加熱迴路和電子器件組件的製作方法

2023-05-07 04:48:56

專利名稱：加熱迴路和電子器件組件的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於機動車中的電子器件的冷卻。
背景技術：
用於機動車中的一些電子器件散發大量的熱量。對於一些部件，需要一些形式的冷卻。具體地，延長裡程蓄電池電動和混合動力電動車輛採用高電壓電子器件部件，其散發大量的熱量。對於這些高電壓系統中的一些，熱量可導致對於其他相鄰電子器件的不期望影響，所述其他相鄰電子器件更為熱敏感。也就是說，一些電子器件可能不能在升高的溫度下操作。由於在現代機動車中的成本和固有封裝限制，將各種電子器件彼此移開以避免熱量可能是不切實際的。

發明內容
一個實施例構想出一種在車輛中使用的加熱迴路和電子器件組件，其包括外部殼體，所述外部殼體具有將外部殼體劃分為電子器件腔室和非電子器件腔室的外壁和內壁；以及熱量產生電子器件組件，其位於電子器件腔室內鄰近於內壁。該實施例還包括位於電子器件腔室內鄰近於熱量產生電子器件組件的控制電子器件組件，其中所述控制電子器件部分控制熱量產生電子器件組件；以及內部熱量屏障，所述內部熱量屏障在控制電子器件組件與熱量產生電子器件組件之間延伸且將控制電子器件組件從熱量產生電子器件組件屏蔽，所述內部熱量屏障由導熱材料製成並且具有附連到內壁和外壁中的至少一個的接觸部分，藉此內部熱量屏障從熱量產生電子器件組件吸收的熱量被傳送到內壁和外壁中的至少一個。一個實施例構想出一種操作車輛中的加熱迴路和電子器件組件的方法，所述方法包括以下步驟提供外部殼體，所述外部殼體具有將其劃分為電子器件腔室和流體流通道的外壁和內壁；將流體引導通過流體流通道；通過定位在電子器件腔室中鄰近於艙室冷卻劑加熱器的控制電子器件組件來控制位於電子器件腔室中的艙室冷卻劑加熱器，以導致從艙室冷卻劑加熱器至流動通過流體流通道的流體的熱傳遞；將來自於艙室冷卻劑加熱器的熱量吸收到位於艙室冷卻劑加熱器與控制電子器件組件之間的導熱內部熱量屏障中；以及將熱量從內部熱量屏障傳遞至外壁和內壁中的至少一個。本發明涉及下述技術方案。1. 一種在車輛中使用的加熱迴路和電子器件組件，包括
外部殼體，具有將所述外部殼體劃分為電子器件腔室和非電子器件腔室的外壁和內
壁；
熱量產生電子器件組件，其位於電子器件腔室內鄰近於內壁； 控制電子器件組件，其位於電子器件腔室內鄰近於熱量產生電子器件組件，所述控制電子器件部分配置成控制熱量產生電子器件組件；和
內部熱量屏障，所述內部熱量屏障在控制電子器件組件與熱量產生電子器件組件之間延伸且將控制電子器件組件從熱量產生電子器件組件屏蔽，所述內部熱量屏障由導熱材料製成並且具有附連到內壁和外壁中的至少一個的接觸部分，藉此內部熱量屏障從熱量產生電子器件組件吸收的熱量被傳送到內壁和外壁中的至少一個。2.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，非電子器件組件是流體流通道，其配置成將流體流引導經過熱量產生電子器件組件。3.根據技術方案2所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，熱量產生電子器件組件是艙室冷卻劑加熱器並且配置成選擇性地加熱流動通過流體流通道的冷卻劑。4.根據技術方案3所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括加熱器芯，所述加熱器芯與流體流通道流體接合，其中，在流體流通道中被加熱的冷卻劑被引導通過加熱器芯。5.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，熱量產生電子器件組件是艙室冷卻劑加熱器並且配置成選擇性地加熱流動通過非電子器件腔室的冷卻劑。6.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括加熱器芯，所述加熱器芯與非電子器件腔室流體接合，其中，在非電子器件腔室中被加熱的流體被引導通過加熱器芯。7.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，內部熱量屏障的導熱材料是鋁。8.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，控制電子器件組件包括電路板，所述電路板安裝成與內部熱量屏障間隔開，以形成間隙。9.根據技術方案1所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括熱交換器，所述熱交換器與非電子器件腔室流體接合，其中在非電子器件腔室中被加熱的流體被引導通過熱交換器。10. 一種操作車輛中的加熱迴路和電子器件組件的方法，所述方法包括以下步驟
(a)提供外部殼體，具有將所述外部殼體劃分為電子器件腔室和流體流通道的外壁和內壁；
