CN111405833A - 电机控制器用高性能散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机控制器用高性能散热器，包括控制器箱体与散热基板，所述控制器箱体具有一个与控制器箱体内部相连通的散热包络腔，所述散热包络腔通过进、出水管路与外部的水冷系统相连通；所述散热基板的材料为铜，其一面用于与功率器件传热连接，另一面与所述散热包络腔连接，使所述散热包络腔形成密闭腔体。本发明将散热基板与控制器箱体集成后，控制器箱体总成的构型与传统的控制器箱体一致，并未占用额外的设计空间，但通过将散热面材料由压铸铝合金变更为铜，本发明将会获得散热效果的极大提升。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制器用高性能散热器。
背景技术
近年来，在国家大力倡导发展性能源汽车的政策支持下，整个新能源汽车行业呈现出蓬勃发展的态势。
而电驱系统作为整车的动力输出单元，决定了电动车的动力性能，故被称为性能源汽车的“心脏”，其重要性凸显无疑。伴随着各大厂商对于电机控制器产品大功率密度的追求，功率器件的选型也越来越趋向于小型化、紧凑化。因此，在同等功率的前提下散热面积会更小，散热热流密度会更大，进而带来了控制器的散热难度的增加。
在电机控制器散热器设计过程中，其散热性能的好坏很大程度上取决于散热基板的材料导热率。而出于成本以及工艺性的考虑，散热器的设计一般会集成在控制器箱体之上，这就导致了设计人员只能被迫的使用控制器箱体的本体材料(一般为压铸铝合金)作为散热器的散热基板材料。相对于常用于散热的铜而言，压铸铝合金的导热率只有铜的1/4，这极大的限制了控制器散热器的散热性能。
为解决这一技术难题，常见的解决途径有两种：1)调整功率器件选型，增加设计余量；2)采用分体式散热器，控制器箱体与散热器采用不同材料制作。但这两种解决途径往往会带来较大的成本增加，削弱了产品的整体竞争能力。
发明内容
本发明的目的是提供一种电机控制器用高性能散热器，为解决上述问题提供了新的思路，并可通过较小的成本增加换取较大的散热性能的提升。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电机控制器用高性能散热器，其特征在于：包括控制器箱体与散热基板，其中：
所述控制器箱体具有一个与控制器箱体内部相连通的散热包络腔，所述散热包络腔通过进、出水管路与外部的水冷系统相连通；
所述散热基板的材料为铜，其一面用于与功率器件传热连接，另一面与所述散热包络腔连接，使所述散热包络腔形成密闭腔体。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板与功率器件传热连接的一面为平面。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板的所述另一面上凸出设置有水路隔板，所述水路隔板能够将所述散热包络腔分隔形成迷宫状。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板的所述另一面上凸出设置散热肋板或散热柱。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：在所述散热包络腔与控制器箱体内部相连通的一侧具有装配台肩，所述散热基板凭借所述装配台肩与所述散热包络腔连接。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述控制器箱体的材料为压铸铝合金，并通过整体压铸成型。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板与控制器箱体采用搅拌摩擦焊或真空钎焊的方式连接。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板与控制器箱体之间通过密封圈密封，并通过螺钉形成固定。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：固定在所述控制器箱体上的散热基板通过铣削加工获得平整的铜质散热面。
所述的电机控制器用高性能散热器，其中：所述散热基板采用挤压、粉末冶金或者金属注射的方式成型。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：散热效果好，结构紧凑，成本较低。
附图说明
图1是本发明的分解示意图。
图2是控制器箱体的结构示意图。
图3是散热基板的结构示意图。
图4是本发明组装完整示意图。
附图标记说明：控制器箱体11；进、出水管路111；散热包络腔112；装配台肩113；散热基板12；散热肋板121；水路隔板122；功率器件2。
具体实施方式
