CN113395877A - 一种bsg电机逆变器的多层结构散热板及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，包括散热板本体，所述散热板本体包括底板，底板中部设有绝缘垫槽，底板上方层叠设有至少一层中板，中板在绝缘垫槽上方设有电容模块让位孔，依电容模块让位孔的周边U型设置散热流道孔，在散热流道孔U型两端处设有往散热板本体一侧表面透出的流道口，中板上方层叠设有上板，上板在电容模块让位孔上方设有与之全等的电容模块避位孔，在散热流道孔上方区域品字形设置功率模组焊接区域。还公开了包括上述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板加工方法。本发明通过简单的加工工艺，就可以满足各部分的设计要求，具有加工难度低，可生产性高，可以满足商用车BSG系统使用需求的特点。

Description

一种BSG电机逆变器的多层结构散热板及加工方法

技术领域

本发明属于BSG电机逆变器散热板技术领域，尤其涉及一种BSG电机逆变器的多层结构散热板及加工方法。

背景技术

节能减排是全人类共同的责任，也是绝大多数社会成员的强烈愿望。在化石燃料日益枯竭和汽车技术飞速发展大环境下，国家对汽车油耗和排放要求越来越严格。虽然无论节能减排效果，还是先进程度，BSG技术都不如燃料电池、纯电动技术，但这种技术，正在逐渐被业内专家一致看好，有可能在未来相当长一段时间内占据传统动力汽车节能减排主流技术的地位，因为任何一种节能减排技术，要想获得大规模普及，前提是价格必须能够让人接受。BSG技术最大优势在于对整车改动小，增加的成本有限。以配装BSG的奇瑞A5为例，厂商定价为7.48万元，与价格6.98万的普通A5相比，仅增加大约7%，这为普通消费者购买BSG车型创造了条件。况且，随着市场规模的扩大，BSG技术应用成本有望得到进一步降低，当BSG车型价格与同型号的传统动力汽车价格差异减少到一定程度时，BSG技术的成本因素几乎可以忽略不计。加上现在新能源汽车存在电池衰减快、续航里程较短和充电速度慢等问题，使得纯电汽车普及使用的便捷程度大受影响，尤其在商用车领域，行驶里程多、输出功率大让纯电商用车目前发展受到限制。48V的BSG（Belt-driven Starter Genertor）属于混合动力中的弱混技术，是一种将逆变控制器与电机集成的电机系统，可在汽车怠速时实现电机快速启停，制动时进行能量回收。爬坡时提供助力，综合节油效率可达到8-12%，符合被公认为“3R”的绿色设计原则，即Reduce,Reuse,Recycle，减少环境污染、减小能源消耗，产品和零部件的回收再生循环或者重新利用。BSG系统主要分为12V系统和48V系统，12V系统难以满足现在功能越来越复杂的汽车使用需求，因此48V系统是目前各大车场的主要研究方向。

BSG系统安装空间有限，工作环境严苛，系统运行中产生的高温对其影响很大，尤其是对控制逆变器中的电子元器件，如不能实现有效的散热，很可能会导致电子元器件失效。传统风冷散热效果差，难以满足散热需求。而液冷散热需要设计专门的散热板，目前相关散热板均为乘用车BSG系统设计，针对商务车的散热板设计还处于空白。且由于含有内流道，又要满足BSG系统小型化发展需求，散热板加工工艺较复杂，因此，亟待提出一种BSG电机逆变器散热板的加工方法，减小散热板加工难度，提高可生产性，满足商用车BSG系统使用需求。为此，设计出一种BSG电机逆变器的多层结构散热板及加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种BSG电机逆变器的多层结构散热板及加工方法，具有加工难度低，可生产性高，可以满足商用车BSG系统使用需求的特点。

为实现上述目的，本发明的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板及加工方法的具体技术方案如下：

