CN120980836A - 一种控制器散热水道 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制器散热水道，涉及控制器散热技术领域，包括下壳，所述下壳左右两端下侧两角处均连接有安装座，所述下壳上端通过螺栓连接有上壳，所述下壳的内腔底部通过螺栓连接有电路板，所述上壳上端内部前后贯穿有散热腔，所述上壳上端左右两侧内部连接有多个散热片，多个所述散热片中间处连接有汇集片，本发明通过散热片、汇集片、吸热腔、连通管道、泵壳和导液槽构成封闭液冷循环通道，冷却液在循环过程中吸收热量并通过散热片散发，冷却液在吸热腔吸收热量后，经连通管道均匀分布至散热片，同时散热腔气流快速带走热量，形成高效热交换路径，避免局部过热，提高散热均匀性，确保控制器长时间稳定运行。

Description

一种控制器散热水道

技术领域

本发明属于控制器散热相关技术领域，具体涉及一种控制器散热水道。

背景技术

在传统的控制器散热设计中，通常采用单一的风冷或简单的散热片结构进行散热，但由于控制器内部电子元件功率密度的不断提高，发热量显著增加，传统的散热方式往往难以满足高效散热需求。

风冷散热依赖外部空气流动，散热效率受环境温度影响较大，且在密闭或高温环境中容易因气流不足导致散热效果下降；而早期的液冷系统结构复杂，冷却液循环效率低，且缺乏与风冷的协同优化，导致散热能力受限。

针对上述问题，本专利提出了一种高效、稳定且易于维护的复合散热方案，以解决现有技术中散热效率不足和热交换不均匀等问题，从而满足散热需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制器散热水道，以解决上述背景技术中提出传统的控制器散热散热效率不足和热交换不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种控制器散热水道，包括下壳，所述下壳左右两端下侧两角处均连接有安装座，所述下壳上端通过螺栓连接有上壳，所述下壳的内腔底部通过螺栓连接有电路板，所述上壳上端内部前后贯穿有散热腔，所述上壳上端左右两侧内部连接有多个散热片，多个所述散热片中间处连接有汇集片，且汇集片连接在上壳上端中心处内部。

优选的，所述散热腔下侧设置有吸热腔，且吸热腔开设在上壳内部，所述吸热腔下端内壁上连接有多个导热柱，多个所述导热柱下端内部均开设有导热腔。

优选的，所述导热腔开设在上壳上端内部上，并与上壳内部连通，所述吸热腔上端内壁中心处连接有下泵壳，所述下泵壳与吸热腔下端内壁连接处开设有多个下导液槽。

优选的，所述下泵壳通过多个下导液槽与吸热腔内部连通，所述吸热腔左右两端均连通有多个连通管道，多个所述连通管道另一端分别与多个散热片连通。

优选的，所述上壳上端内壁中心处连接有电机座，所述电机座内部设置有驱动电机，所述驱动电机上端中心处转动连接有驱动轴。

优选的，所述驱动轴上端管穿在散热腔和下泵壳内部，并延伸至汇集片内部，且驱动轴转动连接在散热腔和下泵壳内部，所述驱动轴与散热腔和下泵壳之间均设置于橡胶密封圈。

优选的，所述驱动轴外部连接有多个限位环，且驱动轴通过多个限位环与散热腔、汇集片和下泵壳进行限位，所述驱动轴上端开设有上泵腔，所述上泵腔下端外侧开设有多个上导液槽。

优选的，所述汇集片通过上泵腔和多个上导液槽与下泵壳连通，所述驱动轴外部下侧连接有多个下泵扇叶，且多个下泵扇叶均转动连接在下泵壳内部，并位于多个下导液槽上侧。

优选的，所述驱动轴外部上侧连接有多个散热扇叶，且多个散热扇叶均转动连接在散热腔内部，所述上泵腔内部设置有螺旋泵叶，且螺旋泵叶位于多个上导液槽上侧。

与现有技术相比，本发明提供了一种控制器散热水道，具备以下

有益效果：

1、本发明下壳左右两端下侧两角处均设有安装座，便于控制器的固定安装，同时上壳与下壳通过螺栓连接，形成模块化结构，便于组装、拆卸和维护，提高安装稳定性和维修便利性。

2、本发明上壳上端左右两侧设有多个散热片，并通过汇集片相互连通，增大散热面积，同时利用散热腔增强空气流动，散热腔前后贯通，配合散热扇叶强制气流通过散热片间隙，增强空气对流，避免热量积聚，使散热更高效，提高散热效率，有效降低控制器内部温度。

3、本发明通过散热片、汇集片、吸热腔、连通管道、泵壳和导液槽构成封闭液冷循环通道，冷却液在循环过程中吸收热量并通过散热片散发，冷却液在吸热腔吸收热量后，经连通管道均匀分布至散热片，同时散热腔气流快速带走热量，形成高效热交换路径，避免局部过热，提高散热均匀性，确保控制器长时间稳定运行。

