WO2020021848A1 - 冷却器 - Google Patents

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upper plate
cooler
plate
joint
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裕 平野
拓海 中村
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日本軽金属株式会社
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a cooler for cooling heat generated from a battery for a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, a power device such as an inverter, a semiconductor element, and the like.
  • a battery is used as a power source of a motor for driving the vehicle.
  • a large-capacity battery is used to control the vehicle by driving the motor when starting or running the vehicle to accelerate the vehicle, and also to apply a brake when stopping suddenly.
  • a coolant passage is provided inside a cooling plate (cooler) disposed at the bottom of the battery, and the cooler is cooled by the heat of vaporization of the coolant supplied to the coolant passage, and cooled.
  • a structure in which the heat of the battery is transferred to the cooled cooler to cool the battery for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-50000.
  • a radiator fin is fixed to a flat aluminum tube having a plurality of refrigerant passages parallel to each other.
  • a coolant is supplied to a cooler arranged at the bottom of a battery in which a plurality of battery cells are connected to cool the battery in which a plurality of battery cells are connected. be able to.
  • a temperature variation occurs on the cooler surface, and there is a problem that the battery cannot be efficiently and uniformly cooled.
  • a heating element other than a battery for example, a power device such as an inverter, a heating element such as a semiconductor element, a temperature variation (temperature deviation) occurs on the surface of the cooler, and the heating element cannot be cooled efficiently and uniformly. is there.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses the development of a temperature deviation of a heating element such as a battery, and suppresses a temperature deviation of a surface of a cooler so that the cooling element can efficiently and uniformly cool the heating element. It is an object to provide a vessel.
  • a cooler according to the present invention is provided with an upper plate on a heat receiving surface side, a lower plate facing the upper plate in parallel with a refrigerant flow path therebetween, and disposed between the upper plate and the lower plate. And a plurality of corrugated fins, wherein the corrugated fins are arranged at appropriate intervals in the refrigerant flow direction in a state orthogonal to the refrigerant flow path, and the refrigerant flow of each corrugated fin is provided.
  • the both sides in the direction are positioned by protrusions provided on one of the upper plate and the lower plate, and the upper plate and the lower plate are provided on one of the plates and provided on the other plate. Are connected by the joints that are joined to each other, and the periphery of both plates are joined. And it features.
  • the corrugated fin is positioned and arranged at a position corresponding to the heat generation area of the heating element such as a battery by the protrusion protruding from one of the upper plate and the lower plate. can do.
  • the joints are provided at appropriate intervals in a direction orthogonal to the coolant flow direction, and the joints sandwiching the corrugated fin are arranged in a staggered manner, and the protrusions are arranged at the closest positions.
  • the portion facing the is interrupted.
  • the joint portion is formed in a substantially circular shape in a plan view, and one end of the protruding portion has a joint outermost circle on an imaginary line of 45 degrees in the corrugated fin direction from the center of the joint portion on one side opposed to the corrugated fin.
  • the joint on the imaginary line of 45 degrees in the corrugated fin direction from the center of the joint on the other side facing the corrugated fin is preferably located on an imaginary line orthogonal to the corrugated fin side from the intersection with the outermost circle.
  • the refrigerant flowing from the inflow side of the corrugated fin is dispersed by the intermittent portion of the projection, and the refrigerant can be uniformly flowed through the corrugated fin.
  • the refrigerant hardly flows upstream and downstream of the joint, and flows easily in a place where there is no joint.
  • the refrigerant can be cooled. It can flow uniformly throughout.
  • the degree of freedom in installing the cooler can be increased. it can.
  • the joint portion is formed in a substantially circular shape in a plan view, and one end of the protruding portion is defined as a joint outermost circle on an imaginary line of 45 degrees in the corrugated fin direction from the center of the joint portion on one side facing the corrugated fin.
  • the flow of the refrigerant colliding with the joint can flow smoothly to the intermittent portion side of the projection, and the inflow side of the corrugated fin Refrigerant flowing through the corrugated fins is dispersed by the intermittent portions of the projections, and the refrigerant can be uniformly flowed to the corrugated fins.
  • the refrigerant that flows through the corrugated fin and is dispersed by the intermittent portion of the protrusion on the outflow side of the corrugated fin and collides with the joint can flow smoothly to both sides of the joint.
  • the protrusion is integrally formed with either one of the upper plate and the lower plate.