一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，包括散热板本体，所述散热板本体包括底板，底板中部设有绝缘垫槽，底板上方层叠设有至少一层中板，中板在绝缘垫槽上方设有电容模块让位孔，依电容模块让位孔的周边U型设置散热流道孔，在散热流道孔U型两端处设有往散热板本体一侧表面透出的流道口，中板上方层叠设有上板，上板在电容模块让位孔上方设有与之全等的电容模块避位孔，在散热流道孔上方区域品字形设置功率模组焊接区域，通过简单的加工工艺，就可以满足各部分的设计要求，具有加工难度低，可生产性高，可以满足商用车BSG系统使用需求的特点。

进一步的，所述散热流道孔内对应功率模组焊接区域设置扰流部件，能实现对冷却介质的有效扰动，使低雷诺数区流动具备湍流区特性，增强换热效果，保证功率模组电子元器件处于正常工作温度。

进一步的，所述扰流部件为瓦楞式散热筋和/或凸起状散热筋，使扰流部件的数量和形状可根据散热需求量确认，通用性广，可增强冷却介质流体扰动效果，增强散热效果，保证功率模组正常工作。

进一步的，所述扰流部件连接于中板，可以在制造中板时，同时完成扰流部件的制造。

进一步的，所述扰流部件连接于底板上端面，可以在制造底板时，同时完成扰流部件的制造。

进一步的，所述中板设置为两层，按需设计增加散热流道孔的高度，达到更好的冷却散热效果。

进一步的，所述上板上端面沿周边设置有闭环的密封凹槽，可以放置密封圈，与其他部件配装后实现较好的防水密封效果。

进一步的，所述功率模组焊接区域平面度不大于0.4mm，用以获得更好的焊接效果。

进一步的，所述流道口为圆孔，用以和水嘴配合，有利于冷却介质的穿过。

进一步的，所述圆孔外端面设有环形圆台，便于与水嘴配合。

一种BSG电机逆变器的多层结构散热板加工方法，包括上述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板；

第一步，加工底板、中板和上板；

第二步，对底板、中板和上板进行脱脂处理；

第三步，将中板层叠放置在底板上，在焊接处放置钎料，层叠放置上板，固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；

第四步，对散热板本体表面进行电镀处理。

相比较现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

1.本发明散热板本体采用多层分板结构，使用钎焊工艺焊接，使散热板主体整体结构紧凑，工序简单易实现批量生产，满足BSG系统小型轻量化发展需求解决现有技术中散热板加工难度高，可生产性低，无法满足商用车BSG系统使用需求的问题。

2.本发明中板设有散热流道孔和流道口，通过冷却介质循环可满足散热需求，还能减轻散热板重量。

3.本发明散热流道孔处设有扰流部件，能实现对冷却介质的有效扰动，使低雷诺数区流动具备湍流区特性，增强换热效果，保证功率模组电子元器件处于正常工作温度。

4.本发明扰流部件的数量和形状可根据散热需求个性组合调整，对BSG系统的应用通用性广。

5.本发明焊后对散热板本体表面进行电镀处理，提高散热板与功率模组的可焊接性和整体耐腐蚀性。

6.本发明上板周圈设有密封凹槽，可放置密封圈，与电机护罩装配实现对逆变器的防水密封。

附图说明

图1为本发明结构爆炸示意图；

图2为本发明底板中板配合结构示意图；

图3为本发明底板中板扰流部件配合结构示意图。

图中标号说明：2.底板，21.绝缘垫槽，23.流道口，3.中板，31.电容模块让位孔，32.散热流道孔，4.上板，41.电容模块避位孔，42.功率模组焊接区域，43.密封凹槽，5.扰流部件。

