미하고, 접착제법, 열 용착법 및 기계 체결법으로부터 선택되는 접합법에 의해 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)이 접합하고 있는 상태는 제외된다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서, 수지제 유로(10)는 복수의 유로 유닛을 포함해도 된다. 이에 의해, 냉매의 흐름을 보다 복잡하게 컨트롤할 수 있고, 예를 들어 복수의 발열체를 동시에 액랭하는 것이 가능하다.
여기서, 복수의 유로 유닛은 일체화된 구성이어도 되고, 분할된 구성이어도 된다. 복수의 유로 유닛이 분할되어 있는 경우, 유로 유닛끼리는 예를 들어 냉매가 흐르는 냉매관을 사용하여 접속할 수 있다.
수지제 유로(10)를 구성하는 유로 유닛의 수는 특별히 한정되지 않고, 냉각하는 발열체의 크기나 개수에 따라 임의로 설정할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10), 금속제 냉각 패널(20) 및 수지제 접합 부재(30)의 위치 관계의 일례를 도시하는 단면도이다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10), 금속제 냉각 패널(20) 및 수지제 접합 부재(30)의 위치 관계의 예로서는, 예를 들어 도 4에 도시하는 (a) 내지 (d)의 구조를 들 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10), 금속제 냉각 패널(20) 및 수지제 접합 부재(30)의 위치 관계의 예로서는, 예를 들어 도 5에 도시하는 (a) 내지 (c)의 구조를 들 수 있다.
도 5의 (a)는 금속제 냉각 패널(20)에 오목부를 마련하고, 그 오목부에 수지제 유로(10)의 일부를 삽입한 구성이다. 또한, 도 5의 (b) 및 (c)는 금속제 냉각 패널(20)에 볼록부의 벽을 마련하고, 그 볼록부의 단차에 수지제 유로(10)의 일부가 서로 연결되는 구성이다. 도 5에 도시하는 (a) 내지 (c)의 구조로 함으로써, 수지제 접합 부재(30)를 형성할 때의 수지의 유동 압력에 의해 수지제 유로(10)의 측벽부나 복수의 문지방 형상의 장벽이 무너져서, 수지가 유로에 누출되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 구조체는 발열체와, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치와, 필요에 따라 발열체를 수납하는 케이스를 구비하고, 냉각 장치에 있어서의 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 발열체가 배치되어 있다. 발열체는 예를 들어 전지나 전자 부품이다. 금속제 냉각 패널(20)과 발열체는 직접 접촉시켜도 되지만, 바람직하게는 해당 접촉부 사이에 열전도성 시트가 장착된다. 열전도성 시트 대신에, 소위 서멀·인터페이스·머티리얼(TIM)이라고 불리는 물질을 사용해도 되고, 구체적으로는 서멀 그리스, 상변화 재료(PCM), 겔, 고열전도 접착제, 서멀 테이프 등을 예시할 수 있다.
금속제 냉각 패널(20)의 냉매 유통면과는 반대면에 전지나 전자 부품 등의 발열체가 탑재되고, 발열체는 필요에 따라 케이스 내에 수납되어 있다. 수지제 유로(10)의 측벽부에는, 냉매의 유입·유출을 위한 통액구인 냉매 주입구(10B)와 냉매 회수구(10C)가 마련되어 있다.
금속제 냉각 패널(20)은 수지제 유로(10)의 내부에 형성된 유로를 유통하는 냉매에 의해 전체가 냉각되어 있기 때문에, 금속제 냉각 패널(20)의 수지제 유로(10)와의 접촉면과는 반대면에 접하는 발열체의 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 냉매의 유로가 형성된 수지제 유로(10)는 경량이며 단열성이 우수한 재질에 의해 형성되어 있으므로, 예를 들어 구조체 전체의 중량 경감에 기여함과 함께 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치는 엄격한 환경 하에서 사용한 경우라도 냉매가 누설되는 일이 없는 엄밀한 수밀성을 담보하기 위해서, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)이 긴밀하며 견고하게 접합되어 있는 것이 바람직하다. 그 때문에, 수지제 접합 부재(30)와 다른 접합 수단을 조합해도 된다. 수지제 접합 부재(30) 이외의 바람직한 접합 수단으로서는, 접착제법, 열 용착법 및 기계 체결법으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 들 수 있다.
