CN208189576U - 电子功率器件液冷散热器装置及新能源汽车电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子功率器件液冷散热器装置及新能源汽车电机控制器，电子功率器件液冷散热器装置包括散热箱体(1)，散热箱体(1)里面形成密闭的空腔(11)，散热箱体(1)设置冷却液入口(12)和冷却液出口(13)，冷却液入口(12)和冷却液出口(13)与空腔(11)连通，在空腔(11)里面填充若干块层叠式布局的散热板(2)，每块散热板(2)上阵列式排列的若干个散热孔(21)，若干块层叠式布局的散热板(2)上的散热孔(21)上下连通形成供冷却液体流过的散热通道。它大幅提高散热效率，散热箱体的空腔若干块层叠式的散热板可快速装拆，定期除去水垢后重新使用，保证散热效率。

Description

电子功率器件液冷散热器装置及新能源汽车电机控制器

技术领域：

本实用新型涉及电子功率器件液冷散热器装置及应用其的新能源汽车电机控制器。

背景技术：

目前，在新能源汽车电机控制器中，IGBT是关键零部件。在实际使用过程中，由于温度过高而引起的故障频发，主要原因是冷却系统的换热能力不够，或者因冷却水道腐蚀导致使用寿命较低，从而影响了热交换效率。目前的就解决途径主要有如下两种：1、冷却水的走水路径尽可能长，传热结构的比表面积尽可能大，以保证冷却液充分与传热结构接触，散热水道采用了波纹形结构，以增加传热面积。2、紊流柱的结构排布尽可能地使冷却液产生紊流。因为在紊流时，热量的传递可以更加的充分，具体见图1随时，采用了紊流柱A均匀排布的方式；3、一方面增加传热面积，另一方面增加冷却液的紊流程度，结构相比前两者较为简单，工艺成本低，但传热效果并没有前两者好。

但需要指出的是，在新能源汽车电机控制器中，发热最为严重的是IGBT组件，它也是主要的热量来源，所以怎样快速高效地降低IGBT组件部位的温度使我们需要考虑的重点；再者，紊流的定义是运动流体中流线相交即为紊流，走水路径的弯折部位在增加流体局部压力损失的时候能够带来紊流效果，但是也并不完全，在缓慢的均匀流动状态下，尽管存在局部压力损失，但是层流的状态依然存在，所以散热效果难以保证，且换热效率不高效。

本专利申请旨在为改善之一现状提供新的方法。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供电子功率器件液冷散热器装置及新能源汽车电机控制器，它解决现有技术中液冷散热器装置换热效率不高，导致IGBT等重要电子器件的热量不能快速散去，导致零件容易损坏的技术问题。

本实用新型的进一步目的是提供电子功率器件液冷散热器装置及应用其的新能源汽车电机控制器，散热流道可以装拆，便于清洗水垢，保证散热效果。

本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：

一种电子功率器件液冷散热器装置，包括散热箱体，散热箱体里面形成密闭的空腔，散热箱体设置冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口和冷却液出口与空腔连通，在空腔里面填充若干块层叠式布局的散热板，每块散热板上阵列式排列的若干个散热孔，若干块层叠式布局的散热板上的散热孔连通形成供冷却液体流过的散热通道。

上述所述在空腔里面填充两块层叠式布局散热板，上下两层的散热板上的散热孔是错开的且上下层散热孔有重叠的公共部分，两层的散热板上的散热孔相互连通。

上述所述散热孔的截面形状是多边形。

上述所述的散热孔的截面形状是蜂窝状。

上述所述的散热板是铝散热板。

上述所述的两块层叠式布局散热板包括上层散热板和下层散热板，上层散热板上若干个上层散热孔独立隔离分成多排，每一排上层散热孔有多个，下层散热板上的若干个下层散热孔独立隔离分成多排，每一排下层散热孔有多个，上层散热板上的相邻两排上层散热孔通过下层散热板上的一排下层散热孔连通，下层散热板上的相邻两排下层散热孔通过上层散热板上的一排上层散热孔连通。

