带有具有冷却特征件的芯体的电感器制造技术

本公开提供了“带有具有冷却特征件的芯体的电感器”。一种电感器包括磁芯，所述磁芯具有彼此间隔开的相对的第一板和第二板，以及从所述第一板延伸到所述第二板的多个冷却柱。所述柱被定位成使得在所述板和所述柱之间形成通道网络。导体布置在多个线圈中。所述线圈中的每一个由所述柱中的一个支撑，使得所述线圈设置在所述第一板和所述第二板之间以通过所述通道冷却。通道冷却。通道冷却。

【技术实现步骤摘要】
带有具有冷却特征件的芯体的电感器


[0001]本公开涉及电感器，并且更具体地涉及电感器的热管理。

技术介绍

[0002]电动车辆可以包括连接在电池和电机之间的电压转换器(例如，DC-DC转换器)。具有AC电机的电动车辆还包括连接在DC-DC转换器和每个电机之间的逆变器。电压转换器增加(“升高”)或减小(“降低”)电压电势以促进扭矩能力优化。DC-DC转换器包括电感器(或电抗器)、开关和二极管。典型的电感器包括缠绕在磁芯周围的导电线圈。当电流流过线圈和磁芯时，电感器产生热量。

技术实现思路

[0003]根据一个实施例，一种电感器包括磁芯，所述磁芯具有彼此间隔开的相对的第一板和第二板，以及从所述第一板延伸到所述第二板的多个冷却柱。所述柱被定位成使得在所述板和所述柱之间形成通道网络。导体布置在多个线圈中。所述线圈中的每一个由所述柱中的一个支撑，使得所述线圈设置在所述第一板和所述第二板之间以通过所述通道冷却。
[0004]根据另一个实施例，一种电感器组件包括磁芯和导体。所述磁芯包括主体，所述主体具有限定开口的至少一个内侧以及多个翼片，所述多个翼片从所述主体向外突出，使得在所述翼片之间限定间隙。所述主体和所述翼片由共同的材料形成。所述导体缠绕在所述主体的周围，使得所述导体的一部分设置在所述间隙中。
[0005]根据又一个实施例，一种电感器组件包括磁芯，所述磁芯具有基座；多个冷却柱，所述多个冷却柱从所述基座延伸，使得所述柱彼此间隔开；以及顶部，所述顶部支撑在所述柱上。所述导体缠绕在所述柱中的每一个的周围，使得所述导体的至少一部分暴露于在所述柱之间限定的气流通道。
附图说明
[0006]图1是可变电压转换器的电路图。
[0007]图2是根据一个或多个实施例的电感器的透视图。
[0008]图3是图2的电感器的透视图，其中出于说明的目的移除了顶板。
[0009]图4是根据另一个实施例的电感器的透视图。
[0010]图5是空气冷却的电感器组件的横截面顶视图。
[0011]图6是根据又一个实施例的电感器的前视图。
具体实施方式
[0012]本文描述了本公开的实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例，并且其他实施例可采取各种和替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以
示出特定部件的细节。因此，本文中公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅应解释为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域技术人员应理解，参考附图中的任一附图示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中所示的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。所示出的特征的组合提供典型应用的代表性实施例。然而，符合本公开教导的特征的各种组合和修改对于特定的应用或实现方式可能是期望的。
[0013]车辆可以包括电动动力传动系统，其包括用于为驱动轮提供动力的至少一个牵引马达。牵引马达可以由牵引电池供电。电池是能够输出电力以操作马达的高压电池。当作为发电机操作时，电池还从马达接收电力。高压总线将电池电连接到马达。车辆可以包括用于操作各种部件的一个或多个控制器。车辆控制器通常包括任何数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如，快闪、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)以及软件代码以彼此协作执行一系列操作。控制器还包括预先确定的数据，或者基于计算和测试数据并且存储在存储器内的“查找表”。控制器可以使用公共总线协议(例如，CAN和LIN)通过一种或多种有线或无线车辆连接与其他车辆系统和彼此进行通信。
