CN117858447A - 一种功率模块散热器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率模块散热器及其制作方法,功率模块散热器包括:散热底板;多个散热片,设置于所述散热底板的一侧;所述散热片沿垂直于所述散热底板所在平面的方向延伸;所述功率模块散热器包括冷媒入口和冷媒出口,以使冷媒由所述冷媒入口经由所述散热片之间间隙流至所述冷媒出口;靠近所述冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近所述冷媒入口的所述散热片的高度;所述散热片的高度为所述散热片在垂直与所述散热底板的方向上的尺寸。本发明提供的技术方案,可使散热器散热更加均匀且重量较小。
Description
技术领域
本发明涉及功率散热技术领域,尤其涉及一种功率模块散热器及其制作方法。
背景技术
随着科技发展,节能降耗成为各领域产业发展关注的焦点。变频技术在节能低碳方面的应用举足轻重,极大地推动了其核心部件-功率模块的发展。第三代半导体即宽禁带半导体是指禁带宽度大于3.0eV的半导体材料,其中碳化硅(SiC)材料得到了广泛的关注,与第一代半导体材料硅(Si)相比,SiC材料有更大的禁带宽度,更高的击穿场强与更高的热导率。
SiC虽然功能强大,但同时也是电驱系统的“发热大户”,其工作时的热量来源主要是功率模块中的电子器件(如芯片、电阻、电容、电感等)在电流通过时所产生的焦耳热,以及电子元件之间的相互作用和转换过程中的能量损失。以芯片为例,工作时温度最高可达175℃。这些热量会导致功率模块的温度升高,如果不进行有效的散热,会降低电子器件的工作效率,甚至可能导致电子器件过热而损坏。因此,功率模块通常搭配水冷型散热器使用。水冷散热方式作为一种有效的散热方式,它通过冷却液循环散热,具有结构简单、散热效率高的特点,但是水冷型散热器具有重量大、散热不均等问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种功率模块散热器及其制作方法,以使散热器散热更加均匀且重量较小。
第一方面,本发明实施例提供了一种功率模块散热器,包括:散热底板;
多个散热片,设置于所述散热底板的一侧;所述散热片沿垂直于所述散热底板所在平面的方向延伸;
所述功率模块散热器包括冷媒入口和冷媒出口,以使冷媒由所述冷媒入口经由所述散热片之间间隙流至所述冷媒出口;靠近所述冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近所述冷媒入口的所述散热片的高度;所述散热片的高度为所述散热片在垂直与所述散热底板的方向上的尺寸。
第二方面,本发明实施例还提供了一种功率模块散热器的制作方法,用于形成本发明任意实施例提供的功率模块散热器,包括:
搭建标准功率模块散热器的模型并设置流体边界条件,以获取所述标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图;所述标准功率模块散热器为散热片的高度均相等的功率模块散热器;所述流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与所述功率模块散热器的摩擦系数;所述冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力;所述环境状态至少包括环境温度和环境压力;
根据所述温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图设置所述散热底板上不同区域的散热片的高度;且靠近冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近冷媒入口的所述散热片的高度。
本发明中,散热底板上设置有多个散热片,在散热过程中,冷媒由功率模块散热器的冷媒入口,经由散热片之间的间隙流入冷媒出口,靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。因为冷媒在传输过程中,冷媒流速、冷媒温度以及冷媒压力均有所变化,致使越靠近冷媒出口的冷媒散热效果越差,本实施例将靠近冷媒入口的散热片的高度降低,从而有效缓解冷媒入口处散热片对冷媒的消耗,提升冷媒出口处冷媒的散热效果,解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题,且冷媒入口的散热片高度降低后,能够减轻整个功率散热器的重量,减轻整车动力的负载损耗,并降低功率散热器的制作成本。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种功率模块散热器的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种散热片的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种散热片的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种散热片的结构示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种功率模块散热器的结构示意图;