예를 들어 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 접착제를 통해 접합하는 방법은 접착제법을 사용한 접합이다. 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 인서트 성형 등의 수단으로 수지 제방부를 형성시킨 후, 이어서 해당 수지 제방부 위에 수지제 유로를 용착 수단으로 접합하는 방법은, 수지-금속 열 용착법과 수지-수지 열 용착법을 조합하여 이용하는 방법이다. 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 접착제를 통해 접합시킨 후, 추가로 기계 체결하는 방법은, 열 용착법과 기계 체결법을 조합한 접합 수단이다.
상기의 접합 수단에서 사용한 접착제로서는 공지된 천연계 접착제 및 합성계 접착제를 제한 없이 사용할 수 있지만, 접착력의 지속성의 시점에서 합성계 접착제가 바람직하다.
합성계 접착제는 열가소성 접착제, 열경화성 접착제, 엘라스토머로 분류할 수 있는데, 접착 강도의 관점에서 열경화성 접착제가 바람직하다. 열경화성 접착제로서는, 상온 반응형 접착제(1액형)여도 되고 가열 경화형 접착제(2액형)여도 되고 광경화형 접착제여도 된다.
어떤 접착제를 사용할지는, 어떤 특성을 갖는 냉각 장치를 어떤 재료로 형성하는지 등의 사정에 따라 당업자가 임의로 판단하는 사항이다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)의 기계 체결로서는, 예를 들어 리벳, 나사 고정 등에 의한 기계 체결을 들 수 있다. 이 경우, 적어도 금속제 냉각 패널(20)의 외주 단부와 수지제 유로(10)가 리벳 또는 나사 고정되어 있는 것이 바람직하다. 금속제 냉각 패널(20)의 외주 단부뿐만 아니라, 금속제 냉각 패널(20)의 중앙부 주변에도 유로의 흐름을 방해하지 않을 정도로 리벳 또는 나사 고정하는 것도 가능하다. 금속제 냉각 패널(20)의 외주 단부를 기계적 접합하는 경우, 예를 들어 금속제 냉각 패널(20)이 평면으로 보아 직사각형인 경우, 적어도 외주부의 네 코너가 기계적 접합되어 있는 것이 바람직하다. 금속제 냉각 패널(20)의 외주 단부뿐만 아니라, 금속제 냉각 패널(20)의 중앙부 부근에도 기계적 접합용의 수지 토대를 형성시킨 뒤, 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 유로(10)를 기계적 접합해도 된다. 이 때는 수지 토대부의 유로 내에서의 위치를 유로가 난류를 일으키도록 고안하여 설치함으로써, 유로 내를 통액하는 냉매의 온도 균일화에 기여하는 것이 가능한 경우가 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서 상기와 같이 접착층을 통해 접합(접착제법)되어 있는 것에 더하여, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)이 리벳 또는 나사 고정 등에 의해 기계적 접합되어 있는 것이 바람직하다. 이렇게 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20)을 2단계로 견고하게 접합함으로써, 수지제 유로(10) 내를 유통하는 냉매의 누액을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 접착제법을 사용하여 접합하는 경우의 접착층의 평균 두께는 예를 들어 0.5 내지 5000㎛, 바람직하게는 1.0 내지 2000㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 1000㎛이다. 평균 두께가 상기 하한값 이상임으로써, 수지제 유로(10)와 금속제 냉각 패널(20) 사이의 접착 강도를 보다 양호하게 할 수 있고, 상기 상한값 이하임으로써 경화 반응 중에 발생하는 잔류 변형량을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치에 있어서는 수지제 유로(10)와 접착층 사이, 접착층과 금속제 냉각 패널(20) 사이에 프라이머층을 구비하고 있어도 된다. 프라이머층은 특별히 한정되지 않지만, 통상은 수지층을 구성하는 수지 성분을 포함하는 수지 재료로 이루어진다. 프라이머층용의 수지 재료는 특별히 한정되지 않고, 공지의 물질을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 폴리올레핀계 프라이머, 에폭시계 프라이머, 우레탄계 프라이머 등을 예시할 수 있다. 이들 프라이머는 다층 양태 등도 포함하여 2종 이상을 조합해도 된다.