  • the corrugated fin is positioned at a position corresponding to the heat generating area of the heat generating body such as a battery by the protrusion protruding from one of the upper plate and the lower plate. Since the fins can be positioned and arranged, it is possible to suppress the development of the temperature deviation of the heating element such as the battery and the temperature deviation of the surface of the cooler, thereby efficiently and uniformly cooling the heating element. .
  • the refrigerant flowing from the inflow side of the corrugated fin is dispersed by the intermittent portion of the projection, and the refrigerant can be uniformly flowed to the corrugated fin.
  • the turbulence of the flow of the refrigerant can be further suppressed to efficiently and uniformly cool the heating element such as a battery.
  • the refrigerant inlet and the refrigerant outlet provided at both ends of the refrigerant flow path of the cooler can correspond to both the inflow side and the outflow side of the refrigerant, the degree of freedom in installing the cooler can be increased. it can.
  • the flow of the refrigerant colliding with the joining portion can smoothly flow toward the intermittent portion side of the projection, and also flows through the corrugated fin and is dispersed by the intermittent portion of the projection. Since the refrigerant that has collided and collides with the joint can flow smoothly to both sides of the joint, in addition to the above (1) and (2), the flow of the refrigerant is further smoothed to efficiently generate a heating element such as a battery. It can be cooled uniformly.
  • the projection having the function of positioning the corrugated fin can be easily formed, the number of constituent members is further reduced in addition to the above (1) to (3). Can be achieved, and the production of the cooler can be facilitated.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line III-III of FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged schematic plan view of a portion IV in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a flow of a refrigerant in the present invention. It is a bottom view (a) of the upper plate in this invention, and an enlarged sectional view (b) along the VV line of (a).
  • FIG. 6A is a plan view of the lower plate according to the present invention
  • FIG. 6B is an enlarged sectional view taken along line VI-VI of FIG. It is a top view (a) of the corrugated fin in this invention, the enlarged side view (b) which omitted a part, and the VII part enlarged view (c) of (b).
  • a cooler 1 includes, for example, a bottom portion of a battery B connected to a plurality of battery cells (not shown) used for powering a motor for driving a vehicle. , A lower plate 20 facing the upper plate 10 in parallel with the coolant flow path 2 therebetween, and a plurality of corrugated fins 30 disposed between the upper plate 10 and the lower plate 20. And, a refrigerant inflow pipe 3 and a refrigerant outflow pipe 4 communicating with the refrigerant flow path 2 are connected to both ends of the cooler 1.
  • a plurality of corrugated fins 30 are arranged at appropriate intervals corresponding to the battery cells (not shown) in the refrigerant flow direction in a state orthogonal to the refrigerant flow path 2, and the refrigerant flow of each corrugated fin 30 is formed. Both sides in the direction are positioned by protrusions 11 provided on the upper plate 10. Further, the upper plate 10 and the lower plate 20 are connected to each other by a joining portion 21 which is provided to project from the lower plate 20 and is joined to the upper plate 10, and a peripheral portion of the upper plate 10 and the lower plate 20 are joined. .
  • the upper plate 10 is formed of a substantially rectangular plate material made of aluminum. As shown in FIGS. 2 and 5, the lower surface of the upper plate 10 is provided on the lower surface of the corrugated fin 30 in the width direction (transverse direction). Positioning projections 11 that engage with both sides are provided at appropriate intervals along the refrigerant flow direction. The protrusion 11 is formed integrally with the upper plate 10 by press working (see FIG. 5B).
  • the protruding portion 11 is interrupted at a portion facing the joining portion 21 which is located closest thereto, and as shown in FIG. 4, one end of the protruding portion 11 is a plan view of one side facing the corrugated fin 30. It is located on an imaginary line Lb orthogonal to the corrugated fin side from the intersection with the outermost circle of the joint on the virtual line La at 45 degrees in the corrugated fin direction from the center of the circular joint 21. The end is on an imaginary line Ld orthogonal to the corrugated fin side from the intersection with the outermost circle of the joint on the imaginary line Lc at 45 degrees from the center of the joint 21 on the other side facing the corrugated fin 30 toward the corrugated fin. It is located in.
  • both ends of the protrusion 11 are perpendicular to the corrugated fin side from the intersection with the outermost circle of the joint on the imaginary lines La and Lc at 45 degrees from the center of the joint 21 located closest to the corrugated fin in the direction of the corrugated fin.
