CN113470866B - 一种液冷母排 - Google Patents

Abstract

本发明涉及母排散热技术领域，公开了一种液冷母排，该液冷母排包括至少两个母排本体，相邻两个母排本体间隔设置，相邻两个母排本体能够形成密封的冷却腔，冷却腔中容纳有冷却介质。该液冷母排中母排本体和冷却介质能直接接触，且换热面积大，冷却效果好，即便在相邻两个母排本体间距较小或母排本体长度较长的情况下，也能保证母排本体的冷却效果，能够提高母排本体的载流密度，从而减小母排本体的横截面积，降低母排本体的制造成本。

Description

一种液冷母排

技术领域

本发明涉及母排散热技术领域，尤其涉及一种液冷母排。

背景技术

随着技术的不断发展，电力电子转换设备的功率越来越高，连接各电气器件、电气设备的母排的载流量也越来越大。出于散热考虑，母排在设计时往往需要选取较低的载流密度，为了满足大电流的需求，母排的通流截面积往往很大，需要大量的金属导体，成本高昂。

现有技术中通常采用风冷或液冷的方式对母排进行散热，以提高母排的载流密度，从而降低母排的制造成本。然而，当多层母排并行排布且间距较小时，现有的风冷散热的方式难以对相邻两个母排之间的部分进行散热，且随着母排长度的增加，散热效果更差；现有的液冷散热主要采用在母排上钻冷却孔，然后向冷却孔中通入冷却介质的方式对母排进行散热，冷却孔直径的大小受制于母排的截面积，冷却介质与母排的实际接触面积小，散热效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液冷母排，其散热效果好，能够提高母排本体的载流密度并降低母排本体的制造成本。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种液冷母排，所述液冷母排包括至少两个母排本体，相邻两个所述母排本体间隔设置，相邻两个所述母排本体能够形成密封的冷却腔，所述冷却腔中容纳有冷却介质。

作为一种液冷母排的优选方案，所述液冷母排包括至少一个密封框体，相邻两个所述母排本体之间均设有所述密封框体，所述密封框体和相邻两个所述母排本体能够围设形成所述冷却腔。

作为一种液冷母排的优选方案，所述密封框体的两个端面均设有第一密封槽，所述第一密封槽中填充有第一密封垫，所述第一密封垫能够分别与所述第一密封槽和对应的所述母排本体相抵接。

作为一种液冷母排的优选方案，所述密封框体上设有至少一个入口和至少一个出口，每个所述入口和每个所述出口均与所述冷却腔相连通。

作为一种液冷母排的优选方案，相邻两个所述母排本体之间的所述密封框体的数量为至少两个，每个所述密封框体均与相邻两个所述母排本体围设形成所述冷却腔，至少两个所述密封框体沿所述母排本体的长度方向间隔设置，相邻两个所述密封框体之间形成连接槽，所述连接槽用于容纳待连接设备的连接排。

作为一种液冷母排的优选方案，所述液冷母排还包括与所述连接槽一一对应的中间件，所述中间件设置于对应的所述连接槽远离所述连接排的一端，且所述中间件分别与相邻两个所述冷却腔相连通。

作为一种液冷母排的优选方案，所述密封框体采用绝缘材料制成，且所述冷却介质为绝缘液体。

作为一种液冷母排的优选方案，所述母排本体用于形成所述冷却腔的侧面采用绝缘处理。

作为一种液冷母排的优选方案，所述液冷母排包括压紧组件，所述压紧组件包括连接件和两个压板，两个所述压板间隔设置，所有所述母排本体均位于两个所述压板之间，所述连接件能够穿过第一个所述压板并固定于第二个所述压板。

作为一种液冷母排的优选方案，所述压紧组件的数量为多个，且多个所述压紧组件沿所述液母排本体的长度方向间隔设置。

作为一种液冷母排的优选方案，所述母排本体用于形成所述冷却腔的侧面设有多个间隔设置的扰流凸起。

作为一种液冷母排的优选方案，所述液冷母排还包括两个端板，所有所述母排本体均位于两个所述端板之间，所述端板靠近所述母排本体的一侧设有凹槽，所述凹槽能够与相邻的所述母排本体的侧面围设形成密封腔，所述密封腔中容纳有所述冷却介质。

本发明的有益效果：

本发明提出了一种液冷母排，该液冷母排包括至少两个母排本体，相邻两个母排本体能够形成密封的冷却腔，冷却腔中容纳有冷却介质，该液冷母排中母排本体和冷却介质能直接接触，且换热面积大，冷却效果好，即便在相邻两个母排本体间距较小或母排本体长度较长的情况下，也能保证母排本体的冷却效果，能够提高母排本体的载流密度，从而减小母排本体的横截面积，降低母排本体的制造成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的液冷母排的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的密封框体的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种液冷母排的剖面图；