上述所述的散热板靠近冷却液入口的一侧的散热孔设置第一缺口，散热板靠近冷却液出口的一侧散热孔设置第二缺口。

上述散热箱体上带有开口，在开口处安装盖板，利用盖板、散热箱体的顶部、压板夹紧层叠式布局的散热板。

一种新能源汽车电机控制器，包括控制器外壳，控制器外壳内形成一个可以放置控制线路板和电子元器件的容纳腔，所述的电子元器件包括IGBT功率器件，在容纳腔的底壁上设置液冷散热器装置，所述的液冷散热器装置是上述所述的电子功率器件液冷散热器装置，IGBT功率器件贴在容纳腔的底壁上以便散热。

上述所述的容纳腔的底壁与散热箱体一体成型。

上述的冷却液体是水。

本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：

1)本实用新型的液冷散热器装置，包括散热箱体，散热箱体里面形成密闭的空腔，散热箱体设置冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口和冷却液出口与空腔连通，在空腔里面填充若干块层叠式布局散热板，每块散热板上阵列式排列的若干个散热孔，若干块层叠式布局的散热板上的散热孔连通形成供冷却液体流过的散热通道，若干块层叠式布局的散热板够快速地“吸收”热量，并在阵列式排列的若干个散热孔中均匀分布，大幅提高散热效率，散热箱体的空腔若干块层叠式布局的散热板可以快速装拆，定期除去散热板水垢后重新使用，保证长时间使用的散热效率；冷却液(水流)从若干块层叠式布局散热板上下来回穿梭，形成波浪高低起伏冲刷效应，大幅提高换热效率。

2)在空腔里面填充两块层叠式布局散热板，上下两层的散热板上的散热孔是错开的且上下层散热孔有重叠的公共部分，两层的散热板上的散热孔相互连通，结构简单，散热孔的截面形状是多边形，方便冷却液对多边形传热面产生冲刷换热，并均匀分配，提高散热效率；

3)在空腔里面填充两块层叠式布局散热板，散热板是铝散热板，散热孔的截面形状是蜂窝状正六变形结构，冷却液从一侧通入时，蜂窝结构保证了冷却系统能够承载足够的冷却液(水流)冲刷力；另一方面冷却液(水流)会在六边形空腔内形成涡流，对传热面产生冲刷换热，并均匀分配给六边形空腔内的冷却液；冷却液从两个不同的六边形散热孔进入另同一个六边形散热孔时，冷却液会进行充分融合，并产生强烈的紊流，提高换热效率；在新的六边形散热孔中，热量会在流体中重新排布，热量会朝着温度梯度降低的方向分布，形成新的流液进入下一个六边形，流体在下一个六边形单元中分流时，较冷的部分液体会自发的选择向温度较大的六边形散热孔空腔单元内流动，较热的部分液体会“分配”至较冷的六边形散热孔空腔单元。这种换热机理使得流体的传热更加“智能”和高效，且散热更加均匀。

3)上述所述的两块层叠式布局散热板包括上层散热板和下层散热板，上层散热板上若干个上层散热孔独立隔离分成多排，每一排上层散热孔有多个，下层散热板上的若干个下层散热孔独立隔离分成多排，每一排下层散热孔有多个，上层散热板上的相邻两排上层散热孔通过下层散热板上的一排下层散热孔连通，下层散热板上的相邻两排下层散热孔通过上层散热板上的一排上层散热孔连通，冷却液(水流)从冷却液入口进入穿过上层散热板和下层散热板的一排一排相互上下交错的散热孔，然后流到冷却液出口，形成波浪高低起伏冲刷效应，大幅提高换热效。

4)散热板靠近冷却液入口的一侧的散热孔设置第一缺口，散热板靠近冷却液出口的一侧散热孔设置第二缺口，使冷却液(水流)快速流入和流出散热板。

5)散热箱体上带有开口，在开口处安装盖板，盖板与散热箱体的顶部散热顶面夹紧层叠式布局的散热板，方便装拆散热板。

6)本实用新型的新能源汽车电机控制器，包括控制器外壳，控制器外壳内形成一个可以放置控制线路板和电子元器件的容纳腔，所述的电子元器件包括IGBT功率器件，在容纳腔的底壁上设置液冷散热器装置，所述的液冷散热器装置是上述所述的电子功率器件液冷散热器装置，IGBT功率器件贴在容纳腔的底壁上以便散热，可以大幅提高液冷散热器装置换热效率且换热均匀，保证IGBT 等重要电子器件的热量能快速均匀散去，使IGBT等重要电子器件工作更加稳定可靠，寿命更长。

