CN111182766A - 一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，包括外壳、散热组件、水道、循环水泵和循环水泵控制器；散热组件包括散热鳍片板、散热板和蛇形管；散热板固定在散热鳍片板上，散热鳍片板的底部设有散热鳍片；蛇形管嵌在散热板与散热鳍片板之间，蛇形管内填充有冷却介质；循环水泵的输出端与蛇形管的入口密封相连；水道呈S型排布在高压电机驱动器的箱体内，水道上设有延伸至高压电机驱动器的箱体的相邻安装孔的支管，其中一个支管与蛇形管的出口连接，另一个支管与循环水泵的输入端密封相连，其余支管的管口通过密封盖密封；水道内填充有冷却介质。该散热总成通过冷却介质的循环流动将高压电机驱动器内部产生的热量与外部环境进行换热。
Description
技术领域
本发明涉及电机驱动器散热技术领域，具体是一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成。
背景技术
随着国际贸易往来的增加，对港口重载自动运输车的需求也日益增加。为了提升港口转运效率，对港口重载自动运输车的载重能力、运动性能、驱动系统可靠性等提出了更高的要求。高压电机驱动器作为港口高速重载自动运输车的牵引动作执行部件，其散热性能直接影响货运车辆的转运效率以及工作稳定性。
申请号为201721170118.4的文献公开了一种伺服电机驱动器，驱动器本体上设置有温度检测装置、比较装置、控制装置、启动装置、散热风扇、散热片，通过安装有风扇的散热片进行散热，只是通过加快空气流动，从而提高散热效果。这种散热结构与散热风扇结合的散热方式，散热效率低；无法满足在内部电气元件发热功率较高，尤其是在港口高速重载环境下的高压电机驱动器的散热需求。
目前针对高压电机驱动器内部进行水冷散热的应用很少，一般来说普通的电机驱动器的发热量并不高，只靠自身风冷结构就足够保证工作温度在安全范围内；而对于用于港口集装箱装载车上的高压电机驱动器，即使冬季一般露天情况下外界环境温度也会很高，单靠风冷或空冷难以满足散热需求，降温效果较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，包括外壳、散热组件、水道、循环水泵和循环水泵控制器；散热组件包括散热鳍片板、散热板和蛇形管；
所述散热板固定在散热鳍片板上，散热鳍片板的底部设有散热鳍片；蛇形管嵌在散热板与散热鳍片板之间，蛇形管内填充有冷却介质；
所述外壳罩在散热鳍片板的顶部，使外壳与散热鳍片板之间形成封闭腔室；循环水泵、循环水泵控制器和高压电机驱动器固定在散热板上，且位于封闭腔室内；循环水泵与循环水泵控制器通信连接；循环水泵的输出端与蛇形管的入口密封相连；
所述高压电机驱动器的箱体相对的两个侧壁上分别设有多个安装孔；水道呈S型排布在高压电机驱动器的箱体内，使水道形成多个折弯部和多个直线部；每个折弯部设有延伸至相邻安装孔的支管，其中一个支管通过水管连接头与蛇形管的出口连接，另一个支管通过连接管与循环水泵的输入端密封相连，其余支管的管口通过密封盖密封；水道内填充有冷却介质。
与现有技术相比，本发明有益效果在于：
本发明在高压电机驱动器的箱体内铺设水道，箱体的底部设有散热鳍片板和蛇形管，水道与蛇形管相通，水道和蛇形管内均填充有冷却介质，通过冷却介质的循环流动将高压电机驱动器内部产生的热量与外部环境进行换热，进而实现高压电机驱动器的散热，增强散热效果；克服了现有普通电机驱动器采用空冷散热效果较差的缺陷。
散热鳍片板、蛇形管以及散热板三者之间填充有导热硅脂，增加三者之间的接触面积，提高散热效率；水道与传热板之间也填充有导热硅脂，进一步提高了散热效率。
将蛇形管和连接管连接不同位置的支管，可以调节冷却介质流经水道的有效距离；若布置在高压电机驱动器密封腔室内部的电气元件发热功率不高，可缩短冷却介质流经水道的距离，以降低循环水泵的功率，节约成本。
通过循环水泵提供冷却介质的循环动力，温度传感器将检测到的冷却介质温度传给中央处理单元，中央处理单元自动调控循环水泵转速，有效提升散热效果。
本发明的散热总成尤其适用于港口环境下的高压电机驱动器，循环水泵、循环水泵控制器以及高压电机驱动器位于外壳和散热板之间形成的封闭腔室内，防止循环水泵、循环水泵控制器以及高压电机驱动器被盐蚀；将高压电机驱动器的箱体上设置有密封圈和密封盖，可以进一步防止高压电机驱动器内部的电气元件被盐蚀，有助于保护高压电机驱动器内部电气元件，延长使用寿命，提高整体的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的散热鳍片板的结构示意图；
