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用于机动车的用于冷却电子计算装置的冷却装置以及机动车的制作方法

  • 国知局
  • 2024-08-02 15:50:35

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车的用于冷却电子计算装置的至少一个局部区域的冷却装置。此外,本发明还涉及一种具有这种冷却装置的机动车。

背景技术:

1、由de 102009054517 b4已知一种电子控制器,该电子控制器包括壳体,在该壳体中设置有至少一个电路板。在所述电路板上设置有至少一个电子结构元件,所述电子结构元件具有用于屏蔽电场和/或磁场的器件。由us 7082033 b1已知一种方法。此外,de102008013604b4公开了一种用于冷却电子控制器的装置,所述电子控制器用于控制和/或调节机动车的照明装置。de 8812632 u1公开了一种用于设置在构件上的控制器的冷却装置。由de 10233836 a1已知一种电子控制器。此外,de 19539570 b4公开了一种用于车辆的前照灯。

技术实现思路

1、本发明的任务在于提供一种用于机动车的用于冷却电子计算装置的至少一个局部区域的冷却装置以及一种具有这种冷却装置的机动车,使得可以以特别有利的方式冷却也被称为控制器的电子计算装置的至少局部区域。

2、根据本发明,该任务通过具有权利要求1的特征的冷却装置以及通过具有权利要求10的特征的机动车来解决。本发明的有利实施方式是从属权利要求的技术方案。

3、本发明的第一方面涉及一种用于也简称为车辆的机动车的用于冷却也称为控制器的电子计算装置的至少一个局部区域的冷却装置。这意味着,优选构造为汽车、尤其是轿车的机动车在其完全制造的状态中具有冷却装置。所述冷却装置包括电子计算装置。换言之,电子计算装置是冷却装置的组成部分。例如可以借助电子计算装置运行、即例如控制和/或调节机动车的至少一个部件。为此电子计算装置例如可以提供至少一个尤其是电控制信号,所述部件可以接收该控制信号。借助控制信号可以运行、即例如调节和/或控制部件。电子计算装置和因此冷却装置具有壳体,该壳体也被称为装置壳体或第一壳体。当上文和下文中提及壳体时,如果没有另外说明,则应将其理解为第一壳体。所述壳体具有容纳空间。尤其是所述容纳空间尤其是直接通过壳体限定。容纳空间也被称为第一容纳空间。当上文和下文中提及容纳空间时,如果没有另外说明,则应将其理解为第一容纳空间。此外,电子计算装置包括至少一个设置在容纳空间中的电子结构元件。例如电子计算装置具有至少一个电路板,所述电子结构元件设置在电路板上并且尤其是由电路板承载。在此电路板设置在容纳空间中并且因此设置在壳体中。此外,冷却装置具有至少一个与壳体分开构造的并且至少部分地、尤其是至少大部分地并且因此至少超过一半地或完全地设置在容纳空间中并且因此设置在壳体中的冷却器,该冷却器至少间接、尤其是直接与壳体连接。这意味着,壳体和冷却器是彼此分开构造并且相互连接的元件。冷却器具有至少一个至少部分地设置在容纳空间中并且因此设置在壳体中的第一冷却通道,该第一冷却通道可被优选液态的冷却介质穿流。非常优选冷却介质是冷却装置的组成部分。例如冷却介质是液体,从而冷却介质也被称为冷却液体。尤其是第一冷却通道通过冷却器的内周侧周面尤其是直接限定。借助冷却介质可以冷却电子计算装置的至少局部区域,尤其是以下述方式,即,尤其是通过冷却器,热量可以从局部区域传递到尤其是穿流第一冷却通道的冷却介质上。

4、此外,冷却装置具有与壳体分开且与冷却器分开构造的接管。这意味着,壳体、冷却器和接管是彼此分开构造的元件。冷却器也被称为冷却元件。接管具有能被冷却介质穿流的第二冷却通道,该第二冷却通道与第一冷却通道流体连接。由此,冷却介质可以穿流第一冷却通道和第二冷却通道。如果接管例如构造为供应接管,则第一冷却通道可以经由第二冷却通道并且因此经由接管被供应冷却介质,从而在穿流冷却通道的冷却介质的流动方向上第二冷却通道设置在第一冷却通道的上游或在第一冷却通道的上游延伸。如果接管例如构造为排出接管或回流接管,则例如冷却介质可以经由第二冷却通道并且因此经由接管从第一冷却通道排出,从而在穿流冷却通道的冷却介质的流动方向上第一冷却通道设置在第二冷却通道的上游。通过冷却电子计算装置可以避免电子计算装置的过热,从而例如即使在高的外部或环境温度下也可以确保电子计算装置的高性能。

