CN108575070A - 一种内置热管网的电动车控制器外壳 - Google Patents

Abstract

一种内置热管网的电动车控制器外壳，它主要由上盖、垫片、壳体组成。上盖内的彼此连通的下纵管腔、上纵管腔组、横管腔组、竖管腔组、毛细管，通过细牙螺钉A、细牙螺钉B和密封胶的密封连接，构成了纵横连通的内置热管网。内置的热管网将功率管所产生的热量迅速传导到蛇形散热片上散热。蛇形散热片较竖直散热片有较大的散热面积。它的特点是：1：散热快，能迅速降低功率管的温度。2.坚固耐用。3.性价比高。4.密封性好。5.环保。

Description

一种内置热管网的电动车控制器外壳

技术领域

本发明涉及一种电动车控制器外壳，特别涉及一种内置热管网的电动车控制器外壳。

背景技术

电动车控制器是控制电动车速度、启动、停止、转向等功能的装置。因为它的性能、特别是可靠性涉及人们的生命财产安全的大事，所以各电动车生产厂家特别重视电动车控制器的质量。保证电动车控制器质量首先选用高质量的功率管等电子元器件和设计合理的电路，还必须非常重视功率管的散热问题。当前，由于没有解决好散热问题，使电动车控制器质量不能保证，不仅影响电动车的正常使用，安全事故时有发生，给人们的生命财产造成不应有损失。目前，电动车特别是大功率电动车控制器的散热问题已经成为影响电动车行业发展的瓶颈。

目前电动车功率管的热传导路线是：功率管-导热硅质、绝缘薄膜-导热硅质-铝条-散热器上沿-散热翅片-环境。尽管导热硅质、绝缘薄膜的导热系数不高，但其厚度都很小，对导热影响不大。提高导热硅质、绝缘薄膜的导热系数并非电动车制造厂力所能及的，只能寄托专业公司的创新。铝条-散热器上沿-散热翅片之间的热传导路径是：功率管的热量通过导热硅脂、绝缘薄膜、导热硅质传导到机壳上盖的铝条上后热量沿铝条高度方向向机壳上沿传导；传导到机壳上沿的热量向机壳宽度的左右两个方向传导后，向其上部的散热翅片传导。传导到散热翅片上热量加热其周围的空气，空气被加热后，体积变大而比重下降而上升，原来的空间被周围的冷空气补充。如此循环往复，实现了对功率管的散热。上述热传导路径较长之处有二：其一是，铝条上热量沿铝条高度方向机壳上沿传导。其二是传导到机壳上沿的热量向机壳宽度的左右两个方向传导。我们知道，热传导过程的热阻与热量经过的路线传导成正比。这两个热阻大之处，使：功率管的热量不能很快地传导到散热翅片上和各散热翅片上的温度不均匀，造成功率管的热量不能快速散掉而聚集在功率管及附近，使功率管的温度高而影响控制器的性能和寿命。还使散热翅片的金属利用率低，造成浪费。散热速度慢严重影响电动车控制器的功能和寿命，是制约电动车控制器乃至电动车行业发展的瓶颈。

技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种内置热管网的电动车控制器外壳。

一种内置热管网的电动车控制器外壳，，它由内置热管网的上盖(以后简称上盖)、垫片、壳体、前端板、后端板。前端密封垫、后端密封垫、螺纹密封胶、螺钉、螺母、垫、自攻螺钉、垫圈、工质组成。

热管网内置于上盖内，由横管腔组、上纵管腔组、竖管腔组、下纵管腔、毛细管、细牙螺钉A、细牙螺钉B、螺纹密封胶、和工质组成。

上盖是挤压工艺制成的铝型材，它的基本形状是一个由水平段和垂直段组成的对称或不对称的T型。T形的水平段上方有蛇形散热片、竖直散热片。固定孔、连接孔、小凸起、细牙螺钉A、横管腔组、上纵管腔和小凸起均在T形的水平段。T形的垂直段上面有：竖管腔组、下纵管腔、螺丝孔、细牙螺钉B、右立平面、左立平面。