图6为本发明实施例提供标准功率散热器的温度场分布图;
图7为本发明实施例提供的标准功率散热器的速度场分布图;
图8为本发明实施例提供的冷媒的速度场分布图;
图9为本发明实施例提供的标准功率散热器的压力场分布图;
图10为本发明实施例提供的一种散热片的侧视图;
图11为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图;
图12为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图;
图13为图12所示的功率模块散热器的轴测图;
图14为图13中散热片的局部放大示意图;
图15为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图;
图16为本发明实施例提供的一种功率模块散热器的制作方法的流程示意图;
图17为本发明任意实施例提供的另一种功率模块散热器的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
水冷型散热器的散热底板采用金属材质,质量较大,占模块总质量的50%以上。不仅增加了整车动力的负载损耗,还带来了成本的增加。但现有技术的水冷方式在散热过程中可能会出现温度的不均一的问题,主要原因是冷却液流动的路径不同:冷却液在器件系统内部流动的路径不同,会导致不同位置的散热效果不同,从而造成温度的不均一。同时,如果器件系统的设计不合理,会造成冷却液流动不畅,某些部位的冷却效果不好,也会导致温度的不均一。
为解决上述问题,本发明实施例提供了一种功率模块散热器,如图1所示,图1为本发明实施例提供的一种功率模块散热器的结构示意图,包括:散热底板11;
多个散热片12,设置于散热底板11的一侧;散热片12沿垂直于散热底板11所在平面的方向延伸;
功率模块散热器包括冷媒入口13和冷媒出口14,以使冷媒由冷媒入口13经由散热片12之间间隙流至冷媒出口14;靠近冷媒出口14的散热片12的高度大于靠近冷媒入口13的散热片12的高度;散热片12的高度为散热片12在垂直与散热底板11的方向上的尺寸。
本发明实施例中,散热底板上设置有多个散热片,在散热过程中,冷媒由功率模块散热器的冷媒入口,经由散热片之间的间隙流入冷媒出口,靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。因为冷媒在传输过程中,冷媒流速、冷媒温度以及冷媒压力均有所变化,致使越靠近冷媒出口的冷媒散热效果越差,本实施例将靠近冷媒入口的散热片的高度降低,从而有效缓解冷媒入口处散热片对冷媒的消耗,提升冷媒出口处冷媒的散热效果,解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题,且冷媒入口的散热片高度降低后,能够减轻整个功率散热器的重量,减轻整车动力的负载损耗,并降低功率散热器的制作成本。
以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。
参考图1,功率模块散热器用于为功率模块(例如功率板)散热。具体的,需要将功率板贴附功率模块散热器的散热底板11放置,而散热底板11上设置有用于散热的散热片12,使得功率板上的功率器件散出的热量通过散热片12散出。从冷媒入口13传输至冷媒出口14的冷媒,穿过散热片12之间的间隙,能够加速将热量从散热片12散出。
散热底板11采用散热性较强的金属材质。其一侧固定设置有散热片12,或者散热片12可与散热底板11一体成型设置。图2为本发明实施例提供的一种散热片的结构示意图。图3为本发明实施例提供的另一种散热片的结构示意图。图4为本发明实施例提供的另一种散热片的结构示意图。散热片12沿垂直于散热底板11的方向X延伸。散热片12可以为图2所示的片状结构121,也可以为图3或图4所示的柱状结构122,本实施例对其具体形状不进行特殊限定。
