CN103096690A

CN103096690A - 散热器

Info

Publication number: CN103096690A
Application number: CN2012101470382A
Authority: CN
Inventors: 郭煐熏; 吴圭焕
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2013-05-08
Also published as: JP5608187B2; KR101278313B1; US20130112388A1; KR20130049519A; JP2013098530A

Abstract

本发明公开了一种散热器，该散热器包括：第一区域，该第一区域连接于冷却水引入部，并且该第一区域中布置有多个第一销；以及第二区域，该第二区域连接于冷却水排出部，并且该第二区域中布置有多个第二销。

Description

散热器

相关申请的交叉引用

本申请要求以2011年11月4日提交、名称为“Heat Sink（散热器）”的韩国专利申请No.10-2011-0114602的优先权，该申请的全部内容在此作为参考结合于本申请。

技术领域

本发明涉及一种散热器。

背景技术

电动车辆上的电源控制单元（PCU）是必不可少的，该电源控制单元包括逆变器（inverter）和控制装置，所述逆变器用于将电池供应的直流电流转换成驱动马达的交流电流，所述控制装置用于高效地实现该转换过程。

近来，为了提高车辆的效率，电源控制单元趋向轻量化、紧凑化以及高度集成化，由此，高度集成化的电源装置的散热问题很重要。

同时，韩国专利No.0598516公开一种根据现有技术的散热器。

如在该专利文件中所公开，现有技术散热器制造成以具有预定间隔布置的薄板式柱（thin fin type columns）或具有预定直径的销式柱（pin typecolumns）的结构。

但是，该散热器存在的问题是，加热部的注入冷却水的位置的温度降低，但是加热部的温度朝向冷却水排出的方向增加。

并且，由于安装有板式柱的散热器引起冷却水流压力的损失，需要相对高的泵送动力。

发明内容

本发明致力于提供一种散热器，该散热器在最大程度地降低冷却水流压力损失的同时能够提高散热效果。

本发明的另一方面是提供一种散热器，该散热器能够最大程度地降低加热单元的整体区域的温度偏差。

根据本发明的第一优选实施方式，提供了一种散热器，该散热器包括连接于冷却水引入部的第一区域，该第一区域中布置有多个第一销；以及连接于冷却水排出部的第二区域，该第二区域中布置有多个第二销。

散热器还可以包括：设置在第一区域和第二区域之间的一个或多个区域，该一个或多个区域中布置有销，该销的表面面积大于所述第一销的表面积但是小于所述第二销的表面积。

布置在第一区域中的第一销之间的间距可以大于布置在第二区域中的第二销之间的间距。

冷却水在第二区域中垂直朝向的侧面的总面积可以大于冷却水在第二区域中垂直朝向的侧面的总面积。

散热器还可以包括：盖件，该盖件覆盖第一区域和第二区域。

散热器可以由铜（Cu）或者铝（Al）制成。

根据本发明的第二优选的实施方式，提供了一种散热器，该散热器包括：第一区域，在该第一区域中布置有多个第一销；第二区域，在该第二区域中布置有多个第二销，该第二销的表面积大于第一销的表面积，并且第二区域形成为与第一区域邻接；以及第三区域，在该第三区域中布置有多个第三销，该第三销的表面积大于第二销的表面积，并且第三区域形成为与第二区域邻接。

