发热体冷却机构的制作方法

1.本发明涉及一种发热体冷却机构。


背景技术：

2.已知一种发热体冷却机构，其具备发热体和与发热体进行热交换的冷却部。例如，在专利文献1中记载了利用作为冷却部的水套对作为发热体的电池模块进行冷却。
3.现有技术文献
4.专利文献1：日本特开2019-106283号公报


技术实现要素：

5.发明要解决的课题
6.然而，在这种发热体冷却机构中，当发热体的振动直接传递至冷却部时，冷却部可能会损伤。
7.本发明提供一种能够抑制由发热体的振动引起的冷却部的损伤的发热体冷却机构。
8.用于解决课题的方案
9.本发明的发热体冷却机构具备：
10.发热体；
11.支承部，其用于支承所述发热体；以及
12.冷却部，其用于与所述发热体进行热交换，
13.其中，所述发热体以直接接触的方式被所述支承部支承，
14.所述冷却部通过被施力而被所述支承部支承，
15.在所述发热体与所述冷却部之间配置有传热材料，所述发热体与所述冷却部不直接接触。
16.发明效果
17.根据本发明，能够抑制由发热体的振动引起的冷却部的损伤。
附图说明
18.图1是表示本发明的一个实施方式的发热体冷却机构的立体图。
19.图2是表示图1所示的发热体冷却机构的支承部和冷却部的立体图。
20.图3是图2沿a-a的剖视图。
21.图4是图2沿b-b的剖视图。
22.图5是表示冷却部的另一配置例的俯视图。
23.附图标记说明：
24.1 发热体冷却机构
25.2 发热体
26.2a 第一发热体
27.2b 第二发热体
28.3 支承部
29.31 搁板部
30.33 搁板部
31.351 螺栓
32.355 橡胶座
33.356 第一延伸部
34.4 冷却部
35.41 冷却部主体
36.43 传热材料
37.44 第二延伸部。
具体实施方式
38.以下，参照图1～图4对本发明的一个实施方式进行说明。另外，附图按附图标记的方向查看。
39.【发热体冷却机构】
40.如图1和图2所示，本发明的一个实施方式的发热体冷却机构1具备：发热体2；支承部3，其用于支承发热体2；冷却部4，其与发热体2进行热交换；以及液状介质循环通路6，其使液状介质在冷却部4与散热器5之间循环。发热体冷却机构1例如能够搭载于发动机汽车、混合动力汽车、燃料电池车、电动汽车等车辆、船舶、航空器等运输设备。
41.【发热体】
42.如图1所示，本实施方式的发热体2包括第一发热体2a、第二发热体2b和第三发热体2c，其分别具有大小不同的长方体的箱形状。第一发热体2a、第二发热体2b和第三发热体2c例如是蓄电池、控制蓄电池的蓄电池控制装置、实现车辆的自动驾驶的自动驾驶设备。
43.【支承部】
44.支承部3具备：多个搁板部31～33，它们在上下方向上隔着规定的间隔并列设置；以及框架部34，其支承这些搁板部31～33。本实施方式的支承部3具备三层搁板部31～33，在上层的搁板部31的上表面配置有第一发热体2a，在下层的搁板部33的上表面配置有第二发热体2b，在中层的搁板部32配置有第三发热体2c。
45.搁板部31、33由热传导率比冷却部4低的材料形成。这样，能够将发热体2的热量积极地向冷却部4传递，在发热体2与冷却部4之间进行高效的热交换。
46.【冷却部】
47.冷却部4是以热传导率高的金属为材料、例如通过挤压成形而形成的板状的液冷装置，在板状的冷却部主体41的内部并联地形成有供液状介质通过的多个水套42(参照图3和图4)。本实施方式的冷却部4包括：第一冷却部4a，其配置于上层的搁板部31，通过热交换对第一发热体2a进行冷却；以及第二冷却部4b，其配置于下层的搁板部33，通过热交换对第二发热体2b进行冷却。另外，在本实施方式中，配置于中层的搁板部32的第三发热体2c假定为不需要冷却的装置，在中层的搁板部32未配置冷却部4，但也可以在中层的搁板部32配置
冷却部4。
