CN109600975B - 电机控制器总成及其散热器结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于散热技术领域，具体涉及一种电机控制器总成及其散热器结构，所述散热器包括底外壳和容置在所述底外壳内的散热底板，所述散热底板上表面装有IGBT模块，所述散热底板下表面分布有散热翅片；所述底外壳为周边高中间下凹的壳体，所述底外壳底部设有进、出水口，所述底外壳外部设有电机控制器安装脚。本发明突破了平板型水冷散热器的平面方式，散热器降温冷却的空间更大，提高了散热器的散热性能。

Description

电机控制器总成及其散热器结构
技术领域
本发明属于散热技术领域，具体涉及一种电机控制器总成及其散热器结构。
背景技术
电动车辆的驱动电机控制器是电动汽车的关键核心零部件，要求小体积高功率，具备较高的功率密度和可靠性，传统的对电机控制器进行散热的方式为水冷却方式。电机控制器的功率损耗主要发生在功率半导体IGBT器件上，即电机控制器主要对功率IGBT模块进行散热，所以一般是IGBT模块直接安装到水冷平板型散热器上。
水冷平板型散热器主要由钻孔式、压管式、组装式、摩擦焊/电子束焊和真空钎焊几种制作工艺方式种类，各工艺种类方式散热器特征如下：1.钻孔式：CNC钻孔或型材拉槽用堵头加焊接将部分区域密封，CNC外形加工，工艺简单，批量生产成本低，性能较低；2.压管式：CNC铣槽或型材拉槽，将折弯铜管或焊或压或粘入槽腔，再CNC外形加工，工艺简单，批量生产成本低，性能较低；3.组装式：CNC或压铸加工水腔与外型，与外盖用螺丝与密封圈或胶水压合密封，工艺简单，成本低，性能一般；4.摩擦焊/电子束焊：CNC加工水腔与外盖摩擦焊/电子束焊做密封焊接，CNC成品加工，工艺复杂，结构灵活，可靠性高，成本高；5.真空钎焊：CNC或其他方式加工水腔、真空钎焊做面密封，CNC成品加工，工艺复杂，结构灵活可靠性高，成本最高。
发明内容
本发明的目的是提供一种相比目前采用的平板型水冷散热器工艺简单、成本低廉、散热性能更好的电机控制器总成及其散热器结构。
本发明的技术方案为：提供一种电机控制器，包括电机控制器和散热器，所述散热器包括底外壳和容置在所述底外壳内的散热底板，所述散热底板上表面装有IGBT模块，所述散热底板下表面分布有散热翅片；所述底外壳为周边高中间下凹的壳体，所述底外壳底部设有进、出水口，所述底外壳外部设有电机控制器安装脚。
优选地，所述散热底板与所述底外壳的连接方式择一选用以下一种：(1)螺纹连接结构；(2)嵌合结构。
优选地，所述螺纹连接结构为：所述散热底板上设有用于安装IGBT模块的螺钉通孔，所述底外壳上设有与散热底板上螺钉通孔对应的螺钉孔，螺钉通过穿过所述螺钉通孔和所述螺钉孔将所述IGBT模块和散热底板安装至所述底外壳上。
优选地，所述嵌合结构为：所述散热底板嵌入所述底外壳的安装平面，所述IGBT模块底面大于所述散热底板，将所述散热底板压合。
优选地，所述散热底板上还设有与所述底外壳密封装配的榫卯凹槽，所述底外壳上设有与散热底板上的密封榫卯凹槽对应的凸棱。
优选地，所述散热底板的榫卯凹槽通过密封胶水或密封胶条与所述底外壳上的凸棱密封装配，使得所述散热底板与所述底外壳之间形成密封水仓供冷却水通过。
优选地，所述底外壳的下凹部分为水仓区域，所述水仓区域内的底面上分布有用于导流的分隔垱片，所述分隔垱片在所述水仓区域内将所述底外壳底面分隔成一条从进水口到出水口连贯的水流通道。
优选地，所述散热底板下表面的散热翅片位于水仓区域内。
优选地，所述底外壳外部的电机控制器安装脚与所述底外壳一次铸造成型，所述电机控制器安装脚位于所述底外壳的外侧壁上。
优选地，所述散热底板上表面还装有电容器模块，所述电容器模块的安装方式与所述IGBT模块的安装方式一致。
本发明的另一种技术方案为：提供一种电机控制器总成的散热器结构，，所述散热器结构由底外壳与覆设在所述底外壳上的散热底板组成，所述散热底板由散热底板内面边沿设置的榫卯凹槽、位于所述散热底板上，等距划分榫卯凹槽轮廓围成的区域而设置的第一封闭环凸起、所述第一封闭环凸起的一端设有与所述榫卯凹槽连接的凹道、相邻两第一封闭环凸起之间形成的区域内凸设的若干条散热翅片组成；所述若干条散热翅片构成的形态为顶部中间的翅片最高，且其两边翅片的高度呈坡度状递减，所述若干条散热翅片构成的形态为底部中间的翅片最低，且其两边翅片的高度呈坡度状递增；对应的，所述底外壳中部下凹形成的腔体内设有与所述散热底板上的第一封闭环凸起位置对应的第二封闭环凸起，所述底外壳的腔体边沿上设有与散热底板上的榫卯凹槽对应的凸棱，所述第一封闭环凸起和所述第二封闭环凸起上设有用于将散热底板和底外壳螺纹连接的螺纹孔。
