CN203984854U - 水冷式控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水冷式控制器，包括控制器壳体，控制器壳体为盒状结构，控制器壳体内分割为用于内置电气元件的第一腔体以及内置冷却液的第二腔体，于控制器壳体上开设有与第二腔体连通的进液口以及用于逸散蒸发为气态冷却液至外界的至少一个逸散口，冷却液的液面与第二腔体的顶面之间具有间隙且低于各逸散口。本实用新型的控制器壳体内设置一用于存放冷却液的第二腔体，第一腔体内电气元件工作时散发的热量可以直接传导至第二腔体的冷却液，冷却液吸收热量后蒸发，控制器通过水冷的方式进行散热，散热效率高，而且蒸发的冷却液直接逸散至外界，可有效简化控制器的水冷散热结构，降低成本，也便于后续对该散热结构的维护。

Description

水冷式控制器

技术领域

本实用新型涉及电控装置，尤其涉及一种水冷式控制器。

背景技术

目前在电动车中，无论是电动自行车还是电动摩托车，控制器均是一个重要的控制部件。一般地，控制器为一个处于密封状态的盒体结构，其内设有电气元件，若电动车在长时间行驶时，控制器内的电气元件因长时间工作使得周围环境的温度过高，从而可能导致电气元件因温度过高而损坏，控制器难以持续正常工作。对此为保证控制器的长效工作，则需提高控制器的散热效果，而目前的做法大多则仅仅是将控制器的外壳采用导热材料制成，同时在外壳上设置一定数量的散热孔，依靠外壳进行热传导，虽然其可以起到一定的散热作用，但是散热效果不是很明显。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水冷式控制器，旨在用于解决现有的控制器散热效率比较低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：提供一种水冷式控制器，包括控制器壳体，所述控制器壳体为盒状结构，所述控制器壳体内分割为用于内置电气元件的第一腔体以及内置冷却液的第二腔体，于所述控制器壳体上开设有与所述第二腔体连通的进液口以及用于逸散蒸发为气态冷却液至外界的至少一个逸散口，所述冷却液的液面与所述第二腔体的顶面之间具有间隙且低于各所述逸散口。

进一步地，还包括一用于储存所述冷却液的水箱，所述水箱与所述进液口连通。

更进一步地，于所述水箱与所述进液口之间设有用于使所述冷却液由所述水箱进入所述第二腔体内的单向阀。

进一步地，于每一所述逸散口处均设有用于封堵该所述逸散口的防水透气层。

进一步地，于所述第二腔体的内壁上设有凸出所述内壁的若干第一散热片。

具体地，位于所述第二腔体的同一内壁上的各所述第一散热片之间平行设置，且每一所述第一散热片均呈波纹状。

具体地，所述控制器壳体包括具有前端口与后端口的型腔、封堵所述前端口的前端盖以及封堵所述后端口的后端盖，所述型腔、所述前端盖以及所述后端盖围设形成所述第一腔体与所述第二腔体。