5、现在为了能够以特别有利的方式冷却电子计算装置的至少局部区域,根据本发明规定,接管具有设置在容纳空间中和因此壳体中以及第一冷却通道的第一长度区域中的第一部分,该第一部分形成、尤其是限定并且更尤其是直接限定第二冷却通道的第二长度区域。此外,接管具有第二部分,该第二部分设置在容纳空间之外、壳体之外和冷却器之外。尤其是第二部分设置在壳体的环境中。第二部分形成第二冷却通道的第三长度区域,例如第二冷却通道的第三长度区域通过第二部分尤其是直接限定。这意味着,第二冷却通道的第二长度区域和第二冷却通道的第三长度区域彼此流体连接,从而冷却介质可以穿流第二长度区域和第三长度区域。原则上可以考虑,接管的所述部分彼此分开构造并且相互连接。还可以考虑,接管的所述部分彼此一体地构造,因此由单件构成。换言之,可以考虑,接管的所述部分彼此一体地构造,从而接管的所述部分不构造为彼此分开构造且相互连接的部件,而是所述部分优选由单件构成并且因此通过单块(monoblock)构成或构造为单块。单块是一体的、因此是一体制造的整体,该整体不是例如由彼此分开构造且相互连接的元件组成,而是一体地构造,即由单件构成。

6、接管的第一部分具有第一螺纹、尤其是外螺纹,该第一螺纹尤其是直接与设置在第一冷却通道的第一长度区域中的第二螺纹、尤其是内螺纹拧紧。例如第一螺纹尤其是直接拧入到第二螺纹中。接管的第一螺纹是接管自身的螺纹并且因此也被称为接管的自身螺纹。

7、第一部分的第一区域在第一密封平面中相对于冷却器密封。为此例如第一部分的第一区域具有第一密封面并且例如冷却器具有第二密封面,第一密封面相对于第二密封面密封。例如设置有与冷却器分开并且与接管分开构造的第一密封元件,借助该第一密封元件例如第一密封面相对于第二密封面并且因此接管的第一部分的第一区域相对于冷却器在第一密封平面中密封。更尤其是第一密封元件可以是固体,第一密封元件例如可以由可弹性变形的材料、尤其是由橡胶制成。例如第一密封元件构造为第一密封环、尤其是第一o形环。还可以考虑,第一密封元件是液体密封件、尤其是第一密封膏。