图3为本发明的散热板的结构示意图；
图4为本发明的蛇形管的结构示意图；
图5为本发明去掉外壳后一个角度的结构示意图；
图6为本发明去掉外壳后另一个角度的结构示意图；
图7为本发明的接线隔离槽的结构示意图；
图8为本发明的箱体一个角度的结构示意图；
图9为本发明的箱体另一个角度的结构示意图；
图10为本发明的水道在箱体内的排布示意图；
图11为本发明的第一密封圈与第二密封盖的连接示意图；
图中：1、外壳；2、高压电机驱动器；3、循环水泵；4、循环水泵支架；5、循环水泵控制器；6、水道；7、散热组件；8、连接管；
21、箱体；22、第一密封盖；23、第二密封盖；24、接线端口；25、电气接口；26、接线隔离槽；27、水管连接头；28、第一安装孔；29、密封盖；210、传热板；211、第一密封圈；212、第二密封圈；213、第二安装孔；261、第二定位孔；262、穿线孔；263、第二定位柱；61、第一定位柱；71、散热鳍片板；72、散热板；73、蛇形管；74、弧形槽；2101、第一定位孔。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成(简称散热总成，参见图1-11)，包括外壳1、散热组件7、水道6、循环水泵3和循环水泵控制器5，散热组件7包括散热鳍片板71、散热板72和蛇形管73；
所述散热板72固定在散热鳍片板71上，散热鳍片板71的底部设有散热鳍片；散热板72的底部和散热鳍片板71的顶部分别设有弧形槽74，两个弧形槽74构成凹槽；蛇形管73嵌在凹槽内，蛇形管73的入口和出口分别露在散热板72外，蛇形管73内填充有冷却介质；散热鳍片板71、散热板72和蛇形管73三者之间均匀填充有导热硅脂，增加三者之间的接触面积，提高散热效率；
所述外壳1的底部开口，外壳1罩在散热鳍片板71的顶部，使外壳1与散热鳍片板71之间形成封闭腔室；循环水泵3通过循环水泵支架4固定在散热板72上，循环水泵控制器5和高压电机驱动器2固定在散热板72上；循环水泵3、循环水泵控制器5以及高压电机驱动器2位于封闭腔室内，防止被盐蚀；蛇形管73的入口与循环水泵3的输出端密封相连；循环水泵3与循环水泵控制器5通信连接；高压电机驱动器2的一个侧壁上设有多个第一安装孔28，与第一安装孔28相对的侧壁上设有多个第二安装孔213；
水道6呈S型排布在高压电机驱动器2内，使水道6形成多个折弯部和多个直线部；每个折弯部设有延伸至相应第一安装孔28或第二安装孔213的支管，每个安装孔对应一个支管；其中一个与延伸至第一安装孔28的支管通过一个水管连接头27与蛇形管73的出口螺纹连接；其中一个延伸至第二安装孔213的支管通过另一个水管连接头27与连接管8的一端螺纹连接，连接管8的另一端与循环水泵3的输入端密封相连，使水道6与蛇形管73形成通路；剩余支管的管口通过密封盖29密封；水道6内填充有冷却介质；使用时根据实际发热功耗，将蛇形管73的出口和连接管8连接不同位置的支管，可以调节冷却介质流经水道6的有效距离。
所述高压电机驱动器2包括箱体21、接线隔离槽26、第一密封盖22和第二密封盖23；所述接线隔离槽26通过第二定位柱263固定在箱体21的一侧，第二定位柱263与接线隔离槽26的第二定位孔261配合；第一密封盖22和第二密封盖23分别通过螺钉固定在箱体21的顶部，第二密封盖23正对接线隔离槽26；接线隔离槽26用于高压电机驱动器2的走线；
所述箱体21的侧壁上设有电气接口25、多个接线端口24和多个第一安装孔28和第二安装孔213，电气接口25用于连接外部高压电机，接线端口24用于连接信号线或电源线；
所述水道6的每个直线部上分别通过第一定位柱61安装有传热板210，第一定位柱61与传热板210的第一定位孔2101配合；每个传热板210与水道6之间涂覆有导热硅脂；传热板210上安装有电气元件；传热板210采用铝制成，传热板210吸收高压电机驱动器2产生的热量，并将热量传递至水道6中的冷却介质，进而实现高压电机驱动器2的液冷散热；
所述箱体21还包括第一密封圈211和第二密封圈212，第一密封圈211固定在接线隔离槽26的边缘，实现接线隔离槽26与第二密封盖23的密封，防止线路进一步被盐蚀；第二密封圈212固定在箱体21设置第一密封盖22的边缘，实现箱体21与第一密封盖22的密封，进一步防止高压电机驱动器2的电气元件被盐蚀；
所述接线隔离槽26的侧壁上设有与箱体21的接线端口24数量相同的穿线孔262，每个穿线孔262对应一个接线端口24，且与相应的接线端口24同轴，形成可以使得外部电气连接线穿过的通路；
所述散热板72采用铝制成，蛇形管73采用铜制成；水道6采用铝制成。