  • the coolant 5 colliding with the joint 21 flows smoothly to the intermittent portion between the protrusions 11 located on the downstream side of the joint 21 as shown in FIG. 4A. Can be.
  • the coolant 5 that flows through the corrugated fins 30 and collides with the joint 21 can flow smoothly to both sides of the joint 21.
  • Communication ports 12a and 12b for connecting the refrigerant inflow pipe 3 or the refrigerant outflow pipe 4 are provided at both ends of the upper plate 10 in the longitudinal direction that is the refrigerant flow direction.
  • the upper plate 10 is provided with a small hole 13 at a position corresponding to the center of the joint 21 for use in fixing to the vehicle body.
  • the thickness of the upper plate 10 is set to 3 mm, and the height of the protrusion 11 is set to 1 mm.
  • the dimensions of the upper plate 10 are not necessarily limited thereto.
  • the lower plate 20 is formed of an aluminum member, and as shown in FIG. 6, is formed in a flat dish shape having an outwardly facing flange portion 22 around its periphery.
  • a plurality of joints 21 are provided at appropriate intervals in a direction perpendicular to the direction of flow of the refrigerant, with the corrugated fins 30 ⁇ specifically, the position where the corrugated fins 30 are arranged ⁇ interposed therebetween. And are provided in a staggered arrangement.
  • the joining portion 21 is formed by press working from the bottom of the lower plate 20 on the same plane as the flange portion 22 so that the upper end is formed in a substantially circular shape in a flat plan view, and the center of the flat portion 21 a contacting the lower surface of the upper plate 10. Is provided with a circular hole 21b for use in fixing to a vehicle body.
  • the thickness of the lower plate 20 is set to 1 mm and the height of the joint 21 is set to 3 mm, but the dimensions of the lower plate 20 are not necessarily limited to this.
  • the corrugated fin 30 is formed of an aluminum member, and as shown in FIG. 7, peaks 31 and valleys 32 are formed in a flat corrugated shape.
  • the corrugated fin 30 is set to have a thickness of 0.3 mm, a gap (pitch P between a peak and a valley) of 1.5 mm, and a height of 3 mm.
  • the present invention is not limited to this.
  • the corrugated fins 30 formed in this manner are positioned on both sides in the width direction by the opposing protrusions 11 protruding from the upper plate 10, and the flat surface of the peak 31 abuts on the lower surface of the upper plate 10,
  • the corrugated fin 30 is arranged between the upper plate 10 and the lower plate 20 in a state where the flat surface of the valley portion 32 is in contact with the bottom surface of the lower plate 20.
  • the upper plate 10, the lower plate 20, and the corrugated fin 30 formed as described above are joined by brazing. That is, the corrugated fin 30 is brazed to the upper plate 10 and the lower plate 20, the joint 21 projecting from the lower plate 20 is brazed to the lower surface of the upper plate 10, and the flange portion 22 of the lower plate 20 is It is brazed to the periphery of the plate 10.
  • the corrugated fin 30 and the upper plate 10 are formed of a brazing sheet in which a brazing material is bonded as a skin material, or the upper plate 10, the lower plate 20 and the corrugated fin are formed by applying a brazing material. 30 can be brazed.
  • the projection 11 is provided on the lower surface of the upper plate 10
  • the projection 11 may be provided on the bottom of the lower plate 20. If the heat receiving surface of the upper plate 10 is kept flat, a joining portion 21 may be provided on the lower surface of the upper plate 10 so as to be joined to the bottom surface of the lower plate 20.
  • the corrugated fins 30 correspond to the heat generation region of the battery by the protrusions 11 protruding from one of the upper plate 10 and the lower plate 20. Since the battery B can be positioned and disposed, the temperature deviation of the battery B can be suppressed and the temperature deviation of the surface of the cooler can be suppressed, so that the battery B can be efficiently and uniformly cooled. Further, since the corrugated fins 30 can be positioned and arranged by the projections 11, the assembling of the corrugated fins 30 can be easily and reliably performed.
  • the refrigerant 5 colliding with the joint 21 can smoothly flow to the intermittent portion between the protrusions 11 located on the downstream side of the joint 21.
  • the refrigerant 5 flowing from the inflow side of the corrugated fin 30 is dispersed by the intermittent portion of the projection 11, and the refrigerant 5 can flow uniformly to the corrugated fin 30.
  • the coolant 5 flowing through the corrugated fin 30 and dispersed by the intermittent portion of the protrusion 11 on the outflow side of the corrugated fin 30 and colliding with the joint 21 can flow smoothly to both sides of the joint 21, the battery B Can be efficiently and uniformly cooled.
