CN110323194A - 电机控制器及其制造方法、车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机控制器及其制造方法、车辆，电机控制器包括多个散热管、至少一个功率器件和至少一个焊接片，多个散热管在第一方向上依次排布，每相邻两个散热管的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面；功率器件位于相邻两个散热管之间，功率器件的至少一侧表面具有与第一键合面相对的第二键合面；焊接片为纳米材料片，焊接片设在第一键合面和第二键合面之间以将功率器件和相应散热管相连接。根据本发明的电机控制器，散热性能良好，加工工艺简单、生产效率高，具有较低的空洞率，可靠性高、使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及双面散热技术领域，尤其是涉及一种电机控制器及其制造方法、车辆。
背景技术
相关技术中，车辆的电力变换装置中，功率器件与散热器之间多采用薄涂热界面材料、并通过外力压紧以使功率器件与散热器紧密贴合，从而为发热的功率器件及电子元件等提供了良好的散热路径，保证了功率器件的正常工作。
例如，电力变换装置中采用双面水冷散热器，双面水冷散热器包括多个扁平状散热扁管，相邻两个散热扁管之间放置一个功率器件，功率器件与散热扁管之间均匀涂一层薄薄的热界面材料，功率器件与散热扁管通过挤压压紧，该方法虽然操作方便、能均匀填充功率器件与散热扁管的接触界面，以实现功率器件的散热。
然而，热界面材料本身的热导率较低，其导热系数小于10W/(m·k)，热阻较大，其可靠性受环境影响大、寿命不长、不适用于特殊场合，例如在一些环境恶劣、工况较复杂的应用场合中，热界面材料存在挥发、变质、不均匀、空洞等现象，这些会进一步导致热界面材料的热阻急剧增加，从而功率器件的工作温度升高，严重影响了功率器件的性能、寿命及使用可靠性。
又例如，相关技术中，散热器与功率器件通过高温焊接的方式相连，然而由于受散热器装配的限制，只能实现功率器件单面可焊接，且需要在真空回流焊炉内进行固化，工艺较为复杂，且散热性能不佳、空洞率较高。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电机控制器，所述电机控制器散热性能良好，加工工艺简单、生产效率高，具有较低的空洞率，使用寿命长。
本发明还提出一种具有上述电机控制器的车辆。
本发明还提出一种上述电机控制器的制造方法。
根据本发明第一方面实施例的电机控制器，包括：多个散热管，多个所述散热管在第一方向上依次排布，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面；至少一个功率器件，所述功率器件位于相邻两个所述散热管之间，所述功率器件的至少一侧表面具有与所述第一键合面相对的第二键合面；至少一个焊接片，所述焊接片为纳米材料片，所述焊接片设在所述第一键合面和所述第二键合面之间以将所述功率器件和相应所述散热管相连接。
根据本发明实施例的电机控制器，通过在第一键合面和第二键合面之间设置焊接片以将功率器件和相应的散热管相连接，且焊接片为纳米材料片，简化了功率器件和散热管连接的加工工艺，提高了生产效率，且降低了空洞率，保证了功率器件和相应散热管之间连接可靠，延长了电机控制器的使用寿命，可以用于环境恶劣、工况较复杂的应用场合，具有良好的适用性。
根据本发明的一些实施例，所述焊接片的面积大于所述第一键合面的面积和所述第二键合面的面积中的至少一个。
根据本发明的一些实施例，所述焊接片通过电能、激光或高温实现激活以连接所述功率器件和相应所述散热管。
根据本发明的一些实施例，所述焊接片的材料包括镍和铝。
根据本发明的一些实施例，每个散热管具有进液口、出液口以及与所述进液口和所述出液口相通的散热流路，多个所述散热管的所述散热流路彼此连通。
根据本发明的一些实施例，所述多个散热管并联设置且所述多个散热管的最外侧的所述散热管的进液口和出液口处分别设有进液管和出液管，所述多个散热管的所述进液口依次连通以限定出进口流路，所述多个散热管的所述出液口依次连通以限定出出口流路。
根据本发明的一些实施例，所述散热管形成为扁管，所述第一键合面和所述第二键合面均形成为平面。
根据本发明的一些实施例，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面分别具有所述第一键合面，所述功率器件的两侧表面均具有所述第二键合面。
根据本发明的一些实施例，所述第一键合面和所述第二键合面上均设有镀锡层。