본 실시 형태에 따른 냉각 장치는, 예를 들어 수지제 유로(10)의 유로 형성면과, 금속제 냉각 패널(20)의 주연부를 중첩한 후에, 수지제 접합 부재(30)를 사출 성형함으로써 제작할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치는, 예를 들어 다이 슬라이드 인젝션 성형 또는 2색 성형 등에 의해 성형할 수도 있다. 이 경우, 다이 슬라이드 인젝션 성형용 금형 또는 2색 성형용 금형 등을 사용함으로써, 수지제 유로(10)나 금속제 냉각 패널(20) 등의 구성 부품을 성형용 금형으로부터 취출하는 일 없이, 본 실시 형태에 따른 냉각 장치를 제조할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10) 및 수지제 접합 부재(30)는 바람직하게는 열가소성 수지 조성물의 성형체이다. 열가소성 수지 조성물은 수지 성분으로서의 열가소성 수지를 포함하고, 필요에 따라 충전제를 더 포함해도 된다.
열가소성 수지로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리올레핀계 수지, 극성기 함유 폴리올레핀계 수지, 폴리메타크릴산메틸 수지 등의 폴리메타크릴계 수지, 폴리아크릴산메틸 수지 등의 폴리아크릴계 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올-폴리염화비닐 공중합체 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐포르말 수지, 폴리메틸펜텐 수지, 무수 말레산-스티렌 공중합체 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리페닐렌에테르 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리에테르케톤 수지 등의 방향족 폴리에테르케톤, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 스티렌계 엘라스토머, 폴리올레핀계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머, 아이오노머, 아미노폴리아크릴아미드 수지, 이소부틸렌 무수 말레산 코폴리머, ABS, ACS, AES, AS, ASA, MBS, 에틸렌-염화비닐 코폴리머, 에틸렌-아세트산비닐 코폴리머, 에틸렌-아세트산비닐-염화비닐 그래프트 폴리머, 에틸렌-비닐알코올 코폴리머, 염소화폴리염화비닐 수지, 염소화폴리에틸렌 수지, 염소화폴리프로필렌 수지, 카르복시비닐 폴리머, 케톤 수지, 비정질성 코폴리에스테르 수지, 노르보르넨 수지, 불소 플라스틱, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지, 불소화에틸렌폴리프로필렌 수지, PFA, 폴리클로로플루오로에틸렌 수지, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 코폴리머, 폴리불화비닐리덴 수지, 폴리불화비닐 수지, 폴리아릴레이트 수지, 열가소성 폴리이미드 수지, 폴리염화비닐리덴 수지, 폴리염화비닐 수지, 폴리아세트산비닐 수지, 폴리술폰 수지, 폴리파라메틸스티렌 수지, 폴리알릴아민 수지, 폴리비닐에테르 수지, 폴리페닐렌옥시드 수지, 폴리페닐렌술피드(PPS) 수지, 폴리메틸펜텐 수지, 올리고에스테르아크릴레이트, 크실렌 수지, 말레산 수지, 폴리히드록시부티레이트 수지, 폴리술폰 수지, 폴리락트산 수지, 폴리글루탐산 수지, 폴리카프로락톤 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리아크릴로니트릴 수지, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체 수지 등을 들 수 있다. 이들 열가소성 수지는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.