第一区域可以连接于冷却水引入部，第三区域可以连接于冷却水排出部，并且冷却水在第二区域中垂直朝向的侧面的总面积可以大于冷却水在第一区域中垂直朝向的侧面的总面积。

第一区域可以连接于冷却水引入部，第三区域可以连接于冷却水排出部，并且冷却水在第三区域中垂直朝向的侧面的总面积可以大于冷却水在第二区域中垂直朝向的侧面的总面积。

第一销、第二销和第三销可以分别以规则的间距布置在第一区域、第二区域和第三区域中。

布置在第二区域中的第二销之间的间距可以大于布置在第三区域中的第三销之间的间距。

散热器可以由铜（Cu）或者铝（Al）制成。

散热器还可以包括：盖件，该盖件覆盖第一区域、第二区域和第三区域。

附图说明

图1是根据本发明的一种实施方式的散热器的内部结构的平面图；

图2是根据本发明的一种实施方式的散热器的内部结构的立体图；

图3是根据本发明的一种实施方式的散热器引入的冷却水的流动速度的分布（或者通量分布）的视图；

图4是根据本发明的一种实施方式的散热器的整体区域的温度分布的视图；

图5是根据现有技术的散热器引入的冷却水的流动速度的分布的视图；

图6是根据现有技术的散热器的整体区域的温度分布的视图。

具体实施方式

通过以下参见附图进行的描述，本发明的各种特征和优点将显而易见。

本说明书和权利要求书中的术语和词语不应当被解释为限于典型含义或词典中的定义，而应当基于规则被解释为具有与本发明的技术范围相关的含义和概念，根据所述规则，发明人能够合适地定义术语的概念来最恰当地描述他或她所知道的实施本发明的最佳方法。

通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将更为清楚地得到理解。在说明书中，所有附图中的部件添加了附图标记，需要注意的是，即使该部件显示在不同的附图中，相同的附图标记表示相同的部件。在描述本发明时，将省略对相关的公知功能或结构的详细描述，从而本发明的主旨不致模糊。在说明书中，术语“第一”、“第二”、“一表面”、“另一表面”等用于将一个元件和另一个元件区分开，但这些元件并不由上述术语所限制。

以下，将结合附图详细描述本发明的优选实施方式。

图1是根据本发明的一种实施方式的散热器的内部结构的平面图。图2是根据本发明的一种实施方式的散热器的内部结构的立体图；图3是根据本发明的一种实施方式的散热器引入的冷却水的流动速度的分布（或者通量分布）的视图；图4是根据本发明的一种实施方式的散热器的整体区域的温度分布的视图；图5是根据现有技术的散热器引入的冷却水的流动速度的分布的视图；图6是根据现有技术的散热器的整体区域的温度分布的视图。

参考图1，根据本实施方式的散热器100，包括第一区域A、第二区域B以及第三区域C，所述第一区域A中布置有多个第一销101；所述第二区域B中布置有多个第二销103；并且第三区域C中布置有多个第三销105。

如图1所示，根据本发明的优选实施方式的散热器100包括第一区域A、第二区域B以及第三区域C这三个区域，但是也可以在连接于冷却水引入部107的第一区域A和连接于冷却水排出部109的第三区域C之间形成有两个或者更多个区域。

此处，第二区域B可以形成为与第一区域A邻接，并且第三区域C可以形成为与第二区域B邻接。即，如图1所示，第一区域A、第二区域B以及第三区域C顺次形成。

与布置在第一区域A中的第一销101的表面积相比，布置在第二区域B中的第二销103可以具有较大的表面积，并且与布置在第二区域B的第二销103的表面积相比，布置在第三区域C的第三销105可以具有较大的表面积。

如果在形成有第二销103的第二区域B和形成有第三销105的第三区域C之间形成有形成第四销（没有显示）的第四区域（没有显示），则第四销（没有显示）的表面积可以大于第二销103的表面积而小于第三销105的表面积。

也就是，为了提高从连接于冷却水引入部107的第一区域A朝向连接于冷却水排出部109的第三区域C的散热性能，需要增加销的表面积。

在图1和图2中，布置在第一区域A中的第一销101具有六边形柱的形状，但是这仅仅是示例，销的横截面并不具体地限制。例如，销的横截面可以为圆形、三角形、四边形等。

在本发明的实施方式中，基于图1的平面视图，布置在第一区域A中的第一销101的垂直方向的尺寸（diameter）可以大于布置在第二区域B中的第二销103的垂直方向的尺寸，布置在第二区域B中的第二销103的垂直方向的尺寸可以大于布置在第三区域C中的的第三销105的垂直方向的尺寸。