[0014]车辆可以包括DC-DC转换器或可变电压转换器(VVC)和逆变器。VVC和逆变器电连接在电池和马达之间。VVC 10可以“升高”或增加由电池提供的电力的电压电势，并且可以“降低”或减小提供给电池的电力的电压电势。逆变器将由电池(通过VVC 10)供给的DC电力逆变为AC电力以操作马达。逆变器还将AC整流为DC。
[0015]参考图1，VVC 20包括电感器22。VVC 20还包括多个开关和二极管。例如，VVC 20包括第一开关单元24和第二开关单元26，以用于升高输入电压(V
bat
)以提供输出电压(V
dc
)。第一开关单元24包括并联连接到第一二极管30的第一晶体管28，但是其极性却进行了切换(反并联)。第二开关单元26包括反并联连接到第二二极管34的第二晶体管32。每个晶体管28、32可以是任何类型的可控开关(例如，绝缘栅双极晶体管(IGBT)或场效应晶体管(FET))。另外地，每个晶体管28、32由控制器单独控制。电感器22被描绘为串联连接在电池与开关单元24和26之间的输入电感器。当供给电流时，电感器22生成磁通量。当流过电感器22的电流改变时，产生随时间变化的磁场，并且感应出电压。VVC 20还可以包括不同的电路配置(例如，多于两个开关)。
[0016]以下附图和相关文本描述了根据本公开的一个或多个方面的示例性电感器。
[0017]参考图2和图3，电感器50包括芯体52和一个或多个导体54。电感器50被设计成至少是空气冷却的。芯体52由磁性材料(诸如铁磁性金属、亚铁磁性化合物等)形成。芯体52可以具有高磁导率并且用于限制和引导磁场。芯体52相对于周围空气的高磁导率使磁场线集中在芯体52中。磁场是由缠绕在芯体52的部分周围的导体54中的电流产生的。导体54由导电材料(诸如铜线或铝线)形成并且具有缠绕至芯体52的部分上的线圈56。导体54可以是扁线或圆线。
[0018]在所示的实施例中，芯体52包括彼此间隔一定距离(D)的相对的第一板58和第二板60。板可以是平面的并且基本上彼此平行。本文使用的“基本上平行”表示在平行的正负五度之内。板58、60分别限定内侧62和64。板58、60可以是如图所示的矩形或另一种形状。
[0019]芯体52还包括从第一板的内表面62延伸到第二板的内表面64的多个冷却柱66。柱66可以基本上垂直于板58、60。本文所使用的“基本上垂直”表示在垂直的正负五度之内。柱
66可以附接到板58、60中的一个或多个，或者可以与板中的一个一体形成。例如，柱66可以与板58一体形成，并且随后在安装导体54之后接合到板60。柱66可以通过紧固件、焊接、粘结、压缩、机械互锁等进行附接。柱66以阵列68布置，其中在柱66之间具有间隔。柱66与板58、60协作地限定用于冷却电感器50的通道70的网络。柱66用作冷却翼片，其与通道70内的工作流体(例如，空气)进行热交换并且传导磁通量，这是因为其是芯体52的一部分。板58、60和冷却柱66可以由共同的(例如，相同的)材料形成。柱66可以是圆柱形的(如图所示)，其端面74附接到板并且圆柱形侧壁76形成柱66的外表面。在其他实施例中，柱66可以是棱柱形的，诸如矩形棱柱。
[0020]线圈56中的每一个缠绕在冷却柱66中的一个的周围，其中线圈缠绕在侧壁76上。柱66是双用途的：其支撑线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电感器组件，其包括：电感器，所述电感器包括：磁芯，所述磁芯具有彼此间隔开的相对的第一板和第二板，以及从所述第一板延伸到所述第二板的多个冷却柱，所述柱被定位成使得在所述板和所述柱之间形成通道网络；以及布置在多个线圈中的导体，所述线圈中的每一个由所述柱中的一个支撑，使得所述线圈设置在所述第一板和所述第二板之间以通过所述通道冷却。2.如权利要求1所述的电感器组件，其中所述线圈中的每一个缠绕在所述柱中所述一个的外部周围。3.如权利要求1所述的电感器组件，其中所述柱具有圆柱形状。4.如权利要求1所述的电感器组件，其中所述线圈中的每一个嵌入所述柱中的所述一个的内部。5.如权利要求1所述的电感器组件，其中所述第一板和所述第二板以及所述柱由共同的材料形成。6.如权利要求1所述的电感器组件，其中所述第一板与所述柱一体形成。7.如权利要求1所述的电感器组件，其还包括循环装置，所述循环装置被配置为使工作流体通过所述通道循环。8.如权利要求1所述的电感器组件，其还包括：限定内部的壳体，其中所述电感器设置在所述内部中；以及风扇，所述风扇与所述内部...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣传兵，斯里坎珊，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：