图4是本发明实施例一提供的另一种液冷母排的剖面图；

图5是本发明实施例二提供的液冷母排和连接排相连接的示意图；

图6是图5中A处的放大图；

图7是本发明实施例二提供的连接排容纳于连接槽的示意图。

图中：

1-母排本体；11-扰流凸起；

2-冷却腔；

3-密封框体；31-第一密封槽；

4-压紧组件；41-连接件；42-压板；

5-中间件；6-连接槽；

100-液冷母排；200-连接排。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一

如图1-图4所示，本实施例提供一种液冷母排100，该液冷母排100包括至少两个母排本体1，相邻两个母排本体1间隔设置，相邻两个母排本体1能够形成密封的冷却腔2，冷却腔2中容纳有冷却介质。该液冷母排100中，通过相邻两个母排本体1形成冷却腔2，母排本体1与冷却介质能直接接触，且母排本体1与冷却介质直接接触面积大，冷却效果好，即使在相邻两个母排本体1间距较小或母排本体1长度较长的情况下，也能保证母排本体1的冷却效果，能够提高母排本体1的载流密度，从而减小母排本体1的横截面积，降低母排本体1的制造成本。

可以理解的是，冷却腔2的截面积越大，冷却介质和两个母排本体1的接触面积越大，冷却效果越好。

优选地，该液冷母排100包括至少一个密封框体3，相邻两个母排本体1之间均设有密封框体3，密封框体3和相邻两个母排本体1围设形成冷却腔2，密封效果好，制造成本低，且无需改变母排本体1自身的结构，适用范围大，还能降低母排本体1的制造成本。

在本实施例中，相邻两个母排本体1相对的两个侧面分别与密封框体3的两个端面相抵接，一方面密封框体3通过线接触与母排本体1相抵接，抵接效果好，母排本体1与冷却介质的接触面积大，能够提高母排本体1的冷却效果；另一方面，还能减少密封框体3的整体厚度，使得相邻两个母排本体1的间距较小时也能获得很好的冷却效果。

当然，冷却腔2的形成方式不限于此，在其他实施例中，还可以是相邻两个母排本体1相对的两个侧面中，其中一个侧面设有凸起结构，凸起结构围设于对应的母排本体1的外周，凸起结构的侧壁用于形成冷却腔2的侧壁，凸起结构和两个母排本体1相对的两个侧面围设形成冷却腔2；也可以是相邻两个母排本体1相对的两个侧面均设有凸起结构，两个侧面的两个凸起结构共同形成冷却腔2的侧壁，两个母排本体1相对的两个侧面及其凸起结构围设形成冷却腔2，可以根据实际冷却需要进行设置，本实施例对此不做限制。

在本实施例中，多个母排本体1的尺寸均相同。当然，在其他实施例中，多个母排本体1的尺寸也可以不同，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

具体而言，密封框体3的两个端面均设有第一密封槽31，第一密封槽31中填充有第一密封垫，第一密封垫能够分别与第一密封槽31和对应的母排本体1相抵接，以实现冷却腔2的密封。

进一步地，相邻两个母排本体1相对的两个侧面均设有第二密封槽，第二密封槽中填充有第二密封垫，第二密封垫能够分别与第二密封槽和密封框体3对应的端面相抵接，第二密封槽与第一密封槽31间隔设置，以形成多级密封，能够进一步提高冷却腔2的密封效果，防止冷却介质泄露。当然，第二密封槽的设置方式不限于此，在其他实施例中，第二密封槽还可以设置于密封框体3的两个端面，第二密封槽中填充有第二密封垫，且第二密封槽与第一密封槽31间隔设置以形成多级密封，可以根据实际密封需要进行设置，本实施例对此不做限制。

可选地，母排本体1用于形成冷却腔2的侧面还可以设有定位槽，密封框体3能够抵接于定位槽的侧壁，以对密封框体3进行定位和限位，能够方便液冷母排100的装配。

可选地，密封框体3上设有至少一个入口和至少一个出口，每个入口和每个出口均与冷却腔2相连通，以实现冷却介质的循环。进一步地，每个入口和每个出口处均设有流量计，以对流入和流出冷却腔2的冷却介质的流量进行监测。

在本实施例中，每个入口和每个出口的高度均相同。当然，在其他实施例中，密封框体3的厚度较大时，出口的位置可以设置为高于入口的位置，以使冷却介质能够充满冷却腔2，保证对两个母排本体1的冷却效果，可以根据实际冷却需要进行设置，本实施例对此不做限制。优选地，为了防止相邻两个母排本体1电位不同时，相邻两个母排本体1通过密封框体3和冷却介质出现短路现象，造成待连接设备的损坏甚至火灾，密封框体3采用绝缘材料制成，且冷却介质为绝缘液体，能够避免相邻两个母排本体1电位不同时出现短路现象，从而对母排本体1和待连接设备进行保护。

