(57)【要約】【課題】電気素子クーリングモジュールを提供する。【解決手段】本発明の電気素子クーリングモジュールは、電気素子の両面と冷却流体が流動する冷却流路部とが互いに面接触するように形成されることで、電気素子の挿入が容易になることに加え、幅方向に２列に配列された冷却流路部の間の離隔距離を電気素子の幅方向に配置された端子に応じて調整することで、端子間の信号干渉を防止することができ、且つ組立性に優れる。【選択図】図７
2018207107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を冷却流体が流動可能に形成された冷却流路部と、
前記冷却流路部の一端に結合された第１ヘッダータンクおよび前記冷却流路部の他端に結合されて前記第１ヘッダータンクの上方に配置された第２ヘッダータンクを含むヘッダータンクと、
前記ヘッダータンクに形成されて、前記冷却流体が流入される入口パイプおよび前記冷却流体が排出される出口パイプを含む入出口パイプを含む電気素子冷却用熱交換器と、を備え、
前記冷却流路部は、所定の箇所で折り曲げられ、互いに対向する面の間に配置された電気素子の両面に密着し、且つ幅方向に離隔して２列に配列されていることを特徴とする電気素子クーリングモジュール。
【請求項２】
前記冷却流路部は、
幅方向に離隔する長さが、前記電気素子の幅方向の内側に配置された端子の長さの合計よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項３】
前記電気素子の幅方向の内側に突出する端子は、互いに同じ高さを有して、同一平面上に位置することを特徴とする請求項２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項４】
前記電気素子の幅方向の内側に突出する端子は、互いに異なる高さを有して、高さ方向の少なくとも一つの面が同一平面上に位置することを特徴とする請求項２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項５】
前記電気素子の幅方向の内側に配置された端子間の離隔長さは、前記入口パイプの直径よりも小さく形成されることを特徴とする請求項２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項６】
前記第１ヘッダータンクと第２ヘッダータンクとは、高さ方向に同一線上に配置されないように形成されることを特徴とする請求項２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項７】
前記電気素子冷却用熱交換器の下面に配置された下部ハウジングをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項８】
前記第１ヘッダータンクまたは第２ヘッダータンクから選択されるいずれか一つに前記下部ハウジングに結合されて固定される固定ブラケットをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項９】
前記冷却流路部は、
前記下部ハウジングに固定するための固定部をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１０】
前記固定部は、
前記冷却流路部の幅方向の側面に少なくとも一つが突出して形成され、且つ高さ方向に貫通して形成されたスルーホールを含むことを特徴とする請求項９に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１１】
前記冷却流路部の上面には、発熱部品が設けられることを特徴とする請求項７に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１２】
前記電気素子冷却用熱交換器には、互いに異なる発熱量を有する複数個の前記電気素子が配置され、
前記ヘッダータンクおよび前記冷却流路部は、前記冷却流体が通過する２つの冷却流路を形成し、相対的に長さが短い冷却流路が発熱量の大きい電気素子と熱交換することを特徴とする請求項１に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１３】
前記冷却流路は、前記ヘッダータンクに形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであることを特徴とする請求項１２に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１４】
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、
互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１３に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１５】
前記電気素子冷却用熱交換器には、互いに異なる発熱量を有する複数個の前記電気素子を冷却するための冷却流路が形成され、
前記入口パイプおよび前記出口パイプのうちの少なくとも一つは、相対的に発熱量が多い前記電気素子に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１６】
前記冷却流路は、前記ヘッダータンクに形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであることを特徴とする請求項１５に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１７】