毛细管焊接在T形的垂直段上；也可以用细牙螺纹加密封胶与T形的垂直部分密封连接。

下纵管腔、上纵管腔组、小凸起和固定孔在挤压时一次成型。

由数个管腔组成的横管腔组、竖管腔组由机械加工成型。

上盖内彼此连通的下纵管腔、上纵管腔组、横管腔组、竖管腔组、毛细管、细牙螺钉A、细牙螺钉B和螺纹密封胶构成了纵横彼此连通的内置热管网。

细牙螺钉A和细牙螺钉B在拧入对应螺丝孔前，必须在螺纹部分和螺丝孔均匀地涂上与工质不起化学反应的螺纹密封胶。细牙螺钉A和细牙螺钉B在拧入对应螺丝孔后要静停24小时。

竖直散热片只有两片，分别位于蛇形散热片的两边。

功率管分别固定在左、右两平面上。

壳体由螺孔、外加强筋、固定孔、内加强筋、条形垫片槽和下加强筋组成。

前端板、后端板和前、后端板密封垫和垫片，用于防止灰尘和水进入机壳内。

前端板、后端板由镀锌铁板或铝板冲压成型。

前、后端密封垫和垫片由无毒的橡胶或塑料制成。

小凸起用于压紧条形垫片。

控制器工作时，功率管发出的热量加热位于上盖内的下纵管腔、竖管腔组内的工质。工质吸热沸腾、蒸发为工质蒸汽。工质蒸汽沿竖管腔的轴线上升到位于上盖内的纵管腔、横管腔组内。上升到上纵管腔、横管腔组内的工质蒸汽，因将所携带的热量传导到蛇形散热片、竖直散热片上将其加热而失去热量。失去热量的工质蒸汽冷凝为工质液体后，依靠重力回到下纵管腔、竖管腔组内继续参加吸热蒸发、失热冷凝的循环。如此循环往复，将功率管上的热量快速传导到蛇形散热片、竖直散热片上。被加热的蛇形散热片、竖直散热片加热其周围的空气。被加热的空气因比重下降而上升，留下的空间被周围的冷空气随即补充。如此循环往复，将传导到蛇形散热片、竖直散热片上的热量散到环境空气之中。工质吸热蒸发、失热冷凝的循环往复和蛇形散热片、竖直散热片周围热空气的上升和冷空气的补充的循环往复，实现了功率管的散热。

由于：上盖内彼此连通的下纵管腔、上纵管腔组、横管腔组、竖管腔组、毛细管、细牙螺钉A、细牙螺钉B和螺纹密封胶构成了纵横彼此连通的内置热管网。将携带热量的工质蒸汽快速且均匀地分布到上盖水平段，使得上盖水平段的温度快速升高且分布均匀。上盖水平段较高且均匀分布的温度，使与上盖水平段为一体的各蛇形散热片、竖直散热片上都以较高且相同的温度与环境进行自然对流热交换，即功率管的热量内迅速且均匀传导到各蛇形散热片、竖直散热片上参与和环境空气进行自然对流热交换。克服了现有机壳热量传导到散热翅片上的速度慢和各散热翅片上温度不均匀的不足之处，使本发明具有散热速度快和金属利用效率高的特点。

曲线形的蛇形散热翅片较同样翅高的竖直散热片有较大的表面积，即在同样翅高的条件下，增加了与环境空气进行自然对流热交换的面积，同样加快了对功率管的散热。

附图说明

图1：本发明一种内置热管网的电动车控制器外壳的结构示意图。

图2：件1的结构示意图。

图3：图2的剖面图。

图4：图3的俯视图。

图5：件3的横断面示意图。

图6：图5的俯视图。

图7：件5的结构示意图。

图8：图7的侧视图。

图9：图7的顶视图。

图10：图7的俯视图。

图11：件6的结构示意图。

图12：图11的侧视图。

图13：图11的俯视图。

图1～13中：1-上盖。2-密封垫片。3-壳体。4-前端板。5-后端板。6-前端密封垫。7-后端密封垫。8-螺纹密封胶。9螺钉。10螺母。11垫圈。12自攻螺钉。13垫圈。14工质。