具体实施方式：

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的理解。

如图1至图3所示，设计出一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，包括散热板本体，散热板本体外轮廓形状与BSG电机逆变器一致，所述散热板本体包括底板2，底板2中部设有用于放置绝缘垫的绝缘垫槽21，底板2上方层叠设有至少一层中板3，按需设计中板3的数量从而控制散热流道孔32的高度，以达到需要的冷却散热效果，中板3在绝缘垫槽21上方设有电容模块让位孔31，供与电容模块组合，依电容模块让位孔31的周边U型设置散热流道孔32，在散热流道孔32U型两端处设有往散热板本体一侧表面透出的流道口23，中板3上方层叠设有上板4，上板4在电容模块让位孔31上方设有与电容模块让位孔31全等的电容模块避位孔41，在散热流道孔32上方区域品字形设置功率模组焊接区域42。通过简单的加工工艺，就可以满足各部分的设计要求，具有加工难度低，可生产性高，可以满足商用车BSG系统使用需求的特点。使用时，将冷却介质由流道口23注入散热流道孔32内，形成围绕电容模块让位孔31的冷却流路，进而到达预定设计的冷却效果。

其中，所述散热流道孔32内对应功率模组焊接区域42设置扰流部件5，扰流部件5的数量和形状可根据散热需求确认，扰流部件5能实现对冷却介质的有效扰动，使低雷诺数区流动具备湍流区特性，增强换热效果，保证功率模组电子元器件处于正常工作温度。所述散热板本体表面设有电镀层，电镀层优选镀镍处理，提高散热板与功率模组的焊接性和整体耐腐蚀性。所述功率模组焊接区域42平面度不大于0.4mm，用以获得更好的焊接效果。所述流道口23为圆孔，用以和水嘴配合，有利于冷却介质的注入通过。所述散热板本体设有定子线定位孔，用于定位定子线。所述散热板本体设有PCB安装定位孔，用于定位PCB模块。所述散热板本体设有支架PIN针定位孔，用于PIN针定位。所述散热板本体设有插头安装孔，用于安装插头。所述绝缘垫槽21为矩形沉槽。更有利于高效利用绝缘垫，避免异形绝缘垫造成的裁剪浪费。

一种BSG电机逆变器的多层结构散热板加工方法，包括上述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板；

第一步，加工底板2、中板3和上板4，压制扰流部件5；

第二步，对底板2、中板3和上板4进行脱脂处理；

第三步，将中板3层叠放置在底板2上，在焊接处放置钎料，层叠放置上板4，固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；

第四步，对散热板本体表面进行电镀处理。

以上实施方式中，列举出3种实施例实现上述技术方案：

实施例1

本实施例是扰流部件5为瓦楞式散热筋，使冷却介质在穿过瓦楞的孔道时，频繁的冲击散热筋的孔壁，从而增加扰流效果。所述扰流部件5连接于中板3，可以在制造中板3时，同时完成扰流部件5的制造，所述两个流道口23都设置在底板2下表面，用以和水嘴配合，有利于冷却液的穿过。所述上板4上端面沿周边设置有闭环的密封凹槽43，用于放置密封圈，完善密封效果。所述圆孔下端面设有环形圆台，便于与水嘴配合，所述圆孔设有内螺纹，内螺纹直达圆孔外端面。便于与端头为内螺纹的水嘴配合，可以将水嘴拧入流道口23的内螺纹里。所述功率模组焊接区域42平面度为0.4mm，用以获得更好的焊接效果。

本实施例的加工方法是：

第一步，使用冲压工艺加工底板2、中板3和上板4，冲压中板3时，同时完成扰流部件5的冲压制作，在底板的下表面机加工流道口23，冲压成型扰流部件5；定位连接管22采用挤压成型的方式生产制作，采用铆压工艺与定位连接孔固定配合。

第二步，对底板2、中板3和上板4进行脱脂处理；

第三步，将中板3层叠放置在底板2上，使扰流部件5处于散热流道孔32内适当位置，在焊接处放置钎料，层叠放置上板4，固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；

第四步，对散热板本体表面进行电镀镀镍处理。

实施例2

本实施例是所述扰流部件5为柱条状散热筋，扰流部件5的数量和形状可根据散热需求量确认，通用性广，可增强冷却介质流体扰动效果，增强散热效果，保证功率模组正常工作。所述扰流部件5连接于底板2上端面，可以在制造底板2时，同时完成扰流部件5的制造。所述两个流道口23都设置在上板4上表面。所述流道口23设有内螺纹，内螺纹直达流道口23外端面。便于与端头为内螺纹的水嘴配合，可以将水嘴拧入流道口23的内螺纹里。水嘴拧入流道口23后，水嘴7内腔和散热流道孔32形成通路，可以使冷却介质的流通更加顺畅。所述功率模组焊接区域42平面度为0.3mm，用以获得更好的焊接效果。

