CN108925119B - 一种新能源汽车控制器电路板用水冷板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车控制器电路板用水冷板及其制造方法，包括散热板、盖板和底板，利用数控加工中心通过搅拌摩擦焊工艺将盖板固定在底板上，底板上设有第一进水口、第一出水口和一对限位孔，盖板的上端设有第一凹槽，下端设有第二凹槽，第二凹槽与底板形成凹腔，第一凹槽底板上设有第二进水口和第二出水口，第二进水口靠近第一进水口一侧，第二出水口远离第一进水口一侧，第二凹槽内设有将凹腔阻隔成“S”型回流区的前堵条、阻隔条和后堵条，本发明具有双层流水结构，设置扰流凸台和“S”型回流区增加冷却液流阻，加大热量交换，提高散热效率，采用搅拌摩擦焊代替锁紧螺丝加密封圈的安装方式，底板不会出现连接缝，提高密封效果。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种新能源汽车控制器电路板用水冷板及其制造方法。
背景技术
随着中国工业的发展，新能源汽车市场将是未来发展的趋势。其中，新能源汽车的控制器作为“中枢神经”，担当者重要的指挥作用，其正常运行需要借助各种电路的支持，电路板随着汽车的行驶产生越来越多的热量，如果热量不能及时有效的散出，电路板过热影响电路，从而影响控制器的正常工作。
电路板的散热需要借助水冷板，现有的水冷板大多是单独的一层通道结构，采取一面进另一面出的单向流动，而且冷却液的流阻较小，没有经过充分的热量交换即流出水冷板，散热效率低下；而且水冷板上的盖板一般采用锁螺丝加密封圈的方式锁紧，密封圈使用寿命比较短、达到使用寿命之后密封圈变硬，密封效果不好，会导致冷却液漏出，造成装配在水冷板上的电路板、控制器短路、烧坏，对汽车行驶安全造成非常大的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车控制器电路板用水冷板及其制造方法，通过数控加工中心进行搅拌摩擦焊，将底板焊接在盖板上，冷水版具有双层流水结构，且通过设置扰流凸台和“S”型回流区增加冷却液的流阻，加大热量交换，提高散热效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新能源汽车控制器电路板用水冷板，包括散热板、盖板和底板，所述散热板设置在盖板上，所述盖板固定在底板上，所述底板上设有第一进水口、第一出水口和一对限位孔，所述第一进水口和第一出水口位于底板的同一侧边处，所述盖板的上端设有第一凹槽，其下端设有第二凹槽，所述散热板设置在第一凹槽上，所述第二凹槽与底板形成凹腔，所述第一凹槽底板上的相对两端处分别设有与槽壁平行的第二进水口和第二出水口，所述第二进水口靠近第一进水口一侧，所述第二出水口远离第一进水口一侧，所述第二凹槽内设有将凹腔阻隔成“S”型回流区的前堵条、阻隔条和后堵条，所述前堵条位于第二进水口处，所述后堵条位于第二出水口处，所述阻隔条位于前堵条和后堵条之间，所述阻隔条和后堵条上均设有与所述限位孔相匹配的限位凸台，一对所述限位凸台嵌套在一对限位孔内。
作为进一步的优化，所述第二进水口和第二出水口之间设有扰流凸台，所述扰流凸台沿远离第二进水口方向高度递增，且位于第二出水口处。
作为进一步的优化，所述第二进水口的宽度与第一凹槽底板的宽度相等。
作为进一步的优化，所述第二出水口的宽度与第二进水口的宽度相等。
作为进一步的优化，所述扰流凸台的宽度与第一凹槽底板的宽度相等。
作为进一步的优化，所述扰流凸台顶端的高度小于第一凹槽侧壁的高度。
作为进一步的优化，所述第二凹槽侧壁上设有环绕其壁身的限位带，所述底板上端周边处抵接于限位带上。
一种新能源汽车控制器电路板用水冷板的制造方法，包括以下步骤，S1)利用数控加工中心根据参数选配合适刀头分别加工出底板、盖板以及散热板；S2)利用锁紧螺丝和密封圈将散热板安装在盖板上端，将底板上的限位孔嵌套在盖板下端的限位凸台上，同时将底板上端周边处抵接于限位带上，选配搅拌头通过数控加工中心对盖板和底板进行搅拌摩擦焊，将底板焊接在盖板的下端；S3)对焊接后的接缝处进行机械表面处理，依次进行粗磨和细磨。
作为进一步的优化，所述S2中的搅拌头上设有搅拌肩和搅拌针，所述搅拌肩的半径为5-6mm，所述搅拌针的半径为2-2.5mm。