8、此外,根据本发明规定,接管的第二部分的与第一区域间隔开的第二区域在与第一密封平面间隔开并且例如平行于第一密封平面延伸的第二密封平面中相对于冷却装置的结构元件密封。为此例如第一区域具有第三密封面并且所述结构元件具有第四密封面,例如第三密封面相对于第四密封面密封。例如设置有与接管分开并且与结构元件分开并且也与第一密封元件分开构造的第二密封元件,借助该第二密封元件例如第三密封面相对于第四密封面并且因此接管的第二部分的第二区域相对于结构元件密封。可以考虑,第二密封元件构造为固体。例如第二密封元件由可弹性变形的材料、尤其是由橡胶制成。例如第二密封元件可以是第二密封环、尤其是第二o形环。还可以考虑,第二密封元件构造为第二液体密封件、尤其是第二密封膏。例如第一密封面由第一区域的外周侧周面形成,并且例如第二密封面由冷却器的外周侧或内周侧周面形成。第三密封面例如由第二区域的外周侧周面形成。例如第四密封面由结构元件的外周侧或内周侧周面形成。例如第一密封元件尤其是直接贴靠在第一区域上、尤其是第一密封面上。例如第一密封元件尤其是直接贴靠在冷却器上、尤其是第二密封面上。例如第二密封元件尤其是直接贴靠在第二区域上、尤其第三密封面上。例如第二密封元件尤其是直接贴靠在结构元件上、尤其是第四密封面上。通过本发明,例如构造为冷却器接管或也被称为冷却器接管的接管可以特别有利地以及以结构空间、重量和成本有利的方式在两个密封平面中相对于冷却器并且相对于结构元件密封。接管相对于冷却器的密封在第一冷却通道的第一长度区域中并且因此在冷却器中、在容纳空间中并且因此在壳体中进行。接管相对于结构元件的密封在容纳空间之外、第一冷却通道之外、冷却器之外并且在壳体之外进行。此外,在本发明中可以有利地且符合需求地引导冷却介质,从而可以实现对电子计算装置的至少局部区域的有效且高效的冷却。此外,冷却装置可以特别有利地并且在此尤其是特别时间和成本有利地安装和因此制造,尤其是通过如下方式,即,冷却器可以简单地并且因此时间和成本有利地与壳体连接。此外,接管可以时间和成本有利地安装并且在此尤其是相对于冷却器并且相对于结构元件密封。此外,本发明借助冷却介质实现对电子计算装置的主动冷却。主动冷却可理解为,也被称为冷却剂的冷却介质穿流冷却通道并且在此将热量至少从局部区域导出并且由此冷却局部区域。例如冷却通道设置在能被冷却介质穿流的冷却回路中,在所述冷却回路中例如可以设置泵。该泵例如是可电运行的泵。借助泵可以将冷却介质输送通过冷却回路和因此冷却通道。借助冷却介质可以有效且高效地从局部区域和因此从电子计算装置导出废热,尤其是从电子计算装置中导出废热。

9、接管、尤其是接管的第二部分例如可以——尤其是以可无损坏分离的方式——与管路元件连接或可连接,所述管路元件与接管分开构造并且能被冷却介质穿流。尤其是管路元件至少部分地在容纳空间之外并且因此在壳体之外和冷却器之外延伸。优选管路元件与壳体分开并且与冷却器分开构造。例如接管、尤其是接管的第二部分构造为快速联接器、尤其是vda快速联接器,从而管路元件可以以特别简单的、时间和成本有利的方式不仅机械地而且流体地与接管连接,尤其是通过将管路元件插套到接管上、尤其是第二部分上。通常,这种接管始终设计用于直接相对于冷却器密封,尤其是在所述的第一密封平面中。附加的密封平面、例如上述的第二密封平面通常只能高成本地并且在此尤其是只能在使用附加构件的情况下形成。如果接管没有自身的螺纹并且例如这样固定在壳体上,使得至少一个螺栓穿过接管、尤其是接管的法兰并且与壳体拧紧,则将为此需要特别大的螺纹孔,因为不仅在冷却器与壳体之间存在公差而且也在接管与壳体之间存在公差。还可以考虑,借助与壳体分开并且与接管分开构造的夹子或夹具将接管这样固定在壳体上,使得夹子或夹具借助附加的、单独的螺纹元件固定在壳体上并且在此尤其是通过接管的法兰将接管压紧到壳体上。然而,这将导致大量的部件和高的结构空间需求。与此相对,本发明现在规定,接管具有其自身的、呈第一螺纹形式的螺纹,从而接管的第一螺纹也被称为接管的自身螺纹。

10、优选第一螺纹是外螺纹,优选与第一螺纹相对应的第二螺纹是内螺纹。所述螺纹尤其是直接相互拧紧,尤其是直接拧入到彼此中。由此,接管在两个密封平面中以结构空间、重量和成本有利的方式不仅相对于壳体而且相对于冷却器密封。与传统的解决方案相比,结构空间需求和部件数量可以保持在特别小的范围内。

11、在本发明的一种实施方式中,所述结构元件是壳体的至少部分地、尤其是直接限定容纳空间的壳体元件,从而在该实施方式中规定,接管的第二部分的第二区域相对于壳体密封,在所述壳体的容纳空间中设置有冷却器。由此可以以特别结构空间有利的方式实现电子计算装置的有效且高效的冷却。