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、
互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１６に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１８】
前記電気素子冷却用熱交換器には、複数個の前記電気素子を冷却するための冷却流路が形成され、
前記入口パイプおよび前記出口パイプのうちの少なくとも一つは、相対的に発熱量が多い前記電気素子に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項１９】
前記冷却流路は、前記ヘッダータンクに形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであることを特徴とする請求項１８に記載の電気素子クーリングモジュール。
【請求項２０】
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、
互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１９に記載の電気素子クーリングモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気素子クーリング（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｃｏｏｌｉｎｇ）モジュールに関し、より詳しくは、電気素子の外表面と、冷却流体が流動する冷却流路部とが互いに面接触するように形成された電気素子クーリングモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の電装化と、ＥＶ（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＨＥＶ（ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、ＰＨＥＶ（ｐｌｕｇ−ｉｎ  ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）など、環境にやさしい車両の増加に伴い、車両に適用される電子部品の数が増加している。
【０００３】
このような電子部品を駆動するためのパワーモジュールは、ＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｍｏｄｅ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子およびダイオードから構成され、高集積化および超小型化により発熱がひどくなる。したがって、パワーモジュールの性能向上のためには、冷却手段がともに装着されなければならない。
【０００４】
パワーモジュールのＩＧＢＴは、環境にやさしい車両の駆動モータをスイッチング制御する素子であり、環境にやさしい車両の発展に伴い、冷却性能に対する要求も高くなっている。
【０００５】
特開２００１−２４５４７８号公報（「インバータの冷却装置」、２００１．０９．０７）には、ＩＧＢＴなどの半導体素子とダイオードとを内蔵した半導体モジュールが使用されるインバータが開示されており、特開２００８−２９４２８３号公報（「半導体装置」、２００８．１２．０４）には、半導体素子の下面に接するように設置されて、内部に流体が流れることで熱交換されるように形成されたヒートシンクが開示されている。
【０００６】
上述の片面冷却方式の場合、冷却性能に限界があり、これを改善するために考案されたのが両面冷却方式である。両面冷却方式は、熱交換器の間に電気素子が挿入される構造であり、熱交換器の電気素子を挿入する間隔が電気素子の高さよりも大きくなければならず、且つ熱交換器の熱伝逹性能の向上のためには、電気素子と熱交換器とが適切に圧着されなければならないという条件をともに満たす必要がある。
【０００７】
図１は、従来の電気素子クーリングモジュールを示す図である。図１に示す両面冷却方式の熱交換器は、電気素子１０の対向する両表面に位置して、熱交換媒体がその内部を流動するように形成されたチューブ２０と、チューブ２０の両端に結合されて、熱交換媒体、すなわち冷却流体が流入または排出されるタンク３０とを含んで構成される。
【０００８】
この場合、図１に示す両面冷却方式の熱交換器は、ロウ付け（ｂｒａｚｉｎｇ）により電気素子１０の挿入空間が固定された後、この挿入空間内に電気素子１０を挿入しなければならない。このため、電気素子１０の挿入作業が難しいという問題がある。
【０００９】
一方、電気素子の挿入を容易にするために、チューブ２０の間の間隔を広くすると、電気素子１０とチューブ２０との密着がうまく行われず、熱交換効率が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−２４５４７８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９４２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、電気素子の挿入を容易にし、電子素子の端子間の信号干渉を防止し、且つ組立性に優れた電気素子クーリングモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による電気素子クーリングモジュールは、内部を冷却流体が流動可能に形成された冷却流路部と、前記冷却流路部の一端に結合された第１ヘッダータンクおよび前記冷却流路部の他端に結合されて前記第１ヘッダータンクの上方に配置された第２ヘッダータンクを含むヘッダータンクと、前記ヘッダータンクに形成されて、前記冷却流体が流入される入口パイプおよび前記冷却流体が排出される出口パイプを含む入出口パイプを含む電気素子冷却用熱交換器と、を備え、前記冷却流路部は、所定の箇所で折り曲げられ、互いに対向する面の間に配置された電気素子の両面に密着し、且つ幅方向に離隔して２列に配列されていることを特徴とする。
