CN207995628U - 一种用于高功率控制器的散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于高功率控制器的散热装置，所述装置包括第一散热模块、第二散热模块和进出水管，所述第一散热模块固定于第二散热模块的上方，所述进出水管固定于第二散热模块上，所述第一散热模块底部设有第一液体通道，所述第二散热模块顶部设有第二液体通道，所述进出水管、第一液体通道和第二液体通道连通。与现有技术相比，本实用新型具有结构可靠、外观整洁、重量轻以及散热能力强等优点。

Description

一种用于高功率控制器的散热装置

技术领域

本实用新型涉及电机控制器领域，尤其是涉及一种用于高功率控制器的散热装置。

背景技术

高功率控制器内部含有大功率电气件，这些电气件的温度高低直接影响到其使用性能，因此对高功率控制器进行快速散热极其重要。目前，驱动电机控制器内部的冷却结构基本都是采用单面冷却方式，即通过在控制器箱体底板上加工出水道结构，然后通过水道盖板实现水道密封，这种单面冷却方式散热效果差及传热效率低，而且还存在密封不严而导致泄露的隐患，极大地限制了电机控制器功率的提升，难以满足高功率控制器的开发需求。

专利CN201594787U提出了一种变流器功率模块双面水冷散热基板，通过由上盖板和下基板钎焊而成的散热基板，下基板端面设有连接水道和外部循环水的进水口和出水口，上盖板和下基板的外表面上开有安装孔，在下基板的内表面上开设槽型水道，水道中放置有通过规律性折弯而形成的方波状散热翅片来实现双面水冷散热，然而该专利提出的双面散热基板，是指基板可以双面安装功率器件进行散热，而非对功率器件的双面进行同时散热，因而这种散热方式实际上依然存在传热效率低且散热效果差的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题提供一种用于高功率控制器的散热装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于高功率控制器的散热装置，所述装置包括第一散热模块、第二散热模块和进出水管，所述第一散热模块固定于第二散热模块的上方，所述进出水管固定于第二散热模块上，所述第一散热模块底部设有第一液体通道，所述第二散热模块顶部设有第二液体通道，所述进出水管、第一液体通道和第二液体通道连通。

优选地，所述第一散热模块包括相互连接的第一盖板和支架，所述支架的上表面设有第一空腔，所述第一盖板与第一空腔连接，所述第一液体通道设置于第一空腔内。

优选地，所述支架下表面上开设有多个等距离的槽口，用于容纳高功率控制器内部的功率模块，所述槽口的数量与高功率控制器内部的功率模块的数量一致。

优选地，所述第一空腔内包括第一凸台和第一翅片组件，所述第一凸台位于第一翅片组件的外围，所述第一凸台的高度高于第一翅片组件的高度，所述第一盖板架设于第一凸台上；所述第一液体通道位于第一凸台和第一翅片组件之间。

优选地，所述第一翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。

优选地，所述第二散热模块包括相互连接的底板和第二盖板，所述底板的下表面设有第二空腔，所述第二空腔与第二盖板连接，所述第二液体通道设置于第二空腔内。

优选地，所述第二空腔内包括第二凸台和第二翅片组件，所述第二凸台位于第二翅片组件的外围，所述第二凸台的高度高于第二翅片组件的高度，所述第二盖板架设于第二凸台下方；所述第二液体通道位于第二凸台和第二翅片组件之间。

优选地，所述第二翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。

优选地，所述底板侧表面设有水管容纳孔，所述进出水管与水管容纳孔相互连接。

优选地，所述第一散热模块和第二散热模块之间还设有O型圈。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出的散热装置，通过设置两个散热模块，将两个散热模块内的液体通道和进出水管三者相互连通，实现一个进出水管的液体可以在两个散热模块之间循环，此时将高功率控制器内待散热的功率模块置于两个散热模块之间，则可实现高功率控制器的双面散热，提高散热效率，而且两个散热模块相互层叠连通的结构，使得整个散热装置的结构简单且占用空间小，使得整个散热装置结构紧凑且体积小、重量轻，适用场合多且易于推广。

(2)第一散热模块包括相互连接的第一盖板和支架，支架的上表面设有空腔，第一液体通道设置于空腔内，通过这样的设置，既可以实现一个散热面积大且体积小的板状散热模块，通过第一液体通道内传递的液体在空腔内的流动，可以实现对于第一散热模块相接触的功率模块的散热，同时第一盖板的设置可以实现第一散热模块的密封，在保证了流动液体对功率模块散热的同时，也避免了液体泄漏而导致的对功率模块的破坏。

(3)支架下表面上开设有多个等距离的槽口来容纳多个功率模块，这样的设置可以使得高功率控制器内的功率模块与第一散热模块紧密接触，实现最好的散热效果，而且由于第一散热模块的上表面较为平整，因此设置这个槽口可以使得在容纳功率模块的同时，与该功率模块相连接的薄膜电容器可以同时放置于第一散热模块的上表面，从而完成功率模块和薄膜电容器的同时散热，提高散热效率；槽口的数量与功率模块的数量一致，这样的设置方式符合高功率控制器的实际情况，使用灵活，具有较强的实用性。