101蛇形散热片、102竖直散热片、103上盖水平段、104上盖垂直段、105端板固定孔、106连接孔、107小凸起、108细牙螺钉A、109横管腔组、110上纵管腔组、111竖管腔组、112螺纹孔、113下纵管腔、114垂直段右立平面、115细牙螺钉B、116垂直段左立平面、117毛细管。

蛇形散热片101的左右两边各有一个竖直散热片102。

31螺纹孔、32水平加强筋、33端板固定孔、34内加强筋、35密封垫片槽、36下加强筋。

41立板、42水平板。

411固定孔、412加强筋A、413加强筋B、414凸起、415进线孔、416出线孔。

421安装孔。

51立板、52水平板.

511固定孔、512加强筋A、513加强筋B。

521安装孔。

由于前端密封垫6、后端密封垫7外形和尺寸分别与前端板4、后端板5外形和尺寸相同，故前端密封垫6、后端密封垫7的结构示意图没有出现在附图中。

实施方案

一种内置热管网的电动车控制器外壳，它由上盖1、垫片2、壳体3、前端板4、后端板5、前端板密封垫6、后端板密封垫7、密封胶8、螺钉9、垫圈10、螺母11、自攻螺钉12、垫圈13和工质14组成。

上盖1是挤压工艺制成的铝型材，它的基本形状是一个由水平段103和垂直段104组成的对称或不对称的T形。

T形的水平段103的上方有蛇形散热片101、竖直散热片102。端板固定孔105、连接孔106、小凸起107、细牙螺钉A 108、横管腔组109、上纵管腔组110均在T形的水平段103上。

T形的垂直段104上有：竖管腔组111、下纵管腔113、螺丝孔112、细牙螺钉B 115、右立平面114、左立平面116和毛细管117。

热管网内制于上盖1内。首先将毛细管117焊接在T形的垂直段104上，或用细牙螺钉和螺纹密封胶密封在垂直段104上。然后将彼此连通的横管腔组109、上纵管腔组110、竖管腔组111、下纵管腔113，分别用细牙螺钉A 108、细牙螺钉B 115和密封胶8密封连接。再经毛细管117抽真空、注工质并密封毛细管117的开口后，制成了内制于上盖1内的热管网。

上盖1内的下纵管腔113、上纵管腔组110、端板固定孔105、小凸起107、蛇形散热片101、竖直散热片102一次挤压成型。

由数个管腔组成的横管腔组109、竖管腔组111由机械加工成型。

上盖1、细牙螺钉A 108、细牙螺钉B 115和毛细管117在组装前必须清洗。操作人员不能用手直接接触被清洗后的零部件。

上盖1内的彼此连通的下纵管腔113、上纵管腔组110、横管腔组109、竖管腔组111、毛细管117，通过细牙螺钉A108、细牙螺钉B 115和密封胶8的密封连接，构成了纵横彼此连通的内置热管网。

电路板上的功率管分别固定左立平面114和右立平面116上。

壳体3由31螺纹孔、32水平加强筋、33端板固定孔、34内加强筋、35密封垫片槽、36下加强筋组成。

垫片2由无毒的橡胶或软塑料制成。用于防止灰尘和水通过上盖1和壳体3之间的间隙进入机壳内。

工质14是化学潜热大、沸点低、与金属铝相容、没有温室效应和不破坏大气臭氧层天然冷媒。

本发明一种内置热管网的电动车控制器外壳组装过程是：首先，将电路板上的功率管分别固定右立平面114和左立平面116上，再用螺钉9、螺母10、垫圈11将上盖1、密封垫2和壳体3密封连接为一体。然后用自攻螺钉12、垫圈13分别将前端板4、后端板5、前端板密封垫6、后端板密封垫7与将上盖1和壳体3连接。