【００１３】
前記冷却流路部は、幅方向に離隔する長さが、前記電気素子の幅方向の内側に配置された端子の長さの合計よりも大きくなるように形成され得る。
前記電気素子の幅方向の内側に突出する端子は、互いに同じ高さを有して、同一平面上に位置し得る。
前記電気素子の幅方向の内側に突出する端子は、互いに異なる高さを有して、高さ方向の少なくとも一つの面が同一平面上に位置し得る。
前記電気素子の幅方向の内側に配置された端子間の離隔長さは、前記入口パイプの直径よりも小さく形成されることが好ましい。
前記第１ヘッダータンクと第２ヘッダータンクとは、高さ方向に同一線上に配置されないように形成されることが好ましい。
【００１４】
前記電気素子クーリングモジュールは、前記電気素子冷却用熱交換器の下面に配置された下部ハウジングをさらに含み得る。
前記電気素子クーリングモジュールは、前記第１ヘッダータンクまたは第２ヘッダータンクから選択されるいずれか一つに前記下部ハウジングに結合されて固定される第１の固定ブラケットをさらに含み得る。
前記冷却流路部は、前記下部ハウジングに固定するための固定部をさらに含み得る。
前記固定部は、前記冷却流路部の幅方向の側面に少なくとも一つが突出して形成され、且つ高さ方向に貫通して形成されたスルーホールを含み得る。
前記冷却流路部の上面には、発熱部品が設けられてもよい。
【００１５】
前記電気素子クーリングモジュールにおいて、前記電気素子冷却用熱交換器には、互いに異なる発熱量を有する複数個の前記電気素子が配置され、前記ヘッダータンクおよび前記冷却流路部は、前記冷却流体が通過する２つの冷却流路を形成し、相対的に長さが短い冷却流路が発熱量の大きい電気素子と熱交換するようにしてもよい。
【００１６】
前記冷却流路は、前記ヘッダータンク上に形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであり得る。
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なってもよい。
【００１７】
一方、前記電気素子冷却用熱交換器には、互いに異なる発熱量を有する複数個の前記電気素子を冷却するための冷却流路が形成され、前記入口パイプおよび前記出口パイプのうちの少なくとも一つは、相対的に発熱量が多い前記電気素子に隣接して配置されていてもよい。
前記冷却流路は、前記ヘッダータンクに形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであり得る。
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なってもよい。
【００１８】
一方、前記電気素子冷却用熱交換器には、複数個の前記電気素子を冷却するための冷却流路が形成され、前記入口パイプおよび前記出口パイプのうちの少なくとも一つは、相対的に発熱量が多い前記電気素子に隣接して配置されていてもよい。
前記冷却流路は、前記ヘッダータンクに形成されたヘッダータンク流路と、２列に配列された前記冷却流路部に形成されたチューブ流路とを含み、前記冷却流路部のそれぞれの列のチューブ流路の長さは同じであり得る。
【００１９】
前記ヘッダータンク流路は、前記入口パイプから流入された冷却流体をそれぞれの前記冷却流路部に分配する複数個の分配流路と、それぞれの前記冷却流路部を通過した冷却流体を前記出口パイプに移動させる複数個の統合流路とを含み、互いに異なる前記冷却流路部に連結された前記分配流路および前記統合流路の長さは、互いに異なってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明による電気素子クーリングモジュールは、電気素子の両面と冷却流体が流動する冷却流路部とが互いに面接触するように形成されることで、電子素子の挿入が容易になり、電気素子の両面冷却により冷却性能に優れるという利点がある。
【００２１】
また、幅方向に２列に配列された冷却流路部の間の離隔距離を、電気素子の幅方向に配置された端子の長さに応じて調整（ｃｏｎｔｒｏｌ）することで、端子間の信号干渉を防止できるという利点がある。
【００２２】
さらに、幅方向に配置された端子により冷却流路部の間の離隔距離を調整することができ、配置された端子間の高さを少なくとも一つが対応するように配置することができ、パッケージ組立性に優れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来の電気素子クーリングモジュールを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器の一例を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器の一例を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器の他の例を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