同时，基于图1，布置在第一区域A中的第一销101的水平方向的尺寸（diameter）可以小于布置在第二区域B中的第二销103的水平方向的尺寸，第二销103的水平方向的尺寸可以小于布置在第三区域中C的第三销105的水平方向的尺寸。

也就是，基于图1，从第一销101到第三销105的方向，销的垂直方向的尺寸减小，而销的水平方向的尺寸增加。由此如图1所示，销的形状从类似销的形状变换为类似板的形状。

这是为了增加从第一区域A和第二区域B朝向第三区域C的销的表面积，即传热面积，由此提高热传导率，从而提高散热率。

另外，在本实施方式中，如图1和图2所示，通过增加冷却水在第二区域B中垂直朝向的侧面的面积而获得的总面积大于通过增加冷却水在第一区域A中垂直朝向的侧面（这是指第一销101之间的垂直截面，即，冷却水从中流过的部分的垂直截面）的面积而获得的总面积。

进一步地，通过增加冷却水在第三区域C中垂直朝向的侧面的面积而获得的总面积可以大于通过增加冷却水在第二区域B中垂直朝向的侧面的面积而获得的总面积。

也就是，从冷却水引入的部分到冷却水排出的部分，冷却水流过的总面积增加。

如上所述，由于从冷却水引入的部分到冷却水排出的部分，冷却水流经的销的外表面和侧面的总面积增加，因此能够提高表面热传导率，以增强散热特性。

另外，在本实施方式中，如图1和图2所示，布置在第一区域A中的第一销101之间的间隔a可以大于布置在第二区域B中的第二销103之间的间隔b，并且布置在第二区域B中的第二销103之间的间隔b可以大于布置在第三区域C中的第三销105之间的间隔c。

在这种方式中，由于第一销101之间的间隔大，因此冷却水在第一区域A中的流动速度快于冷却水在第二区域B中的流动速度，冷却水在第二区域B中的流动速度快于冷却水在第三区域C中的流动速度，冷却水通过第二区域B流到第三区域C的水流压力损失可以最大程度地减少，由此减少大量泵送动力的损耗。

即，根据本实施方式的散热器100按以下方式实现。也就是，因为第一区域A直接连接于冷却水引入部107，因此第一区域A中的冷却水具有低温度流，尽管第一销101的表面积相对较小并且冷却水的速度较快，但是热量可以通过从第一销101引入的冷却水而相对适当地传送，并且尽管引入的冷却水的温度通过第二区域B朝着第三区域C逐步地增加，但是由于销的表面积和冷却水的流动面积增加，因此热量可以容易地散发。

引入到散热器100中的冷却水的速度分布的计算结果和散热器100的整体区域的温度分布的实验结果分别如图3和图4所示。

首先，参见图3，注意到，在第一区域A中的第一销101之间流动的冷却水的速度较快，在第二区域B中的第二销103之间流动的冷却水的速度稍慢于在第一区域A中流动的冷却水的速度，并且在第三区域C中的第三销105之间流动的冷却水的速度更慢于在第二区域B中流动的冷却水的速度。

与之相比，参考图5，该图示出了引入到根据现有技术的散热器中的冷却水的速度分布，注意到，冷却水的速度整体比较慢。

另外，参考图4，注意到，根据本实施方式的散热器100的第一区域A、第二区域B和第三区域C在整体上温度均匀分布。

与之相比，参考图6，该图示出了根据现有技术的散热器的温度分布，注意到，温度朝向冷却水排出的方向（箭头的方向）增加。

另外，图1和图2示出了散热器100的暴露的内部结构，以解释散热器的内部结构，但是本领域的技术人员能够意识到，可以进一步设置覆盖在第一区域A、第二区域B和第三区域C上的盖件（没有显示）。