이들 중에서도, 열가소성 수지로서는 수지제 유로(10)와 수지제 접합 부재(30)의 접합 강도나, 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)와 접착 강도가 보다 효과적으로 얻어진다는 관점, 혹은 냉매가 함유하는 화학 약품에 대한 내성을 효과적으로 발현할 수 있다는 관점에서, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 불소계 수지, 폴리아릴렌에테르계 수지 및 폴리아릴렌술피드계 수지로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 열가소성 수지가 적합하게 사용된다.
여기서, 전술한 바와 같이 수지제 유로(10)를 구성하는 수지 성분 및 수지제 접합 부재(30)를 구성하는 수지 성분이 동일 계열의 수지를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서 동일 계열의 수지란, 동일 분류 중에서, 분자량이나 모노머 성분의 차이가 있어도 되는 수지를 의미한다. 예를 들어, 폴리올레핀계 수지의 분류 중에 포함되는 수지는 분자량이나 모노머 성분의 차이가 있어도 모두 동일 계열의 수지가 된다.
본 실시 형태에 따른 열가소성 수지 조성물에 있어서는, 수지제 유로(10) 및 수지제 접합 부재(30)의 기계적 특성의 개량 시점이나 선팽창 계수 차의 조정 등의 시점으로부터 임의 성분과 충전제를 병용할 수 있다. 충전제로서는, 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 탄소 입자, 점토, 탈크, 실리카, 미네랄, 셀룰로오스 섬유로 이루어지는 군에서 1종 또는 2종 이상을 선택할 수 있다. 이들 중, 바람직하게는 유리 섬유, 탄소 섬유, 탈크, 미네랄로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이다. 또한, 알루미나, 포르스테라이트, 마이카, 질화알루미나, 질화붕소, 산화아연, 산화마그네슘 등으로 대표되는 방열성 필러를 사용할 수도 있다. 이들 충전제의 형상은 특별히 한정되지 않고, 섬유상, 입자상, 판상 등 어떠한 형상이어도 되지만, 후술하는 바와 같이 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 미세 요철 구조가 형성되어 있는 경우에는, 오목부에 침입할 수 있을 정도의 크기를 포함하는 충전제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 열가소성 수지 조성물이 충전제를 포함하는 경우, 그의 함유량은 열가소성 수지 100질량부에 대하여 바람직하게는 1질량부 이상 100질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 5질량부 이상 90질량부 이하이고, 특히 바람직하게는 10질량부 이상 80질량부 이하이다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)로서, 열경화성 수지 조성물을 사용하는 것도 가능하다. 열경화성 수지 조성물이란, 열경화성 수지를 포함하는 수지 조성물이다. 열경화성 수지로서는, 예를 들어 페놀 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 멜라민 수지, 옥세탄 수지, 말레이미드 수지, 우레아(요소) 수지, 폴리우레탄 수지, 실리콘 수지, 벤조옥사진환을 갖는 수지, 시아네이트에스테르 수지 등이 사용된다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상 조합하여 사용해도 된다.
이들 중에서도, 내열성, 가공성, 기계적 특성, 접착성 및 방청성 등의 시점에서, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 열경화성 수지 조성물이 적합하게 사용된다. 열경화성 수지 조성물에서 차지하는 열경화성 수지의 함유량은, 수지 조성물 전체를 100질량부로 했을 때 바람직하게는 15질량부 이상 60질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 25질량부 이상 50질량부 이하이다. 또한 잔여 성분은 예를 들어 충전제이고, 충전제로서는 예를 들어 전술한 충전제를 사용할 수 있다.