器のさらに他の例を示す断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を構成する冷却流路部の一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの一例を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの効果を説明するための対照的な形状を有する電気素子クーリングモジュールを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの効果を説明するための対照的な形状を有する電気素子クーリングモジュールを示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの効果を説明するための対照的な形状を有する電気素子クーリングモジュールを示す図である。
【図１６】本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す斜視図（下部ハウジング結合時）である。
【図１７】本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す斜視図（下部ハウジング分離時）である。
【図１８】本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器上における第１流路および第２流路を示す概念図である。
【図１９】本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器上における分配流路および統合流路を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図２は、本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールを示す図である。図２に示すように、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００は、車両用の電気素子１を冷却するための電気素子冷却用熱交換器１００を含み、下部ハウジング５００に組み付けられて形成されるモジュールである。
【００２６】
ここで、上述の電気素子１は、ＩＧＢＴなどの半導体素子およびダイオードを内蔵した半導体モジュールが使用される自動車用インバータ、モータ駆動インバータ、およびエアコンインバータである。
【００２７】
電気素子冷却用熱交換器１００は、大きく、冷却流路部１１０、ヘッダータンク１２０、および入出口パイプ１３０を含んで形成される。
【００２８】
図３〜図６は、本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す図である。図２〜図６に示すように、冷却流路部１１０は、チューブ型に形成され、その内部を冷却流体が流動するように形成される。
【００２９】
冷却流路部１１０内を流動する冷却流体には、エチレングリコール系の不凍液が混合された水や、水、アンモニアなどの自然冷媒、Ｒ１３４ａなどのフロン（Ｆｒｏｎ）系冷媒、アルコール系冷媒、またはアセトンなどのケトン系物質などが用いられる。
【００３０】
図４および図５に示すように、冷却流路部１１０は、所定の箇所で折り曲げられて、互いに対向する面の間に配置された電気素子１の両表面、すなわち、上面および下面に密着し、冷却流路部１１０の幅方向に離隔して２列に配列される。
【００３１】
ヘッダータンク１２０は、冷却流路部１１０の一端に結合された第１ヘッダータンク１２１と、冷却流路部１１０の他端に結合された第２ヘッダータンク１２２とを含み、第２ヘッダータンク１２２は、第１ヘッダータンク１２１の上方または下方に配置される。
【００３２】
入出口パイプ１３０は、ヘッダータンク１２０に形成され、冷却流体が流入される入口パイプ１３１と、冷却流体が排出される出口パイプ１３２とを含み、入口パイプ１３１を介して冷却流体がヘッダータンク１２０から流入され、冷却流路部１１０内を流動して、出口パイプ１３２を介して排出されることで、冷却流路部１１０に接触する電気素子１を冷却する。
【００３３】
第１ヘッダータンク１２１は、冷却流路部１１０が折り曲げられる前に、冷却流路部１１０の長さ方向の一端部に入口パイプ１３１が結合され、これによって冷却流体が流入される。
【００３４】
第２ヘッダータンク１２２は、冷却流路部１１０が折り曲げられる前に、冷却流路部１１０の長さ方向の他端部に出口パイプ１３２が結合され、これによって冷却流体が排出される。
【００３５】
すなわち、電気素子冷却用熱交換器１００は、冷却流路部１１０が折り曲げられる前に、冷却流路部１１０の両端に第１ヘッダータンク１２１と第２ヘッダータンク１２２とを含むヘッダータンク１２０が結合された後、冷却流路部１１０の上面の一部領域に配置された電気素子１の高さ方向に対向する両表面、すなわち、電気素子１の外表面に冷却流路部１１０が接するように、冷却流路部１１０の所定の箇所を中心に折り曲げられて形成される。
【００３６】
この際、図６に示すように、電気素子冷却用熱交換器１００は、冷却流路部１１０の両端に第１ヘッダータンク１２１と第２ヘッダータンク１２２とを含むヘッダータンク１２０がロウ付けで結合された状態で折り曲げられ、第１ヘッダータンク１２１および第２ヘッダータンク１２２が高さ方向に沿った同一線上に配置されないようにすることで、電気素子１が非常に薄い高さを有しても、冷却流路部１１０によって圧着されるように形成される。
【００３７】