根据本发明的一些实施例，所述焊接片与所述第一键合面之间、所述焊接片与所述第二键合面之间均设有焊料层。
根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明上述第一方面实施例的电机控制器。
根据本发明实施例的车辆，通过采用上述的电机控制器，便于加工，同时方便了车辆的维护，保证车辆的可靠运行。
根据本发明第三方面实施例的电机控制器的制造方法，所述电机控制器包括多个散热管、至少一个功率器件和至少一个焊接片，多个所述散热管在第一方向上依次排布，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面，所述功率器件位于相邻两个所述散热管之间，所述功率器件的至少一侧表面具有与所述第一键合面相对的第二键合面，所述焊接片为纳米材料片，所述焊接片设在所述第一键合面和所述第二键合面之间以将所述功率器件和相应所述散热管相连接，所述制造方法包括以下步骤：步骤S10：将多个所述散热管沿所述第一方向间隔布置以形成散热管组，并将所述焊接片置于相应的所述第一键合面和所述第二键合面之间；步骤S20：沿所述第一方向对多个所述散热管施加压力；步骤S30：激活所述焊接片以连接所述功率器件和相应所述散热管。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S10中，所述第一键合面和所述第二键合面上均设有镀锡层。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S10中，所述焊接片与所述第一键合面之间、所述焊接片与所述第二键合面之间均设有焊料层。
根据本发明的一些实施例，所述焊料层包括锡、锡银合金和银铜锡合金中的至少一种。
根据本发明的一些实施例，所述步骤S30中，所述焊接片通过电能或激光实现激活。
根据本发明的一些实施例，当所述焊接片通过电能激活时，将外接电源通过电子探针与所述焊接片导通。
根据本发明的一些实施例，所述电机控制器包括至少一个所述散热管组，当所述电机控制器包括多个所述散热管组时，多个所述散热管组沿所述第一方向依次布置，相邻两个所述散热管组之间设有所述功率器件。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的电机控制器的爆炸图；
图2是根据本发明实施例的电机控制器的局部示意图；
图3是根据本发明另一个实施例的电机控制器的局部示意图；
图4是根据本发明实施例的电机控制器的制造方法的流程示意图；
图5是根据本发明另一个实施例的电机控制器的制造方法的流程示意图；
图6是根据本发明再一个实施例的电机控制器的制造方法的流程示意图。
附图标记：
电机控制器100、进液管100a、出液管100b、
散热管1、进液口10a、出液口10b、
功率器件2、焊接片3、
镀锡层41、焊料层42。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图3描述根据本发明第一方面实施例的电机控制器100，电机控制器100可以应用于车辆中的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块。
如图1-图3所示，根据本发明实施例的电机控制器100，包括多个散热管1、至少一个功率器件2和至少一个焊接片3。
多个散热管1在第一方向上依次排布，每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面。功率器件2位于相邻两个散热管1之间，功率器件2的至少一侧表面具有与第一键合面相对的第二键合面，焊接片3为纳米材料片，焊接片3设在第一键合面和第二键合面之间以将功率器件2和相应散热管1相连接。
例如，如图1-图3所示，多个散热管1可以在前后方向上依次排布，每个散热管1可以均沿左右方向延伸。每相邻两个散热管1之间可以均有功率器件2，第一键合面和第二键合面可以前后相对设置、并通过焊接片3将功率器件2和相应的散热管1紧密相连，从而冷却液可以流入散热管1内以带走散热管1外的功率器件2运行产生的热量，对功率器件2进行冷却，为功率器件2提供了良好的散热路径，保证了功率器件2的正常工作。