为了进一步加快散热进程,可控制冷媒穿过散热片12之间的间隙。具体的,功率模块散热器还包括冷媒入口13和冷媒出口14,冷媒从冷媒入口13进入功率模块散热器,中间经过散热片12之间间隙,最后通过冷媒出口14流出。冷媒可以为液体或气体,与散热片12进行热交换以达到散热目的。本实施例中,可选择水作为冷媒。因为散热片12能够对冷媒的散热效果产生影响,可通过对散热片结构进行设置从而提高散热效率。
继续参考图3或图4,可选的,散热片12可以为沿垂直于散热底板11的方向X延伸的柱状结构122;柱状结构122沿平行于散热底板11的平面的截面为多边形、圆形、椭圆形或水滴形。示例性的,图3中柱状结构122的截面为矩形,而图4中柱状结构122的截面为圆形。此外,上述柱状结构122沿平行于散热底板11的平面的截图还可以为其他规则或者不规则的形状,本实施例对此不进行特殊限定。
图5为本发明实施例提供的另一种功率模块散热器的结构示意图,继续参考图1和图5,可选的,功率模块散热器还可以包括:流道结构15;散热底板11和散热片12设置于流道结构15的腔内;流道结构15包括第一端口151和第二端口152;第一端口151作为功率模块散热器的冷媒入口13;第二端口152作为功率模块散热器的冷媒出口14。本实施例中,功率模块散热器设置有流道结构15,使得冷媒在流道结构15中由第一端口151流向第二端口152,防止冷媒的动能被分散,提升功率模块散热器的散热效率。
在对散热片结构进行设置的过程中,本实施例对标准功率散热器对冷媒的影响进行分析。标准功率散热器即为所有散热片沿方向X上的高度均一致的散热器。本实施例对标准功率散热器搭建模型并设置流体边界条件,以获取标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图。具体的,可利用电子产品热分析软件icepak通过对流体(冷媒)设置流入流出,完成流体边界条件设置,进行功率模块温度场仿真分析。在稳态热仿真下,对芯片与基板之间的芯片烧结层、基板与散热地板之间的焊接层、芯片、基板等进行简化,并自建水道。由上述仿真得出冷媒流动阻力点,从而根据冷媒流动阻力点对功率散热器的散热片的流阻曲线拟合。也即,针对散热底板上流阻大的区域,减小散热片沿方向X的高度,以增强冷媒散热效果。
其中,流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与功率模块散热器的摩擦系数;冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力;环境状态至少包括环境温度和环境压力。冷媒状态即为冷媒自身的属性,包括密度、流速、温度和压力等,如果仿真系统支持,甚至可以加入冷媒粘性等冷媒状态参数,以对冷媒状态更加准确的进行仿真,提高功率模块散热器的散热效果仿真的准确性。除了冷媒状态,环境状态和冷媒与功率模块散热器的摩擦系数也需要在仿真软件中进行设置,以进一步提高功率模块散热器的散热效果仿真的准确性。
图6为本发明实施例提供标准功率散热器的温度场分布图。图7为本发明实施例提供的标准功率散热器的速度场分布图。图8为本发明实施例提供的冷媒的速度场分布图。图9为本发明实施例提供的标准功率散热器的压力场分布图。上述分布图均包括底板区域B和管道区域A。如图6所示,可通过分布图的灰度值显示热量分布。具体的,不同的灰度对应不同的温度Temperature区间。例如,某个灰度值对于157.199~171.437℃。在底板区域B内,温度高的区域芯片功耗大,散热需求高。如图7所示,通过分布图的灰度值显示标准功率散热器的速度分布。同理,不同的灰度对应不同的速度Speed。在底板区域B内冷媒的流速大于管道区域A的冷媒流速。并且,在底板区域B内,散热片的密度越大,流速越高,功率散热器内压强越小。继续参考图8,本实施例还对冷媒的速度场和运动轨迹进行仿真分析,寻找底板区域B内,冷媒流速较快的区域以及冷媒流速较慢的区域。如图9所示,图9示出了功率散热器的俯视仿真图像(图9中左侧)以及侧视仿真图像(图9中右侧),不同的灰度对应不同的压力Pressure。由仿真图像可知,越靠近冷媒出口14的区域,压力越大,越靠近冷媒入口13的区域,压力越小。在上述仿真过程中,可知,散热片沿方向X上的高度越大,对冷媒的阻力越大。并且,随着流道结构越长,散热片对冷媒的动能消耗越大,冷媒的温度也越来越高,散热效果越来越差。所以,为了保持冷媒对散热底板上的散热片的散热效果更加均匀,可降低靠近冷媒入口13的散热片的高度,提高靠近冷媒出口14的散热片的高度,降低冷媒在靠近冷媒入口13处的动能消耗,从而提升冷媒在靠近冷媒出口14处的散热效果。