言い換えると、冷却流路部１１０が折り曲げられても、第１ヘッダータンク１２１および第２ヘッダータンク１２２が高さ方向に積層された形態ではなく、交互にずれるように配置されることで、第１ヘッダータンク１２１および第２ヘッダータンク１２２に関係なく、冷却流路部１１０の電気素子１の挿入間隔を自在に調節することができる。
【００３８】
なお、電気素子冷却用熱交換器１００は、電気素子１が冷却流路部１１０の間の所定の位置に固定されるように、電気素子１と冷却流路部１１０との間に接着剤が塗布されて接着され、接着剤としては、サーマルグリース（Ｔｈｅｒｍａｌ  ｇｒｅａｓｅ）またはサーマルパッド（Ｔｈｅｒｍａｌ  ｐａｄ）のような接着剤が使用される。
【００３９】
また、冷却流路部１１０は、折り曲げられる箇所に加えられる疲労度が相当大きく、これを最小化するために、冷却流路部１１０は、電気素子１が載置される箇所の冷却流路部１１０の間の間隔よりも、折り曲げられる箇所の高さが高く形成されるように、冷却流路部１１０の折り曲げられる箇所が外側に突出して形成されるラウンド部１１１を含む。
【００４０】
ラウンド部１１１は、折り曲げられる箇所に形成され、断面が開口された円形に形成されるが、これに限定されない。
【００４１】
図７は、本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器の一例を示す平面図である。本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００の電気素子冷却用熱交換器１００は、図６および図７に示すように、２列に配列される冷却流路部１１０の幅方向に離隔する長さＬが、電気素子１の幅方向の内側に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）よりも大きくなるように形成される。
【００４２】
より詳しく説明すると、一般的に、電気素子クーリングモジュール１０００の電気素子冷却用熱交換器１００は、冷却流路部１１０が幅方向に２列に配列される場合、電気素子１は、幅方向の内側に半導体モジュールなどのパワー端子が配置されるように形成され、幅方向の外側に信号端子が配置されるように形成される。
【００４３】
この際、信号端子に電気的に連結される制御回路基板などは、電気素子冷却用熱交換器１００の幅方向の両側面に位置する。
【００４４】
すなわち、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００を構成する電気素子冷却用熱交換器１００は、２列に配列された冷却流路部１１０の内側に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）よりも、冷却流路部１１０の離隔する長さＬを大きく形成することで、端子同士が重なることを避けることができるので、内側に配置されたパワー端子間の信号干渉を防止することができる。
【００４５】
また、幅方向の内側に配置される端子が、幅方向に重ならずに、所定間隔離隔して配置されることで、組立が容易になることに加え、端子間の干渉を避けるために、長さ方向にジグザグ状にずらして配置する必要性が低くなるので、これによるパッケージの長さ方向の長さが長くなることを最小化することができる。
【００４６】
一方、図１３〜１５は、本発明の一実施形態による電気素子クーリングモジュールの効果を説明するための対照的な形状を有する電気素子クーリングモジュールを示す図である。図１３は、冷却流路部１１０の離隔する長さＬよりも、内側方向に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）が大きい場合を示す平面図である。内側方向に配置される端子（パワー端子）間の重なりを避けるために、端子を長さ方向にジグザグにずらして配置しなければならない。そのため、組立が容易でなく、多数の電気素子１を冷却することができないだけでなく、ジグザグに配置される端子によってパッケージの長さ方向の長さが長くなるという問題がある。
【００４７】
上述のように、本実施形態による電気素子冷却用熱交換器１００は、冷却流路部１１０の離隔する長さＬが内側方向に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）よりも大きく形成されることから、内側方向に配置される端子間の信号干渉を防止することができ、これにより、図８に示すように、電気素子１において幅方向の内側に配置される端子は同じ高さを有し、同じ高さの端子は、同一平面上に位置するように配置される。
【００４８】
すなわち、幅方向の内側に配置される端子は、上述のように、相互間の信号干渉を避けることができ、従来のように、高さ方向に交互に配置する必要性が低くなるので、組立の容易性を確保するために、幅方向の内側に配置され且つ同じ高さを有する端子は、同一平面上に位置するように配置される。
【００４９】
言い換えると、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００は、電気素子冷却用熱交換器１００のパッケージが高さ方向に大きくなることを防止するとともに、端子間の信号干渉を防止することができる。
【００５０】
なお、図９および図１０に示すように、電気素子１の幅方向の内側に配置される端子が、異なる高さを有する場合、異なる高さの端子は、高さ方向の対向する面から選択されるいずれか一つの面が同一平面上に位置するように配置される。
【００５１】
