CN112040751A - 一种水冷散热器和新能源汽车用电机控制器 - Google Patents

一种水冷散热器和新能源汽车用电机控制器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种水冷散热器和新能源汽车用电机控制器，包括：主体，主体包括散热腔：主体还包括环形槽，环形槽绕散热腔设置；水道入口和水道出口，水道入口和水道出口位于主体上，且均与散热腔联通；分流器，可拆地安装于散热腔内，包括引流部、导流部及贯穿部，引流部和导流部位于分流器的第一端和与第一端相对的第二端，贯穿部位于第一端和第二端之间，且贯穿所分流器；当分流器安装于散热腔内部时，引流部、导流部配合水道入口和水道出口形成用于冲刷发热部件的连续水道。本发明对pin‑fin结构的功率模块进行有效散热，降低散热器的加工成本，提高散热器的密封可靠性。

Description

一种水冷散热器和新能源汽车用电机控制器
技术领域
本发明属于电机控制器技术领域，具体涉及一种水冷散热器和新能源汽车用电机控制器。
背景技术
对于新能源汽车用电机控制器，由于其功率模块功率大、体积小，通常需要为其配备水冷散热器对其进行强制冷却，才能保证持续输出功率。而为了降低结构件成本，同时便于部件组装，一般是将散热器直接集成在主壳体上，并通过压铸工艺进行批量生产。然而，由于压铸工艺的限制，通常难以直接形成密闭环形水道。为解决此问题，已知一种电机控制器散热器，通过底面密封盖板拧若干颗螺钉压紧密封圈来实现密闭水道，例如专利文献1，另外一种电机控制器散热器，通过钎焊或搅拌摩擦焊等焊接工艺将上下两个盖板焊接在一起形成密闭水道，例如专利文献2.
专利文献1：CN 207340383 U一种电机控制器散热器及其应用的电机控制器
专利文献2：CN 101697448 B变流器功率模块双面水冷散热器
然而，第一种方案采用盖板拧螺钉压紧密封圈的方式对水道进行密封，增加了密封圈和盖板两个部件，增加了成本和安装工艺复杂度，同时也带来了由于密封圈老化和螺钉退紧带来的密封失效风险；同样第二种方案，采用钎焊等焊接工艺，一样增加了工艺成本和复杂度，同时压铸产生的气泡或裂缝在焊缝周围也易带来密封性不良的问题。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供水冷散热器和新能源汽车用电机控制器，以降低加工成本，提高密封可靠性。
为了实现上述目的，提供一种水冷散热器，包括：
主体，所述主体包括散热腔：所述主体还包括环形槽，所述环形槽绕所述散热腔设置；
水道入口和水道出口，所述水道入口和水道出口位于所述主体上，且均于所述散热腔联通；
分流器，所述分流器可拆地安装于所述散热腔内，所述分流器包括引流部、导流部贯穿部，所述引流部和导流部分别位于所述分流器的第一端和与所述第一端相对的第二端，所述贯穿部位于所述第一端和所述第二端之间，且贯穿所述分流器；
当所述分流器安装于所述散热腔内部时，所述引流部、导流部配合水道入口和水道出口形成用于冲刷发热部件的连续水道。
进一步地，所述引流部包括引流槽，当所述分流器安装与所述散热腔内时，所述引流槽与所述水道入口联通。
进一步地，所述引流槽包括第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面形成所述引流槽的底面，所述第二表面和第三表面共同形成引流槽的坡度侧面。
进一步地，所述导流部包括弧形拐角，所述弧形拐角能够引导水流进行转向。
进一步地，所述贯穿部包括空槽，所述空槽横向贯穿所述分流器。
进一步地，所述散热腔的上下表面均为穿透面。
进一步地，所述散热腔的上表面为穿透面，下表面为封闭结构。
进一步地，所述水道入口和水道出口位于所述主体同侧。
进一步地，所述水道入口和水道出口分别位于所述主体两侧。
本发明还提供一种新能源汽车用电机控制器，包括如上所述的水冷散热器。
与现有技术相比，本发明可以保证、在不采用诸如搅拌摩擦焊或者密封盖板等复杂工艺的前提下，形成性能良好的密封水道，对pin-fin结构的功率模块进行有效散热，降低了散热器的加工成本，同时提高了散热器的密封可靠性。
附图说明
图1为本发明的水冷散热器的结构示意图。
图2为本发明的水冷散热器的一个实施例示意图。
图3为本发明的水冷散热器的另一个实施例示意图。。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，提供一种水冷散热器，包括：
主体1，所述主体包括散热腔11：所述主体1还包括环形槽12，所述环形槽12绕所述散热腔11设置；
水道入口3和水道出口4，所述水道入口3和水道出口4位于所述主体1上，且均于所述散热11腔联通；
分流器2，所述分流器2可拆地安装于所述散热腔11内，所述分流器2包括引流部21、导流部22、和贯穿部23，所述引流部21和导流部22分别位于所述分流器2的第一端和与所述第一端相对的第二端，所述贯穿部23位于所述第一端和所述第二端之间，且贯穿所述分流器21；
当所述分流器2安装于所述散热腔11内部时，所述引流部21、导流部22、和贯穿部23配合水道入口3和水道出口4形成用于冲刷发热部件的连续水道。
本发明仅仅通过简单的安装工艺即可实现双功率模块/单功率模块的水冷散热；同时主散热器(主壳体)可通过一体压铸成型形成，分流板可采用成本低、易成型的材质加工，在没有采用复杂工艺的前提下，既实现了高效的水道构造，又降低了加工成本和密封失效的风险