控制器工作时，功率管发出的热量加热下纵管腔113、竖管腔组111内的工质。工质吸热沸腾、蒸发为工质蒸汽。工质蒸汽沿竖管腔111的轴线上升到上纵管腔110、横管腔组109内。上升到上纵管腔110、横管腔组109内的工质蒸汽因将所携带的热量传导到蛇形散热片101、竖直散热片102上并将其加热而失去热量。失去热量的工质蒸汽冷凝为工质液体后，依靠重力回到下纵管腔113、竖管腔组111内继续参加吸热蒸发、失热冷凝的循环。如此循环往复，将功率管上的热量快速传导到上盖1上面的蛇形散热片101、竖直散热片102将其加热。被加热的蛇形散热片101、竖直散热片102加热其周围的空气；被加热的空气因比重下降而上升后，周围的冷空气随即补充到上升空气的位置。如此循环往复，将蛇形散热片、竖直散热片上的热量散到环境空气之中。工质吸热蒸发、失热冷凝的循环往复和蛇形散热片101、竖直散热片102周围热空气的上升和冷空气的补充的循环往复，实现了功率管的散热。

本发明的特点是：

1：散热快，能迅速降低功率管的温度。

上盖内彼此连通的下纵管腔113、上纵管腔组110、横管腔组109、竖管腔组111、毛细管117，通过细牙螺钉A 108、细牙螺钉B 115和密封胶8的密封连接，构成了纵横彼此连通的内置热管网。内置热管网将携带热量的工质蒸汽快速且均匀地分布到上盖水平段103。使上盖水平段103温度快速上升且分布均匀。上盖水平段103的均匀分布的温度，使与上盖水平段103为一体的各蛇形散热片101、竖直散热片102都有较高且相同的温度。由于热传导的热量与两者的温差成正比，所以，各蛇形散热片101、竖直散热片102与环境空气的热交换都有较大和基本相同的强度。因此：热量能迅速且均匀的传导至各蛇形散热片101、竖直散热片102上进行快速散热。

曲线形的蛇形散热翅片较同样翅高的竖直散热片有较大的表面积，即在同样翅高的条件下，增加了与环境空气进行自然对流热交换的面积。

2.坚固耐用

内置于上盖1内的热管网避免了热管网与外部的碰撞。挤压成形的蛇形散热片101、竖直散热片102较冲压成形的散热翅片有较高的强度和刚度。

3.性价比高

因使用细牙螺纹加螺纹胶密封代替铝-铝焊接，提高了生产率和成品率降低了生产成本。

使用的工质化学潜热大，价格低。

4.密封性好

上盖上的小凸起，能压紧上盖与壳体之间的密封垫片，使水气和灰尘不易进入控制器内。

5.环保

工质14是化学潜热大、沸点低、与金属铝相容、没有温室效应、不破坏大气臭氧层的天然冷媒。

生产工艺过程产生的铝下脚料可以回收利用。

生产工艺过程没有噪声。

Claims (8)

1.一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：它由内置热管网的上盖和垫片、壳体、前端板、后端板、前端板密封垫、后端板密封垫、密封胶、螺钉、垫圈、螺母、自攻螺钉、垫圈及工质组成。

2.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：上盖的基本形状是一个由水平段和垂直段组成的对称或不对称的T形。

3.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：T形的水平段上方有蛇形散热片、竖直散热片。

4.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：竖直散热片只有两片，分别位于蛇形散热片的两边。

5.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：在T形的水平段上有：固定孔、连接孔、小凸起、细牙螺钉A、横管腔组、上纵管腔和小凸起。

6.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：T形的垂直段上面有：竖管腔组、下纵管腔、螺丝孔、细牙螺钉B、右立平面、左立平面。

7.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：上盖内彼此连通的下纵管腔、上纵管腔组、横管腔组、竖管腔组、毛细管、细牙螺钉A、细牙螺钉B和螺纹密封胶构成了纵横彼此连通的内置热管网。

8.根据权利要求1所述的一种内置热管网的电动车控制器外壳，其特征是：前端板有一凸起，进线孔和出线孔都在凸起上。