本实施例的加工方法是：

第一步，使用加工中心加工底板2、中板3和上板4，在机加工底板2时，同时完成扰流部件5的制作，在上板4的上表面机加工流道口23，采用压铸工艺制作扰流部件5，使用洗涤剂清洗扰流部件5；定位连接管22采用挤压成型的方式生产制作，采用铆压工艺与定位连接孔固定配合。

第二步，对底板2、中板3和上板4进行脱脂处理；

第三步，将中板3层叠放置在底板2上，使扰流部件5处于散热流道孔32内适当位置，在焊接处放置钎料，层叠放置上板4固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；

第四步，对散热板本体表面进行电镀镀镍处理。

实施例3

本实施例是所述扰流部件5凸起状散热筋，优选锯齿状凸起，可以按需个性组合散热筋的形状样式，满足设计使用的需要。所述两个流道口23都设置在上板4上表面，所述圆孔上端面设有环形圆台，便于与水嘴配合。所述环形圆台外侧设有外螺纹。便于与端头为外螺纹的水嘴配合，避免冷却介质泄露。所述功率模组焊接区域42平面度为0.25mm，用以获得更好的焊接效果。

本实施例的加工方法是：

第一步，使用冲压工艺加工底板2、中板3和上板4，在上板的上表面机加工流道口23和环形圆台231，冲压成型扰流部件5；定位连接管22采用挤压成型的方式生产制作，采用铆压工艺与定位连接孔固定配合。

第二步，对底板2、中板3和上板4进行脱脂处理；

第三步，将中板3层叠放置在底板2上，放置扰流部件5，使扰流部件5处于散热流道孔32内适当位置，在焊接处放置钎料，层叠放置上板4，固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；焊接后再次精加工螺纹、斜面和功率模组焊接区域42。

第四步，对散热板本体表面进行电镀镀镍处理。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，包括散热板本体，其特征在于：所述散热板本体包括底板（2），底板（2）中部设有绝缘垫槽（21），底板（2）上方层叠设有至少一层中板（3），中板（3）在绝缘垫槽（21）上方设有电容模块让位孔（31），依电容模块让位孔（31）的周边U型设置散热流道孔（32），在散热流道孔（32）U型两端处设有往散热板本体一侧表面透出的流道口（23），中板（3）上方层叠设有上板（4），上板（4）在电容模块让位孔（31）上方设有与之全等的电容模块避位孔（41），在散热流道孔（32）上方区域品字形设置功率模组焊接区域（42）。

2.根据权利要求1所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述散热流道孔（32）内设置有扰流部件（5）。

3.根据权利要求2所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述扰流部件（5）为瓦楞式散热筋和/或凸起状散热筋。

4.根据权利要求2所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述扰流部件（5）连接于中板（3）。

5.根据权利要求2所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述扰流部件（5）连接于底板（2）上端面。

6.根据权利要求1所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述中板（3）设置为两层。

7.根据权利要求1所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述上板（4）上端面沿周边设置有闭环的密封凹槽（43）。

8.根据权利要求1所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述功率模组焊接区域（42）平面度不大于0.4mm。

9.根据权利要求1所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板，其特征在于:所述流道口（23）为圆孔。

10.一种BSG电机逆变器的多层结构散热板加工方法，其特征在于：用于加工权利要求1-9中任意一项所述的一种BSG电机逆变器的多层结构散热板；

第一步，加工底板（2）、中板（3）和上板（4）；

第二步，对底板（2）、中板（3）和上板（4）进行脱脂处理；

第三步，将中板（3）层叠放置在底板（2）上，在焊接处放置钎料，层叠放置上板（4），固定各部分位置放入真空焊接炉中焊接；

第四步，对散热板本体表面进行电镀处理。

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