如图10所示,图10为本发明实施例提供的一种散热片的侧视图。本实施例控制靠近冷媒出口的散热片12的高度大于靠近冷媒入口的散热片12的高度,使得整个散热底板11上的散热效果更佳均匀,提升功率模块散热器的散热效果。可选的,沿冷媒入口指向冷媒出口的第一方向Y,散热片12的高度可依次增大。本实施例将靠近冷媒入口的散热片12的高度降低,从而有效缓解冷媒入口处散热片对冷媒的消耗,提升冷媒出口处冷媒的散热效果,解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题,且冷媒入口的散热片高度降低后,能够减轻整个功率散热器的重量,减轻整车动力的负载损耗,并降低功率散热器的制作成本。
图11为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图。可选的,沿冷媒入口指向冷媒出口的第一方向Y,散热片12可分为多个散热片组121;每个散热片组121可以包括多个散热片12;第一方向Y平行于散热底板11;沿第一方向Y,相邻散热片组121的散热片12的高度依次增大;每个散热片组121中的所有散热片12高度一致。本实施例中,散热片12的高度呈阶梯式设置。如图11所示,沿第一方向Y上,多个散热片12形成散热片组121,每个散热片组121高度一致,并且在沿冷媒入口指向冷媒出口的方向上,散热片12依然为高度逐渐增加的趋势,使得靠近冷媒入口的散热片高度降低,靠近冷媒出口的散热片高低增大,解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题,且相较于所有散热片高度一致的标准功率模块散热器,本实施例降低了部分散热片的高度,有效减轻整个功率散热器的重量,减轻整车动力的负载损耗。
图12为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图。在上述实施例的基础上,可选的,如图12所示,散热底板11可以包括:热瓶颈区域122;热瓶颈区域122为散热片12的热瓶颈参数大于参数阈值的区域;热瓶颈区域122的散热片12的高度低于热瓶颈区域122的周围区域的散热片12的高度。
热瓶颈参数(即Bn数)能够表示散热底板的散热阻力强度。本实施例中设定散热底板上热瓶颈参数的取值大于参数阈值的区域,即为散热阻力点,本实施例可称之为热瓶颈区域122。热瓶颈区域122的热阻要高于热瓶颈区域122的周围区域的热阻。本实施例将热阻较大的热瓶颈区域122的散热片12的高度降低,便于热阻较大的热瓶颈区域122及时散热,提高散热效果,并且进一步减少了散热片结构,降低功率模块散热器的整体重量。
具体的,热瓶颈参数(即Bn数)的得出过程如下:本实施例首先将通过给定横截面积的热流定义为热通量。热流矢量的存在会导致温度梯度矢量。温度梯度场与散热器热阻密切相关。例如,相同的热流密度,温度梯度越大,热阻越大。Bn数是上述两个矢量的点积,Bn数的计算公式为:
Bn=φ·ΔT·cosθ;其中,φ为散热底板给定区域面积的热通量矢量;ΔT为散热底板给定区域面积的温度梯度矢量;θ为热通量矢量与温度梯度矢量之间的夹角。Bn数通过除以分析模型中该变量的最大值进行归一化,从而产生一个最大值始终为1的范围,即Bn=1将始终是设计中“最差”的局部热瓶颈区域。Bn数较大的区域有如下特征:热通量值较大,即该区域位于一个重要的现有传热路径上;温度梯度较大,即在该区域将有显著的热阻;热流和温度梯度向量将重合。本实施例可将参数阈值靠近1进行设置,例如,可以取值为0.8,将Bn>0.8的区域设定为热瓶颈区域122。并对热瓶颈区域122进行降低散热片高度的设置。本发明实施例的减重设计方法,首先分析功率模块散热器结构对热阻的贡献大小,从贡献最大的散热器结构开始,移除部分预定体积的结构形状,重复该过程,进而构造散热器总质量与散热器热阻关联的结构模型。
综上,本发明实施例针对功率模块散热器使用中的重量大、散热不均、散热能力有限等局限,通过结合流阻热阻仿真、瞬态热仿真等性能仿真手段和“热瓶颈”参数(即Bn数)计算方程,对散热片进行合理化减重,成功完成优化目标,得到了一种散热能力优异,冷却液流动通畅的轻量化功率模块散热器。在一个具体示例中,新型功率模块散热器结构对比传统散热器结构,质量减轻超过35%,有效克服热瓶颈,显著提高散热能力,冷却液流动更通畅,提高了散热均一性。