  • the refrigerant communication ports 12a and 12b provided at both ends of the refrigerant flow path of the cooler 1 can be arranged on either of the refrigerant inflow side or the refrigerant outflow side. Therefore, it is possible to provide the cooling device 1 with a degree of freedom.
  • the projection 11 having the function of positioning the corrugated fin 30 can be easily formed, the number of constituent members can be reduced, and the manufacture of the cooler 1 can be facilitated.
  • the cooler according to the present invention is used for cooling the heat generated from the battery B used for the power supply of the motor for driving the vehicle.
  • the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, a power device such as an inverter and a cooler for cooling heat generated from a heating element such as a semiconductor element.
  • Example 1 and 2 The analysis for examining the temperature variation (temperature deviation) on the surfaces of the coolers according to the present invention (Examples 1 and 2) and the coolers without the protrusions (Comparative Examples 1 and 2) will be described below.
  • ⁇ Sample> ⁇ Corrugated fin thickness: 0.3 mm, gap (pitch between peak and valley): 1.5 mm, length: 100 mm ⁇ Protrusion height: 1 mm, width: 2 mm Heating part Heating value: 360W x 2 ⁇ Physical properties of refrigerant> -Density: 1038 kg / m 3 ⁇ Viscosity: 0.00128 Pa ⁇ s ⁇ Specific heat: 3482 J / (kgK) -Thermal conductivity: 0.424 W / (mK) It was assumed that the entire area around the cooler was adiabatic, and that all heat generated was cooled by heat exchange between the corrugated fins and the refrigerant. For analysis, ANSYS Icepak R18.1 was

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Abstract

バッテリなどの発熱体の温度偏差の発達を抑制すると共に、冷却器表面の温度偏差を抑制して、発熱体を効率良く均一に冷却できる冷却器を提供すること。　受熱面側のアッパープレート１０と、冷媒流路２を挟んで上記アッパープレートと平行に対峙するロアープレート２０と、上記アッパープレートとロアープレート間に配置されるコルゲートフィン３０と、を具備する冷却器において、上記コルゲートフィンを、上記冷媒流路に直交した状態で冷媒流れ方向に適宜間隔をおいて複数配置すると共に、各コルゲートフィンの冷媒流れ方向の両側部を、上記アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートに突設された突起部１１によって位置決めし、上記アッパープレートとロアープレートを、いずれか一方のプレートに突設されて他方のプレートに接合される接合部２１によって連結すると共に、両プレートの周辺部を接合する。

Description

冷却器
　この発明は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等の車両用バッテリ、インバータなどのパワーデバイス、半導体素子などから発せられる熱を冷却する冷却器に関するものである。