48.配置于上层的搁板部31的第一发热体2a的发热量小于配置于下层的搁板部33的第二发热体2b的发热量。根据这样的配置结构，即使配置于下层的搁板部33的第二发热体2b的热量上升而作用于第一发热体2a，由于第一发热体2a的发热量较小，因此也能够抑制对第一发热体2a的不良影响。
49.【液状介质循环通路】
50.如图1所示，液状介质循环通路6具备：第一冷却配管61，其将从散热器5排出的液状介质向第一冷却部4a的一端部供给；第二冷却配管62，其将从第一冷却部4a的另一端部排出的液状介质向第二冷却部4b的另一端侧供给；以及第三冷却配管63，其使从第二冷却部4b的一端侧排出的液状介质返回散热器5。
51.【发热体与支承部的连接结构】
52.各发热体2a、2b、2c分别以直接接触的方式载置于支承部3的各搁板部31～33，并经由规定的固定件(未图示)固定于各搁板部31～33。
53.【发热体与冷却部的连接结构】
54.如图3和图4所示，第一冷却部4a和第二冷却部4b配置于沿上下方向贯通形成于搁板部31、33的冷却部配置孔31a、33a，并且在被沿上下方向施力的状态下连结支承于搁板部31、33。另外，第一冷却部4a和第二冷却部4b与搁板部31、33的连接结构将在后面描述。
55.在第一冷却部4a和第二冷却部4b的上表面配置有传热材料43。传热材料43例如是导热率高的材料。由此，被向上方施力的第一冷却部4a和第二冷却部4b的上表面经由传热材料43与第一发热体2a和第二发热体2b的下表面抵接。根据这样的发热体2与冷却部4的连接结构，在发热体2与冷却部4之间配置有传热材料43，发热体2与冷却部4不直接接触，因此发热体2的振动不会直接传递到冷却部4，能够抑制冷却部4的损伤。进而，通过使传热材料43具有缓冲功能(弹性)，能够进一步抑制由发热体2的振动引起的冷却部4的损伤。
56.另外，优选第一发热体2a和第二发热体2b由搁板部31、33支承，在静止状态下第一发热体2a和第二发热体2b的载荷不作用于第一冷却部4a和第二冷却部4b。当使第一发热体2a和第二发热体2b与第一冷却部4a和第二冷却部4b分离以使第一发热体2a和第二发热体2b的载荷不进行作用时，第一冷却部4a和第二冷却部4b的冷却效率会降低，但通过夹设传热材料43并使传热材料43与第一冷却部4a和第二冷却部4b接触、且使传热材料43与第一发热体2a和第二发热体2b接触，能够进行第一发热体2a和第二发热体2b与第一冷却部4a和第二冷却部4b的热传递。
57.【支承部与冷却部的连接结构】
58.在以下的说明中，为了方便，如图2～4所示，定义上下方向、左右方向、前后方向进行说明，但这些方向与搭载发热体冷却机构1的运输设备等的方向无关。在图中，将前方表示为fr，将后方表示为rr，将右侧表示为r，将左侧表示为l，将上方表示为u，将下方表示为d。
59.支承部3具备多个冷却部连接机构35，作为用于连接冷却部4的结构。各冷却部连接机构35构成为具备螺栓351、套环352、垫圈353、螺母354、橡胶座355和第一延伸部356。另外，冷却部4具备从冷却部主体41的两侧部向左右方向延伸的多个第二延伸部44，作为用于与支承部3连接的结构。多个第二延伸部44分别经由冷却部连接机构35与支承部3连接。
60.螺栓351从上方穿过在搁板部31、33上形成的沉孔31b、33b。螺栓351通过头部351a与沉孔31b、33b的周缘部卡合而限制向下方的脱落，轴部351b从搁板部31、33向下方延伸。通过利用沉孔31b、33b使螺栓351的头部351a位于搁板部31、33的上表面以下，使第一发热体2a和第二发热体2b的载荷均匀地作用于搁板部31、33。在螺栓351的轴部351b的外周部安装有套环352和垫圈353，并通过螺母354防脱。
61.橡胶座355是环状的缓冲部件，安装于套环352的外周部，并通过垫圈353和螺母354限制向下方的脱落。橡胶座355在外周部具有环状的槽部355a，在该槽部355a中嵌合着第一延伸部356的环状部356a。