12、在此已表明特别有利的是,冷却器与壳体的所述壳体元件尤其是直接连接。例如冷却器借助至少一个或多个与冷却器分开并且与壳体元件分开构造的螺纹元件与所述壳体元件拧紧并且由此连接。

13、已表明特别有利的是,所述结构元件是冷却装置的与壳体分开构造的、附加于壳体设置的并且设置在壳体之外和容纳空间之外的第二壳体的与壳体分开构造的、附加于壳体(第一壳体)设置的并且设置在壳体之外和容纳空间之外的壳体元件。由此,各壳体元件可以特别符合需求地并且结构空间有利地彼此相对设置,在此可以实现对冷却介质的特别有利且结构空间有利的引导,从而可以有效且高效地以及以结构空间有利的方式冷却电子计算装置的至少局部区域。

14、在本发明的另一种特别有利的实施方式中,第二壳体是电能量存储器的存储器壳体,电能尤其是电化学地可存储或存储在该存储器壳体中或借助该存储器壳体尤其是电化学地可存储或存储电能。非常优选电能量存储器是高电压部件,该高电压部件的电压、尤其是工作电压或额定电压优选大于50伏特、尤其是大于60伏特并且非常优选为几百伏特。因此,电能量存储器例如也被称为高电压存储器(hvs)。例如机动车在其完全制造的状态中具有至少一个电机,借助该电机可以尤其是纯电动地驱动机动车。优选规定,电机是高电压部件,其电压、尤其是工作电压或额定电压优选大于50伏特、尤其是大于60伏特并且非常优选为几百伏特。例如可以向电机供应存储在电能量存储器中的电能,由此可以使电机以马达模式运行并且因此作为电动机运行。借助电动机可以电动地(尤其是纯电动地)驱动机动车。由于优选机动车可借助电机驱动,因此电机也被称为牵引机器。由于电机被供应存储在能量存储器中的电能并且因此可以作为电动机运行,因此能量存储器例如也被称为牵引存储器或牵引电池。在此本发明能够实现电子计算装置的局部区域的结构空间、重量和成本有利的以及有效的冷却,因为可以实现对冷却介质的有利引导。因此,冷却器可以有利地通过接管被供应冷却介质,和/或冷却介质可以特别有利地通过接管从冷却器中排出。

15、第二壳体具有设置在第一壳体之外和容纳空间之外的第二容纳空间,该第二容纳空间通过第二壳体(尤其是直接)限定。电能量存储器的构造用于存储电能的存储单体容纳在所述第二容纳空间中。这意味着,借助也简称为单体的存储单体可存储或存储电能。优选存储单体彼此电连接。

16、在此已表明特别有利的是,第一壳体(尤其是直接)与第二壳体连接。由此,结构空间需求、部件数量和成本可以保持在特别小的范围中。例如各壳体(尤其是直接)相互贴靠。

17、另一种实施方式的特征在于,电子计算装置构造为电能量存储器的电池管理系统(bms),从而例如可以借助电子计算装置运行、尤其是控制或调节电能量存储器。因此,上述部件例如是电能量存储器。在此电子计算装置可以特别有效且高效地以及以结构空间、重量和成本有利的方式被冷却。

18、为了能够使结构空间需求保持得特别小以及能够实现对冷却介质的特别有利的引导,在本发明的另一种实施方式中规定,第二壳体具有通孔,该通孔被接管穿过。

19、最后,已表明特别有利的是,接管的第二部分具有工具作用部,借助该工具作用部,扭矩可在接管与旋拧工具之间形锁合地传递以便拧紧所述螺纹。优选工具作用部构造为不圆的或多边形、尤其是构造为内多边形或外多边形。多边形例如可以是四边形或六边形。由此,可特别简单地相对于冷却器旋转接管,从而可以简单地相对于第二螺纹旋转第一螺纹。因此,可以时间和成本有利地安装接管,从而能够实现电子计算装置的特别成本有利的冷却。

20、本发明的第二方面涉及一种也简称为车辆并且例如构造为汽车、尤其是轿车的机动车,该机动车具有至少一个根据本发明第一方面的冷却装置。本发明的第一方面的优点和有利实施方式可视为本发明的第二方面的优点和有利实施方式并且反之亦然。

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