优选地，所述第二封闭环凸起一端设有与所述凸棱相连的凸柱，所述第二封闭环凸起和所述凸柱将所述底外壳的腔体等距划分，所述底外壳的腔体被划分的区域与所述散热底板上被第一封闭环凸起划分的区域位置对应；所述第一、第二封闭环凸起轮廓为提琴状型，提琴状型的封闭环凸起底部开设有两个螺孔、顶部开设有一个螺孔，三螺孔形成正三角分布；所述底外壳的腔体被等距划分的区域内均设有分隔垱片，所述分隔垱片背离所述凸柱的一端与所述底外壳的腔体内侧相连。
本发明的有益效果为：
1.散热底板和底外壳组合的槽型散热器，突破了平板型水冷散热器的平面方式，散热器成为电机控制器外壳立体结构的一部分，使电机控制器上部的壳体降低了高度，IGBT模块和电容器模块安装位于散热器的凹槽内部，散热器降温冷却的空间更大，同时电机控制器的安装脚、进(出)水口能够错落分布，整车安装后电机控制器的重心匀称。
2.槽型散热器的底外壳一次铸造成型并集成了控制器安装脚，底外壳与散热底板胶粘密封或胶条密封，省略了焊接环节，节省了大量的CNC机械加工量，这些极大降低了成本；散热底板下表面分布的翅片增加了散热器与冷却液的接触面积，电机控制器的IGBT模块和电容器模块的安装底板即散热底板的下部是水仓空间，冷却液的容量增多，散热器的热容比加大，提高了散热器的散热性能。
附图说明
图1是本发明中散热底板下表面结构示意图。
图2是本发明中底外壳的上部视角结构示意图。
图3是本发明中散热底板与底外壳的装配示意图。
图4是本发明中IGBT模块与散热底板装配示意图。
图5是本发明中IGBT模块、电容器模块和散热底板的装配示意图。
图6是本发明中IGBT模块、电容器模块、散热底板和底外壳的装配示意图。
图7是本发明中散热底板和底外壳的装配截面示意图。
图8是本发明整体结构示意图。
其中附图标记含义如下：
1、散热底板；11、散热翅片；12、螺钉通孔；13、榫卯凹槽；14、第一封闭环凸起；15、凹道；2、底外壳；21、水仓区域；22、分隔垱片；23、凸棱；24、进出水口；25、螺钉孔；26、电机控制器安装脚；27、凸柱；28、第二封闭环凸起；3、IGBT模块；4、电容器模块
具体实施方式
本发明下面将结合附图作进一步详述：
请参阅图1至图8所示，本发明提供一种电机控制器散热底板和底外壳组合式的槽型结构散热器，包括散热底板1和底外壳2，所述散热底板1上表面贴合安装有IGBT模块3，所述散热底板1下表面分布有散热翅片11；所述底外壳2为周边高中间下凹的壳体，所述底外壳2底部设有进出水口24，所述底外壳2外部设有电机控制器安装脚26，所述散热底板1安装至所述底外壳2内。
所述散热器上表面还可安装有电容器模块4。
所述散热底板1与所述底外壳2的连接方式可以有多种，比如通过螺纹连接，所述散热底板1上设有用于与所述底外壳2密封装配的榫卯凹槽13以及用于安装IGBT模块3的螺钉通孔12，所述底外壳2上设有与散热底板1上螺钉通孔12对应的螺钉孔25，所述底外壳2上设有与散热底板1上的密封榫卯凹槽13对应的凸棱23；或者所述散热底板1通过嵌入所述底外壳2内进行固定，所述IGBT模块3的底面大于所述散热底板1，将所述散热底板1压合，所述散热底板1被夹持在所述底外壳2与所述IGBT模块3之间。当所述散热底板1上还装有电容器模块4或其他电子元件时，所述电容器模块4或其他电子元件的安装方式与所述IGBT模块4一致。
所述散热底板1上还设有与所述底外壳2密封装配的榫卯凹槽13，所述底外壳2上设有与散热底板1上的密封榫卯凹槽13对应的凸棱23，所述散热底板1的榫卯凹槽13通过密封胶水或密封胶条与所述底外壳2上的凸棱23密封装配，使得所述散热底板1与所述底外壳2之间形成密封水仓区域21供冷却水通过。
所述底外壳水仓区域21内的底面上分布有用于导流的分隔垱片22，所述分隔垱片22在所述水仓区域21内将所述底外壳2底面分隔成一条从进水口到出水口连贯的水流通道。