62.第一延伸部356具备：环状部356a，其嵌合于橡胶座355的槽部355a；第一延伸基部356b，其在左右方向上从环状部356a朝向冷却部4的第二延伸部44延伸；第一下方延伸部356c，其在上下方向上向远离冷却部4的冷却部主体41的方向即下方延伸；以及第一弯曲部356d，其连接第一延伸基部356b与第一下方延伸部356c。
63.第二延伸部44具备：第二延伸基部44a，其从冷却部主体41朝向第一延伸部356延伸；第二下方延伸部44b，其在上下方向上向远离冷却部4的冷却部主体41的方向即下方延伸；以及第二弯曲部44c，其连接第二延伸基部44a与第二下方延伸部44b。
64.第一延伸部356的第一下方延伸部356c与第二延伸部44的第二下方延伸部44b经由铆钉r连接。
65.根据这样的结构，冷却部4经由作为缓冲部件起作用的橡胶座355通过被沿上下方向施力而被支承部3支承。由此，即使发热体2振动而使发热体的载荷作用于冷却部4，由于冷却部4通过被沿上下方向施力而被支承部3支承，因此也能够释放由振动引起的发热体2的载荷。
66.另外，支承部3经由作为缓冲部件起作用的橡胶座355支承冷却部4，因此能够防止因冷却部4的振动而在冷却部4与支承部3之间产生的损伤。另外，橡胶座355设置于支承部3侧的冷却部连接机构35，因此无需对冷却部4侧实施特殊的加工。
67.另外，第一延伸部356经由橡胶座355安装于螺栓351。通过使支承发热体2的搁板部31、33和安装有第一延伸部356的螺栓351为不同部件，容易进行组装。
68.另外，通过将沿冷却部4的施力方向即上下方向延伸的下方延伸部356c、44b彼此连接，能够抑制连接部的挠曲。而且，在第一延伸部356和第二延伸部44的弯曲部356d、44c上，不是向使从直线形状弯曲的弯曲部356d、44c恢复为直线形状的方向、而是向使弯曲部356d、44c进一步弯曲的方向输入载荷。即，能够向抗变形能力较强的方向对弯曲部356d、44c输入发热体2的载荷。因此，第一延伸部356和第二延伸部44的耐久性提高。
69.【冷却部的其他配置例】
70.如图5所示，冷却部4能够左右排列配置。此时，优选的是，多个第二延伸部44被配置为，在同一平面内将一个冷却部4相对于另一个冷却部4旋转180
°
配置时，一个冷却部4的第二延伸部44与另一个冷却部4的第二延伸部44不会干涉。根据这样的第二延伸部44的配置结构，即使将相同结构的冷却部4左右配置，也能够防止冷却部4的第二延伸部44彼此的干涉，因此能够将两个冷却部4接近配置。
71.以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于这些例子。本领域技术人员显然能够在技术方案所记载的范围内想到各种变更例或修正例，这些当然
也属于本发明的技术范围。另外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。
72.在本说明书中至少记载了以下的事项。另外，尽管在括号中示出了上述实施方式中相应的组成要素等，但本发明并不限定于此。
73.(1)一种发热体冷却机构(发热体冷却机构1)，其具备：
74.发热体(发热体2)；
75.支承部(支承部3)，其用于支承所述发热体；以及
76.冷却部(冷却部4)，其用于与所述发热体进行热交换，
77.其中，所述发热体以直接接触的方式被所述支承部支承，
78.所述冷却部通过被施力而被所述支承部支承，
79.在所述发热体与所述冷却部之间配置有传热材料(传热材料43)，所述发热体与所述冷却部不直接接触。
80.根据(1)，发热体与冷却部不直接接触，发热体与冷却部经由传热材料连接，因此发热体的振动不会直接传递到冷却部，能够抑制冷却部的损伤。另外，通过使传热材料具有缓冲功能，能够进一步抑制由发热体的振动引起的冷却部的损伤。
81.(2)根据(1)所述的发热体冷却机构，其中，
82.所述支承部经由缓冲部件(橡胶座355)支承所述冷却部。