进一步地，所述前端盖以及所述后端盖与所述型腔之间均设有防水胶垫。

进一步地，还包括伸入所述第二腔体内且用于测试所述冷却液液面高度的液位计，所述液位计具有位于所述控制器壳体外侧可显示所述第二腔体内所述冷却液液面高度的透明管。

进一步地，所述控制器壳体的外表面具有沿远离所述控制器壳体方向设置的若干第二散热片，各所述第二散热片均呈波纹状。

本实用新型具有下列技术效果：

本实用新型的水冷式控制器，其控制器壳体内包括第一腔体以及第二腔体两个部分，在第一腔体内设置电气元件，通过各电气元件以实现控制器的相关控制功能，在第二腔体内设置冷却液，对于冷却液主要采用易蒸发的液体，比如冷却水等，在控制器壳体上设置进液口以及至少一个逸散口，且两者均与第二腔体连通，当采用进液口向第二腔体内添加冷却液时，冷却液不应充满整个第二腔体内，即冷却液的液面与第二腔体的顶面之间应具有间隙空间，同时冷却液的液面应低于各逸散口。在第一腔体内的各电气元件工作时，其产生的热量由控制器壳体传导至第二腔体的冷却液，当冷却液吸收到大量的热量时，其温度升高并蒸发形成蒸汽状态，并由各逸散口直接逸散至周围空气中，由于冷却液蒸发时需要吸收热量，从而有效保证冷却液的温度不至于过高，冷却液可以持续吸收第一腔体内各电气元件工作产生的热量，且当第二腔体内的冷却液液面较低时，则可通过进液口向第二腔体内添加适量的冷却液，通过这种水冷的散热结构，第一腔体内产生的热量可快速传导至周围空气中，散热效果非常好，而且在本实用新型中，水冷散热采用开放式，即冷却液没有采取循环利用的方式，蒸发的冷却液直接逸散至空气中，不但相比循环散热方式的散热效率高，同时结构也比较简单，成本较低，方便对整个散热结构的维护。

附图说明

图1为本实用新型实施例的水冷式控制器的结构示意图；

图2为图1的水冷式控制器的无前端盖的控制器壳体部分的结构示意图；

图3为图1的水冷式控制器的型腔的结构示意图；

图4为图1的水冷式控制器的无前端盖的控制器壳体部分沿竖直方向的剖视图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1以及图2，本实用新型实施例提供了一种水冷式控制器，主要包括控制器壳体1，该控制器壳体1呈盒状结构，其内具有容纳空间，具体为控制器壳体1的容纳空间被一分隔板11分割为第一腔体2与第二腔体3两个部分，对于分隔板11与控制器壳体1之间可一体成型制成，且均采用热传导效率较高的金属材料制成，在第一腔体2内安装有多个电气元件以实现控制器的基本控制功能，在第二腔体3内则存放有冷却液，对于冷却液一般采用易蒸发的液体，比如冷却水即可，在控制器壳体1上开设有进液口12以及至少一个逸散口13，进液口12与各逸散口13均与第二腔体3进行连通，通过进液口12可向第二腔体3内添加适量的冷却液，冷却液受热后蒸发为气态，气态的冷却液可由各逸散口13逸散至外界空气中，当由进液口12向第二腔体3内添加适量的冷却液后，冷却液没有填充整个第二腔体3，即第二腔体3内冷却液的液面与第二腔体3的顶面之间具有间隙空间，且低于各逸散口13。在本实施例中，当控制器壳体1内的各电气元件工作时，各电气元件产生热量，该一部分热量由控制器壳体1直接散发至周围空气中，而另一部分热量则由隔离板传导至第二腔体3内，冷却液受热温度升高并蒸发为气态，呈气态的冷却液可由各逸散口13逸散至周围空气中，由于冷却液在由液态蒸发为气态时，需要向周围环境中吸收热量并由各逸散口13散发至周围空气中，即第一腔体2内产生的热量传导至第二腔体3内，再由第二腔体3散发至周围空气中，从而使得第一腔体2内的温度不至于过高，保证各电气元件能够正常工作。在这种散热结构中，采用水冷的方式进行散热，热传导效率比较高，第一腔体2内产生的热量可以经由第二腔体3内的冷却液快速传导至周围空气中，散热效果比较好，而且在这种水冷散热方式中，采用了开放式结构，即第二腔体3内的冷却液没有进行循环使用，蒸发的冷却液全部直接逸散至外界空气中，不但相比循环使用冷却液的散热方式的散热效率更好，同时结构更加简单，生产成本较低，也方便后续对控制器的散热结构的维护。一般地，在第一腔体2内还设置有温度感应器(图中未示出)，当各电气元件工作产生的热量较大以使第一腔体2的温度提高，且当温度达到温度感应器的设定温度时，温度感应器则直接控制第一腔体2内的各电气元件停止工作，当然在第一腔体2内温度处于温度感应器的设定温度以下时，则各电气元件工作正常，从而可以通过温度感应器以使控制器安全工作。

进一步地，控制器还包括一个水箱4，该水箱4可用于存放冷却液，且水箱4与控制器壳体1的进液口12连通。在本实用新型中，由于控制器的散热方式采用了开放式水冷结构，第一腔体2内的电气元件工作时，第二腔体3内的冷却液受热蒸发至外界，即冷却液的液面高度逐渐降低，对此在电气元件工作一定时间后，当第二腔体3内的冷却液过少时，散热结构的散热效果降低，第一腔体2内的温度逐渐升高，在本实施例中，设置一用于存放冷却液的水箱4，当第二腔体3内的冷却液液面高度过低时，水箱4由进液口12向第二腔体3内添加适量的冷却液，以保证散热结构具有较高的散热效率，第一腔体2内的各电气元件持续正常工作。

