CN110312405A - 一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构 - Google Patents

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王淑旺
陈绪年
陈威
祖彬彬
刘辉
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Abstract

本发明公开了一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构，包括进水结构、出水结构、水道盖板、以及在控制器壳体侧壁上切削形成的S型水道，其中，沿S型水道的宽度方向平行间隔排列多列S型肋片，多列S型肋片沿S型水道的流向分隔为多段，形成分段式肋片。在本发明采用平直分段式肋片的S形串联流道结构，同时采用前疏后密的分段结构，没有过分增大流道流阻，将流体压降控制在允许范围内，但是能有效的提高了肋片的扰流强度，能产生更多的湍流，可更好的使冷却液与水道充分接触，较好的使流体与水道之间发生对流换热，增大了散热面积，增强了换热能力，带走更多的功率器件热功耗，达到理想的散热效果。

Description

一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构
技术领域
本发明涉及散热水道领域，具体涉及一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构。
背景技术
在低碳经济的背景下，电动汽车成为当前汽车工业发展的主要方向。混合动力汽车避免了纯电动汽车和燃料电池电动汽车续驶里程短的缺点，成为大部分家汽车厂家主要发展目标。
电驱动系统为混合动力汽车提供动力，是混合动力系统的心脏。混合动力系统中电驱动系统包括发电电机和驱动电机以及电机控制器。在混合动力系统中电机控制器同时控制发电电机和驱动电机，为双电机控制器。双电机控制器控制用于控制两个电机的前进、后退、电动和发电状态，散热功能是双电机控制器可靠工作的保障。
中国专利文献CN102497139A公开了一种混合动力型电动汽车用双电机控制器结构，其电机控制器的壳体底壁上设有散热水道，用于对置放于底壁上的功率器件(驱动电机IGBT和发电电机IGBT)进行散热。
目前散热水道的常见结构主要分为整条肋片(平直、波纹状)、交叉柱针状等。但是，上述几种散热水道存在如下缺点或不足：1、对于整条肋片式结构，流道流阻较小，湍流较少，流体流过水道时会快速从散热面上通过，流体与散热面没有充分地接触，换热效果欠佳。2、交叉柱针状加工较难，大量密集的扰流柱的存在，增加了流体在冷却通道内的损失和压降。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构，提高流体与水道之间对流换热，提高换热系数，增强换热能力。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
本发明提出了一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构，包括进水结构、出水结构、水道盖板、以及在控制器壳体侧壁上切削形成的S型水道，其中，沿S型水道的宽度方向平行间隔排列多列S型肋片，多列S型肋片沿S型水道的流向分隔为多段，形成分段式肋片。
进一步地，所述S型水道可划分为若干横向直流道和若干边缘流道，其中，分段式肋片采用前疏后密的结构，即从进水结构至出水结构一侧，横向直流道中的肋片的分段数量依次增加。
进一步地，在S型水道的各边缘流道中的肋片为同心辐射状设置的扇形散热翅，并且每条所述扇形散热翅分割成对称设置的两段。
进一步地，所述若干横向直流道包括并排设置的第一直流道、第二直流道、第三直流道、以及第四直流道，若干边缘流道包括第一边缘流道、第二边缘流道、以及第三边缘流道。
进一步地，所述S型水道中分段式肋片的排数为6排。
进一步地，所述进水结构包括在S型水道底壁上设置的进水口、在控制器壳体的外侧壁上设置的进水接头、以及连接二者的迂回水道；所述出水结构包括在控制器壳体的外侧壁上设置的出水接头、在S型水道底壁上设置的出水口、以及连接二者的迂回水道。
进一步地，所述进水口和所述出水口的断面高度大于S型水道的深度。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、在本发明中，采用平直分段式肋片的S形串联流道结构；针对平直分段式肋片流体与散热面充分不接触的情况，采用前疏后密的分段结构，这种结构没有过分增大流道流阻，将流体压降控制在允许范围内，但是能有效的提高了肋片的扰流强度，能产生更多的湍流，可更好的使冷却液与水道充分接触，较好的使流体与水道之间发生对流换热，增大了散热面积，增强了换热能力，带走更多的功率器件热功耗，达到理想的散热效果。
2、在本发明中，针对交叉柱针状加工较难的问题，采用结构简单的平直分段式肋片，该结构简单、加工制造技术成熟，加工成本低廉；平直分段式肋片结构还能提升流体导向，有效的降低流阻，提升散热能力；此外，串联流道结构传热特性均匀，散热效果好。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的具有分段式肋片的控制器散热水道结构的立体结构图一；
图2为本发明的具有分段式肋片的控制器散热水道结构的立体结构图二；以及
图3为本发明的具有分段式肋片的控制器散热水道结构的俯视结构示意图。
附图标记说明