附图说明：

图1是现有的电机控制器中水道的一种结构示意图；

图2是本实用新型实施例一的立体图；

图3是本实用新型实施例一的侧面正投影视图；

图4是图3的B-B剖视图；

图5是图4的C-C剖视图；

图6是本实用新型实施例一的一个角度的分解图；

图7是本实用新型实施例一的另一个角度的分解图；

图8是本实用新型实施例一的两块层叠式布局散热板的立体图；

图9是本实用新型实施例一的两块层叠式布局散热板的俯视图；

图10是本实用新型实施例二的三层的层叠式布局散热板的分解图；

图11是本实用新型三的立体图；

图12是本实用新型三的分解图。

具体实施方式：

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例一：

如图2至图9所示，本实用新型一种电子功率器件液冷散热器装置，包括散热箱体1，散热箱体1里面形成密闭的空腔11，散热箱体1设置冷却液入口12和冷却液出口13，冷却液入口12和冷却液出口13与空腔11连通，在空腔11里面填充若干块层叠式布局的散热板2，每块散热板2上阵列式排列的若干个散热孔21，若干块层叠式布局的散热板2上的散热孔21上下连通形成供冷却液体流过的散热通道。

上述所述在空腔11里面填充两块层叠式布局散热板2，上下两层的散热板 2上的散热孔21是错开的且上下层散热孔21有重叠的公共部分，两层的散热板2上的散热孔21连通形成供冷却液体流过的散热通道。

上述所述的散热孔21的截面形状是多边形。

上述散热孔21的截面形状是蜂窝状(呈正六边形)。上述散热板2是铝散热板。

上述所述的两块层叠式布局散热板2包括上层散热板2A和下层散热板2B，上层散热板2A上若干个上层散热孔21A独立隔离分成多排，每一排上层散热孔 21A有多个，下层散热板2B上的若干个下层散热孔21B独立隔离分成多排，每一排下层散热孔21B有多个，上层散热板2A上的相邻两排上层散热孔21A通过下层散热板2B上的一排下层散热孔21B连通，下层散热板2B上的相邻两排下层散热孔21B通过上层散热板2A上的一排上层散热孔21A连通。

上述所述的散热板2靠近冷却液入口12的一侧的散热孔21设置第一缺口 22，散热板2靠近冷却液出口13的一侧散热孔21设置第二缺口23。

上述所述散热箱体1上带有开口，在开口处安装盖板3，利用盖板3、散热箱体1的顶部、压板4夹紧层叠式布局的散热板2。

本实用新型的原理是：如图4所示，图中箭头是冷却液的流动方向，冷却液从一侧通入时，蜂窝结构保证了冷却系统能够承载足够的冷却液(水流)冲刷力；另一方面冷却液(水流)会在六边形空腔内形成涡流，对传热面产生冲刷换热，并均匀分配给六边形空腔内的冷却液；冷却液从两个不同的六边形散热孔进入另同一个六边形散热孔时，冷却液会进行充分融合，并产生强烈的紊流，提高换热效率；在新的六边形散热孔中，热量会在流体中重新排布，热量会朝着温度梯度降低的方向分布，形成新的流液进入下一个六边形，流体在下一个六边形单元中分流时，较冷的部分液体会自发的选择向温度较大的六边形散热孔空腔单元内流动，较热的部分液体会“分配”至较冷的六边形散热孔空腔单元。这种换热机理使得流体的传热更加“智能”和高效，且散热更加均匀。冷却液(水流)从冷却液入口进入穿过上层散热板和下层散热板的一排一排相互上下交错的散热孔，然后流到冷却液出口，冷却液的流动形成波浪高低起伏冲刷效应，大幅提高换热效。