其中，功率器件2可以为功率模块；焊接片3为纳米材料片，其导热系数较高、热阻较小，具有良好的导热性能，从而提升了电机控制器100的散热性能，进一步降低了功率器件2的工作温度，提高了功率器件2的稳定性及使用可靠性，延长了功率器件2的使用寿命；而且焊接片3在外界作用下(电能、激光或高温)可以被激活，产生大量的热量并熔化，从而将功率器件2和相应的散热管1相连接，无需额外的高温固化工序，简化了功率器件2和相应的散热管1之间的连接工艺，提高了连接速率，进而简化了电机控制器100的加工工艺，提高了生产效率，且焊接空洞率可低至小于2％，保证了功率器件2和相应散热管1之间连接稳定、可靠，保证了电机控制器100的散热性能，延长了电机控制器100的使用寿命。
这里，需要说明的是，“激活”可以是指纳米材料在高温的作用下、分子层破裂形成具有一定缝隙的化合物等。
根据本发明实施例的电机控制器100，通过在第一键合面和第二键合面之间设置焊接片3以将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接，且焊接片3为纳米材料片，从而提升了电机控制器100的散热性能，同时简化了电机控制器100的加工工艺，键合速度快、生产效率高，且降低了空洞率，保证了功率器件2和相应散热管1之间连接可靠，延长了电机控制器100的使用寿命，可以用于环境恶劣、工况较复杂的应用场合，具有良好的适用性；同时焊接片3可以用于大面积的连接，具有良好的可操作性。
在本发明的一些可选实施例中，如图1-图3所示，每相邻两个散热管1的彼此相对的表面分别具有第一键合面，功率器件2的两侧表面均具有第二键合面，第一键合面和与其相对的第二键合面之间均设有焊接片3，从而每相邻两个散热管1内的冷却液均可以对其中间的功率器件2进行散热，进一步提升了电机控制器100的散热性能，降低了功率器件2的失效率，保证了功率器件2的使用可靠性。
在本发明的另一些可选实施例中，每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中的其中一个具有第一键合面，功率器件2的两侧表面中的其中一侧表面具有第二键合面，第一键合面和与其相对的第二键合面之间设有焊接片3；此时，每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中的另外一个与功率器件2的两侧表面中的另一侧表面之间可以紧密贴合，且每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中的上述另外一个与功率器件2的两侧表面中的上述另一侧表面之间可以采用传统的薄涂热界面材料的方式、或高温焊接的方式紧密贴合，但不限于此。由此，在保证功率器件2正常使用的前提下、实现了电机控制器100的多样性设计，使得电机控制器100具有良好的设计灵活性，从而可以根据实际需求选取合适的工艺，进一步提升了电机控制器100的适用性。
可选地，焊接片3的面积大于第一键合面的面积和第二键合面的面积中的至少一个。也就是说，焊接片3的面积仅大于第一键合面的面积，或者焊接片3的面积仅大于第二键合面的面积，亦或者焊接片3的面积不仅大于第一键合面的面积，还大于第二键合面的面积，此时，焊接片3的长度和/或宽度可以仅大于第一键合面的对应长度和/或宽度，或者焊接片3的长度和/或宽度可以仅大于第二键合面的对应长度和/或宽度，亦或者焊接片3的长度和/或宽度可以不仅大于第一键合面的对应长度和/或宽度，还大于第二键合面的对应长度和/或宽度。由此，方便了焊接片3的高温激活。
这里，需要说明的是，“焊接片3的长度”是指焊接片3在左右方向(例如，图1中的左右方向)上的长度，“焊接片3的宽度”是指焊接片3在上下方向(例如，图1中的上下方向)上的宽度。
可选地，焊接片3通过电能、激光或高温实现激活以连接功率器件2和相应散热管1，从而进一步简化了加工工艺。当然，焊接片3还可以通过其他方式实现激活，而不限于此。
例如，当焊接片3通过电能实现激活以连接功率器件2和相应散热管1时，外接电源的正极端和负极端可以分别通过电子探针与焊接片3相连，当外接电源、电子探针和焊接片3等组成的电路导通时，焊接片3被激活以产生瞬间的高温，产生大量的热量，从而将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
又例如，当焊接片3通过激光实现激活以连接功率器件2和相应散热管1时，可以将激光照射在焊接片3上，焊接片3被激活以产生高温，同样会产生大量的热量，从而将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
再例如，当焊接片3通过高温实现激活时，可以对齐其进行直接加热，同样焊接片3会产生大量的热量，从而将功率器件2和相应的散热管1紧密键合。
可选地，焊接片3的材料包括镍和铝，此时焊接片3可以通过溅射的方式制造，当然焊接片3还可以通过其他方式制造，而不限于此。