所述散热底板1下表面的散热翅片11位于水仓区域21内。
所述底外壳2外部的电机控制器安装脚26与所述底外壳2一次铸造成型，所述电机控制器安装脚26设置在所述底外壳2的外侧壁上。
请参阅图1至图3所示，一种电机控制器总成的散热器结构，所述散热器结构由底外壳2与覆设在所述底外壳2上的散热底板1组成，所述散热底板1由散热底板1内面边沿设置的榫卯凹槽13、位于所述散热底板1上，等距划分榫卯凹槽13轮廓围成的区域而设置的第一封闭环凸起14、所述第一封闭环凸起14的一端设有与所述榫卯凹槽13连接的凹道15、相邻两第一封闭环凸起14之间形成的区域内凸设的若干条散热翅片11组成；所述若干条散热翅片11构成的形态为顶部中间的翅片最高，且其两边翅片的高度呈坡度状递减，所述若干条散热翅片11构成的形态为底部中间的翅片最低，且其两边翅片的高度呈坡度状递增；对应的，所述底外壳2中部下凹形成的腔体内设有与所述散热底板1上的第一封闭环凸起14位置对应的第二封闭环凸起，所述底外壳的腔体边沿上设有与散热底板上的榫卯凹槽对应的凸棱，所述第一封闭环凸起14和所述第二封闭环凸起上设有用于将散热底板和底外壳螺纹连接的螺纹孔。
所述第二封闭环凸起28一端设有与所述凸棱23相连的凸柱27，所述第二封闭环凸起228和所述凸柱27将所述底外壳2的腔体等距划分，所述底外壳2的腔体被划分的区域与所述散热底板1上被第一封闭环凸起14划分的区域位置对应；所述第一、第二封闭环凸起轮廓为提琴状型，提琴状型的封闭环凸起(14，)底部开设有两个螺孔、顶部开设有一个螺孔，三螺孔形成正三角分布；所述底外壳2的腔体被等距划分的区域内均设有分隔垱片22，所述分隔垱片22背离所述凸柱的一端与所述底外壳2的腔体内侧相连。
本发明的工作原理：IGBT模块3和电容器模块4与散热底板1上表面紧密贴合后，通过同时穿过散热底板1上的螺钉通孔12和底外壳2上的螺钉孔25的螺钉紧固至底外壳2的凹槽内，同时在散热底板1的榫卯凹槽13和底外壳2上的凸棱23之间用密封胶水或密封胶条密封装配，散热底板1和底外壳2组合的槽型散热器，突破了平板型水冷散热器的平面方式，散热器成为电机控制器外壳立体结构的一部分，使电机控制器上部的壳体降低了高度，IGBT模块3和电容器模块4安装位于底外壳2的凹槽内部，散热器降温冷却的空间更大，同时电机控制器安装脚、进(出)水口能够错落分布，整车安装后电机控制器的重心匀称。
槽型散热器的底外壳一次铸造成型并集成了控制器安装脚，底外壳与散热底板胶粘密封或胶条密封，省略了焊接环节，节省了大量的CNC机械加工量，这些极大降低了成本；散热底板下表面分布的翅片增加了散热器与冷却液的接触面积，电机控制器的IGBT模块3和电容器模块4的安装底板即散热底板1的下部是水仓空间，冷却液的容量增多，散热器的热容比加大，提高了散热器的散热性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种电机控制器总成，包括电机控制器和散热器，散热底板上表面装有IGBT模块，散热底板下表面分布有散热翅片，其特征在于，所述散热器包括底外壳和容置在所述底外壳内的散热底板，所述底外壳为周边高中间下凹的壳体，所述底外壳底部设有进、出水口，所述底外壳外部设有电机控制器安装脚，散热底板与底外壳组合呈槽型散热器，IGBT模块和电容器模块安装位于底外壳的凹槽内部，所述散热底板被夹持在所述IGBT模块与所述底外壳之间。
2.根据权利要求1所述的电机控制器总成，其特征在于，所述散热底板与所述底外壳的连接方式择一选用以下一种：(1)螺纹连接结构；(2)嵌合结构。
3.根据权利要求2所述的电机控制器总成，其特征在于，所述螺纹连接结构为：所述散热底板上设有用于安装IGBT模块的螺钉通孔，所述底外壳上设有与散热底板上螺钉通孔对应的螺钉孔，螺钉通过穿过所述螺钉通孔和所述螺钉孔将所述IGBT模块和散热底板安装至所述底外壳上；所述嵌合结构为：所述散热底板嵌入所述底外壳的安装平面，所述IGBT模块底面大于所述散热底板，将所述散热底板压合，所述散热底板被夹持在所述IGBT模块与所述底外壳之间。
4.根据权利要求2所述的电机控制器总成，其特征在于，所述散热底板上还设有与所述底外壳密封装配的榫卯凹槽，所述底外壳上设有与散热底板上的密封榫卯凹槽对应的凸棱；或者，所述散热底板上设有与底外壳的密封榫卯凹槽对应的凸棱。