すなわち、幅方向の内側に配置される端子は、上述のように、内側方向に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）よりも冷却流路部１１０の離隔距離Ｌが大きいことから、相互間の干渉を避けることができ、これに加え、組立の容易性を確保するために、幅方向の内側に配置され、且つ異なる高さを有する端子は、高さ方向の対向する面のうちの少なくとも一つの面が同一平面上に位置するように配置される。
【００５２】
言い換えると、端子間の相互干渉を避けるために、端子が高さ方向に重なり合うように配置されると、パッケージが高さ方向に増大するのに対し、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００の電気素子冷却用熱交換器１００は、幅方向の内側に配置される端子間の干渉を防止することができ、組立の容易性の確保のために端子が異なる高さを有する場合、高さ方向の少なくとも一つの面が同一平面上に位置する。
【００５３】
図１４および図１５は、内側方向に配置される端子の長さの合計（Ｌ１＋Ｌ２）が冷却流路部１１０の離隔する長さＬよりも大きい場合を示す断面図である。端子間の信号干渉を避けるために、端子が高さ方向に交互に配置され、これは高さ方向へのパッケージの増大をもたらすため、コスト問題および小型化などが妨げられる要因として問題になる。
【００５４】
なお、電気素子１の幅方向の内側に配置される端子間の離隔長さは、入口パイプ１３１の直径よりも小さく形成される。
【００５５】
すなわち、電気素子１の幅方向の内側に配置される端子間の離隔長さを入口パイプ１３１の直径よりも小さくなるように電気素子冷却用熱交換器１００を形成することで、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００の小型化を可能にする。これにより、小型化が可能な電気素子クーリングモジュール１０００を用いて環境にやさしい車両を含む様々な大きさの車両に適用可能にすることができる。
【００５６】
図２に示すように、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００は、第１ヘッダータンク１２１または第２ヘッダータンク１２２から選択されるいずれか一つが下部ハウジング５００に結合されて固定されるための固定ブラケット６００をさらに含む。
【００５７】
固定ブラケット６００は、第１ヘッダータンク１２１または第２ヘッダータンク１２２の上面および側面の一部を囲むように形成され、一端部には第１ヘッダータンク１２１または第２ヘッダータンク１２２に結合される第１締結部６１０と、他端部には下部ハウジング５００と結合される第２締結部６２０とを含む。
【００５８】
上述のように、固定ブラケット６００は、第１締結部６１０が第１ヘッダータンク１２１または第２ヘッダータンク１２２に結合され、第２締結部６２０が、下部ハウジング５００に結合されて固定され、且つヘッダータンク１２０とは第１締結部６１０でリベットによって仮止めされた後、残りの領域がロウ付けされて結合される。
【００５９】
なお、図１１に示すように、冷却流路部１１０は、側面に少なくとも一つが形成されて、下部ハウジング５００に結合されるための固定部１１２をさらに含む。
【００６０】
固定部１１２は、冷却流路部１１０の幅方向の側面に突出するように形成され、下部ハウジング５００に直接結合可能に形成される。
【００６１】
この際、固定部１１２は、下部ハウジング５００に直接固定されるための、高さ方向に貫通したスルーホールを含み、これによりリベットなどによって冷却流路部１１０を下部ハウジング５００に直接固定できることから、冷却流路部１１０を下部ハウジング５００に結合および圧着するための上部ハウジングなどを備える必要がない。
【００６２】
すなわち、本実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００は、電気素子冷却用熱交換器１００を別の部材なしに下部ハウジング５００に直接固定することができ、これにより、電気素子クーリングモジュール１０００の組立性が向上するだけでなく、上部ハウジングを別に形成するための追加コストが発生せず、コストが削減されるという利点がある。
【００６３】
ただし、冷却流路部１１０を下部ハウジング５００に直接結合して固定するための固定部１１２の構成は、上述の形状および固定方法の他に、様々な形状および固定方法が適用可能であることは言うまでもない。
【００６４】
また、図１２に示すように、電気素子クーリングモジュール１０００は、冷却流路部１１０が、上部ハウジングなどの別の部材なしに下部ハウジング５００に直接固定されることで、冷却流路部１１０の上面に発熱部品２を備え、発熱部品２の冷却を行うことができる。
【００６５】
すなわち、ＬＤＣ（Ｌｏｗ  ｖｏｌｔａｇｅ  ＤＣ−ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、ＨＤＣ（Ｈｉｇｈ  ｖｏｌｔａｇｅ  ＤＣ−ＤＣ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）、およびキャパシタなどの発熱部品２を冷却流路部１１０の上面に備えることができ、これにより冷却流路部１１０の間に挿入される電気素子１だけでなく、これと同時に発熱部品２の冷却も行うことができる。
【００６６】
また、発熱部品２の冷却を行うとともに、上面に設けられた発熱部品２により冷却流路部１１０と電気素子１との圧着力を高め、冷却性能を向上させることができる。
【００６７】