图13为图12所示的功率模块散热器的轴测图。图14为图13中散热片的局部放大示意图。继续参考图12至图14,可选的,沿冷媒入口指向冷媒出口的第一方向Y,散热片12远离散热底板11的一侧表面可形成波浪状。本实施例中,首先,通过流动阻力仿真获取散热片的流阻曲线,之后,将通过热瓶颈参数获取热瓶颈区域,并在热瓶颈区域进一步去除散热片结构,形成斜波浪型结构。提高功率模块散热器的散热能力,使得冷媒流动更加通畅,提高了散热均一性。
图15为本发明实施例提供的另一种散热片的侧视图。可选的,热瓶颈区域122的散热片12的高度可以为零。从而进一步提高功率模块散热器的散热能力,使得冷媒流动更加通畅,提高了散热均一性。此外,热瓶颈区域122的散热片12全部去除,也能够进一步降低功率模块散热器的重量。
本发明实施例还提供一种功率模块散热器的制作方法。图16为本发明实施例提供的一种功率模块散热器的制作方法的流程示意图,本发明实施例提供的功率模块散热器的制作方法用于形成本发明任意实施例所述的功率模块散热器。功率模块散热器的制作方法具体包括如下步骤:
步骤S110、搭建标准功率模块散热器的模型并设置流体边界条件,以获取标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图。
标准功率模块散热器为散热片的高度均相等的功率模块散热器;流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与功率模块散热器的摩擦系数;冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力;环境状态至少包括环境温度和环境压力。
步骤S120、根据温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图设置散热底板上不同区域的散热片的高度;且靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。
本发明实施例中,散热底板上设置有多个散热片,在散热过程中,冷媒由功率模块散热器的冷媒入口,经由散热片之间的间隙流入冷媒出口,靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。因为冷媒在传输过程中,冷媒流速、冷媒温度以及冷媒压力均有所变化,致使越靠近冷媒出口的冷媒散热效果越差,本实施例将靠近冷媒入口的散热片的高度降低,从而有效缓解冷媒入口处散热片对冷媒的消耗,提升冷媒出口处冷媒的散热效果,解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题,且冷媒入口的散热片高度降低后,能够减轻整个功率散热器的重量,减轻整车动力的负载损耗,并降低功率散热器的制作成本。
在另一示例中,本实施例可通过热瓶颈参数进一步对散热片的结构进行设置。图17为本发明任意实施例提供的另一种功率模块散热器的制作方法的流程示意图。具体包括如下步骤:
步骤S210、搭建标准功率模块散热器的模型并设置流体边界条件,以获取标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图。
标准功率模块散热器为散热片的高度均相等的功率模块散热器;流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与功率模块散热器的摩擦系数;冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力;环境状态至少包括环境温度和环境压力。
步骤S220、根据温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图设置散热底板上不同区域的散热片的高度;且靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。
步骤S230、根据热瓶颈参数获取散热底板的热瓶颈区域;热瓶颈区域为散热片的热瓶颈参数大于参数阈值的区域。
步骤S240、降低热瓶颈区域的散热片的高度,以使热瓶颈区域的散热片的高度低于热瓶颈区域的周围区域的散热片的高度。
可选的,根据热瓶颈参数获取散热底板的热瓶颈区域,可以包括:将散热底板沿第一方向Y均分为N个给定区域;获取每个给定区域的热瓶颈参数;获取热瓶颈参数大于参数阈值的给定区域作为热瓶颈区域。为了降低热瓶颈参数的计算量,可将整个散热底板沿第一方向Y均分为N个区域,也即,N个给定区域。每个给定区域计算出一个综合的热瓶颈参数,则仅计算N个热瓶颈参数即可获取热瓶颈区域。本实施例可根据用户需求对N的取值进行设置,例如,若用户需要高精度测量热瓶颈区域,则N取值较大,若用户对热瓶颈区域的划分精度较低,则N取值较小。
