[发明专利]电感器冷却系统和方法

说明书

公开了电感器冷却系统和方法。一种车辆电感器冷却系统可包括电感器组件，所述电感器组件固定到车辆传动装置壳体并包括芯和缠绕芯的导电线圈。热界面材料(TIM)可与芯间隔开并可接触导电线圈的底部和车辆传动装置壳体的表面。TIM可被构造为将来自导电线圈的热传递到车辆传动装置壳体。TIM可以是压缩的固体热界面材料。TIM可与导电线圈的底部的至少85％的投影表面积接触。TIM可通过将来自导电线圈的热传递到可用作散热器的车辆传动装置壳体来被动地冷却电感器组件的导电线圈。

技术领域

本公开涉及(例如)用于混合动力或电动车辆逆变器电感器的电感器冷却系统和方法。

背景技术

如本文所使用的术语“电动车辆”包括具有用于车辆推进的电机的车辆，诸如电池电动车辆(BEV)、混合动力电动车辆(HEV)以及插电式混合动力电动车辆(PHEV)。BEV包括电机，其中，用于电机的能量源是能够(例如)从外部电网再充电的电池。在BEV中，电池是用于车辆推进的能量源。HEV包括内燃发动机和一个或更多个电机，其中，用于发动机的能量源是燃料，用于电机的能量源是电池。在HEV中，发动机可以是用于车辆推进的主要能量源，电池提供用于车辆推进的补充能量(例如，电池缓存(buffer)燃料能并以电的形式恢复成动能)。PHEV类似于HEV，但PHEV可具有能够从外部电网再充电的更大容量的电池。在PHEV中，电池可以是用于车辆推进的主要能量源，直至电池消耗至低能量水平为止，在低能量水平时PHEV可以类似于HEV运转以推进车辆。

电动车辆可包括连接在电池和电机之间的电压转换器(DC-DC转换器)。具有AC电机的电动车辆还可包括连接在DC-DC转换器和每个电机之间的逆变器。电压转换器可增大电压电位(“升压”)或减小电压电位(“降压”)，以便于扭矩性能/容量优化。DC-DC转换器可包括电感器(或电抗器)组件、开关和二极管。典型的电感器组件可包括围绕磁芯缠绕的导电线圈。电感器组件在电流流经线圈时产生热。可能需要散去所产生的热中的至少一部分，以使电感器高效地运行。

发明内容

在至少一个实施例中，提供了一种车辆电感器冷却系统。所述车辆电感器冷却系统可包括：电感器组件，固定到车辆传动装置壳体并包括芯和缠绕芯的导电线圈；以及热界面材料(TIM)，与芯间隔开并接触导电线圈的底部和车辆传动装置壳体的表面，并被构造为将来自导电线圈的热传递到车辆传动装置壳体。

TIM可以是导热的且电绝缘的。在一个实施例中，TIM是具有至少为10W·m-1·K-1的导热率的固体层。所述固体层可在导电线圈的底部与车辆传动装置壳体的表面之间处于压缩的状态。所述固体层可被压缩为使得其厚度比固体层的不受约束的厚度小至少5％。所述固体层可由导热性聚合物复合材料形成。在一个实施例中，所述TIM与导电线圈的底部的至少75％的投影表面积接触。在另一实施例中，所述TIM与导电线圈的底部的100％的投影表面积接触。所述车辆电感器冷却系统可不包括电感器组件的任何直接的液体冷却。

在至少一个实施例中，提供了一种车辆。所述车辆包括：电感器组件，固定到车辆传动装置壳体并包括芯和缠绕芯的导电线圈；以及固体热界面材料(TIM)，与芯间隔开并接触导电线圈的底部和位于固体TIM下方的导热表面，并被构造为将来自导电线圈的热传递到车辆传动装置壳体。

所述固体TIM可以是导热的且电绝缘的。在一个实施例中，所述固体TIM具有至少为10W·m-1·K-1的导热率。所述固体TIM可在导电线圈的底部与导热表面之间处于压缩的状态。在一个实施例中，所述固体TIM被压缩为使得其厚度比固体TIM的不受约束的厚度小至少5％。所述固体TIM可由导热性聚合物复合材料形成。在一个实施例中，所述固体TIM与导电线圈的底部的至少85％的投影表面积接触。在另一实施例中，不存在电感器组件的直接的液体冷却。