4、本发明吸热腔底部设有导热柱，导热柱内部开设导热腔，增加与冷却液的热交换面积，同时加速控制器内部热量的传导，提高热交换效率，使散热更迅速、均匀。

5、本发明驱动电机带动下泵扇叶和螺旋泵叶推动冷却液循环，同时驱动散热扇叶加速散热腔空气流动，实现液冷与风冷双重散热，显著提升散热效率，并减少单一散热方式的局限性，驱动电机集中控制散热扇叶、泵叶和螺旋泵叶，简化传动结构，同时实现液冷和风冷的同步运行，提升散热系统的协调性和可靠性。

6、本发明驱动轴与散热腔、泵壳之间采用橡胶密封圈，并设置限位环，确保冷却液循环系统的密封性，防止泄漏，同时提高驱动轴运转的稳定性，延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明的控制器立体结构示意图。

图2为本发明的控制器立体剖面结构示意图。

图3为本发明的控制器右视剖面结构示意图.

图4为本发明的上壳连接结构示意图。

图5为本发明的吸热腔连接结构示意图。

图6为本发明的散热腔连接结构示意图。

图7为本发明的驱动轴连接结构示意图。

图8为本发明的图7中A出放大示意图。

图中：1、下壳；2、安装座；3、上壳；4、电路板；5、散热腔；6、散热片；7、汇集片；8、吸热腔；9、导热柱；10、导热腔；11、下泵壳；12、下导液槽；13、连通管道；14、电机座；15、驱动电机；16、驱动轴；17、上泵腔；18、下泵扇叶；19、散热扇叶；20、上导液槽；21、螺旋泵叶。

具体实施方式

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，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。

本发明提供了如图1-图5所示的一种控制器散热水道，包括下壳1，下壳1左右两端下侧两角处均连接有安装座2，下壳1上端通过螺栓连接有上壳3，下壳1的内腔底部通过螺栓连接有电路板4，上壳3上端内部前后贯穿有散热腔5，上壳3上端左右两侧内部连接有多个散热片6，多个散热片6中间处连接有汇集片7，且汇集片7连接在上壳3上端中心处内部，控制器由下壳1、上壳3和电路板4组成，并通过四个安装座2进行安装，且控制器能通过多个散热片6进行散热，多个散热片6通过汇集片7相互连通，并通过散热腔5增强多个散热片6外部的空气流动速度，提高散热效率。

如图1-图3所示，散热腔5下侧设置有吸热腔8，且吸热腔8开设在上壳3内部，吸热腔8下端内壁上连接有多个导热柱9，多个导热柱9下端内部均开设有导热腔10，导热腔10开设在上壳3上端内部上，并与上壳3内部连通，吸热腔8上端内壁中心处连接有下泵壳11，下泵壳11与吸热腔8下端内壁连接处开设有多个下导液槽12，下泵壳11通过多个下导液槽12与吸热腔8内部连通，吸热腔8左右两端均连通有多个连通管道13，多个连通管道13另一端分别与多个散热片6连通，上壳3上端内壁中心处连接有电机座14，电机座14内部设置有驱动电机15，驱动电机15上端中心处转动连接有驱动轴16，驱动轴16上端开设有上泵腔17，上泵腔17下端外侧开设有多个上导液槽20，汇集片7通过上泵腔17和多个上导液槽20与下泵壳11连通，在对控制器进行散热的过程中，多个散热片6通过多个连通管道13与吸热腔8连通，并通过汇集片7与上泵腔17连通，再通过多个上导液槽20与下泵壳11连通，且下泵壳11通过多个下导液槽12与吸热腔8内部连通，使得上壳3内部设置有由散热片6、汇集片7、吸热腔8、下泵壳11、下导液槽12、连通管道13、上泵腔17和上导液槽20组成的液冷循环通道，且液冷循环通道内部设置有循环流动的冷却液，并通过循环流动的冷却液吸收控制器内部的热量，再通过多个散热片6进行散热。

其中，控制器内部的热气能通过多个导热腔10增加与多个导热柱9之间的接触面积，并通过多个导热柱9增加与冷却液之间的接触面积，从而提高控制器与冷却液之间的热交换效率，冷却液能通过多个散热片6增加散热面积，并通过多个散热片6提高与外部空气的热交换效率。