　一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両において、車両を駆動させるモータの電源にバッテリが使用されている。
　バッテリは、車両のスタート時や走行時にモータを駆動して車両を加速させる他、急停車時にブレーキをかけて車両を制御するため、大容量のものが使用される。
　そこで、バッテリの温度が上昇することにより、性能が低下するのを抑制するために、強制的に冷却器を用いてバッテリを冷却する必要がある。
　従来のこの種の冷却器として、バッテリの底部に配置される冷却プレート（冷却器）の内部に冷媒通路を設けて、冷媒通路に供給される冷媒の気化熱で冷却器を冷却し、冷却された冷却器にバッテリの熱を伝達してバッテリを冷却する構造のものが知られている（例えば、特開２０１０－５００００号公報参照）。
　特開２０１０－５００００号公報における冷却器の一形態として、互いに平行な複数の冷媒通路を有するアルミニウム製の扁平管に放熱フィンを固定したものが用いられている。
　特開２０１０－５００００号公報に記載の冷却器によれば、複数の電池セルを連結したバッテリの底部に配置される冷却器に冷媒を供給して、複数の電池セルを連結したバッテリを冷却することができる。
　しかしながら、複数の電池セル間には温度差による温度境界層があるため、冷却器表面に温度のばらつき（温度偏差）が生じて、バッテリを効率良く均一に冷却できないという課題がある。
　また、バッテリ以外の例えば、インバータなどのパワーデバイス、半導体素子などの発熱体においても同様に冷却器表面に温度のばらつき（温度偏差）が生じて、発熱体を効率良く均一に冷却できないという課題がある。
　この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、バッテリなどの発熱体の温度偏差の発達を抑制すると共に、冷却器表面の温度偏差を抑制して、発熱体を効率良く均一に冷却できる冷却器を提供することを課題とする。
　上記課題を達成するために、この発明の冷却器は、受熱面側のアッパープレートと、冷媒流路を挟んで上記アッパープレートと平行に対峙するロアープレートと、上記アッパープレートとロアープレート間に配置されるコルゲートフィンと、を具備する冷却器であって、上記コルゲートフィンは、上記冷媒流路に直交した状態で冷媒流れ方向に適宜間隔をおいて複数配置されると共に、各コルゲートフィンの冷媒流れ方向の両側部は、上記アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートに突設された突起部によって位置決めされ、上記アッパープレートとロアープレートは、いずれか一方のプレートに突設されて他方のプレートに接合される接合部によって連結されると共に、両プレートの周辺部が接合されている、ことを特徴とする。
　このように構成することにより、アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートに突設された突起部によってコルゲートフィンをバッテリなどの発熱体の発熱領域に対応した位置にコルゲートフィンを位置決めして配置することができる。
　この発明において、接合部は、冷媒流れ方向に対して直交する方向に適宜間隔をおいて設けられると共に、コルゲートフィンを挟む接合部が千鳥状に配列され、突起部は、直近に位置する接合部に対向する部位が断続されているのが好ましい。
　この場合、接合部は、平面視が略円形に形成され、突起部の一端は、コルゲートフィンに関して対向する一方側の接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置し、突起部の他端は、コルゲートフィンに関して対向する他方側の接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置しているのが好ましい。
　このように構成することにより、コルゲートフィンの流入側から流れる冷媒を突起部の断続部によって分散し、コルゲートフィンに冷媒を均一に流すことができる。つまり、突起部がないと、冷媒は接合部の上流・下流では流れにくく、接合部のない場所では流れやすくなるので、冷媒の流れやすい場所に位置決めを兼ねた突起部を設けることで、冷媒を全体に均一に流すことができる。
　また、冷却器の冷媒流路の両端側に設ける冷媒流入口と冷媒流出口を冷媒の流入側と流出側のいずれにも対応することができるので、冷却器の設置に自由度をもたせることができる。
　この場合、接合部を、平面視略円形に形成し、突起部の一端を、コルゲートフィンに関して対向する一方側の接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置し、突起部の他端を、コルゲートフィンに関して対向する他方側の接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置することにより、接合部に衝突する冷媒の流れを円滑に突起部の断続部側に流すことができ、コルゲートフィンの流入側から流れる冷媒を突起部の断続部によって分散し、コルゲートフィンに冷媒を均一に流すことができる。また、コルゲートフィンを流れてコルゲートフィンの流出側の突起部の断続部によって分散されて接合部に衝突する冷媒を接合部の両側に円滑に流すことができる。