继续优化上述结构，在水箱4与控制器壳体1的进液口12之间设置一单向阀(图中未示出)，以使冷却液可由水箱4流至第二腔体3内，第二腔体3内的冷却液则难以流入水箱4内。控制器工作时，第二腔体3内的冷却液具有较高温度，而水箱4内的冷却液为常温，对此应避免较高温度的冷却液由第二腔体3进入水箱4内影响水箱4内的冷却液温度，本实施例通过单向阀限定箱体与第二腔体3之间冷却液的流向，第二腔体3内的冷却液不会进入箱体内。当然单向阀也可采用一用于控制水箱4与第二腔体3之间流道41通断的控制开关，当由水箱4向第二腔体3灌注适量的冷却液时，控制开关打开两者之间的流道41，水箱4内的冷却液可进入第二腔体3内，而在其它状态下则由控制开关关闭该流道41。进一步地，在每一逸散口13处均设置有防水透气层(图中未示出)，该防水透气层封堵与其对应的逸散口13，对于防水透气层可采用防水透气材料制成，比如聚四氟乙烯等。当第一腔体2内的电气元件工作时，第二腔体3内产生的气态冷却液可透射防水透气层进入外界空气中，其不会影响第一腔体2的散热效果，而第二腔体3内的冷却液则难以透过该防水透气层。当将控制器应用于摩托车或电动车等上时，控制器可能出现倾斜的情况，对此第二腔体3内的冷却液的液面也为倾斜状态，此时冷却液的液面有可能高于逸散口13以及进液口12，而在本实用新型中，通过防水透气层以及单向阀，则可避免冷却液进入控制器外壳的外侧或者水箱4内，即可避免控制器出现侧翻冷却液泄漏的现象。

具体参见图2，进一步地，在第二腔体3的内壁上设有若干第一散热片31，每一第一散热片31均凸出与其对应的第二腔体3的内壁表面。在这种结构中，各第一散热片31均凸出第二腔体3的内壁，对此可有效增大第二腔体3的内壁表面的面积，第一腔体2内产生的热量可快速传导至第二腔体3内，增强了第一腔体2的散热能力。继续优化各第一散热片31的结构，位于第二腔体3内同一内壁上的各第一散热片31之间平行设置，且每一第一散热片31均呈波纹状。将位于第二腔体3内同一内壁上的第一散热片31之间采用平行的方式设置，则可优化各第一散热片31在第二腔体3内的分布，由各第一散热片31上散发的热量在第二腔体3内较均化分布，具体地，其中一部分第一散热片31位于隔离板上，另一部分第一散热片31位于第二腔体3的內底面上，在将冷却液灌注于第二腔体3内时，各第一散热片31均位于冷却液内，由第一腔体2散发传导的热量可快速传导至冷却液，热交换效率比较高，而将各第一散热片31设置成波纹状，则进一步增大了每一第一散热片31的散热面积，加强第一腔体2的散热效率。

参见图1、图3以及图4，对于控制器壳体1的结构，其包括型腔14、前端盖15以及后端盖16，型腔14具有前端口141与后端口142，对应地前端盖15封堵型腔14的前端口141，后端盖16封堵型腔14的后端口142，并且前端盖15、后端盖16以及型腔14围设形成了第一腔体2以及第二腔体3，一般地，将进液口12开设于前端盖15或后端盖16上，而各逸散口13则开设于型腔14的顶面上，同时还将前端盖15或后端盖16作为各电气元件的接入端A，由该接入端A可实现外接电路与第一腔体2内各电气元件的电连接，而且这种结构还便于控制器壳体1的加工，方便后续对各电气元件以及散热结构的维护。进一步地，在前端盖15以及后端盖16与型腔14之间设有防水胶垫17，具体为在前端盖15以及后端盖16的内端面均粘接有防水胶垫17，再将前端盖15以及后端盖16分别固定于型腔14的前端口141以及后端口142处。由于前端盖15以及后端盖16与型腔14为两种结构，再将前端盖15与后端盖16固定于型腔14上时，前端盖15以及后端盖16与型腔14之间均还存有一定的间隙，对此在本实施例中，在前端盖15与型腔14之间以及后端盖16与型腔14之间均设有防水胶垫17，从而可以避免第二腔体3内的冷却液泄漏至控制器壳体1之外，当然防水胶垫17在其上对应进液口12的位置处设置开口171，以避免防水胶垫17对进液口12形成封堵。