(b)將流體引導通過流體流通道；
(c)通過定位在電子器件腔室中鄰近於艙室冷卻劑加熱器的控制電子器件組件來控制位於電子器件腔室中的艙室冷卻劑加熱器，以導致從艙室冷卻劑加熱器至流動通過流體流通道的流體的熱傳遞；
(d)將來自於艙室冷卻劑加熱器的熱量吸收到位於艙室冷卻劑加熱器與控制電子器件組件之間的導熱內部熱量屏障中；以及
(e)將熱量從內部熱量屏障傳遞至外壁和內壁中的至少一個。11.根據技術方案10所述的方法，其中，步驟(b)還限定為流體是液態冷卻劑，以及將流動通過流體流通道的冷卻劑引導通過HVAC系統的加熱器芯。12.根據技術方案10所述的方法，其中，步驟(d)和(e)還限定為內部熱量屏障由鋁製成，以及將熱量從艙室冷卻劑加熱器傳送至鋁並接著至內壁。實施例的優勢在於，印刷電路板和電子器件裝置可安裝為接近熱量產生電子器件組件，在它們之間安裝有內部熱量屏障，從而阻礙一些熱量達到電路板和裝置。這可允許在板和電子器件裝置上的焊料被設計用於在較低溫度下操作，因而降低了電子器件的成本。這還允許控制和高熱量產生電子器件安裝到相同殼體中，因而最小化在車輛中佔用的封裝空間以及避免需要在車輛中的附加高電壓電氣布線和互鎖電氣布線(以感測何時高電壓電連接器斷開)。


附圖是車輛中的加熱迴路和電子器件組件的一部分的示意圖。
具體實施例方式附圖示出了可在用於車輛的加熱迴路22中使用的電子器件組件20。加熱迴路22 可包括熱交換器對，其例如可以是車輛加熱、通風和空氣調節(HVAC)系統沈中的加熱器芯。熱交換器M可具有流體入口觀和流體出口 30，諸如液態冷卻劑的流體通過其流動。 液態冷卻劑例如可以是水和乙二醇的混合物。流體管線32和34分別將流體從電子器件組件20引導出以及引導到電子器件組件20中。流體管線32和34在附圖中示出為斷開的， 因為它們還連接到加熱迴路的其他部件。例如，流體在操作時還可流動通過內燃機或者通過其他車輛部件。 電子器件組件20包括外部殼體36，流體管線32、34可連接到所述外部殼體36。外部殼體36包括外壁38以及內壁40，外壁38圍繞組件20，所述內壁40結合外壁38限定從電子器件腔室41分離的流體流通道(非電子器件腔室)42。流體流通道42從流體管線34 接收流體並且將流體引導到流體管線32中。內壁40優選地由容易傳熱的導熱材料製成。 內壁40還將流體流通道42從電子器件腔室41密封，以保持流體遠離電子器件部件。鄰近於內壁40的是高熱量產生電子器件組件44，其可以例如是高電壓艙室冷卻劑加熱器。鄰近於高熱量產生電子器件組件44的是內部熱量屏障46。內部熱量屏障46優選地由與絕熱材料相反的導熱材料製成，例如鋁。熱量屏障46安裝到內壁40上，兩者之間具有重疊，從而形成有助於從熱量屏障46到內壁40的熱傳遞的接觸部分48。替代性地，熱量屏障46以有助於從熱量屏蔽46至外壁38的熱傳遞的方式安裝到外壁38。如本文所限定的，熱量產生電子器件組件44是這樣的組件，其中熱量產生不僅僅是組件的操作所附帶的(因為所有電子器件在操作期間通常散發一些量的熱量)，而是由於熱量產生電子器件組件44高電壓和所消耗的大量功率的性質導致產生大量的熱量。在本示例中，高熱量產生電子器件組件44可以是高電壓艙室冷卻劑加熱器或其一部分，其唯一目的在於產生大量的熱量，並且可包括例如熱量產生元件和觸板。形成控制電子器件組件52的一部分的印刷電路板50位於熱量屏障46附近但從熱量屏障46間隔開，以在其間形成間隙M。用於控制電子器件組件20的各種電子器件裝置56可例如通過釺焊而安裝到板50上。裝置56的類型對於本領域技術人員而言是已知的，且因此在此不再進一步描述。印刷電路板50位於熱量產生電子器件組件44附近，以便將控制電子器件組件52 集成到與電子器件組件44相同的殼體36中以及將殼體36的尺寸保持在最小值。這可改善總體車輛封裝以及最小化殼體的數量，同時還避免在車輛中需要附加高電壓電子布線和互鎖電氣布線(以感測何時高壓電連接器被斷開)。現將討論電子器件組件20和加熱迴路22的操作。該車輛可偶爾在內燃機(或其他
5發電設備，未示出)關閉的情況下操作。在這種情形中，如果需要擋風玻璃除霜或客艙加熱， 那麼熱量由電子器件組件20聯合加熱迴路22來提供。控制電子器件組件52致動熱量產生電子器件組件44 (在該示例中，高電壓艙室冷卻劑加熱器)，且流體(在該示例中，液態冷卻劑，例如，發動機冷卻劑)被泵送通過流體流通道42。當流體流動通過通道42時，其從電子器件組件44吸收熱量並接著被引導通過流體管線32至熱交換器M (在該示例中，HVAC 系統中的加熱器芯)。空氣可被引導通過熱交換器24，從而從流體吸收熱量，所述空氣然後被引導到客艙中。然後，流體被引導通過流體管線34返回到流體流通道42中。在該加熱操作期間，熱量產生電子器件組件44散發大量的熱量，其中一些熱量在電路板50的方向上輻射。這些熱量的一些被內部熱量屏障46吸收並接著通過傳導傳送通過接觸部分48至內壁40以及接著至殼體36的外壁38。該藉由熱量屏障46離開殼體36 的熱傳遞聯合間隙M有助於減少電路板50和電子器件裝置56所吸收的熱量。在本發明在特定車輛上的具體使用中，在具體操作狀況下印刷電路板50上的電子裝置56的溫度在具有內部熱量屏障46的情況下比沒有內部熱量屏障46的情況下要更低七至十九攝氏度。這可允許用於所使用的板和電子器件裝置56上的焊料具有較低的耐熱等級，從而降低焊料和裝置56的成本，而不必關心該裝置可能達到溫度上限且過早地關閉艙室冷卻劑加熱器。雖然已經詳細地描述了本發明的一些實施例，但是本發明所屬領域的技術人員將認識到用於實踐本發明的由後述權利要求書限定的各種替代設計和實施方式。