　加えて、この発明において、突起部は、アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートと一体成形されているのが好ましい。
　このように構成することにより、コルゲートフィンの位置決め機能を有する突起部を容易に形成することができる。
　この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような効果が得られる。
　（１）請求項１に記載の発明によれば、アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートに突設された突起部によってコルゲートフィンをバッテリなどの発熱体の発熱領域に対応した位置にコルゲートフィンを位置決めして配置することができるので、バッテリなどの発熱体の温度偏差の発達を抑制すると共に、冷却器表面の温度偏差を抑制して、発熱体を効率良く均一に冷却することができる。
　（２）請求項２に記載の発明によれば、コルゲートフィンの流入側から流れる冷媒を突起部の断続部によって分散し、コルゲートフィンに冷媒を均一に流すことができるので、上記（１）に加えて、更に冷媒の流れの乱れを抑制してバッテリなどの発熱体を効率良く均一に冷却することができる。
　また、冷却器の冷媒流路の両端側に設ける冷媒流入口と冷媒流出口を冷媒の流入側と流出側のいずれにも対応することができるので、冷却器の設置に自由度をもたせることができる。
　（３）請求項３に記載の発明によれば、接合部に衝突する冷媒の流れを円滑に突起部の断続部側に流すことができると共に、コルゲートフィンを流れて突起部の断続部によって分散されて接合部に衝突する冷媒を接合部の両側に円滑に流すことができるので、上記（１），（２）に加えて，更に冷媒の流れを円滑にしてバッテリなどの発熱体を効率良く均一に冷却することができる。
　（４）請求項４に記載の発明によれば、コルゲートフィンの位置決め機能を有する突起部を容易に形成することができるので、上記（１）～（３）に加えて、更に構成部材の削減が図れると共に、冷却器の作製を容易にすることができる。
この発明に係る冷却器の一部を断面で示す平面図（ａ）及び一部を省略した拡大側面図（ｂ）である。 図１（ａ）のＩ－Ｉ線に沿う拡大断面図（ａ）及び（ａ）のII－II線に沿う拡大断面図（ｂ）である。 図１（ａ）のIII－III線に沿う拡大断面図である。 図１（ａ）のIV部拡大概略平面図である。 この発明における冷媒の流れを示す概略平面図である。 この発明におけるアッパープレートの底面図（ａ）及び（ａ）のＶ－Ｖ線に沿う拡大断面図（ｂ）である。 この発明におけるロアープレートの平面図（ａ）及び（ａ）のVI－VI線に沿う拡大断面図（ｂ）である。 この発明におけるコルゲートフィンの平面図（ａ）、一部を省略した拡大側面図（ｂ）及び（ｂ）のVII部拡大図（ｃ）である。
　以下に、この発明に係る冷却器を実施するための形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、冷却器を車両用バッテリから発せられる熱を冷却する冷却器に適用した場合について説明する。
　この発明に係る冷却器１は、図１及び図２に示すように、例えば、車両を駆動するモータの電源用に使用される、複数の電池セル（図示せず）を連結したバッテリＢの底部に配置される受熱面側のアッパープレート１０と、冷媒流路２を挟んでアッパープレート１０と平行に対峙するロアープレート２０と、アッパープレート１０とロアープレート２０間に配置される複数のコルゲートフィン３０と、を具備している。なお、冷却器１の両端部には、冷媒流路２に連通する冷媒流入管３と冷媒流出管４が接続されている。
　この場合、コルゲートフィン３０は、冷媒流路２に直交した状態で冷媒流れ方向に、電池セル（図示せず）に対応した適宜間隔をおいて複数配置されると共に、各コルゲートフィン３０の冷媒流れ方向の両側部は、アッパープレート１０に突設された突起部１１によって位置決めされている。
　また、アッパープレート１０とロアープレート２０は、ロアープレート２０に突設されてアッパープレート１０に接合される接合部２１によって連結されると共に、アッパープレート１０とロアープレート２０の周辺部が接合されている。
　アッパープレート１０は、アルミニウム製の略矩形状の板材にて形成されており、図２及び図５に示すように、アッパープレート１０の下面には、コルゲートフィン３０の幅方向（短手方向）の両側部に係合する位置決め用の突起部１１が冷媒流れ方向に沿って適宜間隔をおいて突設されている。突起部１１はプレス加工によってアッパープレート１０と一体に形成されている（図５（ｂ）参照）。