本发明实施例提供的功率模块散热器的制作方法包括本发明任意实施例提供的功率模块散热器的技术特征,具备相应特征所具备的有益效果,此处不再赘述。
注意,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 (10)
1.一种功率模块散热器,其特征在于,包括:散热底板;
多个散热片,设置于所述散热底板的一侧;所述散热片沿垂直于所述散热底板所在平面的方向延伸;
所述功率模块散热器包括冷媒入口和冷媒出口,以使冷媒由所述冷媒入口经由所述散热片之间间隙流至所述冷媒出口;靠近所述冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近所述冷媒入口的所述散热片的高度;所述散热片的高度为所述散热片在垂直与所述散热底板的方向上的尺寸。
2.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向,所述散热片分为多个散热片组;每个散热片组包括多个所述散热片;所述第一方向平行于所述散热底板;
沿所述第一方向,相邻所述散热片组的散热片的高度依次增大;每个散热片组中的所有散热片高度一致。
3.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向,所述散热片的高度依次增大。
4.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,所述散热底板包括:热瓶颈区域;所述热瓶颈区域为所述散热片的热瓶颈参数大于参数阈值的区域;
所述热瓶颈区域的所述散热片的高度低于所述热瓶颈区域的周围区域的散热片的高度。
5.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向,所述散热片远离所述散热底板的一侧表面形成波浪状。
6.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,所述散热片为沿垂直于所述散热底板的方向延伸的柱状结构;
所述柱状结构沿平行于所述散热底板的平面的截面为多边形、圆形、椭圆形或水滴形。
7.根据权利要求1所述的功率模块散热器,其特征在于,还包括:流道结构;所述散热底板和所述散热片设置于所述流道结构的腔内;
所述流道结构包括第一端口和第二端口;所述第一端口作为所述功率模块散热器的冷媒入口;所述第二端口作为所述功率模块散热器的冷媒出口。
8.一种功率模块散热器的制作方法,其特征在于,用于形成上述权利要求1-7任一项所述的功率模块散热器,包括:
搭建标准功率模块散热器的模型并设置流体边界条件,以获取所述标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图;所述标准功率模块散热器为散热片的高度均相等的功率模块散热器;所述流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与所述功率模块散热器的摩擦系数;所述冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力;所述环境状态至少包括环境温度和环境压力;
根据所述温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图设置所述散热底板上不同区域的散热片的高度;且靠近冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近冷媒入口的所述散热片的高度。
9.根据权利要求8所述的功率模块散热器的制作方法,其特征在于,还包括:
根据热瓶颈参数获取所述散热底板的热瓶颈区域;所述热瓶颈区域为所述散热片的热瓶颈参数大于参数阈值的区域;
降低所述热瓶颈区域的所述散热片的高度,以使所述热瓶颈区域的所述散热片的高度低于所述热瓶颈区域的周围区域的散热片的高度。
10.根据权利要求9所述的功率模块散热器的制作方法,其特征在于,根据热瓶颈参数获取所述散热底板的热瓶颈区域,包括:
将所述散热底板沿第一方向均分为N个给定区域;
获取每个给定区域的热瓶颈参数;
获取所述热瓶颈参数大于参数阈值的给定区域作为热瓶颈区域。
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CN202311722053.XA CN117858447A (zh) | 2023-12-14 | 2023-12-14 | 一种功率模块散热器及其制作方法 |
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