1、控制器壳体；2、水道盖板；10、S型水道；11、第一水道侧壁；12、第二水道侧壁；13a、第一横隔断；13b、第三横隔断；14、第二横隔断；15、横向直流道；16、边缘流道；15a、第一直流道；15b、第二直流道；15c、第三直流道；15d、第四直流道；16a、第一边缘流道；16b、第二边缘流道；16c、第三边缘流道；21、进水结构；22、出水结构；21a、进水口；21b、进水接头；22a、出水口；22b、出水接头。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1-图3示出了根据本发明的一些实施例。
如图1所示，一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构，包括进水结构21、出水结构22、水道盖板2、以及在控制器壳体1侧壁上通过切削形成的S型水道10，水道盖板2设置在S型水道10上侧，并与S型水道10密封连接，S型水道10的两端分别与进水结构21、出水结构22密封连接。
具体地，所述S型水道10由自第一水道侧壁11向第二水道侧壁12延伸的第一横隔断13a、自第二水道侧壁12向第一水道侧壁11延伸的第二横隔断14、以及自第一水道侧壁11向第二水道侧壁12延伸的第三横隔断13b分隔而成，所述S型水道10可划分为交替连接的若干横向直流道15和若干边缘流道16。
其中，沿S型水道10的宽度方向平行间隔排列多列S型肋片，多列S型肋片沿S型水道的流向分隔为多段，形成分段式肋片。
具体地，如图3所示，S型水道10顺次由第一直流道15a、第一边缘流道16a、第二直流道15b、第二边缘流道16b、第三直流道15c和第三边缘流道16c、第四直流道15d组成，其中，第一直流道15a的起始端与进水结构21连接，第四直流道15d的末端于出水结构22连接。
其中，分段式肋片采用前疏后密的结构，第一直流道15a、第二直流道15b(第三直流道15c)、第四直流道15d的肋片的分段数量沿进水结构21至出水结构22一侧依次增加。
其中，各横向直流道15中肋片的排数为6排，进水结构21一侧的横向直流道(即第一直流道15a)中肋片分为1段，中间部分的横向直流道(即第二直流道15b和第二直流道15c)肋片分为2段，出水结构22一侧的横向直流道(即第四直流道15d)肋片为4段。
其中，在S型水道的各边缘流道16中的肋片为同心辐射状设置的扇形散热翅，并且每条所述扇形散热翅分割成对称设置的两段。
具体地，S型水道的进水结构21包括在S型水道10底壁上设置的进水口21a、在壳体的第一外侧壁上设置的进水接头21b、以及连接二者的迂回水道(图中未示出)。S型水道的出水结构22包括在壳体的第一外侧壁上设置的出水接头22b、在S型水道底壁上设置的出水口22a、以及连接二者的迂回水道(图中未示出)。
其中，该进水结构21和出水结构22的设置能够满足S型水道深度较小，而外接水嘴尺寸较大的情形，此时进水口21a和所述出水口22a的断面高度远大于S型水道10的深度。
其中，横向直流道15所在的区域为主散热区，对应于控制器壳体1的功率器件的中心置放位置。控制器在工作时，冷却液从进水结构21进入，经过布有平直分段肋片的S型水道10，由出水结构22排出，以对控制器壳体1进行冷却，进而实现对控制器壳体上置放的功率器件进行散热。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，包括：
进水结构(21)、出水结构(22)、水道盖板(2)、以及在控制器壳体(1)侧壁上切削形成的S型水道(10)，
其中，沿S型水道(10)的宽度方向平行间隔排列多列S型肋片，多列S型肋片沿S型水道(10)的流向分隔为多段，形成分段式肋片。
2.根据权利要求1所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，所述S型水道(10)可划分为若干横向直流道(15)和若干边缘流道(16)，其中，
分段式肋片采用前疏后密的结构，即从进水结构(21)至出水结构(22)一侧，横向直流道(15)中的肋片的分段数量依次增加。
3.根据权利要求2所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，在S型水道(10)的各边缘流道(16)中的肋片为同心辐射状设置的扇形散热翅，并且每条所述扇形散热翅分割成对称设置的两段。
4.根据权利要求2所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，所述若干横向直流道(15)包括并排设置的第一直流道(15a)、第二直流道(15b)、第三直流道(15c)、以及第四直流道(15d)，若干边缘流道(16)包括第一边缘流道(16a)、第二边缘流道(16b)、以及第三边缘流道(16c)。
5.根据权利要求1所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，所述S型水道(10)中分段式肋片的排数为6排。
6.根据权利要求1所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，所述进水结构(21)包括在S型水道(10)底壁上设置的进水口(21a)、在控制器壳体(1)的外侧壁上设置的进水接头(21b)、以及连接二者的迂回水道；所述出水结构(22)包括在控制器壳体(1)的外侧壁上设置的出水接头(22b)、在S型水道(10)底壁上设置的出水口(22a)、以及连接二者的迂回水道。
7.根据权利要求4所述的具有分段式肋片的控制器散热水道结构，其特征在于，所述进水口(21a)和所述出水口(22a)的断面高度大于S型水道(10)的深度。
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