　この場合、突起部１１は、直近に位置する接合部２１に対向する部位が断続されており、図４に示すように、突起部１１の一端は、コルゲートフィン３０に関して対向する一方側の平面視円形状の接合部２１の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線Ｌａ上の接合部最外円との交点からコルゲートフィン側に直交状の仮想線Ｌｂ上に位置し、突起部１１の他端は、コルゲートフィン３０に関して対向する他方側の接合部２１の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線Ｌｃ上の接合部最外円との交点からコルゲートフィン側に直交状の仮想線Ｌｄ上に位置している。
　上記のように突起部１１の両端を、直近に位置する接合部２１の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線Ｌａ，Ｌｃ上の接合部最外円との交点からコルゲートフィン側に直交状の仮想線Ｌｂ，Ｌｄ上に位置させることにより、図４Ａに示すように、接合部２１に衝突する冷媒５を接合部２１の下流側に位置する突起部１１間の断続部へ円滑に流すことができる。また、コルゲートフィン３０を流れて接合部２１に衝突する冷媒５を接合部２１の両側へ円滑に流すことができる。
　アッパープレート１０の冷媒流れ方向である長手方向の両端部には、冷媒流入管３又は冷媒流出管４を接続する連通口１２ａ，１２ｂが設けられている。また、アッパープレート１０には、接合部２１の中心部に対応する位置に、車体との固定に使用するための小孔１３が設けられている。
　なお、この場合、アッパープレート１０は、厚さが３ｍｍ，突起部１１の高さが１ｍｍに設定されているが、アッパープレート１０の寸法は必ずしもこれに限定されるものではない。
　ロアープレート２０は、アルミニウム製部材にて形成されており、図６に示すように、周辺に外向きフランジ部２２を有する扁平皿状に形成されている。ロアープレート２０の底部には、冷媒流れ方向に対して直交する方向に適宜間隔をおいて複数の接合部２１が、コルゲートフィン３０｛具体的には、コルゲートフィン３０が配置される位置｝を挟んで千鳥状に配列された状態で設けられている。
　接合部２１は、プレス加工によってロアープレート２０の底部からフランジ部２２と同一面上に隆起する上端が平坦な平面視略円形状に形成され、アッパープレート１０の下面に当接する平坦部２１ａの中心に、車体との固定に使用するための円形孔２１ｂが設けられている。
　なお、この場合、ロアープレート２０は、厚さが１ｍｍ，接合部２１の高さが３ｍｍに設定されているが、ロアープレート２０の寸法は必ずしもこれに限定されるものではない。
　コルゲートフィン３０は、アルミニウム製部材にて形成されており、図７に示すように、山部３１と谷部３２が平坦な波形状に形成されている。
　なお、この場合、コルゲートフィン３０は、厚さが０．３ｍｍ，隙間（山－谷間のピッチＰ）が１．５ｍｍ，高さが３ｍｍに設定されているが、コルゲートフィン３０の寸法は必ずしもこれに限定されるものではない。
　このように形成されるコルゲートフィン３０は、幅方向の両側部がアッパープレート１０に突設された対向する突起部１１によって位置決めされ、山部３１の平坦面がアッパープレート１０の下面に当接し、谷部３２の平坦面がロアープレート２０の底面に当接した状態で、アッパープレート１０とロアープレート２０の間にコルゲートフィン３０が配置されている。
　上記のように形成されるアッパープレート１０、ロアープレート２０とコルゲートフィン３０はろう付けによって接合されている。すなわち、コルゲートフィン３０は、アッパープレート１０とロアープレート２０にろう付けされ、ロアープレート２０に突設された接合部２１はアッパープレート１０の下面にろう付けされ、ロアープレート２０のフランジ部２２はアッパープレート１０の周辺部にろう付けされる。
　この場合、例えば、コルゲートフィン３０とアッパープレート１０をろう材が皮材として貼り合わされたブレージングシートにて形成するか、あるいは、ろう材を塗布することにより、アッパープレート１０、ロアープレート２０とコルゲートフィン３０をろう付けすることができる。
　なお、上記説明では、アッパープレート１０の下面に突起部１１を突設した場合について説明したが、ロアープレート２０の底面に突起部１１を突設してもよい。
　また、アッパープレート１０の受熱面の平坦が保たれていれば、アッパープレート１０の下面に接合部２１を突設してロアープレート２０の底面に接合するようにしてもよい。
　上記のように構成される実施形態の冷却器１によれば、アッパープレート１０又はロアープレート２０のいずれか一方のプレートに突設された突起部１１によってコルゲートフィン３０をバッテリの発熱領域に対応した位置に位置決めして配置することができるので、バッテリＢの温度偏差の発達を抑制すると共に、冷却器表面の温度偏差を抑制して、バッテリＢを効率良く均一に冷却することができる。
　また、突起部１１によってコルゲートフィン３０を位置決めして配置することができるので、コルゲートフィン３０の組付けを容易にかつ確実にすることができる。