수지제 유로(10)의 성형 방법으로서는 공지된 방법을 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들어 사출 성형, 압출 성형, 가열 프레스 성형, 압축 성형, 트랜스퍼 몰드 성형, 주형 성형, 레이저 용착 성형, 반응 사출 성형(RIM 성형), 림 성형(LIM 성형), 용사 성형 등을 예시할 수 있다. 이들 중에서도, 수지제 유로(10)의 성형 방법으로서는 생산성 및 품질 안정성의 시점에서 사출 성형법이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)는, 예를 들어 저부와, 저부에 세워 설치하는 측벽부를 갖는다. 수지제 유로(10)의 형상은 바람직하게는, 평면으로 보아 직사각형인 저부와, 저부에 세워 설치하는 4매의 평면으로 보아 직사각형 프레임 형상인 측벽부를 포함하고, 저부 상에 냉매의 유로를 형성하기 위하여 복수의 문지방 형상의 장벽(10D)이 형성되어 있다. 장벽(10D)의 정상면은 바람직하게는 금속제 냉각 패널(20)의, 발열체를 탑재하는 면과 반대면에 접하고 있다. 그리고, 해당 정상면과 금속제 냉각 패널(20)은 접착제에 의해 접합되어 있어도 된다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)의 금속제 냉각 패널(20)측의 저면 전체에는 공간부(10A)가 복수 형성되어 있고, 이 공간부(10A)는 수지제 유로(10)가 금속제 냉각 패널(20)면과 밀접함으로써 냉매의 유로로서의 기능을 만들어 낸다.
또한, 본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)의 전체의 형상은, 냉매와 금속제 냉각 패널의 접촉 면적을 증대시켜, 대형의 발열체에 대해서도 유체의 압력 손실을 최소화하면서 효율적이며 균일하게 냉각할 수 있는 유로 형상을 형성시키기 쉽다는 관점에서, 패널 형상인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)의 금속제 냉각 패널(20)측의 면과는 반대측의 면에는, 발 형상 혹은 보강 리브가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 보강 리브는 수지제 유로(10)와 동일한 재질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 보강 리브를 구비함으로써 외적 스트레스로부터 수지제 유로(10)의 구조를 보호할 수 있다. 또한, 보강 리브의 리브 높이를 높게 설정함으로써 수지제 유로(10)의 접지면과의 사이에 충분한 공간을 만들 수 있고, 그 결과 수지제 유로(10)의 단열 효과를 보다 향상시킬 수 있고, 냉각 기능의 지속 시간을 연장시킬 수 있는 경우가 있다. 혹은 보강 리브의 리브 사이의 간격을 좁힘으로써도 수지제 유로(10)의 단열 효과를 보다 향상시킬 수 있고, 그 결과로서 냉각 기능의 지속 시간을 연장시킬 수 있는 경우가 있다.
본 실시 형태에 따른 수지제 유로(10)의 유로 형성면측은 금속제 냉각 패널(20)로 덮여 있다. 수지제 유로(10)가 복수의 유로 유닛을 포함하는 경우, 각 유로 유닛은 유로 유닛마다, 각각 1매의 금속제 냉각 패널(20)로 덮여 있어도 되고, 복수개의 대면적의 유로 유닛의 전체가 1매의 금속제 냉각 패널(20)로 덮여 있어도 된다.
본 실시 형태에 따른 금속제 냉각 패널(20)은, 예를 들어 평면으로 보아 직사각형이다. 금속제 냉각 패널(20)은 발열체로부터의 열을 확산함과 함께, 수지제 유로(10) 내를 유통하는 냉매에 효율적으로 열을 전달한다는 2개의 역할을 담당한다. 그 때문에, 금속제 냉각 패널(20)의 재질은 전열성이 우수한 것이 바람직하다. 이러한 시점에서 금속제 냉각 패널(20)을 구성하는 금속종으로서는, 알루미늄계 금속 또는 구리계 금속이 사용되고, 구체적으로 금속제 냉각 패널(20)은 알루미늄제 부재, 알루미늄 합금제 부재, 구리제 부재 및 구리 합금제 부재로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 부재에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한 금속제 냉각 패널(20)의 평균 두께는 전열성, 강도 및 경량성을 종합적으로 감안하여, 예를 들어 0.5mm 내지 30mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 20mm이다.