如图1所示，是本发明的分解示意图，提供的一种电机控制器用高性能散热器，包括控制器箱体11与散热基板12，用于将功率器件2的热量由控制器箱体11内部导出至外部；其中：
如图2所示，所述控制器箱体11材料为压铸铝合金，整体压铸成型，其中一面形成一个与控制器箱体11内部相连通的散热包络腔112，所述散热包络腔112通过进、出水管路111与外部的水冷系统相连通，在所述散热包络腔112与控制器箱体11内部相连通的一侧具有装配台肩113；
如图3所示，所述散热基板12材料为铜，可采用挤压成型的工艺获得，其一面为平面，另一面上凸出设置有散热肋板121(亦可是圆形、菱形等形状的散热柱)以及水路隔板122；如图1-图4所示，所述散热基板12凭借所述装配台肩113与散热包络腔112密接，使所述散热包络腔112形成密闭腔体，所述散热基板12的平面用于与功率器件2热接触，而所述散热基板12的另一面的散热肋板121以及水路隔板122伸入所述散热包络腔112中，所述水路隔板122能够将所述散热包络腔112分隔形成迷宫状，以增大冷却液在所述散热包络腔112中流动路径长度，而所述散热肋板121能够增强所述散热基板12与冷却液之间的传热面积与传热效率。
其中，散热基板12与控制器箱体11可采用搅拌摩擦焊的方式连接，焊接完成后通过铣削加工获得平整的铜质散热面，以作为与功率器件2的散热交换面。需要说明的是，散热基板12与控制器箱体11亦可采用真空钎焊的方式连接；在设计空间允许的前提下，亦可采用密封圈密封的形式密封，并通过螺钉实现散热基板12与控制器箱体11的固定。
控制器箱体11的散热包络腔112与散热基板12所形成的密闭腔体构成了电机控制器散热器的主体结构，并通过布置于散热基板12上的散热肋板121以及水路隔板122以达到增加散热效果，形成冷却液流径的目的。所述功率器件2安装于散热基板12之上，并通过散热基板12将热量传递到散热肋板121表面，进而冷却液可高效的将热量带走。
进一步说明，通过上述方式将散热基板12与控制器箱体11集成后，控制器箱体总成的构型与传统的控制器箱体(压铸一体成型)一致(如图4所示)，并未占用额外的设计空间。但通过将散热面材料由压铸铝合金变更为铜，本发明将会获得散热效果的极大提升。所述控制器箱体11仍采用压铸工艺成型，散热基板12可选用挤压成型(亦可选用粉末冶金以及金属注射成型)的工艺。从成本角度考虑，所增加的成本集中在散热基板12上，但相较于分体式的散热器的成本会低很多，并且可以凭借良好的散热效果实现等成本功率器件选型以及较小设计尺寸的目的。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电机控制器用高性能散热器，其特征在于：包括控制器箱体与散热基板，其中：
所述控制器箱体具有一个与控制器箱体内部相连通的散热包络腔，所述散热包络腔通过进、出水管路与外部的水冷系统相连通；
所述散热基板的材料为铜，其一面用于与功率器件传热连接，另一面与所述散热包络腔连接，使所述散热包络腔形成密闭腔体。
2.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板与功率器件传热连接的一面为平面。
3.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板的所述另一面上凸出设置有水路隔板，所述水路隔板能够将所述散热包络腔分隔形成迷宫状。
4.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板的所述另一面上凸出设置散热肋板或散热柱。
5.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：在所述散热包络腔与控制器箱体内部相连通的一侧具有装配台肩，所述散热基板凭借所述装配台肩与所述散热包络腔连接。
6.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述控制器箱体的材料为压铸铝合金，并通过整体压铸成型。
7.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板与控制器箱体采用搅拌摩擦焊或真空钎焊的方式连接。
8.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板与控制器箱体之间通过密封圈密封，并通过螺钉形成固定。
9.根据权利要求1或7或8所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：固定在所述控制器箱体上的散热基板通过铣削加工获得平整的铜质散热面。
10.根据权利要求1所述的电机控制器用高性能散热器，其特征在于：所述散热基板采用挤压、粉末冶金或者金属注射的方式成型。
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