示例性地，冷却介质为工业纯水或绝缘油。

为了进一步避免相邻两个母排本体1出现短路，母排本体1用于形成冷却腔2的侧面采用绝缘处理。

示例性地，母排本体1的外表面涂覆有绝缘涂层，以将母排本体1与密封框体3和冷却介质隔开。当然，母排本体1的绝缘处理方式不限于此，在其他实施例中，母排本体1的外表面可以设有绝缘膜，可以根据实际绝缘需要进行设置，本实施例对此不做限制。

优选地，该液冷母排100包括压紧组件4，压紧组件4包括连接件41和两个压板42，两个压板42间隔设置，所有母排本体1均位于两个压板42之间，连接件41能够穿过第一个压板42并固定于第二个压板42，两个压板42能够将多个母排本体1压接固定，并使每个第一密封垫均能够与对应的第一密封槽31和对应的母排本体1紧紧抵接，保证每个冷却腔2的密封性。当然，母排本体1的压紧方式不限于此，还可以采用其他结构实现母排本体1的压紧，可以根据实际压紧需要进行设置，本实施例对此不做限制。

其中，为了保证压紧组件4的压接效果，连接件41的数量可以为多个。

进一步地，压接组件的数量为多个，多个压紧组件4沿母排本体1的长度方向间隔设置，能够保证多个母排本体1的压紧效果，还能够根据不同的母排本体1灵活地调整压紧组件4的数量和间距，适用范围广。

优选地，母排本体1用于形成冷却腔2的侧面设有多个间隔设置的扰流凸起11，扰流凸起11的设置能够使冷却介质在冷却腔2内形成湍流，从而增大冷却介质的对流换热系数，提高对母排本体1的冷却效果。进一步地，扰流凸起11采用导热材料制成，能够增大冷却面积，进一步提高母排本体1的冷却效果。可以理解的是，母排本体1和多个扰流凸起11可以采用相同的材料制成，也可以采用不同的材料制成，可以根据实际需要进行设计，本实施例对此不做限制。

示例性地，扰流凸起11的截面形状为长方形，且扰流凸起11沿母排本体1的宽度方向延伸，以对冷却介质起到扰流作用。当然，扰流凸起11的形状不限于此，在其他实施例中，扰流凸起11还可以为球体，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做设计。

在本实施例中，相邻两个母排本体1相对的两个侧面上均设有扰流凸起11，扰流效果好，还能增大冷却面积。为了方便描述，相邻两个母排本体1相对的两个侧面对应的扰流凸起11分别为第一扰流凸起和第二扰流凸起。

优选地，多个第一扰流凸起和多个第二扰流凸起交错设置，能够进一步增加扰流凸起11对冷却介质的扰动效果，提高冷却介质的对流换热系数，从而提高对母排本体1的冷却效果。

示例性地，母排本体1和对应的多个扰流凸起11为一体成型结构，能够降低母排本体1的制造成本。当然，扰流凸起11的成型方式不限于此，在其他实施例中，母排本体1也可以和多个扰流凸起11分别各自独立成型，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

由于多个母排本体1中，两端的母排本体1只有一个侧面能够与相邻的母排本体1形成冷却腔2，为了对该母排本体1的另一个侧面进行散热，优选地，液冷母排100还包括两个端板，所有母排本体1均位于两个端板之间，端板靠近母排本体的一侧设有凹槽，凹槽能够与相邻的母排本体1的侧面围设形成密封腔，密封腔中容纳有冷却介质。

当然，对两端的母排本体1的散热方式不限于此，在其他实施例中，液冷母排100还可以包括风冷组件，风冷组件的出风端与两端的母排本体1远离冷却腔2的一侧相对设置，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

可以理解的是，当采用端板对两端的母排本体1进行冷却时，两个端板和所有母排本体1可以均位于两个压板42之间，此时压紧组件4能够对端板提供压紧作用。当然，还可以通过其他结构实现端板和对应的母排本体之间的密封连接，可以根据实际需要进行设置，本实施例对此不做限制。

实施例二

本实施例提供一种液冷母排100，其与实施例一的区别在于，相邻两个母排本体1之间密封框体3的数量为至少两个。

如图5和图6所示，在一些工况下，相邻两个母排本体1的电位相同，待连接设备的连接排200伸入相邻两个母排本体1之间，并分别与相邻两个母排本体1电连接，从而实现连接排200和液冷母排100的电连接。