作为进一步的优化，所述搅拌肩的半径为5.5mm，所述搅拌针的半径为2.25mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.在盖板上位于散热板的下方设置第一凹槽，冷却液流经第一凹槽与散热板进行热量交换，第一凹槽相较于以往的“S”型通道，与散热板接触面积大，有利于热量交换；
2.第一凹槽内设置扰流凸台，对流经第一凹槽的冷却液起到扰流及增大水阻的作用，可以使冷却液减慢流速，与散热板充分换热后流出第一凹槽，提高冷却液换热的效能，可以带走较多的热量，避免流速过快导致换热效能低下；
3.前堵条、阻隔条以及后堵条起到改变冷却液流向的作用，增加冷却液的行程，有助于第一凹槽内的冷却液有较多的时间进行热量交换，同时自身的长流程也可通过底板自身散热，使冷却液以较低的温度进入下一工序；
4.通过数控加工中心实施搅动摩擦焊工艺将盖板固定在底板上，代替采用锁紧螺丝加密封圈的安装方式，底板上不会出现连接缝，可以提高密封效果，避免冷却液漏出造成装配在水冷板上的电路板或控制器短路；而且不用另外单独购进搅拌摩擦焊专用设备，通过现有的数控加工中心配合定制的搅拌头即可完成，节省了设备成本。
附图说明
图1为本发明冷水版的结构图。
图2为本发明底板的结构图。
图3为本发明盖板上端的结构图。
图4为本实用第一凹槽的结构图。
图5为本发明盖板下端的结构图。
图中，1.底板；2.盖板；3.散热板；11.第一进水口；12.第一出水口；13.限位孔；21.第一凹槽；22.第二进水口；23.第二出水口；24.扰流凸台；25.第二凹槽；26.前堵条；27.阻隔条；28.后堵条；29.限位带；30.限位凸台。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图2所示，一种新能源汽车控制器电路板用水冷板，包括散热板3、盖板2和底板1，散热板3设置在盖板2上，盖板2固定在底板1上，底板1上设有第一进水口11、第一出水口12和一对限位孔13，第一进水口11和第一出水口12位于底板1的同一侧边处。
如图3至图4所示，盖板2的上端设有第一凹槽21，第一凹槽21底板上的相对两端处分别设有与槽壁平行的第二进水口22和第二出水口23，第二进水口22靠近第一进水口11一侧，第二出水口23远离第一进水口11一侧，第二进水口22的宽度与第一凹槽21底板的宽度相等，第二出水口23的宽度与第二进水口22的宽度相等；第二进水口22和第二出水口23之间设有扰流凸台24，其沿远离第二进水口22方向高度递增，呈阶梯状，且扰流凸台24位于第二出水口23处，扰流凸台24的宽度与第一凹槽21底板的宽度相等，扰流凸台24顶端的高度小于第一凹槽21侧壁的高度。
如图5所示，盖板2的下端设有第二凹槽25，该第二凹槽25与底板1形成凹腔，第二凹槽25内设有将凹腔阻隔成“S”型回流区的前堵条26、阻隔条27和后堵条28，前堵条26位于第二进水口22处，后堵条28位于第二出水口23处，阻隔条27位于前堵条26和后堵条28之间，阻隔条27和后堵条28上均设有与限位孔13相匹配的限位凸台30，一对限位凸台30嵌套在一对限位孔13内，第二凹槽25侧壁上设有环绕其壁身的限位带29，底板1上端周边处抵接于限位带29上。
第一凹槽21的上方设有散热板3，第一凹槽内的冷却液通过与散热板3的接触进行热量交换。
一种新能源汽车控制器电路板用水冷板的制造方法，包括以下步骤，S1)利用数控加工中心根据参数选配合适刀头分别加工出底板1、盖板2以及散热板3；S2)利用锁紧螺丝和密封圈将散热板3安装在盖板2上端，将底板1上的限位孔13嵌套在盖板2下端的限位凸台30上，同时将底板1上端周边处抵接于限位带29上，选配搅拌头通过数控加工中心对盖板2和底板1进行搅拌摩擦焊，将底板1焊接在盖板2的下端；S3)对焊接后的接缝处进行机械表面处理，依次进行粗磨和细磨。
搅拌头上设有搅拌肩和搅拌针，搅拌肩的半径为5.5mm，搅拌针的半径为2.25mm。
工作原理：
将散热板3安装在盖板2上，将盖板2下端第二凹槽25内的限位凸台30嵌入底板1上的限位孔13中，底板1的上端周边处抵触于第二凹槽25内的限位带29上，通过数控加工中心配合定制的搅拌头采用搅动摩擦焊的方式将盖板2固定在底板1上，代替了采用锁紧螺丝加密封圈的安装方式，底板上不会出现连接缝，可以提高密封效果，避免冷却液漏出造成装配在水冷板上的电路板或控制器短路、烧坏。
