技術コラム

両面冷却パワーモジュールを冷却する熱交換器の最大の課題は、パワーモジュールを両面から冷却する方法です。冷却水通路を並行に配列し、その間にパワーモジュールを挟み込み、効率よく冷却する技術を紹介します。

インバータの冷却機構には、片面冷却と両面冷却があります。両面冷却は、その構造から高い冷却機能と冷却装置のコンパクトさを実現できることからインバータ自体の小型化にも貢献しています。

電機自動車では、熱マネジメントが重要な課題となります。空気の加熱だけでなく、各種機器の冷却と温度管理も必要になるため、様々な熱マネジメント方法が検討されています。

ハイブリッド車や電気自動車には暖房熱源不足の課題があり、様々な暖房機能が検討されています。効率的に熱を発生することはできますが、構造の複雑化やコストなどの問題も発生しています。

カーエアコンの冷房は、二つの熱交換器と冷媒の圧縮装置、および減圧装置からなる冷凍サイクルを動かすことで成り立ちます。最近はカーエアコンの省エネ化のニーズが高まり、様々な検討が進められています。

カーエアコンのエバポレータは、構造上空気を冷却する際に凝縮水が発生します。水飛び現象などの問題を解決するために親水性を利用した表面処理を開発し保水量を低減させています。

カーエアコンの冷風、温風を作るHVACという製品の内部構造について説明します。シロッコファンから取り入れられた空気は、エンジンの発熱やエンジンの冷却装置を利用して、空気を冷却・加熱します。

金属はそれぞれ持つ電位の高低差で優先的に腐食していく性質があり、この原理を利用してアルミニウム熱交換機器を孔食による貫通やガス漏れから守っています。

熱交換機器はアルミニウムからできており、熱交換のため様々な腐食促進成分を含んだ外気環境に常にさらされているので、熱交換機器設計者にとっては如何に腐食を防ぐのかが大きな課題となります。

熱交換器の使用材料であるフィン材やチューブ材に使用されるアルミクラッド材の製造には、谷部に充填されるろう材であるフィレットの形成具合が極めて重要な指標となります。

新型熱交換器は、構想から量産に至るまでには3年～4年の歳月が必要となり、その間様々な部隊がコンカレントに活動することになります。総合的な努力により熱交換器の高性能化及び小型・軽量化が実現されます。

ルーバピッチとフィンピッチには、伝熱性能を向上させる最適な関係性が存在します。伝熱性能を保ちつつ、熱交換器の小型/軽量化を実現するための技術をご紹介します。