以下、図１６〜１９を参照しながら、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器について説明する。以下の説明で、図面上の同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、同じ構成要素に対しては重複する説明は省略する。
【００６８】
図１６は、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す斜視図（下部ハウジング結合時）である。図１６に示すように、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュール１０００の電気素子冷却用熱交換器１００は、冷却流体が注入される入口パイプ１３１と、入口パイプ１３１から流入された冷却流体を分配するヘッダータンク１２０と、ヘッダータンク１２０から流入された冷却流体を任意の電気素子と熱交換させる複数個の冷却流路部１１０と、冷却流路部１１０を通過した冷却流体が集まって排出される出口パイプ１３２とを含んでなり、ヘッダータンク１２０と冷却流路部１１０とが、冷却流体が通過する複数個の冷却流路を形成し、それぞれの冷却流路部１１０の間に位置する電気素子を冷却し、電気素子の発熱量に対応して冷却流路部１１０を通過する冷却流体の流量を制御することで、それぞれの電気素子を効率よく冷却することができる。
【００６９】
詳細に説明すると、ハイブリッド車、燃料電池車、電気車など、モータを使用する車両の場合、ＨＳＧ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  ａｎｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）およびモータを制御するための複数個の電気素子を必要とし、それぞれの電気素子が互いに異なる発熱量を有するため、それぞれの電気素子を冷却するための複数個の冷却流路を形成し、且つそれぞれの冷却流路を流れる冷却流体の流量を電気素子の発熱量に応じて調節することで、効率的な電気素子冷却を可能にする。
【００７０】
この際、冷却流路は冷却しようとする電気素子の個数に対応して多数個が形成され、以下では２個の電気素子が使用され、これに対応して２つの冷却流路が形成された構造を例に挙げて説明する。
【００７１】
図１７は、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器を示す斜視図（下部ハウジング分離時）であり、図１８は、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器上における第１流路および第２流路を示す概念図である。
図１７および図１８を参照して説明すると、本実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器は、冷却流路３が、発熱量が相対的に小さい第１電気素子１ａを冷却するための冷却流体が流れる第１流路４と、発熱量が相対的に大きい第２電気素子１ｂを冷却するための冷却流体が流れる第２流路５とを含んでなり、第２流路５を流れる冷却流体の流量を、第１流路４を流れる冷却流体の流量よりも大きくすることで、第１電気素子１ａおよび第２電気素子１ｂを効率よく冷却する。
【００７２】
詳細に説明すると、第１流路４と第２流路５とが異なる長さを有するようにすることで、すなわち第１流路４と第２流路５とが互いに圧力降下量の差を有するようにすることで、圧力降下量が小さい流路上に、より多量の冷却流体が流入されるようにする。
【００７３】
この際、第１流路４と第２流路５との長さを調整する方法としては、入口パイプ１３１および出口パイプ１３２の位置を調整する方法と、入口パイプ１３１から流入された冷却流体をそれぞれの冷却流路部１１０に分配する分配流路２１０またはそれぞれの冷却流路部１１０を通過した冷却流体を出口パイプ１３２で集める統合流路２２０の長さを調整する方法と、それぞれの冷却流路部１１０の長さを調整する方法があり、以下では、これらの実施形態について説明する。
【００７４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器は、入口パイプ１３１および出口パイプ１３２の位置を調整して、第１流路４と第２流路５とが長さの差を有するようにする。
【００７５】
図１９は、本発明の他の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器上における分配流路および統合流路を示す概念図である。図１７および図１９を参照すると、ヘッダータンク１２０は、その内部に入口パイプ１３１から流入された冷却流体を、第１電気素子１ａを冷却する第１冷却流路部１１０Ａに分配する第１分配流路２１０Ａと、第２電気素子１ｂを冷却する第２冷却流路部１１０Ｂに分配する第２分配流路２１０Ｂと、を含む分配流路２１０と、第１冷却流路部１１０Ａを通過して排出される冷却流体を出口パイプ１３２に移動させる第１統合流路２２０Ａと、第２冷却流路部１１０Ｂを通過して排出される冷却流体を出口パイプ１３２に移動させる第２統合流路２２０Ｂと、を含む統合流路２２０とが形成され、第１冷却流路部１１０Ａおよび第２冷却流路部１１０Ｂは、ヘッダータンク１２０の上下方向の中心線Ａを基準に左右対称に配置されると共に同じ長さを有する。なお、ヘッダータンク１２０に形成される分配流路２１０および統合流路２２０を、ヘッダータンク流路と呼び、第１冷却流路部１１０Ａおよび第２の冷却流路部１１０Ｂに形成される冷却流路を、チューブ流路と呼ぶ。
【００７６】