当焊接片3为镍铝合金件时，焊接片3的导热系数可达到50W/(m·k)，进一步保证了焊接片3的导热性能，同时焊接片3在高温的作用下被激活，镍铝分子层各自反应以形成镍铝化合物，从而将功率器件2和相应散热管1紧密相连接。其中，焊接片3的材料中的镍含量和铝含量可以根据实际情况具体设置，例如焊接片3的材料中的镍含量和铝含量可以均为50％。
可以理解的是，焊接片3的材料还可以包括其它材料，但不限于此，使得焊接片3的材料选取具有一定的灵活性，只需能达到本发明的效果即可。
在本发明的一些实施例中，每个散热管1具有进液口10a、出液口10b、以及与进液口10a和出液口10b相通的散热流路，多个散热管1的散热流路彼此连通，进液口10a和出液口10b可以分别位于散热管1的左端和右端，冷却液可以通过进液口10a流入散热流路内以对散热管1外的功率器件2进行散热，保证功率器件2的使用可靠性。
具体地，如图1所示，多个散热管1并联设置且多个散热管1的最外侧(例如，图1中的最前侧)的散热管1的进液口10a和出液口10b处分别设有进液管100a和出液管100b，以便于进液管100a和出液管100b的布置，多个散热管1的进液口10a依次连通以限定出进口流路，多个散热管1的出液口10b依次连通以限定出出口流路。电机控制器100运行时，冷却液可以通过进液管100a和进口流路分别流入多个散热管1的散热流路内以带走相邻两个散热管1之间的功率器件2工作产生的热量，实现功率器件2的散热，最终多个散热管1内的冷却液通过出口流路和出液管100b流出，从而保证了对功率器件2进行冷却的均衡性。其中，进液管100a的中心轴线和出液管100b的中心轴线可以均沿第一方向(例如，图1中的前后方向)设置，以便于管路的布置。
这里，需要说明的是，方向“外”是指沿第一方向、远离多个散热管1的中心的方向。
在本发明的一些具体实施例中，如图1-图3所示，散热管1形成为扁管，第一键合面和第二键合面均形成为平面，从而便于将焊接片3设在第一键合面和第二键合面之间，方便了功率器件2和散热管1之间的连接。
例如，在图1-图3的示例中，每个散热管1可以均形成为扁管，且每相邻两个散热管1的彼此相对的表面均形成为平面，在电机控制器100的制造过程中、沿第一方向对多个散热管1施加压力，使得相邻的散热管1、相邻散热管1中间的功率器件2和位于第一键合面和第二键合面之间的焊接片3之间紧密压合，从而进一步保证了功率器件2和相应散热管1之间连接稳定、可靠；由于第一键合面和第二键合面均形成为平面，从而使得相邻的散热管1、相邻散热管1中间的功率器件2和位于第一键合面和第二键合面之间的焊接片3之间的压合力较为均匀，也就是说，焊接片3受到的压力较为均匀、第一键合面上的压力分布较为均匀、且第二键合面上的压力分布较为均匀。其中，压力可以为恒定的压力。
可选地，第一键合面和第二键合面上均设有镀锡层41，焊接片3在激活后产生大量的热量以使镀锡层41熔化，熔化后的镀锡层41可以与焊接片3相互融合，将散热管1和功率器件4连接在一起。通过利用镀锡层41的焊接作用，更进一步增强了功率器件2和相应散热管1之间连接的稳定性、可靠性。其中，在第一键合面和第二键合面上设置镀锡层41可以在满足一定条件的前提下预先进行。
可以理解的是，当第一键合面和第二键合面的金属材料平整、光滑、清洁、无氧化且具有良好的润湿性时，可以在第一键合面和第二键合面上设置镀锡层41；或者，当第一键合面和第二键合面的金属材料的热导率较低时，可以在第一键合面和第二键合面上设置镀锡层41。其中，镀锡层41的材料可选为锡、锡银合金、银铜锡合金等。
可选地，焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间均设有焊料层42，从而焊接片3在激活后产生大量的热量以使焊料层42熔化，从而熔化后的焊料层42与焊接片3相互融合，将散热管1和功率器件2连接在一起。通过利用焊料层的焊接作用，更进一步增强了功率器件2和相应散热管1之间连接的稳定性、可靠性。
可以理解的是，当第一键合面和第二键合面的金属材料的热导率较高、难以进行预润湿处理时，可以在焊接片3与第一键合面之间设置焊料层42、在焊接片3与第二键合面之间设置焊料层42。其中，焊料层42的材料可选为锡、锡银合金、银铜锡合金等；焊料层42可以是固体片状或半固化状，例如，当焊料层42为固体片状时，可以将焊料层42直接置于焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间；当焊料层42为半固化状例如膏状时，可以将焊料层42涂抹在焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间。
