CN107426940B - 一种车用dc/dc变换器散热方法 - Google Patents

一种车用dc/dc变换器散热方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种车用DC/DC变换器散热方法，变换器的外壳上根据不同发热元器件的外形设有突出于外壳表面的元器件外框壳，发热元器件安装在所述元器件外框壳内，所述外壳的表面及所述元器件外框壳的周圈设有散热片；在发热元器件与所述外壳及所述元器件外框壳之间进行两次灌胶，发热元器件通过灌胶材料将热量传递到外壳上的散热片进行散热。本发明的有益效果为：采用灌胶技术结合散热片的方式，通过结构布置及两次不同灌胶工艺，提高散热能力，达到良好散热的同时，增强减震、密封效果以及减轻零件重量。

Description

一种车用DC/DC变换器散热方法
技术领域
本发明属于汽车制造领域，具体涉及一种车用DC/DC变换器散热方法。
背景技术
DC/DC变换器是纯电动汽车的关键零部件，DC/DC变换器在工作过程中易于发热。为了提高DC/DC变换器的使用寿命和可靠性，需要做好DC/DC的散热设计。目前，装配在汽车上的DC/DC变换器的主要散热方式有自然散热，强制风冷散热、液冷散热、灌胶散热。其中，自然散热主要是通过零部件的散热片进行散热，对于较大功率的DC/DC变换器，此方法要求较大的散热片面积和体积，影响零部件的装配，给整车布置带来困难。现有技术中灌胶散热要采用散热纸，在铝基壳内表面与PCB板之间加散热纸，使电气元器件产生的热量能有效的传导至外壳，并通过增加外壳的散热片使散热更加良好。但散热纸在装配过程中，对装配工艺有一定要求，且若使用过程中散热纸出现破损，则元器件易与机壳短路，出现事故。强制风冷散热，主要通过外置风扇散热，此方案增加了零部件的成本，和整车系统的控制难度，同时风扇的寿命较难保证，不利于汽车长期运行。液冷散热增加了液冷系统，大大增加了整车成本，同时增大了系统的复杂度和维护成本。
发明内容
本发明提出一种车用DC/DC变换器散热方法，采用灌胶技术结合散热片的方式，通过结构布置及两次不同灌胶工艺，用第一次灌胶取代散热纸，并通过改变灌胶原材料比例，使灌胶的最终材料属性与铝基外壳相近，增加导热系数，减少因材料属性不同而引起的温升过程中的形变，在结构上，外壳上设有安放元器件的槽(元器件外框壳)使外壳与元器件间距更小，间接减少传热距离来增强散热能力，解决纯电动汽车用的DC/DC变换器的散热问题；解决灌胶散热的散热纸易破问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种车用DC/DC变换器散热方法，
变换器的外壳上根据不同发热元器件的外形设有突出于外壳表面的元器件外框壳，发热元器件安装在所述元器件外框壳内，所述外壳的表面及所述元器件外框壳的周圈设有散热片；
在发热元器件与所述外壳及所述元器件外框壳之间进行两次灌胶，发热元器件通过灌胶材料将热量传递到外壳上的散热片进行散热，两次灌胶的步骤如下：
1)将发热元器件放入各自的元器件外框壳内，预抽真空后进行第一次灌胶，以1︰0.9的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第一次灌胶材料，第一次灌胶未填充满外壳壳体；
2)在第一次灌胶没有填充满外壳壳体的情况下，进行第二次灌胶，以1︰0.2的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第二次灌胶材料，直到填充满外壳壳体为止，完成第二次灌胶。
优选地，两次灌胶量即第一次灌胶材料与第二次灌胶材料的质量比控制在1:10到1:11。
优选地，在进行第一次灌胶时，灌胶材料以覆盖元器件下表面及侧面的量为标准定量加入。
进一步地，所述发热元器件包括MOS管、电容和变压器。
优选地，所述外壳上设有MOS管外框壳、电容外框壳和变压器外框壳。
本发明的有益效果为：
a)双重结构散热方式增强了零件的散热能力。
b)采用灌胶技术取代绝缘纸的结构，增强了零部件的电路安全性；同时外壳更能与内部元件接触全面、良好，从而更能提高散热效果。
c)第一次灌胶采用预抽真空工艺，提高元器件与壳体的接触面积和接触质量，增强散热能力；
d)采用与外壳导热系数相近的材料进行灌胶，加快了零件内部的散热速度，提高散热能力。
e)两次灌胶的结构方式提高了零部件内部元件的稳固性及可靠性，提高了防震能力。
f)双重结构散热，两次灌胶的方式，提高了零部件的密封等级。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新实施例所述的车用DC/DC变换器的正视图；