금속제 냉각 패널(20) 상의 미세 요철 구조는 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)를 보다 한층 더 견고하게 접합하는 관점에서, 간격 주기가 0.01㎛ 이상 500㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 미세 요철 구조의 간격 주기는 볼록부로부터 인접하는 볼록부까지의 거리의 평균값이고, 전자 현미경 또는 레이저 현미경으로 촬영한 사진으로부터 구할 수 있다.
구체적으로는 전자 현미경 또는 레이저 현미경에 의해, 금속제 냉각 패널(20)에 있어서의 미세 요철 구조가 형성된 표면을 촬영한다. 그 사진으로부터 임의의 볼록부를 50개 선택하고, 그들 볼록부로부터 인접하는 볼록부까지의 거리를 각각 측정한다. 볼록부로부터 인접하는 볼록부까지의 거리 모두를 적산해서 50으로 나눈 것을 간격 주기로 한다.
상기 미세 요철 구조의 간격 주기는 바람직하게는 0.02㎛ 이상 100㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상 50㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이상 20㎛ 이하, 특히 바람직하게는 0.10㎛ 이상 10㎛ 이하이다.
상기 미세 요철 구조의 간격 주기가 상기 하한값 이상이면, 상기 미세 요철 구조의 오목부에 수지제 접합 부재(30)가 보다 많이 진입할 수 있고, 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)의 접합 강도를 보다 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 미세 요철 구조의 간격 주기가 상기 상한값 이하이면, 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)의 접합부에 간극이 발생하는 것을 보다 한층 더 억제할 수 있다. 그 결과, 금속제 냉각 패널(20)과 수지제 접합 부재(30)의 접합부로부터 냉매가 누설되는 것을 억제할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 형성되어 있는 미세 요철 구조의 크기(깊이, 구멍 직경, 구멍 직경간 거리 등)에 대해서는 특별한 제한은 없지만, JIS B 0601에 준하여 측정한 10점 평균 조도 Rzjis가 예를 들어 1㎛ 이상, 바람직하게는 1㎛ 이상 1mm 이하, 보다 바람직하게 3㎛ 이상 100㎛ 이하인 미세 요철 구조이다.
금속제 냉각 패널(20)의 표면에 상기 미세 요철 구조를 형성하는 방법으로서 특별한 제한은 없지만, 예를 들어 수산화나트륨 등의 무기 염기 수용액 및/또는 염산이나 질산 등의 무기산 수용액에 금속제 냉각 패널(20)을 침지하는 방법; 양극 산화법에 의해 금속제 냉각 패널(20)을 처리하는 방법; 예를 들어 다이아몬드 지립 연삭 또는 블라스트 가공 등의 기계적 절삭에 의해 제작한 미세 요철 구조를 갖는 금형 펀치를 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 프레스함으로써 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 미세 요철 구조를 형성하는 방법; 샌드 블라스트나 널링 가공, 레이저 가공에 의해 금속제 냉각 패널(20)의 표면에 미세 요철 구조를 형성하는 방법; 국제 공개 제2009/31632호 팸플릿에 개시되어 있는 바와 같은, 수화 히드라진, 암모니아 및 수용성 아민 화합물로부터 선택되는 1종 이상의 수용액에 금속제 냉각 패널(20)을 침지하는 방법 등을 들 수 있다.
또한, 상기한 방법 중에서 특히 침지 방법을 채용하는 경우, 상기 미세 요철 구조는 금속제 냉각 패널(20)의 수지제 접합 부재(30)와의 접합면뿐만 아니라, 금속제 냉각 패널(20)의 전체 표면에 미세 요철 구조가 형성되게 되는데, 이러한 실시 형태는 본 발명의 효과를 전혀 손상시키는 것은 아니고, 오히려 냉매와의 열교환 면적을 증가시켜 보다 우수한 냉각 효율을 실현할 수 있는 경우도 있다.