冷却液从底板1上的第一进水口11进入第二凹槽25和底板1之间形成的凹腔内，由于前堵条26的阻隔作用，冷却液只能由第二进水口22进入第一凹槽21内，在此区域内与散热板进行热量交换，第一凹槽相较于以往的“S”型细长通道，与散热板接触面积大，有利于热量交换，第一凹槽21内的扰流凸台24对冷却液起到扰流及增大水阻的作用，可以使冷却液减慢流速，与散热板充分换热，然后通过第二出水口23再次进入凹腔内，由于后堵条28的阻隔作用，冷却液只能绕道流行，由于后堵条28、阻隔条27和前堵条26的阻隔作用，冷却液只能按照既定形成的“S”型流动，最终经底板1上的第一出水口12流出水冷板，完成热量交换并将热量带走并释放。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种新能源汽车控制器电路板用水冷板，包括散热板(3)、盖板(2)和底板(1)，所述散热板(3)设置在盖板(2)上，所述盖板(2)固定在底板(1)上，所述底板(1)上设有第一进水口(11)、第一出水口(12)和一对限位孔(13)，所述第一进水口(11)和第一出水口(12)位于底板(1)的同一侧边处，其特征在于，所述盖板(2)的上端设有第一凹槽(21)，其下端设有第二凹槽(25)，所述散热板(3)设置在第一凹槽(21)上，所述第二凹槽(25)与底板(1)形成凹腔，所述第一凹槽(21)底板上的相对两端处分别设有与槽壁平行的第二进水口(22)和第二出水口(23)，所述第二进水口(22)靠近第一进水口(11)一侧，所述第二出水口(23)远离第一进水口(11)一侧，所述第二凹槽(25)内设有将凹腔阻隔成“S”型回流区的前堵条(26)、阻隔条(27)和后堵条(28)，所述前堵条(26)位于第二进水口(22)处，所述后堵条(28)位于第二出水口(23)处，所述阻隔条(27)位于前堵条(26)和后堵条(28)之间，所述阻隔条(27)和后堵条(28)上设有与所述限位孔(13)相匹配的限位凸台(30)，一对所述限位凸台(30)嵌套在一对限位孔(13)内并采用摩擦焊焊接；所述第二进水口(22)和第二出水口(23)之间设有扰流凸台(24)，所述扰流凸台(24)沿远离第二进水口(22)方向高度递增，且位于第二出水口(23)处；所述第二凹槽(25)侧壁上设有环绕其壁身的限位带(29)，所述底板(1)上端周边处抵接于限位带(29)上并采用摩擦焊焊接。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板，其特征在于，所述第二进水口(22)的宽度与第一凹槽(21)底板的宽度相等。
3.根据权利要求2所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板，其特征在于，所述第二出水口(23)的宽度与第二进水口(22)的宽度相等。
4.根据权利要求3所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板，其特征在于，所述扰流凸台(24)的宽度与第一凹槽(21)底板的宽度相等。
5.根据权利要求4所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板，其特征在于，所述扰流凸台(24)顶端的高度小于第一凹槽(21)侧壁的高度。
6.一种如权利要求1-5任意一项所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1)利用数控加工中心根据参数选配合适刀头分别加工出底板(1)、盖板(2)以及散热板(3)；
S2)利用锁紧螺丝和密封圈将散热板(3)安装在盖板(2)上端，将底板(1)上的限位孔(13)嵌套在盖板(2)下端的限位凸台(30)上，同时将底板(1)上端周边处抵接于限位带(29)上，选配搅拌头通过数控加工中心对盖板(2)和底板(1)进行搅拌摩擦焊，将底板(1)焊接在盖板(2)的下端；
S3)对焊接后的接缝处进行机械表面处理，依次进行粗磨和细磨。
7.根据权利要求6所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板的制造方法，其特征在于，所述S2中的搅拌头上设有同轴的搅拌肩和搅拌针，所述搅拌肩的半径为5-6mm，所述搅拌针的半径为2-2.5mm。
8.根据权利要求7所述的新能源汽车控制器电路板用水冷板的制造方法，其特征在于，所述搅拌肩的半径为5.5mm，所述搅拌针的半径为2.25mm。
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