如图7所示，为了对连接排200进行避让，相邻两个母排本体1之间的密封框体3的数量为至少两个，每个密封框体3均与相邻两个母排本体1围设形成冷却腔2，至少两个密封框体3沿母排本体1的长度方向间隔设置，相邻两个密封框体3之间形成连接槽6，连接槽6用于容纳连接排200，能够方便待连接设备与液冷母排100的连接，且能够保证液冷母排100的冷却效果。

进一步地，如图7所示，液冷母排100还包括与连接槽6一一对应的中间件5，中间件5设置于连接槽6远离连接排200的一端，且中间件6分别与相邻两个冷却腔2相连通，以使冷却腔2中的冷却介质能够经过中间件5流入相邻的冷却腔2中，无需在每个密封框体3上均设置入口和出口，也就是说，在相邻两个母排本体1之间，位于两端的两个密封框体3上分别设置有入口和出口，其他密封框体3可以不设置入口和出口，以达到减少零部件，降低密封框体3的制造成本的目的。此外，中间件5还能提高对连接排200和母排本体1的连接处的散热效果，避免连接排200和母排本体1的连接处温度过高影响待连接设备的正常运行。

可选地，相邻两个母排本体1之间的至少两个密封框体3和至少一个中间件5一体成型，能够方便液冷母排100的装配。此外，由于中间件5与密封框体3一体成型，还能节省连接所需的密封件，降低液冷母排100的制造成本。

可选地，密封框体3采用导热材料制成，以提高连接排200和母排本体1的连接处的散热效果。进一步地，中间件5采用导热材料制成，能够进一步提高连接排200和母排本体1的连接处的散热效果。可以理解的是，中间件5还可以与对应的连接排200相抵接，从而提高液冷母排100的散热效果。

在本说明书的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“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。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种液冷母排，其特征在于，所述液冷母排包括至少两个母排本体(1)，相邻两个所述母排本体(1)间隔设置，相邻两个所述母排本体(1)能够形成密封的冷却腔(2)，所述冷却腔(2)中容纳有冷却介质；

所述液冷母排包括至少一个密封框体(3)，相邻两个所述母排本体(1)之间均设有所述密封框体(3)，所述密封框体(3)和相邻两个所述母排本体(1)能够围设形成所述冷却腔(2)；

相邻两个所述母排本体(1)之间的所述密封框体(3)的数量为至少两个，每个所述密封框体(3)均与相邻两个所述母排本体(1)围设形成所述冷却腔(2)，至少两个所述密封框体(3)沿所述母排本体(1)的长度方向间隔设置，相邻两个所述密封框体(3)之间形成连接槽(6)，所述连接槽(6)用于容纳待连接设备的连接排(200)；

所述液冷母排还包括与所述连接槽(6)一一对应的中间件(5)，所述中间件(5)设置于所述连接槽(6)远离所述连接排(200)的一端，且所述中间件(5)分别与相邻两个所述冷却腔(2)相连通。

2.根据权利要求1所述的液冷母排，其特征在于，所述密封框体(3)的两个端面均设有第一密封槽(31)，所述第一密封槽(31)中填充有第一密封垫，所述第一密封垫能够分别与所述第一密封槽(31)和对应的所述母排本体(1)相抵接。

3.根据权利要求1所述的液冷母排，其特征在于，所述密封框体(3)上设有至少一个入口和至少一个出口，每个所述入口和每个所述出口均与所述冷却腔(2)相连通。

4.根据权利要求1所述的液冷母排，其特征在于，所述密封框体(3)采用绝缘材料制成，且所述冷却介质为绝缘液体。

5.根据权利要求1所述的液冷母排，其特征在于，所述母排本体(1)用于形成所述冷却腔(2)的侧面采用绝缘处理。

6.根据权利要求1所述的液冷母排，其特征在于，所述液冷母排包括压紧组件(4)，所述压紧组件(4)包括连接件(41)和两个压板(42)，两个所述压板(42)间隔设置，所有所述母排本体(1)均位于两个所述压板(42)之间，所述连接件(41)能够穿过第一个所述压板(42)并固定于第二个所述压板(42)。

7.根据权利要求6所述的液冷母排，其特征在于，所述压紧组件(4)的数量为多个，且多个所述压紧组件(4)沿所述母排本体(1)的长度方向间隔设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的液冷母排，其特征在于，所述母排本体(1)用于形成所述冷却腔(2)的侧面设有多个间隔设置的扰流凸起(11)。

9.根据权利要求1-7任一项所述的液冷母排，其特征在于，所述液冷母排还包括两个端板，所有所述母排本体(1)均位于两个所述端板之间，所述端板靠近所述母排本体(1)的一侧设有凹槽，所述凹槽能够与相邻的所述母排本体(1)的侧面围设形成密封腔，所述密封腔中容纳有所述冷却介质。