所述冷却介质为水或乙二醇水溶液；导热硅脂为有机硅酮。
所述循环水泵3、循环水泵控制器5不限于焊接、螺纹连接等方式固定在散热板72上；
所述循环水泵控制器5内部集成有温度传感器和中央处理单元；所述温度传感器与中央处理单元连接，中央处理单元与循环水泵3通信连接；温度传感器用于检测冷却介质的温度；所述温度传感器为数字温度传感器，型号为DS18B20，输出数字信号，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高等特点；DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域；中央处理单元的型号为EXYNOS 4412，具有低功耗、价格低、可以快速响应外界信号等特点，多用于微控制器领域。
本发明的工作流程和原理是：
使用时将需要降温的电气元件(例如功率较高的集成电路板)安装在传热板210的上表面，电气元件完全密封在高压电机驱动器2的箱体21内，能够避免电气元件与港口高湿度环境下接触，起到防潮湿、防粉尘的作用；冷却介质可以选择乙二醇水溶液以提高散热效果，当电气元件的发热功率较低时也可选择液态水，以降低成本；
工作时，高压电机驱动器2内部的热量经由传热板210传到水道6中的冷却介质中，冷却介质在循环水泵3的推动下流经蛇形管73，冷却介质的热量经蛇形管73传到散热鳍片板71，最终散热鳍片板与外界环境进行热量交换，将高压电机驱动器2内部的热量传到外部环境，实现电气元件降温的目的；必要时也可在传热板210和电气元件之间添加导热硅脂，增加散热接触面积，提高散热效果；
为了实现对降温效果实时调控的功能，集成在循环水泵控制器5内部的温度传感器将检测到冷却介质的温度值实时传输至中央处理单元，中央处理单元将温度传感器的检测值与设定阈值进行比较；若检测值高于设定阈值，表示温度过高，中央处理单元控制循环水泵3的转速增加，加快冷却介质流动，提高散热效率；当温度传感器的检测温度值低于设定阈值时，中央处理单元控制循环水泵3转速降低，降低运行循成本，节约电力资源。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (7)
1.一种用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，包括外壳、散热组件、水道、循环水泵和循环水泵控制器；散热组件包括散热鳍片板、散热板和蛇形管；
所述散热板固定在散热鳍片板上，散热鳍片板的底部设有散热鳍片；蛇形管嵌在散热板与散热鳍片板之间，蛇形管内填充有冷却介质；
所述外壳罩在散热鳍片板的顶部，使外壳与散热鳍片板之间形成封闭腔室；循环水泵、循环水泵控制器和高压电机驱动器固定在散热板上，且位于封闭腔室内；循环水泵与循环水泵控制器通信连接；循环水泵的输出端与蛇形管的入口密封相连；
所述高压电机驱动器的箱体相对的两个侧壁上分别设有多个安装孔；水道呈S型排布在高压电机驱动器的箱体内，使水道形成多个折弯部和多个直线部；每个折弯部设有延伸至相邻安装孔的支管，其中一个支管通过水管连接头与蛇形管的出口连接，另一个支管通过连接管与循环水泵的输入端密封相连，其余支管的管口通过密封盖密封；水道内填充有冷却介质。
2.根据权利要求1所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述水道的每个直线部上分别设有传热板，每个传热板与水道之间均涂覆有导热硅脂。
3.根据权利要求2所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述导热硅脂为有机硅酮。
4.根据权利要求2所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述传热板采用铝制成。
5.根据权利要求1所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述散热鳍片板、散热板和蛇形管三者之间均匀填充有导热硅脂。
6.根据权利要求1所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述散热板采用铝制成，蛇形管采用铜制成，水道采用铝制成。
7.根据权利要求1所述的用于高压电机驱动器降温的液冷散热总成，其特征在于，所述冷却介质为水或乙二醇水溶液。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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