在一个实施例中，水冷散热器的主体1为一体压铸成型，其内部散热腔11的上下表面至少有一侧是穿透的。在穿透的表面四周有环形凹槽12，以用于与发热部件连接时，填充密封装置，在散热腔11内部形成密封散热空间。
在一个实施例中，分流器2为板状结构，可拆地安装于所述水冷散热器的主体1的内部散热腔11内部。在一个实施例中，板状分流器2通过螺钉13或者卡槽结构固定在所述散热腔11的中心位置。固定在所述散热腔11的中心位置的板状分流器2，将散热腔11分为上下两个部分，可同时对上下发热部件进行散热。
在一个实施例中，环形槽12内设置密封材料，当进行散热处理时，所述环形槽12和密封材料共同将所述内部散热腔11和水冷散热器外部隔离。
在一个实施例中，所述分流器2的材料为铝、尼龙或其他易于加工且耐腐蚀的材料。
在一个实施例中，当所述分流器2安装与所述散热腔11内时，所述分流器2的表面与对应的发热IGBT的下底面保留0.5mm的安装间隙，从而避免安装时形成干涉。
在一个实施例中，所述引流部21包括引流槽，当所述分流器2安装与所述散热腔11内时，所述引流槽与所述水道入口3联通。
在一个实施例中，所述引流槽包括第一表面211、第二表面212和第三表面213，所述第一表面211形成所述引流槽的底面，所述第二表面212和第三表面213共同形成引流槽的坡度侧面，从而便于将所述水稻入口3的冷却水引流入散热空间内。
为了提高水道的导流效果，所述导流部22包括弧形拐角，所述弧形拐角能够引导水流进行转向。
在一个实施例中，为了降低分流器2的重量和成本，同时便于工艺成型，所述贯穿部23包括空槽，所述空槽横向贯穿所述分流器2。分流板可通过表面成型不同的形状来构成相应的水道轮廓。
在一个实施例中，如图2所示，所述散热腔11的上下表面均为穿透面。一体压铸成型的水冷散热器散热腔11上下表面均为穿透面，第一pin-fin功率模块5、第二pin-fin功率模块6分别位于水冷散热器的上下表面，通过若干螺钉利用模块的外边缘将凹槽12内的密封圈压紧，在散热器凹腔12内形成一个密闭的水道空间；冷却水由水道入口3经分流器2的引流槽21流入凹腔11的上半部分，对功率模块5的水冷基板进行冷却，然后经水冷板2的弧形转角22流入散热腔11的下半部分，对功率模块6的水冷基板进行冷却，最后经水道出口4流出散热器
在一个实施例中，如图3所示，所述散热腔11的上表面为穿透面，下表面为封闭结构。一体压铸成型的水冷散热器的散热腔11上表面为穿透面，下表面为密闭结构，第一pin-fin功率模块5通过若干螺钉利用模块的外边缘将凹槽12内的密封圈压紧在水冷散热器的上表面，在散热器凹腔12内形成一个密闭的水道空间；冷却水由水道入口3经分流器2的引流槽21流入凹腔11的上半部分，对功率模块5的水冷基板进行冷却，然后经水冷板2的弧形转角22流入凹腔11的下半部分，最后经水道出口4流出散热器。
在一个实施例中，所述水道入口3和水道出口4位于所述主体同侧。
在一个实施例中，所述水道入口3和水道出口4分别位于所述主体两侧，相应地，分流板上下两部分水道可形成并联回路。
本发明还提供一种新能源汽车用电机控制器，包括如上所述的水冷散热器。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水冷散热器，其特征在于，包括：
主体，所述主体包括散热腔：所述主体还包括环形槽，所述环形槽绕所述散热腔设置；
水道入口和水道出口，所述水道入口和水道出口位于所述主体上，且均于所述散热腔联通；
分流器，所述分流器可拆地安装于所述散热腔内，所述分流器包括引流部、导流部及贯穿部，所述引流部和导流部分别位于所述分流器的第一端和与所述第一端相对的第二端，所述贯穿部位于所述第一端和所述第二端之间，且贯穿所述分流器；
当所述分流器安装于所述散热腔内部时，所述引流部、导流部配合水道入口和水道出口形成用于冲刷发热部件的连续水道。
2.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述引流部包括引流槽，当所述分流器安装与所述散热腔内时，所述引流槽与所述水道入口联通。
3.如权利要求2所述的水冷散热器，其特征在于，所述引流槽包括第一表面、第二表面和第三表面，所述第一表面形成所述引流槽的底面，所述第二表面和第三表面共同形成引流槽的坡度侧面。
4.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述导流部包括弧形拐角，所述弧形拐角能够引导水流进行转向。
5.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述贯穿部包括空槽，所述空槽横向贯穿所述分流器。
6.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述散热腔的上下表面均为穿透面。
7.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述散热腔的上表面为穿透面，下表面为封闭结构。
8.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述水道入口和水道出口位于所述主体同侧。
9.如权利要求1所述的水冷散热器，其特征在于，所述水道入口和水道出口分别位于所述主体两侧。
10.一种新能源汽车用电机控制器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的水冷散热器。
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