이 출원은, 2019년 6월 21일에 출원된 일본 특허 출원 제2019-115281호를 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그의 개시 모두를 여기에 도입한다.
10: 수지제 유로
10A: 공간부
10B: 냉매 주입구
10C: 냉매 회수구
10D: 장벽
20: 금속제 냉각 패널
30: 수지제 접합 부재

Claims (11)

  1. 적어도 한쪽 면에 유로가 되는 공간부가 마련된 수지제 유로와,
    상기 공간부를 덮음과 동시에 적어도 일부가 상기 수지제 유로에 접하고, 또한 발열체를 냉각하기 위한 금속제 냉각 패널과,
    상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널을 접합하기 위한 수지제 접합 부재
    를 구비하고,
    상기 금속제 냉각 패널은, 적어도 상기 수지제 접합 부재와의 접합부 표면에 미세 요철 구조를 갖고 있고,
    상기 미세 요철 구조에 상기 수지제 접합 부재의 일부분이 침입함으로써 상기 금속제 냉각 패널과 상기 수지제 접합 부재가 접합되어 있는 냉각 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수지제 유로와 상기 수지제 접합 부재의 접합부에서는, 상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분과 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 일체화되어 있는 냉각 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수지제 유로와 상기 수지제 접합 부재의 접합부에서는, 상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분과 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 융착되어 있는 냉각 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지제 유로를 구성하는 수지 성분 및 상기 수지제 접합 부재를 구성하는 수지 성분이 양쪽 모두 열가소성 수지이거나, 또는 양쪽 모두 열경화성 수지인 냉각 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널은 상기 수지제 유로의 외주에서 접하고 있는 냉각 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수지제 유로와 상기 금속제 냉각 패널은 상기 수지제 유로의 내부에서도 접하고 있는 냉각 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지제 유로는 저부와, 상기 저부에 세워 설치하는 측벽부와, 상기 저부 상에 냉각 매체의 유로를 형성하기 위한 복수의 문지방 형상의 장벽을 갖는 냉각 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속제 냉각 패널과 상기 수지제 유로가, 접착제법, 열 용착법 및 기계 체결법으로부터 선택되는 하나 이상의 수단으로 접합되어 있는 냉각 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세 요철 구조의 간격 주기가 0.01㎛ 이상 500㎛ 이하의 범위인 냉각 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속제 냉각 패널이 알루미늄제 부재, 알루미늄 합금제 부재, 구리제 부재 및 구리 합금제 부재로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 부재에 의해 구성되어 있는 냉각 장치.
  11. 발열체와,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 냉각 장치
    를 구비하고,
    상기 냉각 장치에 있어서의 상기 금속제 냉각 패널 표면에 상기 발열체가 배치되어 있는 구조체.
KR1020217041977A 2019-06-21 2020-06-12 냉각 장치 및 구조체 KR20220011174A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019115281 2019-06-21
JPJP-P-2019-115281 2019-06-21
PCT/JP2020/023255 WO2020255885A1 (ja) 2019-06-21 2020-06-12 冷却装置および構造体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220011174A true KR20220011174A (ko) 2022-01-27

Family

ID=74040054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217041977A KR20220011174A (ko) 2019-06-21 2020-06-12 냉각 장치 및 구조체

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220247003A1 (ko)
EP (1) EP3989331A4 (ko)
JP (1) JPWO2020255885A1 (ko)
KR (1) KR20220011174A (ko)
CN (1) CN114008836A (ko)
BR (1) BR112021026005A2 (ko)
MX (1) MX2022000035A (ko)
WO (1) WO2020255885A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023140158A1 (ja) 2022-01-19 2023-07-27 三井化学株式会社 温度制御装置、及び温度制御装置の製造方法
CN115243512A (zh) * 2022-07-12 2022-10-25 杭州逗酷软件科技有限公司 一种散热器及无线网络设备

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017002325A1 (ja) 2015-06-30 2017-01-05 三洋電機株式会社 電源装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009031632A1 (ja) 2007-09-05 2009-03-12 Taisei Plas Co., Ltd. 金属樹脂複合体の製造方法
JP5869399B2 (ja) * 2012-03-29 2016-02-24 京セラ株式会社 流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体装置
DE102012012663A1 (de) * 2012-06-23 2013-12-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Gehäuse für eine Betriebseinrichtung, insbesondere für ein Batteriepaket einer Fahrzeugantriebsbatterie
JP5838949B2 (ja) * 2012-10-17 2016-01-06 日本軽金属株式会社 複合型中空容器の製造方法及び複合型中空容器
FR3003938A1 (fr) * 2013-03-29 2014-10-03 Valeo Systemes Thermiques Plaque d'echange thermique pour gestion thermique de batterie et procede de fabrication associe.