權利要求
1.一種在車輛中使用的加熱迴路和電子器件組件，包括外部殼體，具有將所述外部殼體劃分為電子器件腔室和非電子器件腔室的外壁和內壁；熱量產生電子器件組件，其位於電子器件腔室內鄰近於內壁； 控制電子器件組件，其位於電子器件腔室內鄰近於熱量產生電子器件組件，所述控制電子器件部分配置成控制熱量產生電子器件組件；和內部熱量屏障，所述內部熱量屏障在控制電子器件組件與熱量產生電子器件組件之間延伸且將控制電子器件組件從熱量產生電子器件組件屏蔽，所述內部熱量屏障由導熱材料製成並且具有附連到內壁和外壁中的至少一個的接觸部分，藉此內部熱量屏障從熱量產生電子器件組件吸收的熱量被傳送到內壁和外壁中的至少一個。
2.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，非電子器件組件是流體流通道，其配置成將流體流引導經過熱量產生電子器件組件。
3.根據權利要求2所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，熱量產生電子器件組件是艙室冷卻劑加熱器並且配置成選擇性地加熱流動通過流體流通道的冷卻劑。
4.根據權利要求3所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括加熱器芯，所述加熱器芯與流體流通道流體接合，其中，在流體流通道中被加熱的冷卻劑被引導通過加熱器芯。
5.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，熱量產生電子器件組件是艙室冷卻劑加熱器並且配置成選擇性地加熱流動通過非電子器件腔室的冷卻劑。
6.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括加熱器芯，所述加熱器芯與非電子器件腔室流體接合，其中，在非電子器件腔室中被加熱的流體被引導通過加熱器-I-H心。
7.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，內部熱量屏障的導熱材料是招。
8.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其中，控制電子器件組件包括電路板，所述電路板安裝成與內部熱量屏障間隔開，以形成間隙。
9.根據權利要求1所述的加熱迴路和電子器件組件，其包括熱交換器，所述熱交換器與非電子器件腔室流體接合，其中在非電子器件腔室中被加熱的流體被引導通過熱交換
10.一種操作車輛中的加熱迴路和電子器件組件的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供外部殼體，具有將所述外部殼體劃分為電子器件腔室和流體流通道的外壁和內壁；(b)將流體引導通過流體流通道；(c)通過定位在電子器件腔室中鄰近於艙室冷卻劑加熱器的控制電子器件組件來控制位於電子器件腔室中的艙室冷卻劑加熱器，以導致從艙室冷卻劑加熱器至流動通過流體流通道的流體的熱傳遞；(d)將來自於艙室冷卻劑加熱器的熱量吸收到位於艙室冷卻劑加熱器與控制電子器件組件之間的導熱內部熱量屏障中；以及(e)將熱量從內部熱量屏障傳遞至外壁和內壁中的至少一個。
全文摘要
在車輛中使用的加熱迴路和電子器件組件包括外部殼體，所述外部殼體具有將其劃分為電子器件腔室和非電子器件腔室的外壁和內壁。熱量產生電子器件組件位於電子器件腔室內鄰近於內壁。控制電子器件組件位於電子器件腔室內鄰近於熱量產生電子器件組件，其中所述控制電子器件部分控制熱量產生電子器件組件；以及，內部熱量屏障在控制電子器件組件與熱量產生電子器件組件之間延伸且將控制電子器件組件從熱量產生電子器件組件屏蔽，其中所述內部熱量屏障由導熱材料製成並且具有附連到內壁的接觸部分，藉此內部熱量屏障所吸收的熱量被傳送到內壁。
文檔編號B60H1/22GK102340974SQ20111020310
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月20日 優先權日2010年7月20日
發明者博倫德 F., D. 內梅什 M. 申請人:埃貝施帕赫爾·卡特姆有限責任兩合公司, 通用汽車環球科技運作有限責任公司