根据本发明实施例的电机控制器100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明第二方面实施例的车辆，包括根据本发明上述第一方面实施例的电机控制器100。其中，车辆可选为电动车汽车或混合动力汽车等。
根据本发明实施例的车辆，通过采用上述的电机控制器100，便于加工，同时方便了车辆的维护，保证车辆的可靠运行。
根据本发明第三方面实施例的电机控制器100的制造方法，电机控制器包括100多个散热管1、至少一个功率器件2和至少一个焊接片3，多个散热管1在第一方向上依次排布，每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面，功率器件2位于相邻两个散热管1之间，功率器件2的至少一侧表面具有与第一键合面相对的第二键合面，焊接片3为纳米材料片，焊接片3设在第一键合面和第二键合面之间以将功率器件2和相应散热管1相连接。制造方法包括以下步骤：
步骤S10：将多个散热管1沿第一方向间隔布置以形成散热管组，并将焊接片3置于相应的第一键合面和第二键合面之间；步骤S20：沿第一方向对多个散热管1施加压力；步骤S30：激活焊接片3以连接功率器件2和相应散热管1。
具体地，如图1-图6所示，首先，将多个散热管1沿前后方向依次间隔布置以形成散热管组，多个散热管1可以前后正对且平行设置，将焊接片3置于相应的第一键合面和第二键合面之间；然后，沿第一方向对多个散热管1施加压力，压力可以为恒定的压力，使得相邻的散热管1、相邻散热管1中间的功率器件2和位于第一键合面和第二键合面之间的焊接片3之间紧密压合；最后，施加压力的同时、对焊接片3施加高温，使得焊接片3产生大量的热量，以将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
根据本发明实施例的电机控制器100的制造方法，通过在第一键合面和第二键合面之间设置焊接片3以将功率器件2和相应的散热管1相连接，并在对多个散热管1施加压力的同时、激活焊接片3以将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接，无需额外的高温固化工序，从而简化了电机控制器100的加工工艺，提高了生产效率，通孔空洞率可低至小于2％，保证了功率器件2和相应散热管1之间连接稳定、可靠，保证了电机控制器100的散热性能，延长了电机控制器100的使用寿命。
在本发明的一些可选实施例中，如图5所示，步骤S10中，第一键合面和第二键合面上均设有镀锡层41，从而焊接片3在高温的作用下产生大量的热量，迅速消耗材料以使镀锡层41熔化，从而熔化后的镀锡层41可以更好地与焊接片3相连接，进一步保证了功率器件2和相应散热管1之间连接稳定、可靠。
例如，当第一键合面和第二键合面的金属材料平整、光滑、清洁、无氧化且具有良好的润湿性，或者第一键合面和第二键合面的金属材料的热导率较低时，可以在第一键合面和第二键合面上预先进行镀锡处理，然后再将多个散热管1沿第一方向间隔布置以形成散热管组。
可选地，镀锡层41包括锡、锡银合金和银铜锡合金中的至少一种，也就是说，镀锡层41的材料包括锡、而不包括锡银合金和银铜锡合金，或者镀锡层41的材料包括锡银合金、而不包括锡和银铜锡合金，或者镀锡层41的材料包括银铜锡合金、而不包括锡和锡银合金，或者镀锡层41的材料包括锡银合金和银铜锡合金、而不包括锡，或者镀锡层41的材料包括锡和银铜锡合金、而不包括锡银合金，或者镀锡层41的材料包括锡和锡银合金、而不包括银铜锡合金，或者镀锡层41包括锡、锡银合金和银铜锡合金。
在本发明的另一些可选实施例中，如图6所示，步骤S10中，焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间均设有焊料层42，从而焊接片3在高温的作用下产生大量的热量，迅速消耗材料以使焊料层42熔化，从而熔化后的焊料层42可以更好地与焊接片3相连接，同样进一步保证了功率器件2和相应散热管1之间连接稳定、可靠。
例如，当第一键合面和第二键合面的金属材料的热导率较高、难以进行预润湿处理时，可以在布置散热管组和焊接片3的过程中、在焊接片3与第一键合面之间和焊接片3与第二键合面之间均设置焊料层42。