如图3-图5所示，驱动轴16上端管穿在散热腔5和下泵壳11内部，并延伸至汇集片7内部，且驱动轴16转动连接在散热腔5和下泵壳11内部，驱动轴16与散热腔5和下泵壳11之间均设置于橡胶密封圈，驱动轴16外部连接有多个限位环，且驱动轴16通过多个限位环与散热腔5、汇集片7和下泵壳11进行限位，驱动轴16外部下侧连接有多个下泵扇叶18，且多个下泵扇叶18均转动连接在下泵壳11内部，并位于多个下导液槽12上侧，驱动轴16外部上侧连接有多个散热扇叶19，且多个散热扇叶19均转动连接在散热腔5内部，上泵腔17内部设置有螺旋泵叶21，且螺旋泵叶21位于多个上导液槽20上侧，在冷却液在液冷循环通道内部流动的过程中，开启驱动电机15，驱动电机15带动驱动轴16转动，并通过驱动轴16带动多个下泵扇叶18在下泵壳11内部转动，同时带动螺旋泵叶21转动，让多个下泵扇叶18和螺旋泵叶21对冷却液进行向下的推挤，使得上泵腔17能通过螺旋泵叶21的转动将汇集片7内部的冷却液吸入内部，再通过多个上导液槽20导入下泵壳11内部，进入下泵壳11内部的冷却液通过多个下泵扇叶18的转动向下流动，并通过多个下导液槽12导入吸热腔8内部，且进入吸热腔8内部的冷却液能通过多个导热柱9和多个导热腔10对控制器内部的热量进行吸收，再通过多个连通管道13导入多个散热片6内部，并通过多个散热片6与外部空气进行热交换，从而对控制器内部进行散热，进入多个散热片6内部的冷却液会汇集在汇集片7内部，并通过汇集片7再次导入上泵腔17内部，让冷却液进行循环流动，且冷却液在多个下泵扇叶18和螺旋泵叶21的双驱动下能快速的在液冷循环通道内部进行循环流动，提高对控制器的散热效率。

同时，驱动电机15通过驱动轴16带动多个散热扇叶19在散热腔5内部转动，并通过多个驱动电机15的转动对散热腔5内部的空气进行向上的推挤，让散热腔5能通过前后两端的开口吸入外部空气，再从多个散热片6之间吹出，增加多个散热片6外部的空气流动速度，提高多个散热片6的散热效率。

此外，驱动电机15能通过同时对多个下泵扇叶18、多个散热扇叶19和螺旋泵叶21进行驱动，既能对冷却液的循环流动进行驱动，又能对外部空气的流动进行驱动，让控制器能同时进行冷夜散热和风冷散热，提高控制器的散热效率，确保控制的稳定运行。

具体的，控制器的散热由机械结构、液冷循环系统和风冷强化系统三大部分组成。机械结构包括下壳1、上壳3及安装座2，为整个系统提供物理支撑和密封环境。液冷循环系统由吸热腔8、导热柱9、连通管道13、散热片6、汇集片7、下泵壳11、上泵腔17等部件构成，形成一个封闭的冷却液循环路径。风冷强化系统则由散热腔5、驱动电机15、驱动轴16、散热扇叶19等组成，负责加速空气流动以增强散热效率。

电路板4作为控制器的核心发热源，在工作过程中产生的热量首先通过热传导传递至下壳1和上壳3。上壳3内部的导热腔10设计增大了与导热柱9的接触面积，接触面积的增加显著提高了热传导效率。导热柱9浸没在吸热腔8的冷却液中，形成高效的热传导路径。热量从电路板4经上壳3、导热腔10、导热柱9，最终传递至冷却液，完成第一次热交换过程。

驱动电机15通过电机座14固定在上壳3内壁中心处，其输出轴连接驱动轴16。驱动轴16同时驱动三个关键部件：下泵扇叶18、螺旋泵叶21和散热扇叶19。

当下泵扇叶18在驱动轴16带动下在下泵壳11内旋转时，产生向下的压力差，迫使冷却液从下泵壳11通过下导液槽12流入吸热腔8。同时，螺旋泵叶21在上泵腔17内的旋转产生向下的吸力，将汇集片7中的冷却液吸入上泵腔17，再通过上导液槽20注入下泵壳11，形成连续的泵送循环。通过双驱动机制确保冷却液在整个循环系统中的快速流动，有效提高了热交换效率。

从吸热腔8出发，冷却液携带从导热柱9吸收的热量，经连通管道13导入各个散热片6内部进行散热，再经汇集片7导入上泵腔17内部，并获得由螺旋泵叶21提供的动力，再经过上导液槽20进入下泵壳11，并再次获得由下泵扇叶18提供的动能。随后，冷却液通过下导液槽12回流到吸热腔8内部。

散热片6采用高密度鳍片结构设计，极大地增加了冷却液与空气的接触面积，显著提升了热交换能力。冷却液在散热片6中流动时，将热量传递给散热片6，再由散热片6散发到周围空气中。冷却后的冷却液通过汇集片7、下泵壳11、下导液槽12、上泵腔17和上导液槽20回流至吸热腔8内部，完成一个完整的循环。整个液冷循环系统形成了一个闭合回路，确保热量持续传递到外部。