(4)第一空腔内包括第一凸台和第一翅片组件，第一凸台位于第一翅片组件的外围，第一凸台的高度高于第一翅片组件的高度，第一盖板架设于第一凸台上；第一液体通道位于第一凸台和第一翅片组件之间，这样的结构设置可以使得将第一盖板和支架通过搅拌摩擦焊形成内部带有翅片水道结构的散热板，散热面积大而且散热能力强。

(5)第一翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列，这样的翅片组件设置可以使得液体流通时流通效果较好，提高散热效果。

(6)第二散热模块的大致结构和第一散热模块基本相同，因此可以保证同样良好的散热效果，实现双面散热的目的。

(7)第二散热模块内的底板侧表面设有水管容纳孔，在实际装配过程中将进出水管按压进该水管容纳孔即可实现进出水管与第二散热模块的连通，再利用第二散热模块的第二液体通道和第一散热模块的第一液体通道连通，实现液体循环，整个装置的空间利用率极高，减小整个装置的体积。

(8)第一散热模块和第二散热模块之间还设有O型圈，实现第一散热模块和第二散热模块之间的密封，从而保证双面散热的性能，避免两个散热模块与外界接触而导致散热效率的降低。

附图说明

图1为用于高功率控制器的散热装置的爆炸图；

图2为底板空腔内的结构示意图；

图3为支架空腔内的结构示意图；

图4为支架下表面的结构示意图；

图5为下盖板的结构示意图；

图6为上盖板的结构示意图；

其中，1为上盖板，2为支架，3为底板，4为下盖板，5为O型圈，6为进水管，7为出水管，8为底板进水口，9为水管容纳孔，10为底板出水口，11为支架出水口，12为支架进水口，13为冷却翅片，14为密封槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

为了解决现有散热装置只能进行功率模块单面散热的缺点，本实施例中提供了一种用于高功率控制器的散热装置，包括第一散热模块、第二散热模块和进出水管，第一散热模块固定于第二散热模块的上方，进出水管固定于第二散热模块上，第一散热模块底部设有第一液体通道，第二散热模块顶部设有第二液体通道，进出水管、第一液体通道和第二液体通道连通。

其中，第一散热模块包括相互连接的第一盖板和支架，支架的上表面设有第一空腔，第一盖板与第一空腔连接，第一液体通道设置于第一空腔内。支架下表面上开设有多个等距离的槽口，用于容纳高功率控制器内部的功率模块，槽口的数量与高功率控制器内部的功率模块的数量一致。第一空腔内包括第一凸台和第一翅片组件，第一凸台位于第一翅片组件的外围，第一凸台的高度高于第一翅片组件的高度，第一盖板架设于第一凸台上；第一液体通道位于第一凸台和第一翅片组件之间。第一翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。第二散热模块包括相互连接的底板和第二盖板，底板的下表面设有第二空腔，第二空腔与第二盖板连接，第二液体通道设置于第二空腔内。第二空腔内包括第二凸台和第二翅片组件，第二凸台位于第二翅片组件的外围，第二凸台的高度高于第二翅片组件的高度，第二盖板架设于第二凸台下方；第二液体通道位于第二凸台和第二翅片组件连接。第二翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。底板侧表面设有水管容纳孔，进出水管与水管容纳孔相互连接。第一散热模块和第二散热模块之间还设有O型圈。

根据上述结构，本实施例提出了一种具体的散热装置，如图1所示，该装置包括上盖板1、支架2、底板3、下盖板4、O型圈5、进水管6、出水管7，进水管6和出水管7冷压在底板3上，上盖板1、支架2、底板3、下盖板4顺序叠合连成整体散热板，如图4所示，支架2的下表面上设有密封槽14，可以容纳O型圈5，O型圈5在底板3和支架2之间形成密封；此密封槽14的设置位置也不唯一，也可以设置在底板的上表面上，只要是设置在支架和底板之间，可以用来确保支架和底板之间的密封即可。同时支架2下表面还开设三个槽口，这个槽口的数量主要取决于控制器内功率模块的数量，可以根据实际情况灵活设置，从而用来容纳控制器内的功率模块。本实施例中，上盖板1、支架2、底板3、下盖板4上均设置有冷却翅片13，也可以根据情况，只在支架2和底板3内设置冷却翅片13，或者只在上盖板1和下盖板4内设置冷却翅片13，只要保证上端的散热模块和下端的散热模块内具有冷却翅片13即可。支架2和底板3上面均开设有进水口和出水口。如图2～图4所示，支架2和底板3设置有空腔，上盖板1边缘轮廓小于支架2空腔边缘轮廓，下盖板4边缘轮廓小于底板3空腔边缘轮廓，这样可以保证上盖板1和下盖板4均可以对支架2和空腔实现密封，避免由于盖板过大导致支架2和底板3无法密封而造成冷却液体的洒出。支架2和底板3的散热翅片设置在对应的空腔里面，空腔外围有凸台，所有翅片的高度均低于凸台高度。本实施例中，支架2和底板3的进水口、出水口均为圆口，其中底板3的出水口和进水口分别与支架2的进水口和出水口连通，形成一个完整的双面散热冷却水道结构，进水口和出水口的形状也可以改变，主要取决于进出水管的形状，进水口和出水口与水管的形状匹配程度越好，液体流通的效率越高。本实施例中，如图2和图3所示，冷却翅片13均为多组横截面为矩形形状的断开筋条组成，且每组筋条彼此相互平行排列，从图中可以看出，这样的冷却翅片13可以对液体起到较好的引流作用，而且由于冷却翅片13不连通，因此也不会对液体产生阻隔，从而避免散热效率的降低；一般来说，冷却翅片13的组数至少为2组，这样才可以对液体进行有效的分隔，提高散热效率。当然冷却翅片13可以采取其他的形状和排布方式，只要可以保证液体能有效的按照一定的方向在散热模块内流动即可。