5.根据权利要求4所述的电机控制器总成，其特征在于，所述散热底板或者所述底外壳的榫卯凹槽通过密封胶水或密封胶条与所述底外壳或者所述散热底板上的凸棱密封装配，使得所述散热底板与所述底外壳之间形成密封水仓供冷却水通过。
6.根据权利要求1所述的电机控制器总成，其特征在于，所述底外壳的下凹部分为水仓区域，所述水仓区域内的底面上分布有用于导流的分隔垱片，所述分隔垱片在所述水仓区域内将所述底外壳底面分隔成一条从进水口到出水口连贯的水流通道，所述散热底板下表面的散热翅片位于水仓区域内。
7.根据权利要求1所述的电机控制器总成，其特征在于，所述底外壳外部的电机控制器安装脚与所述底外壳一次铸造成型，所述电机控制器安装脚位于所述底外壳的外侧壁上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电机控制器总成，其特征在于，所述散热底板上表面还装有电容器模块，所述电容器模块的安装方式与所述IGBT模块的安装方式一致。
9.一种电机控制器总成的散热器结构，其特征在于，所述散热器结构由底外壳与覆设在所述底外壳上的散热底板组成，所述散热底板由散热底板内面边沿设置的榫卯凹槽、位于所述散热底板上，等距划分榫卯凹槽轮廓围成的区域而设置的第一封闭环凸起、所述第一封闭环凸起的一端设有与所述榫卯凹槽连接的凹道、相邻两第一封闭环凸起之间形成的区域内凸设的若干条散热翅片组成；所述若干条散热翅片构成的形态为顶部中间的翅片最高，且其两边翅片的高度呈坡度状递减，所述若干条散热翅片构成的形态为底部中间的翅片最低，且其两边翅片的高度呈坡度状递增；对应的，所述底外壳中部下凹形成的腔体内设有与所述散热底板上的第一封闭环凸起位置对应的第二封闭环凸起，所述底外壳的腔体边沿上设有与散热底板上的榫卯凹槽对应的凸棱，所述第一封闭环凸起和所述第二封闭环凸起上设有用于将散热底板和底外壳螺纹连接的螺纹孔。
10.根据权利要求9所述的电机控制器总成的散热器结构，其特征在于，所述第二封闭环凸起一端设有与所述凸棱相连的凸柱，所述第二封闭环凸起和所述凸柱将所述底外壳的腔体等距划分，所述底外壳的腔体被划分的区域与所述散热底板上被第一封闭环凸起划分的区域位置对应；所述第一、第二封闭环凸起轮廓为提琴状型，提琴状型的封闭环凸起底部开设有两个螺孔、顶部开设有一个螺孔，三螺孔形成正三角分布；所述底外壳的腔体被等距划分的区域内均设有分隔垱片，所述分隔垱片背离所述凸柱的一端与所述底外壳的腔体内侧相连。
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Effective date of registration: 20201111

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Applicant after: JIANGSU JUJIE ELECTROMECHANICAL Co.,Ltd.

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Application publication date: 20190409

Assignee: Fengxian wisdom automation equipment Research Institute Co., Ltd

Assignor: JIANGSU JUJIE ELECTROMECHANICAL Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021980015758

Denomination of invention: Motor controller assembly and radiator structure thereof

Granted publication date: 20201201

License type: Exclusive License

Record date: 20211222

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