风冷系统与液冷系统协同工作，进一步提升散热效率。驱动电机15带动驱动轴16旋转时，散热扇叶19在散热腔5内同步转动。旋转的散热扇叶19对空气施加推挤力，形成从散热腔5前后两端开口吸入空气，流经散热片6间隙排出的气流路径，通过强制对流方式使空气流动速度显著提高，空气流动速度的增加大幅提升了散热片6的散热效率。

驱动轴16与散热腔5、下泵壳11之间设置的橡胶密封圈，有效防止冷却液泄漏。限位环的设计确保驱动轴16在高速旋转时保持稳定，减少振动和磨损。多个散热片6通过汇集片7相互连通的结构，不仅优化了冷却液的流动分布，还提供了冗余路径，即使个别管道发生堵塞，系统仍能维持基本散热功能。

该散热系统的独特之处在于液冷与风冷的协同工作机制。驱动电机15同时驱动液冷循环和风冷强化系统。当冷却液通过散热片6释放热量时，风冷系统同步加速空气流动，及时带走散热片6表面的热空气，降低了热阻，使液冷系统能够持续高效地吸收热量。冷却液在系统中的流动特性直接影响散热效率，下泵扇叶18和螺旋泵叶21的轴向推力确保冷却液顺利进入下泵壳11。

控制器散热水道通过创新的结构设计和协同工作机制，实现了高效的热量管理。液冷循环系统通过冷却液的循环流动，将热量从热源传递到散热片6，风冷系统则通过强制对流加速热量散发。双驱动机制确保了冷却液的快速循环，而驱动轴16的一体化设计实现了液冷与风冷的同步驱动，提高了系统能效。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种控制器散热水道，其特征在于，包括下壳(1)，所述下壳(1)左右两端下侧两角处均连接有安装座(2)，所述下壳(1)上端通过螺栓连接有上壳(3)，所述下壳(1)的内腔底部通过螺栓连接有电路板(4)，所述上壳(3)上端内部前后贯穿有散热腔(5)，所述上壳(3)上端左右两侧内部连接有多个散热片(6)，多个所述散热片(6)中间处连接有汇集片(7)，且汇集片(7)连接在上壳(3)上端中心处内部。

2.如权利要求1所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述散热腔(5)下侧设置有吸热腔(8)，且吸热腔(8)开设在上壳(3)内部，所述吸热腔(8)下端内壁上连接有多个导热柱(9)，多个所述导热柱(9)下端内部均开设有导热腔(10)。

3.如权利要求2所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述导热腔(10)开设在上壳(3)上端内部上，并与上壳(3)内部连通，所述吸热腔(8)上端内壁中心处连接有下泵壳(11)，所述下泵壳(11)与吸热腔(8)下端内壁连接处开设有多个下导液槽(12)。

4.如权利要求3所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述下泵壳(11)通过多个下导液槽(12)与吸热腔(8)内部连通，所述吸热腔(8)左右两端均连通有多个连通管道(13)，多个所述连通管道(13)另一端分别与多个散热片(6)连通。

5.如权利要求4所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述上壳(3)上端内壁中心处连接有电机座(14)，所述电机座(14)内部设置有驱动电机(15)，所述驱动电机(15)上端中心处转动连接有驱动轴(16)。

6.如权利要求5所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述驱动轴(16)上端管穿在散热腔(5)和下泵壳(11)内部，并延伸至汇集片(7)内部，且驱动轴(16)转动连接在散热腔(5)和下泵壳(11)内部，所述驱动轴(16)与散热腔(5)和下泵壳(11)之间均设置于橡胶密封圈。

7.如权利要求6所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述驱动轴(16)外部连接有多个限位环，且驱动轴(16)通过多个限位环与散热腔(5)、汇集片(7)和下泵壳(11)进行限位，所述驱动轴(16)上端开设有上泵腔(17)，所述上泵腔(17)下端外侧开设有多个上导液槽(20)。

8.如权利要求7所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述汇集片(7)通过上泵腔(17)和多个上导液槽(20)与下泵壳(11)连通，所述驱动轴(16)外部下侧连接有多个下泵扇叶(18)，且多个下泵扇叶(18)均转动连接在下泵壳(11)内部，并位于多个下导液槽(12)上侧。

9.如权利要求8所述的一种控制器散热水道，其特征在于，所述驱动轴(16)外部上侧连接有多个散热扇叶(19)，且多个散热扇叶(19)均转动连接在散热腔(5)内部，所述上泵腔(17)内部设置有螺旋泵叶(21)，且螺旋泵叶(21)位于多个上导液槽(20)上侧。