该装置的组装过程如下：其中，组装之前将上盖板1放置在支架2空腔里的凸台上，下盖板4放置在底板3空腔里的凸台上，将组合好的装配体通过搅拌摩擦焊制成散热板，散热板焊接完成后对支架2上表面、底板3下表面进行机加工去除表面焊接残余材料以保证安装的平面度。然后将O型圈5装在支架2下表面的密封槽14里，将进水管6、出水管7分别压入到底板3的水管容纳孔9里，将支架2用螺栓固定在底板3上面。

本实施例中的支架2下表面开设三个等距离槽口15，功率模块布置在三个槽口里面，与支架上面的薄膜电容电气件连接，这样的结构确保了功率模块的双面冷却，保证了功率模块的正常性能。本实施例中的支架2的空腔里设置有支架进水口12、支架出水口11，底板3的空腔里设置有底板出水口10、底板进水口8，组装好以后支架进水口12和底板出水口10连通，支架出水口11和底板进水口8连通，这样将支架2和底板3的空腔连通为水道，制成完整的双面散热冷却水道结构，这样的结构保证了高功率控制器的紧凑性和散热需求。

如图2、图3、图5和图6所示，上盖板1、支架2、底板3和下盖板4均设置有冷却翅片13，冷却翅片13彼此相互平行且中间断开，本实施例中所设置的冷却翅片13的高度5mm，宽度2mm，这样结构的翅片具有体积小、质量轻、散热面积大的特点，特别地互相平行断开的冷却翅片13结构使得水流流动的湍流效果更加明显，使得低雷诺区具备类似湍流区的特性，具备优异的散热效果，满足高功率控制器的散热需求。

Claims (10)

1.一种用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述装置包括第一散热模块、第二散热模块和进出水管，所述第一散热模块固定于第二散热模块的上方，所述进出水管固定于第二散热模块上，所述第一散热模块底部设有第一液体通道，所述第二散热模块顶部设有第二液体通道，所述进出水管、第一液体通道和第二液体通道连通。

2.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第一散热模块包括相互连接的第一盖板和支架，所述支架的上表面设有第一空腔，所述第一盖板与第一空腔连接，所述第一液体通道设置于第一空腔内。

3.根据权利要求2所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述支架下表面上开设有多个等距离的槽口，用于容纳高功率控制器内部的功率模块，所述槽口的数量与高功率控制器内部的功率模块的数量一致。

4.根据权利要求2所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第一空腔内包括第一凸台和第一翅片组件，所述第一凸台位于第一翅片组件的外围，所述第一凸台的高度高于第一翅片组件的高度，所述第一盖板架设于第一凸台上；所述第一液体通道位于第一凸台和第一翅片组件之间。

5.根据权利要求4所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第一翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。

6.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第二散热模块包括相互连接的底板和第二盖板，所述底板的下表面设有第二空腔，所述第二空腔与第二盖板连接，所述第二液体通道设置于第二空腔内。

7.根据权利要求6所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第二空腔内包括第二凸台和第二翅片组件，所述第二凸台位于第二翅片组件的外围，所述第二凸台的高度高于第二翅片组件的高度，所述第二盖板架设于第二凸台下方；所述第二液体通道位于第二凸台和第二翅片组件之间。

8.根据权利要求7所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第二翅片组件包括多组横截面为矩形的有间断筋条，不同组的有间断筋条相互平行排列。

9.根据权利要求6所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述底板侧表面设有水管容纳孔，所述进出水管与水管容纳孔相互连接。

10.根据权利要求1所述的用于高功率控制器的散热装置，其特征在于，所述第一散热模块和第二散热模块之间还设有O型圈。