实施例二：

本实施例是在实施例一基础上的改进，主要改进点是用三层层叠式布局散热板2，包括上层散热板2A、下层散热板2B、第三层散热板2C，上层散热板2A 上若干个上层散热孔21A独立隔离分成多排，每一排上层散热孔21A有多个，下层散热板2B上的若干个下层散热孔21B独立隔离分成多排，每一排下层散热孔21B有多个，第三层散热板2C若干个第三散热孔21C独立隔离分成多排，每一排第三散热孔21C有多个。三层的散热板2上的上层散热孔21A、下层散热孔 21B、第三散热孔21C是错开的且有重叠的公共部分，三层的散热板2上的上层散热孔21A、下层散热孔21B、第三散热孔21C连通形成供冷却液体流过的散热通道。

实施例三：

如图11和图12所示，一种新能源汽车电机控制器，包括控制器外壳100，控制器外壳100内形成一个可以放置控制线路板和电子元器件的容纳腔101，所述的电子元器件包括IGBT功率器件，在容纳腔101的底壁102上设置液冷散热器装置，所述的液冷散热器装置是采用实施例一所述的电子功率器件液冷散热器装置，IGBT功率器件贴在底壁102上以便散热，容纳腔101的底壁102与散热箱体1一体成型，冷却液体采用水。

以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电子功率器件液冷散热器装置，包括散热箱体(1)，散热箱体(1)里面形成密闭的空腔(11)，散热箱体(1)设置冷却液入口(12)和冷却液出口(13)，冷却液入口(12)和冷却液出口(13)与空腔(11)连通，其特征在于：在空腔(11)里面填充若干块层叠式布局的散热板(2)，每块散热板(2)上阵列式排列的若干个散热孔(21)，若干块层叠式布局的散热板(2)上的散热孔(21)上下连通形成供冷却液体流过的散热通道。

2.根据权利要求1所述的一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：在空腔(11)里面填充两块层叠式布局散热板(2)，上下两层的散热板(2)上的散热孔(21)是错开的且上下层散热孔(21)有重叠的公共部分，两层的散热板(2)上的散热孔(21)连通形成供冷却液体流过的散热通道。

3.根据权利要求2所述的一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：散热孔(21)的截面形状是多边形。

4.根据权利要求3所述一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：散热孔(21)的截面形状是蜂窝状。

5.根据权利要求4所述一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：散热板(2)是铝散热板。

6.根据权利要求2或3或4所述一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：两块层叠式布局散热板(2)包括上层散热板(2A)和下层散热板(2B)，上层散热板(2A)上若干个上层散热孔(21A)独立隔离分成多排，每一排上层散热孔(21A)有多个，下层散热板(2B)上的若干个下层散热孔(21B)独立隔离分成多排，每一排下层散热孔(21B)有多个，上层散热板(2A)上的相邻两排上层散热孔(21A)通过下层散热板(2B)上的一排下层散热孔(21B)连通，下层散热板(2B)上的相邻两排下层散热孔(21B)通过上层散热板(2A)上的一排上层散热孔(21A)连通。

7.根据权利要求6所述的一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：散热板(2)靠近冷却液入口(12)的一侧的散热孔(21)设置第一缺口(22)，散热板(2)靠近冷却液出口(13)的一侧散热孔(21)设置第二缺口(23)。

8.根据权利要求6所述的一种电子功率器件液冷散热器装置，其特征在于：散热箱体(1)上带有开口，在开口处安装盖板(3)，利用盖板(3)、散热箱体(1)的顶部、压板(4)夹紧层叠式布局的散热板(2)。

9.一种新能源汽车电机控制器，包括控制器外壳(100)，控制器外壳(100)内形成一个可以放置控制线路板和电子元器件的容纳腔(101)，所述的电子元器件包括IGBT功率器件，其特征在于：在容纳腔(101)的底壁(102)上设置液冷散热器装置，所述的液冷散热器装置是权利要求1至7任何一项所述的电子功率器件液冷散热器装置，IGBT功率器件贴在底壁(102)上以便散热。

10.根据权利要求9所述的一种新能源汽车电机控制器，其特征在于：容纳腔(101)的底壁(102)与散热箱体(1)一体成型。

11.根据权利要求9所述的一种新能源汽车电机控制器，其特征在于：冷却液体是水。