此外，根据本发明的散热器100可以由铜（Cu）或者铝（Al）制成，但是本发明不是具体限定于此，可以使用任何具有优良热传导性能的材料。

另外，根据本实施方式的散热器100可以通过使用具有相应形状的模具通过注射成型制造，但是本发明不是具体限定于此。

根据本发明的优选的具体实施方式，由于散热器具有以下结构，在该结构这，冷却水被引入后，当冷却水从引入部流动到排出部时，冷却水朝向的散热器的总面积逐步增加，由此可以降低对冷却水流产生的阻力，相应地可以减少冷却水流的压力损失。

另外，由于如上所述，减少了冷却水流的压力损失，因此可以减少所消耗的泵送动力的量。

另外，由于采用了销的表面积逐渐增加的结构，因此可以降低加热单元的最大温度，并且同时，可以减少整个加热区域的温度偏差。

虽然出于说明目的公开了本发明的实施方式，但是可以理解的是，根据本发明的散热器并不限于这些实施方式，本领域的技术人员可以理解的是，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、添加和替换。

因此，任意以及所有的修改、变化和等同布置都应该理解为落在本发明范围内，本发明的具体范围在所附的权利要求书中公开。

Claims

1.一种散热器，该散热器包括：

第一区域，该第一区域连接于冷却水引入部，并且所述第一区域中布置有多个第一销；以及

第二区域，该第二区域连接于冷却水排出部，并且所述第二区域中布置有多个第二销。

2.根据权利要求1所述的散热器，该散热器还包括：

设置在所述第一区域和所述第二区域之间的一个或者多个区域，并且该一个或者多个区域中布置有销，该销的表面积大于所述第一销的表面积并且小于所述第二销的表面积。

3.根据权利要求1所述的散热器，其中，布置在所述第一区域中的第一销之间的间距大于布置在所述第二区域中的第二销之间的间距。

4.根据权利要求1所述的散热器，其中，冷却水在所述第二区域中垂直朝向的侧面的总面积大于冷却水在所述第一区域中垂直朝向的侧面的总面积。

5.根据权利要求1所述的散热器，该散热器还包括：盖件，该盖件覆盖所述第一区域和所述第二区域。

6.根据权利要求1所述的散热器，其中，所述散热器由铜或者铝制成。

7.一种散热器，该散热器包括：

第一区域，该第一区域中布置有多个第一销；

第二区域，该第二区域中布置有多个第二销，该第二销的表面积大于所述第一销的表面积，并且所述第二区域形成为与所述第一区域邻接；以及

第三区域，该第三区域中布置有多个第三销，该第三销的表面积大于所述第二销的表面积，并且所述第三区域形成为与所述第二区域邻接。

8.根据权利要求7所述的散热器，其中，所述第一区域连接于冷却水引入部，所述第三区域连接于冷却水排出部，并且冷却水在所述第二区域中垂直朝向的侧面的总面积大于冷却水在所述第一区域中垂直朝向的侧面的总面积。

9.根据权利要求7所述的散热器，其中，所述第一区域连接于冷却水引入部，所述第三区域连接于冷却水排出部，并且冷却水在所述第三区域中垂直朝向的侧面的总面积大于冷却水在所述第二区域中垂直朝向的侧面的总面积。

10.根据权利要求7所述的散热器，其中，所述第一销、第二销和第三销分别以规则的间距布置在所述第一区域、第二区域和第三区域中。

11.根据权利要求10所述的散热器，其中，布置在所述第一区域中的第一销之间的间距大于布置在所述第二区域中的第二销之间的间距。

12.根据权利要求10所述的散热器，其中，布置在所述第二区域中的第二销之间的间距大于布置在所述第三区域中的第三销之间的间距。

13.根据权利要求7所述的散热器，其中，所述散热器由铜或者铝制成。

14.根据权利要求7所述的散热器，该散热器还包括：盖件，该盖件覆盖所述第一区域、第二区域和第三区域。