JP6259644B2 (ja) * 2013-04-24 2018-01-10 三井化学株式会社 金属／樹脂複合構造体
JP6337957B2 (ja) * 2014-03-19 2018-06-06 富士電機株式会社 半導体モジュールユニットおよび半導体モジュール
JP6652930B2 (ja) * 2014-11-28 2020-02-26 株式会社カネカ 金属樹脂複合体
TWI522231B (zh) * 2014-12-01 2016-02-21 財團法人工業技術研究院 金屬／高分子複合材料及其製作方法
JP6519365B2 (ja) * 2015-07-07 2019-05-29 富士通株式会社 接合体、接合体の製造方法、冷却システム、及び情報処理装置
JP2019115281A (ja) 2017-12-27 2019-07-18 井関農機株式会社 コンバイン
CN112514141A (zh) * 2018-08-03 2021-03-16 三井化学株式会社 冷却板以及电池结构体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017002325A1 (ja) 2015-06-30 2017-01-05 三洋電機株式会社 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020255885A1 (ja) 2021-12-23
BR112021026005A2 (pt) 2022-02-08
WO2020255885A1 (ja) 2020-12-24
EP3989331A1 (en) 2022-04-27
US20220247003A1 (en) 2022-08-04
MX2022000035A (es) 2022-02-24
EP3989331A4 (en) 2023-07-19
CN114008836A (zh) 2022-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7333690B2 (ja) 冷却装置および構造体
WO2020027299A1 (ja) 冷却プレートおよび電池構造体
KR101772780B1 (ko) 열교환기와 그 제조방법
KR20220011174A (ko) 냉각 장치 및 구조체
JP7047137B2 (ja) 冷却ユニット、冷却ユニットの製造方法および構造体
US8964389B2 (en) Electronic component cooling unit and power converting device
US7764494B2 (en) Liquid cooled module
JP2018138834A (ja) 熱交換ラミネートシート
WO2013147240A1 (ja) 流路部材およびこれを用いた熱交換器ならびに半導体装置
US10004159B2 (en) Water-cooling radiator unit and device thereof
KR20050081867A (ko) 액랭 시스템 및 전자 장치
JP7117108B2 (ja) 冷却装置
JP2007184349A (ja) 水冷式ヒートシンク
JP7130434B2 (ja) 冷却ジャケット
JP2020088108A (ja) 冷却装置および構造体
JP2009266936A (ja) 積層型冷却器
WO2021145361A1 (ja) 筐体、構造体および筐体の製造方法
JP2010287600A (ja) ヒートシンク
US20100243216A1 (en) Liquid-cooling device
JP2012169429A (ja) 熱交換器
JP2010165716A (ja) 冷却装置
CN116314082A (zh) 一种芯片散热结构及散热方法
JP2020078903A (ja) 金属樹脂一体成形品の製造方法
KR20240074506A (ko) 전기차 배터리의 수냉식 냉각 판넬의 제작 방법
JP2019145567A (ja) 金属樹脂接合板、筐体および電子装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
WITB Written withdrawal of application