图2为本实用新实施例所述的车用DC/DC变换器的侧视图。
图中：
1、外壳；2、散热片；3、电容外框壳；4、变压器外框壳；5、MOS管外框壳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明实施例所述的车用DC/DC变换器散热方法，
变换器的外壳1上根据不同发热元器件的外形设有突出于外壳表面的元器件外框壳，发热元器件安装在所述元器件外框壳内，所述外壳的表面及所述元器件外框壳的周圈设有散热片2；
在发热元器件与所述外壳及所述元器件外框壳之间进行两次灌胶，发热元器件通过灌胶材料将热量传递到外壳上的散热片进行散热，两次灌胶的步骤如下：
1)将发热元器件放入各自的元器件外框壳内，预抽真空后进行第一次灌胶，以1︰0.9的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第一次灌胶材料，第一次灌胶未填充满外壳壳体；
2)在第一次灌胶没有填充满外壳壳体的情况下，进行第二次灌胶，以1︰0.2的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第二次灌胶材料，直到填充满外壳壳体为止，完成第二次灌胶。
采用外部散热片和两次灌胶的双重结构进行散热，提高DC/DC变换器的散热能力，在提升散热能力的同时，缩小了零件的尺寸。
采用绝缘散热好的材料进行第一次灌胶，替换原来工艺中的绝缘纸(散热纸)，增强电气安全性能；又因为第一次灌胶材料与外壳散热材料的导热系数相近，增强散热能力。提高内部绝缘性能的同时，增强零部件的散热性能。
采用密度相对较小的材料进行第二次灌胶，增强DC/DC变换器的散热能力及防震效果。
第一次灌胶因取代散热纸的作用，因此第一次灌胶是存在于元器件与壳体之间的空隙，所选用材料的密度与导热系数均与铝壳相近，能更好的导热，同时也最大程度避免了不同材料间热胀冷缩导致的脱离或者涨坏等问题。若灌胶空间内全部为第一次灌胶的材料，则因第一次灌胶材料密度大，导致产品质量太重。在提升散热能力的同时，为了增强减震、密封效果以及减轻零件重量，因此增加第二次灌胶。
在结构上，外壳上根据不同发热元器件的外形设有突出于外壳表面的元器件外框壳，相对于传统结构，缩小了外壳与元器件之间的距离，即缩小了发热元器件的导热间隙，使导热性能更好，且绝缘可靠性更高。同时，除了外壳表面外，元器件外框壳周圈均设有散热片，这样元器件的四周也能达到良好的散热效果，提升了整体的散热能力。
本例中，两次灌胶量即第一次灌胶材料与第二次灌胶材料的质量比控制在1:10。
本例中，在进行第一次灌胶时，灌胶材料以覆盖元器件下表面及侧面的量为标准定量加入。
本例中，所述发热元器件包括MOS管、电容和变压器。
本例中，所述外壳上设有MOS管外框壳5、电容外框壳3和变压器外框壳4。
本发明已在实体车上应用，通过实践证明该变换器工艺可靠，且通过检测散热良好，满足车辆要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种车用DC/DC变换器散热方法，其特征在于：
变换器的外壳上根据不同发热元器件的外形设有突出于外壳表面的元器件外框壳，发热元器件安装在所述元器件外框壳内，所述外壳的表面及所述元器件外框壳的周圈设有散热片；
在发热元器件与所述外壳及所述元器件外框壳之间进行两次灌胶，发热元器件通过灌胶材料将热量传递到外壳上的散热片进行散热，两次灌胶的步骤如下：
1)将发热元器件放入各自的元器件外框壳内，预抽真空后进行第一次灌胶，以1∶0.9的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第一次灌胶材料，第一次灌胶未填充满外壳壳体；
2)在第一次灌胶没有填充满外壳壳体的情况下，进行第二次灌胶，以1∶0.2的质量比混合环氧树脂与固化剂作为第二次灌胶材料，直到填充满外壳壳体为止，完成第二次灌胶。
2.根据权利要求1所述的车用DC/DC变换器散热方法，其特征在于：两次灌胶量即第一次灌胶材料与第二次灌胶材料的质量比控制在1:10到1:11。
3.根据权利要求1所述的车用DC/DC变换器散热方法，其特征在于：在进行第一次灌胶时，灌胶材料以覆盖元器件下表面及侧面的量为标准定量加入。
4.根据权利要求1-3任一项所述的车用DC/DC变换器散热方法，其特征在于：所述发热元器件包括MOS管、电容和变压器。
5.根据权利要求4所述的车用DC/DC变换器散热方法，其特征在于：所述外壳上设有MOS管外框壳、电容外框壳和变压器外框壳。
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