　また、突起部１１の両端を、直近に位置する接合部２１の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線Ｌａ，Ｌｃ上の接合部最外円との交点からコルゲートフィン側に直交状の仮想線Ｌｂ，Ｌｄ上に位置させることにより、図４Ａに示すように、接合部２１に衝突する冷媒５を接合部２１の下流側に位置する突起部１１間の断続部側へ円滑に流すことができ、コルゲートフィン３０の流入側から流れる冷媒５を突起部１１の断続部によって分散し、コルゲートフィン３０に冷媒５を均一に流すことができる。また、コルゲートフィン３０を流れてコルゲートフィン３０の流出側の突起部１１の断続部によって分散されて接合部２１に衝突する冷媒５を接合部２１の両側に円滑に流すことができるので、バッテリＢを効率良く均一に冷却することができる。
　また、接合部２１を、コルゲートフィン３０を挟んで千鳥状に配列することにより、冷却器１の冷媒流路の両端側に設ける冷媒連通口１２ａ，１２ｂを冷媒の流入側と流出側のいずれにも対応することができるので、冷却器１の設置に自由度をもたせることができる。
　更には、コルゲートフィン３０の位置決め機能を有する突起部１１を容易に形成することができるので、構成部材の削減が図れると共に、冷却器１の作製を容易にすることができる。
　なお、上記実施形態では、この発明に係る冷却器を、車両を駆動するモータの電源用に使用されるバッテリＢから発せられる熱の冷却に供する場合について説明したが、この発明に係る冷却器１はこれに限定されるのもではなく、例えばインバータなどのパワーデバイス、半導体素子などの発熱体から発せられる熱を冷却する冷却器にも適用できるものである。
　以下に、この発明に係る冷却器（実施例１，２）と突起部を設けない冷却器（比較例１，２）の表面の温度ばらつき（温度偏差）を調べるための解析について説明する。
＜試料＞
・コルゲートフィン
　厚さ：０．３ｍｍ，隙間（山－谷間のピッチ）：１．５ｍｍ，長さ：１００ｍｍ
・突起部
　高さ：１ｍｍ，幅：２ｍｍ
・発熱部
　発熱量：３６０Ｗ×２
＜冷媒の物性値＞
・密度：１０３８　ｋｇ／ｍ3
・粘度：０．００１２８　Ｐａ・ｓ
・比熱：３４８２　Ｊ／(ｋｇＫ)
・熱伝導率：０．４２４　Ｗ／(ｍＫ)
　冷却器の周辺は全て断熱とし，発熱は全てコルゲートフィンと冷媒の熱交換によって冷却すると仮定した。解析にはＡＮＳＹＳ　Ｉｃｅｐａｋ　Ｒ１８．１を用いた。
　上記条件の下で、冷媒の流量を１０L/min（比較例１，実施例１）と２０L/mi（比較例２，実施例２）について解析したところ、冷却器表面温度と入口液温との差は、表１に示す結果となった。また、解析結果からの全体性能の推定結果は、表２に示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記解析の結果、突起部を有する実施例１，２では突起部を有しない比較例１，２に比べて、圧力損失は微増したが、冷媒の流量が１０Ｌ／ｍｉｎのときの比較例１の全体温度ばらつき（温度偏差）が６．２２℃であるのに対して、実施例１の全体温度ばらつき（温度偏差）は６．０１℃であった。また、冷媒の流量が２０Ｌ／ｍｉｎのときの比較例２の全体温度ばらつき（温度偏差）が６．１１℃であるのに対して、実施例２の全体温度ばらつき（温度偏差）は５．９０℃であった。
　よって、突起部１１を不連続に設けることによって、全体温度ばらつき（温度偏差）を下げることができることが判った。

Claims (4)

  1. 　受熱面側のアッパープレートと、冷媒流路を挟んで上記アッパープレートと平行に対峙するロアープレートと、上記アッパープレートとロアープレート間に配置されるコルゲートフィンと、を具備する冷却器であって、
    　上記コルゲートフィンは、上記冷媒流路に直交した状態で冷媒流れ方向に適宜間隔をおいて複数配置されると共に、各コルゲートフィンの冷媒流れ方向の両側部は、上記アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートに突設された突起部によって位置決めされ、
    　上記アッパープレートとロアープレートは、いずれか一方のプレートに突設されて他方のプレートに接合される接合部によって連結されると共に、両プレートの周辺部が接合されている、ことを特徴とする冷却器。
  2. 　請求項１に記載の冷却器において、
    　上記接合部は、冷媒流れ方向に対して直交する方向に適宜間隔をおいて設けられると共に、上記コルゲートフィンを挟む接合部が千鳥状に配列され、
    　上記突起部は、直近に位置する上記接合部に対向する部位が断続されている、ことを特徴とする冷却器。
  3. 　請求項２に記載の冷却器において、
    　上記接合部は、平面視が略円形に形成され、
    　上記突起部の一端は、上記コルゲートフィンに関して対向する一方側の上記接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置し、上記突起部の他端は、上記コルゲートフィンに関して対向する他方側の上記接合部の中心からコルゲートフィン方向へ４５度の仮想線上の接合部最外円との交点から上記コルゲートフィン側に直交状の仮想線上に位置している、ことを特徴とする冷却器。
  4. 　請求項１ないし３のいずれかに記載の冷却器において、
    　上記突起部は、上記アッパープレート又はロアープレートのいずれか一方のプレートと一体成形されている、ことを特徴とする冷却器。
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