したがって、図１７に示すように、相対的に発熱量が多い第２電気素子１ｂを冷却する第２冷却流路部１１０Ｂ側に、入口パイプ１３１および出口パイプ１３２のうちの少なくとも一つを隣接して配置し、第２流路５の長さを第１流路４の長さよりも短くする。
【００７７】
この際、入口パイプ１３１および出口パイプ１３２のうちの少なくとも一つを第２冷却流路部１１０Ｂが位置する側に隣接して配置するということは、入口パイプ１３１と出口パイプ１３２との位置を調整して分配流路２１０と統合流路２２０とを最短距離で形成する場合、第２分配流路２１０Ｂと第２統合流路２２０Ｂの総長さの合計が、第１分配流路２１０Ａと第１統合流路２２０Ａの総長さの合計より短くなることを意味する。なお、ここで、総長さ（ｔｏｔａｌ  ｌｅｎｇｔｈ）とは、全長と同義である。
【００７８】
また、第１電気素子１ａおよび第２電気素子１ｂの発熱量が互いに異なる場合、第１電気素子１ａと第２電気素子１ｂとの構成の差によることがあり得るが、図１７に示すように、個数の差によることもあり得るため、入口パイプ１３１および出口パイプ１３２のうちの少なくとも一つは、３個の素子が集まってなる第２電気素子１ｂ、または第２電気素子１ｂと熱交換する第２冷却流路部１１０Ｂに隣接して配置される。
【００７９】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器は、第１分配流路２１０Ａと第２分配流路２１０Ｂおよび第１統合流路２２０Ａと第２統合流路２２０Ｂの長さを調整することで、第１流路４と第２流路５とが異なる長さを有するようにする。
【００８０】
図１８および図１９を参照して説明すると、第１流路４の総長さは、第１分配流路２１０Ａ、第１統合流路２２０Ａ、および第１冷却流路部１１０Ａに形成された流路の合計からなり、第２流路５の総長さは、第２分配流路２１０Ｂ、第２統合流路２２０Ｂ、および第２冷却流路部１１０Ｂに形成された流路の合計からなり、第１冷却流路部１１０Ａおよび第２冷却流路部１１０Ｂの流路の長さは互いに同じに形成される。
【００８１】
したがって、第２分配流路２１０Ｂと第２統合流路２２０Ｂの総長さを、第１分配流路２１０Ａと第１統合流路２２０Ａの総長さよりも短く形成することで、入口パイプ１３１と出口パイプ１３２との位置が車両の組立位置に応じて変わっても、第２流路５の長さが第１流路４の長さよりも短く形成される。
【００８２】
この際、図１９には、入口パイプ１３１と出口パイプ１３２とが上下方向の中心線Ａを基準に互いに対称に形成される場合を示しているが、車両の組立位置に応じて入口パイプ１３１および出口パイプ１３２が第１電気素子１ａ側に隣接配置されても分配流路２１０および統合流路２２０の長さを調整することで、冷却流体の流量を調整できる。
【００８３】
なお、本発明による電気素子クーリングモジュールの電気素子冷却用熱交換器は、第１冷却流路部１１０Ａおよび第２冷却流路部１１０Ｂが、電気素子（１ａ、１ｂ）の上面および下面に接する折り曲げ構造からなることで、冷却流路部１１０と電気素子（１ａ、１ｂ）との熱交換効率が極大化される。
【００８４】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の技術的思想は、これらの実施形態に限定されない。本発明の技術的範囲から逸脱することなく、当業者は、多様に変形実施が可能である。したがって、このような改良および変更は、当業者にとって自明である限り、本発明の技術範囲に属するものと解釈される。
【符号の説明】
【００８５】
１、１０    電気素子
１ａ    第１電気素子
１ｂ    第２電気素子
２    発熱部品
３    冷却流路
４    第１流路
５    第２流路
２０    チューブ
３０    タンク
１００    電気素子冷却用熱交換器
１１０    冷却流路部
１１０Ａ    第１冷却流路部
１１０Ｂ    第２冷却流路部
１１１    ラウンド部
１１２    固定部
１２０    ヘッダータンク
１２１    第１ヘッダータンク
１２２    第２ヘッダータンク
１３０    入出口パイプ
１３１    入口パイプ
１３２    出口パイプ
２１０    分配流路
２１０Ａ    第１分配流路
２１０Ｂ    第２分配流路
２２０    統合流路
２２０Ａ    第１統合流路
２２０Ｂ    第２統合流路
５００    下部ハウジング
６００    固定ブラケット
６１０    第１締結部
６２０    第２締結部
１０００    電気素子クーリングモジュール
【図１】
2018207107.tif 000003
【図２】
2018207107.tif 000004
【図３】
2018207107.tif 000005
【図４】
2018207107.tif 000006
【図５】
2018207107.tif 000007
【図６】
2018207107.tif 000008
【図７】
2018207107.tif 000009
【図８】
2018207107.tif 000010
【図９】
2018207107.tif 000011
【図１０】
2018207107.tif 000012
【図１１】
2018207107.tif 000013
【図１２】
2018207107.tif 000014
【図１３】
2018207107.tif 000015
【図１４】
2018207107.tif 000016
【図１５】
2018207107.tif 000017
【図１６】
2018207107.tif 000018
【図１７】
2018207107.tif 000019
【図１８】
2018207107.tif 000020
【図１９】
2018207107.tif 000021