可选地，焊料层42包括锡、锡银合金和银铜锡合金中的至少一种，也就是说，焊料层42的材料包括锡、而不包括锡银合金和银铜锡合金，或者焊料层42的材料包括锡银合金、而不包括锡和银铜锡合金，或者焊料层42的材料包括银铜锡合金、而不包括锡和锡银合金，或者焊料层42的材料包括锡银合金和银铜锡合金、而不包括锡，或者焊料层42的材料包括锡和银铜锡合金、而不包括锡银合金，或者焊料层42的材料包括锡和锡银合金、而不包括银铜锡合金，或者焊料层42包括锡、锡银合金和银铜锡合金。
可选地，步骤S30中，焊接片3通过电能或激光实现激活。例如，当焊接片3通过电能实现激活时，外接电源的正极端和负极端可以分别通过电子探针与焊接片3相连，外接电源、电子探针和焊接片3等组成的电路导通时，焊接片3被激活以产生瞬间的高温，产生大量的热量，从而将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。此时，焊接片3的面积大于第一键合面的面积和第二键合面的面积中的至少一个，使得焊接片3的至少部分外边缘位于第一键合面和第二键合面中至少一个的外边缘的外侧，从而方便了将电子探针与焊接片3接触相连。这里，需要说明的是，方向“外”是指远离焊接片3的中心的方向。
又例如，当焊接片3通过激光实现激活以连接功率器件2和相应散热管1时，可以将激光照射在焊接片3上，焊接片3被激活以产生高温，同样会产生大量的热量，从而将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
可选地，外接电源的电压为5V～10V，从而当外接电源、电子探针和焊接片3等组成的电路导通时，外接电源可以对焊接片3施加能量脉冲，而焊接片3为纳米材料片，其本身具有良好的导电、导热性能，从而电流通过时、焊接片3的分子层发生反应、放热产生瞬间的高温，以将功率器件2和相应的散热管1相连接；同时外接电源的电压较小，便于实现、且达到节能的效果。
可以理解的是，外界电源的电压还可以根据实际情况设置为更高的电压，而不限于此。
在本发明的一些实施例中，电机控制器100包括至少一个散热管组，当电机控制器100包括多个散热管组时，多个散热管组沿第一方向依次布置，相邻两个散热管组之间设有功率器件2。例如，电机控制器100可以包括一个散热管组，散热管组包括多个散热管1，此时，可以把所有的散热管1沿第一方向间隔布置以形成散热管组。又例如，电机控制器100还可以包括多个散热管组，每个散热管组可以分别单独制造，也就是说，每个散热管组的多个散热管1与对应的功率器件2相连接；当多个散热管组制造完成后，多个散热管组沿第一方向依次布置，并可以将焊接片3置于相邻的两个散热管组之间以使功率器件2通过焊接片3将相邻两个散热管组相邻，从而形成电机控制器100。
下面参考图1-图3、图5和图6以两个具体的实施例详细描述根据本发明实施例的电机控制器100及其制造方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。
实施例一
在本实施例中，如图1、图2和图5所示，电机控制器100包括七个散热管1、六个功率器件2和十二个焊接片3。
七个散热管1在前后方向上依次排布，每个散热管1均形成为扁管，七个散热管1前后正对、且平行布置，每个散热管1具有进液口10a、出液口10b、以及与进液口10a和出液口10b相通的散热流路，多个散热管1的散热流路彼此连通，进液口10a位于散热管1的左端，出液口10b位于散热管1的右端，七个散热管1的进液口10a依次连通以限定出进口流路，七个散热管1的出液口10b依次连通以限定出出口流路，从而七个散热管1并联设置。
每相邻两个散热管1的彼此相对的表面中均具有第一键合面，功率器件2位于相邻两个散热管1之间，功率器件2的两侧表面均具有与第一键合面相对的第二键合面，第一键合面和第二键合面均形成为平面且第一键合面和第二键合面上均设有镀锡层41，焊接片3为纳米材料片，焊接片3设在第一键合面上的镀锡层41和第二键合面上的镀锡层41之间以将功率器件2和相应散热管1相连接。其中，焊接片3在上下方向上的宽度大于第一键合面在上下方向上的宽度、且焊接片3在上下方向上的宽度大于第二键合面在上下方向上的宽度，使得焊接片3的上边缘位于第一键合面上边缘的上方、且焊接片3的上边缘位于第二键合面上边缘的上方，以便于焊接片3采用电能实现激活时、电子探针与焊接片3接触相连。
如图1所示，七个散热管1的最前侧的散热管1的进液口10a和出液口10b处分别设有进液管100a和出液管100b，进液管100a的中心轴线和出液管100b的中心轴线均沿前后方向设置；电机控制器100运行时，冷却液可以通过进液管100a和进口流路分别流入七个散热管1的散热流路内以带走相邻两个散热管1之间的功率器件2运行产生的热量，对功率器件2进行冷却，最终七个散热管1内的冷却液通过出口流路和出液管100b流出。其中，冷却液可以为水。