具体参见图3以及图4，进一步地，控制器还包括一液位计(图中未示出)，该液位计伸入第二腔体3内可用于测试第二腔体3内冷却液的液面高度，液位计则具有一竖直设置的透明管，该透明管位于控制器壳体1外侧，其能够显示出第二腔体3内冷却液液面的高度。一般地，液位计还具有一测液管，测液管竖直设于第二腔体3内，且该测液管的下端部为开口且接近第二腔体3的內底面，测试管的下端部与透明管连通，对此可在透明管内显示第二腔体3内冷却液的液面高度，由于该透明管位于控制器壳体1外侧，从而方便外界对第二腔体3内冷却液液面高度的控制。

进一步地，在控制器壳体1的外表面上设有若干第二散热片143，各第二散热片143沿远离控制器壳体1的方向设置，且每一第二散热片143也均呈波纹状。具体地，沿型腔14的外表面环设有一圈第二散热片143，由于控制器壳体1均采用导热材料制成，对此控制器壳体1也可用于控制器的散热结构，第一腔体2内产生的热量可直接传导至控制器壳体1上，通过设置于型腔14外表面上的各第二散热片143则可加速控制器壳体1的散热速率，而且将各第二散热片143均设为波纹状，则可增大每一第二散热片143与外界空气的接触面积，有效提高每一第二散热片143的散热效果。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水冷式控制器，包括控制器壳体，所述控制器壳体为盒状结构，其特征在于：所述控制器壳体内分割为用于内置电气元件的第一腔体以及内置冷却液的第二腔体，于所述控制器壳体上开设有与所述第二腔体连通的进液口以及用于逸散蒸发为气态冷却液至外界的至少一个逸散口，所述冷却液的液面与所述第二腔体的顶面之间具有间隙且低于各所述逸散口。

2.如权利要求1所述的水冷式控制器，其特征在于：还包括一用于储存所述冷却液的水箱，所述水箱与所述进液口连通。

3.如权利要求2所述的水冷式控制器，其特征在于：于所述水箱与所述进液口之间设有用于使所述冷却液由所述水箱进入所述第二腔体内的单向阀。

4.如权利要求1所述的水冷式控制器，其特征在于：于每一所述逸散口处均设有用于封堵该所述逸散口的防水透气层。

5.如权利要求1所述的水冷式控制器，其特征在于：于所述第二腔体的内壁上设有凸出所述内壁的若干第一散热片。

6.如权利要求5所述的水冷式控制器，其特征在于：位于所述第二腔体的同一内壁上的各所述第一散热片之间平行设置，且每一所述第一散热片均呈波纹状。

7.如权利要求1所述的水冷式控制器，其特征在于：所述控制器壳体包括具有前端口与后端口的型腔、封堵所述前端口的前端盖以及封堵所述后端口的后端盖，所述型腔、所述前端盖以及所述后端盖围设形成所述第一腔体与所述第二腔体。

8.如权利要求7所述的水冷式控制器，其特征在于：所述前端盖以及所述后端盖与所述型腔之间均设有防水胶垫。

9.如权利要求1-8任一项所述的水冷式控制器，其特征在于：还包括伸入所述第二腔体内且用于测试所述冷却液液面高度的液位计，所述液位计具有位于所述控制器壳体外侧可显示所述第二腔体内所述冷却液液面高度的透明管。

10.如权利要求1-8任一项所述的水冷式控制器，其特征在于：所述控制器壳体的外表面具有沿远离所述控制器壳体方向设置的若干第二散热片，各所述第二散热片均呈波纹状。