83.根据(2)，支承部经由缓冲部件支承冷却部，因此能够防止因冷却部的振动而在冷却部与支承部之间产生的损伤。
84.(3)根据(1)或(2)所述的发热体冷却机构，其中，
85.所述支承部具备第一延伸部(第一延伸部356)，该第一延伸部沿与对所述冷却部施力的施力方向平行的方向延伸，
86.所述冷却部具备第二延伸部(第二延伸部44)，该第二延伸部沿与所述施力方向平行的方向延伸，
87.所述第一延伸部和所述第二延伸部连接。
88.根据(3)，通过将沿施力方向延伸的延伸部彼此连接，能够抑制连接部的挠曲。
89.(4)根据(3)所述的发热体冷却机构，其中，
90.所述第一延伸部和所述第二延伸部分别具备：
91.延伸基部(第一延伸基部356b、第二延伸基部44a)，其向相互接近的方向延伸；
92.延伸端部(第一下方延伸部356c、第二下方延伸部44b)，其在所述施力方向上向远离所述冷却部的方向延伸；以及
93.弯曲部(第一弯曲部356d、第二弯曲部44c)，其连接所述延伸基部与所述延伸端部，
94.所述延伸端部彼此连接。
95.根据(4)，在第一延伸部和第二延伸部的弯曲部上，不是向使从直线形状弯曲的弯曲部恢复为直线形状的方向、而是向使弯曲部进一步弯曲的方向输入因冷却部的振动而产生的载荷。即，能够向抗变形能力较强的方向对弯曲部输入发热体的载荷，因此第一延伸部和第二延伸部的耐久性提高。
96.(5)根据(3)或(4)所述的发热体冷却机构，其中，
97.所述支承部具备：
98.搁板部(搁板部31、33)，其用于支承所述发热体；以及
99.所述第一延伸部，其从所述搁板部延伸，
100.所述支承部经由缓冲部件支承所述冷却部，
101.所述缓冲部件配置在所述搁板部与所述第一延伸部之间。
102.根据(5)，通过不在冷却部侧而在支承部侧配置缓冲部件，无需对冷却部实施特殊的加工。
103.(6)根据(5)所述的发热体冷却机构，其中，
104.在所述搁板部上设置有沿所述施力方向延伸的棒状部件(螺栓351)，
105.所述第一延伸部经由所述缓冲部件安装于所述棒状部件。
106.根据(6)，能够使支承发热体的搁板部和安装有第一延伸部的棒状部件为不同部件，因此容易进行组装。
107.(7)根据(1)～(6)中任一项所述的发热体冷却机构，其中，
108.所述支承部的热传导率比所述冷却部低。
109.根据(7)，能够从发热体积极地向冷却部传递热量。
110.(8)根据(1)～(7)中任一项所述的发热体冷却机构，其中，
111.所述冷却部是经由液状介质对所述发热体进行冷却的液冷装置。
112.根据(8)，由于冷却部是利用液状介质进行冷却的液冷装置，因此能够使发热体与冷却部不直接接触，从而抑制冷却介质泄漏等冷却部的破损。
113.(9)根据(1)～(8)中任一项所述的发热体冷却机构，其中，
114.所述支承部在上下方向上具备至少两层搁板部(搁板部31、33)，
115.所述发热体具备被所述两层搁板部中的上层的搁板部(搁板部31)支承的第一发热体(第一发热体2a)和被所述两层搁板部中的下层的搁板部(搁板部33)支承的第二发热体(第二发热体2b)，
116.所述第一发热体的发热量小于所述第二发热体的发热量。
117.根据(9)，即使配置于下层的搁板部的第二发热体的热量上升而作用于第一发热体，由于第一发热体的发热量较小，因此也能够抑制对第一发热体的不良影响。
118.(10)根据(3)～(6)中任一项所述的发热体冷却机构，其中，
119.所述冷却部具备：
120.冷却部主体(冷却部主体41)；以及
121.多个所述第二延伸部，它们从所述冷却部主体向左右延伸，
122.多个所述第二延伸部被配置为，在将两个所述冷却部左右排列、且在同一平面内将一个所述冷却部相对于另一个所述冷却部旋转180
°
配置时，所述一个所述冷却部的所述第二延伸部与所述另一个所述冷却部的所述第二延伸部不会干涉。
123.根据(10)，即使将相同结构的冷却部左右配置，也能够防止冷却部的第二延伸部彼此的干涉，因此能够将两个冷却部接近配置。