焊接片3的材料包括镍和铝，此时焊接片3为镍铝合金，焊接片3在高温的作用下产生大量的热量，镍铝分子层各自反应以形成镍铝化合物，并迅速消耗材料以使镀锡层41熔化，熔化后的镀锡层41可以与镍铝化合物充分混合，使得焊接片3将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
电机控制器100的制造方法包括以下步骤：首先，将七个散热管1的第一键合面和十二个功率器件2的第二键合面分别进行镀锡处理，并将七个散热管1沿前后方向依次间隔布置以形成散热管组，相邻散热管1的进液口10a、出液口10b前后对应正对设置，且相邻散热管1之间可以设有密封圈以保证散热流路的密封性，将焊接片3置于相应的第一键合面和第二键合面之间；然后，沿第一方向对七个散热管1施加恒定的压力，使得七个散热管1、六个功率器件2和十二个焊接片3之间紧密压合；最后，施加压力的同时、将5V～10V的外接电源的正极端和负极端分别通过电子探针与焊接片3相连，外接电源、电子探针和焊接片3等组成的电路导通时，使得焊接片3瞬间产生1000℃～1600℃的高温，产生大量的热量，镍铝分子层各自反应以形成镍铝化合物，并迅速消耗材料以使第一键合面上的镀锡层41和第二键合面上的镀锡层41均熔化，熔化后的镀锡层41可以与镍铝化合物充分混合，使得焊接片3将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
实施例二
在本实施例中，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处在于：焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间均设有焊料层42，焊接片3在高温的作用下产生大量的热量，镍铝分子层各自反应以形成镍铝化合物，并迅速消耗材料以使焊料层42熔化，熔化后的焊料层42可以与镍铝化合物充分混合，使得焊接片3将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。其中，焊料层42为固体片状。
如图1、图3和图6所示，电机控制器100的制造方法包括以下步骤：首先，将七个散热管1沿前后方向依次间隔布置以形成散热管组，将焊接片3置于相应的第一键合面和第二键合面之间，并在焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间均设置焊料层42；然后，沿第一方向对七个散热管1施加恒定的压力，使得七个散热管1、六个功率器件2和十二个焊接片3之间紧密压合；最后，施加压力的同时、将5V～10V的外接电源的正极端和负极端分别通过电子探针与焊接片3相连，外接电源、电子探针和焊接片3等组成的电路导通时，使得焊接片3瞬间产生1000℃～1600℃的高温，产生大量的热量，镍铝分子层各自反应以形成易脆的镍铝化合物，并迅速消耗材料以使在焊接片3与第一键合面之间、焊接片3与第二键合面之间的焊料层42熔化成焊料液体，熔化后的焊料液体可以在镍铝化合物之间流动以与镍铝化合物充分混合，使得焊接片3将功率器件2和相应的散热管1紧密相连接。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (18)
1.一种电机控制器，其特征在于，包括：
多个散热管，多个所述散热管在第一方向上依次排布，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面；
至少一个功率器件，所述功率器件位于相邻两个所述散热管之间，所述功率器件的至少一侧表面具有与所述第一键合面相对的第二键合面；
至少一个焊接片，所述焊接片为纳米材料片，所述焊接片设在所述第一键合面和所述第二键合面之间以将所述功率器件和相应所述散热管相连接。
2.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述焊接片的面积大于所述第一键合面的面积和所述第二键合面的面积中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述焊接片通过电能、激光或高温实现激活以连接所述功率器件和相应所述散热管。
4.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述焊接片的材料包括镍铝合金。
5.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，每个散热管具有进液口、出液口以及与所述进液口和所述出液口相通的散热流路，多个所述散热管的所述散热流路彼此连通。
6.根据权利要求5所述的电机控制器，其特征在于，所述多个散热管并联设置且所述多个散热管的最外侧的所述散热管的进液口和出液口处分别设有进液管和出液管，所述多个散热管的所述进液口依次连通以限定出进口流路，所述多个散热管的所述出液口依次连通以限定出出口流路。
7.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，所述散热管形成为扁管，所述第一键合面和所述第二键合面均形成为平面。
8.根据权利要求1所述的电机控制器，其特征在于，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面分别具有所述第一键合面，所述功率器件的两侧表面均具有所述第二键合面。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述第一键合面和所述第二键合面上均设有镀锡层。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的电机控制器，其特征在于，所述焊接片与所述第一键合面之间、所述焊接片与所述第二键合面之间均设有焊料层。
11.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电机控制器。
12.一种电机控制器的制造方法，其特征在于，所述电机控制器包括多个散热管、至少一个功率器件和至少一个焊接片，多个所述散热管在第一方向上依次排布，每相邻两个所述散热管的彼此相对的表面中的至少一个具有第一键合面，所述功率器件位于相邻两个所述散热管之间，所述功率器件的至少一侧表面具有与所述第一键合面相对的第二键合面，所述焊接片为纳米材料片，所述焊接片设在所述第一键合面和所述第二键合面之间以将所述功率器件和相应所述散热管相连接，
所述制造方法包括以下步骤：
步骤S10：将多个所述散热管沿所述第一方向间隔布置以形成散热管组，并将所述焊接片置于相应的所述第一键合面和所述第二键合面之间；
步骤S20：沿所述第一方向对多个所述散热管施加压力；
步骤S30：激活所述焊接片以连接所述功率器件和相应所述散热管。
13.根据权利要求12所述的电机控制器的制造方法，其特征在于，所述步骤S10中，所述第一键合面和所述第二键合面上均设有镀锡层。
14.根据权利要求12所述的电机控制器的制造方法，其特征在于，所述步骤S10中，所述焊接片与所述第一键合面之间、所述焊接片与所述第二键合面之间均设有焊料层。
15.根据权利要求14所述的电机控制器的制造方法，其特征在于，所述焊料层包括锡、锡银合金和银铜锡合金中的至少一种。
16.根据权利要求12所述的电机控制器的制造方法，其特征在于，所述步骤S30中，所述焊接片通过电能或激光实现激活。
17.根据权利要求16所述的电机控制器的制造方法，当所述焊接片通过电能激活时，将外接电源通过电子探针与所述焊接片导通。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的电机控制器的制造方法，所述电机控制器包括至少一个所述散热管组，
当所述电机控制器包括多个所述散热管组时，多个所述散热管组沿所述第一方向依次布置，相邻两个所述散热管组之间设有所述功率器件。
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Effective date of registration: 20210219 Address after: 518119 No.1 Yan'an Road, Kuiyong street, Dapeng New District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: BYD Semiconductor Co.,Ltd. Address before: 518118 BYD Road, Pingshan New District, Shenzhen, Guangdong 3009 Applicant before: BYD Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191011 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |