CN211429871U - 散热器及散热结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热器及散热结构，散热器包括金属基板，呈平板状，包括焊接固定在一起的底板和盖板，底板的正面凹陷形成有凹槽，盖板封闭凹槽的开口，底板和盖板围成封闭的内腔，底板于内腔中间隔设置多个隔板，多个隔板使内腔形成多迂回通道结构，多迂回通道结构包括平行且依次连通的多个主通道，主通道用于液体的流通；各主通道内设置有至少一个格栅板，格栅板将主通道分隔成多个子通道。本申请提供的散热器，占用体积小；主通道的结构强度大，能承受较大的水压；散热器整体冷却效果好，液体的接触面积大，散热器整体的温度较为均匀。

Description

散热器及散热结构

技术领域

本申请属于电机控制器技术领域，尤其涉及一种散热器及散热结构。

背景技术

大功率的电机控制器普遍使用绝缘栅双极晶体管((Insulated Gate BipolarTransistor，IGBT)元件。IGBT元件在使用过程由于开关损耗和通态损耗会产生大量的热量，如果不及时有效地把热量散出去，IGBT元件的温度升高会影响其功率的发挥，温度超过元件的临界温度时，可能直接导致IGBT的彻底损坏。

同时，大功率的电机控制器对于空间尺寸的要求越来越严格，对散热要求也越来越高。现有技术中自然冷却和风冷散热器已经很难满足结构紧凑、集成度高的电机控制器中IGBT元件的散热需求，结构强度也难以满足使用需求。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种散热器，旨在解决现有技术中的散热器散热效果较差，结构不紧凑，结构强度不能满足使用需求的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种散热器，包括：

金属基板，呈平板状，包括焊接固定在一起的底板和盖板，所述底板的正面凹陷形成有凹槽，所述盖板封闭所述凹槽的开口，所述底板和所述盖板围成封闭的内腔，所述底板于内腔中间隔设置多个隔板，多个所述隔板使所述内腔形成多迂回通道结构，所述多迂回通道结构包括平行且依次连通的主通道，所述主通道用于液体的流通；

其中，所述底板侧壁对应两端最外侧的两个所述主通道之一的位置开设有进水口，所述底板侧壁对应两端最外侧的两个所述主通道之另一的位置开设有出水口，各所述主通道内设置有至少一个格栅板，所述格栅板将所述主通道分隔成多个子通道。

进一步地，各所述子通道的宽度均相等，所述格栅板的一端与所述凹槽对应的侧壁的距离大于相邻的所述隔板与所述凹槽对应的侧壁的距离。

进一步地，所述底板于所述凹槽的宽度方向设有弧形槽，所述弧形槽与所述凹槽连通。

进一步地，所述凹槽的各转角处均圆滑过渡，所述格栅板沿长度方向的两端均圆滑过渡。

进一步地，所述凹槽靠近所述底板正面的一端形成有适配所述盖板的环形台阶面，所述盖板的周缘抵靠在所述环形台阶面上并焊接固定在环形台阶面上，各所述格栅均与所述盖板焊接，所述盖板的正面与所述底板的正面齐平。

进一步地，所述散热器还包括冷水机和充于所述内腔中的液体，所述进水口和所述出水口分别与所述冷水机连接，所述冷水机用于冷却从所述出水口流出的液体并将冷却后的液体输送至所述进水口。

进一步地，所述液体为水或乙二醇溶液。

进一步地，所述进水口和所述出水口开设于所述底板的一侧面，所述进水口设有用于连接进水管道的进水口组件，所述出水口设有用于连接出水管道的出水口组件。

进一步地，所述金属基板为铝合金板。

本申请的另一目的在于提供一种散热结构，包括上述的散热器和IGBT模块，所述IGBT模块通过导热硅脂和紧固件固定于所述底板的背面。

本申请的有益效果：本申请的散热器，金属基板采用整体呈薄板状的结构，占用体积小；底板和盖板之间采用焊接方式固定，主通道的结构强度大，能承受较大的水压；底板上的各隔板使内腔形成多迂回通道结构，并且格栅板将各主通道分隔成多个子通道，散热器整体冷却效果好，液体的接触面积大，液体在散热器中的流动较为均匀，散热器整体的温度较为均匀；格栅板的设置能提高水道强度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的散热器的立体结构示意图；

图2为图1所示散热器的侧视结构示意图；

图3为图1所示散热器另一角度的立体结构示意图；

图4为图1所示散热器的爆炸示意图；

图5为图1所示散热器移出盖板的立体结构示意图；

图6为图1所示散热器移出盖板的部分俯视结构示意图；

图7为图1所示散热器中底板内液体循环流动的示意图；

图8为图1所示散热器移出盖板的俯视结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10-散热器；20-IGBT模块；100-底板；200-盖板；310-进水口；320-出水口；311-进水口组件；321-出水口组件；101-凹槽；102-环形台阶面；110-隔板；120-格栅板；130-主通道；131-子通道；140-弧形槽；150-连接部；210-加强筋。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1～3所示，本申请实施例提供的散热器10，包括金属基板，该金属基板可采用纯金属板或合金板，如铜板或铝合金板。金属基板包括相连接的底板100和盖板200，底板100和盖板200两者焊接固定。散热器10具有较强的结构强度，能承受较大的水压。

如图3、图4及图7所示，底板100的正面凹槽101形成有凹槽101，底板100的背面用于安装固定发热模块，发热模块为被冷却的模块，底板100的背面大于等于发热模块安装面的面积，盖板200的厚度小于底板100的厚度。凹槽101远离底板100背面的一侧开口，盖板200封闭凹槽101的开口，底板100和盖板200围成封闭的内腔。该内腔中间隔设置有多个隔板110，相邻的两隔板110分别连接于凹槽101相对的侧壁，且隔板110另一端与对侧的凹槽101侧壁具有间隔，该多个隔板110使内腔形成多迂回通道结构，该多迂回通道结构包括平行且依次连通的多个主通道130，主通道130用于液体的流通。当隔板110数量为3时，内腔中形成S形的水道，即3个平行且依次连通的主通道130形成S形通道结构。

底板100侧壁对应两端最外侧的两个主通道130之一的位置开设有进水口310，底板100侧壁对应两端最外侧的两个主通道130之另一的位置开设有出水口320。

如图4～6所示，内腔中还设有多个格栅板120，格栅板120的两端与凹槽101两侧的侧壁分别具有间隔，该格栅板120将主通道130分隔成多个子通道131，即每个主通道130被分隔形成多个子通道131，液体经过格栅板120时再分别流入各子通道131内。隔板110和格栅板120均与底板100一体成型，底板100具有较强的结构强度。

本实施例提供的散热器10，金属基板采用整体呈薄板状的结构，占用体积小；底板100和盖板200之间采用焊接方式固定，主通道130的结构强度大，能承受较大的水压；底板100上的各隔板110使内腔形成多迂回通道结构，并且格栅板120将各主通道130分隔成多个子通道131，散热器10整体冷却效果好，液体的接触面积大，液体在散热器10中的流动较为均匀，散热器10整体的温度较为均匀；格栅板120的设置能提高水道强度。

在一实施例中，金属基板为铝合金板，即底板100和盖板200都采用铝合金材质。铝合金具有较高的热传导效率，这样散热器10整体散热效率高，散热效果好，且散热器10的重量较小，且底板100和盖板200都能承受较高的水压，安全可靠。

如图1、图3所示，底板100沿宽度方向的两侧可设有连接部150，连接部150的厚度小于底板100盖有盖板200区域的厚度，即底板100整体为中间厚、两侧薄的结构，两侧的连接部150相对于盖板200悬空，连接部150可用于与外界固定，如与设备外壳的内壁固定。

盖板200的正面可凹陷形成有间隔多个槽体，盖板200的正面形成多个交叉的加强筋210，如图5所示，盖板200的正面的多个加强筋210形成米字形的加强结构，

在一实施例中，如图5～7所示，各子通道131的宽度相等。各主通道130的宽度可以设置均相等，各主通道130内设置的格栅板120的数量也可以设置为相等，通过上述设置，使得液体在内腔的各子通道131的流动较为均匀，不易出现水温流动不均匀的现象，能提高散热效果。可以理解地，各主通道130的宽度可以设置不相等或部分相等，各主通道130内设置的格栅板120的数量也可以设置为不相等或者部分相等。如图6所示，凹槽101内设有间隔的3个隔板110和4个格栅板120，3个隔板110在凹槽101中形成4个主通道130，4个隔板110分隔形成8个子通道131。

如图5、图6所示，格栅板120的一端与对应的凹槽101对应侧的侧壁的距离为D1，相邻的隔板110与凹槽101对应的侧壁的距离为D2，D1的值设置大于D2的值，这样液体转弯流入各子通道131时更为流畅，流体受到的阻力更小。

在一实施例中，如图5、图6所示，底板100于凹槽101的宽度方向两侧分别设有多个弧形槽140，各弧形槽140均与凹槽101相连通，弧形槽140的设置可增大最外侧的两个子通道131的宽度，增加水道与液体的接触面积，液体可流动至各弧形槽140中。当底板100与发热模块之间采用连接件固定时，弧形槽140的设置可避开底板100上的固定孔。

凹槽101两侧的弧形槽140可对称布设，如图3所示，凹槽101沿宽度方向的每侧分别设有四个弧形槽140，两侧的弧形槽140为对称布设。

在一实施例中，如图5、图6所示，凹槽101的各转角处均圆滑过渡。凹槽101的四个转角处都是圆滑过渡的，这样，液体流动至转角处时能引导水流转向，可有效减小水阻。

可以理解地，格栅板120沿长度方向的两端均圆滑过渡，隔板110沿长度方向的两端均可以为圆滑过渡，这样能有效减小液体在水道中的阻力。

在一实施例中，如图5、图6所示，凹槽101靠近底板100正面的一端形成有环形台阶面102，该环形台阶面102的轮廓大小适配于盖板200，盖板200的周缘抵靠在环形台阶面102上并通过焊接固定在环形台阶面102上，即盖板200与底板100通过焊接固定，且盖板200的正面与底板100的正面齐平，这样散热器10整体能做到更薄，整体占用的空间更小。

各格栅板120均与盖板200焊接，这样盖板200和底板100形成稳定的连接结构；盖板200的正面设置为与底板100的正面齐平，散热器10整体体积能做得更小，占用的空间小。

在一实施例中，散热器10还包括冷水机(图未示)，进水口310和出水口320分别与冷水机连接，冷水机用于冷却从出水口320流出的液体并将冷却后的液体输送至进水口310。也就是说，冷水机为液体的流动提供动力，同时还能对出水口320流入的液体进行冷却，如此，液体得到循环利用，可有效节约资源，较为环保。

也就是说，发热模块产生的大量热量通过底板100传递到S形的水道和子通道131中，冷水机将冷却后的液体从进水口310送入主通道130，将发热模块产生的热量带走，再通过出水口320送回冷水机，冷水机将回流的液体再次通过进水口310送入主通道130中，实现液体的循环吸热。

在一实施例中，进水口310和出水口320开设在底板100的一个侧面或者两个侧面，也就是说，进水口310和出水口320可以设置在同一侧或者不同侧，设于同一侧时，散热器10整体占用的空间比设置在不同侧时的较少。

如图5、图6所示，进水口310设有用于连接进水管道的进水口组件311，出水口320设有用于连接出水管道的出水口组件321，这样，通过进水口组件311和出水口组件321能快速地连接相应的管道，进而方便与冷水机进行连接，安装拆卸方便。

在一实施例中，液体可采用水或乙二醇溶液，相较于采用空气作为散热介质，其散热效率更高，散热器10整体也可以做得更小，能满足产品对结构紧凑的需求，使其能应用在集成度高的电机控制器上。可以理解地，液体也可以采用其它导热系数较大的溶液。

如图1、图8所示，本申请实施例提供一种散热结构，包括上述实施例的散热器10和IGBT模块20，IGBT模块20通过导热硅脂和紧固件固定在底板100的背面，紧固件可以但不限于是螺钉，安装时先在IGBT模块20的安装面上均匀涂抹导热硅脂，将IGBT模块20粘附于散热器10的背面，然后用螺钉紧固。可以理解地，IGBT模块20也可以是其它发热模块，如感性负载器件或其它发热较大的半导体功率器件。IGBT模块20通过导热硅脂固定于底板100的背面时，导热硅脂能提高导热率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于：包括：

金属基板，呈平板状，包括焊接固定在一起的底板和盖板，所述底板的正面凹陷形成有凹槽，所述盖板封闭所述凹槽的开口，所述底板和所述盖板围成封闭的内腔，所述底板于内腔中间隔设置多个隔板，多个所述隔板使所述内腔形成多迂回通道结构，所述多迂回通道结构包括平行且依次连通的多个主通道，所述主通道用于液体的流通；

其中，所述底板侧壁对应两端最外侧的两个所述主通道之一的位置开设有进水口，所述底板侧壁对应两端最外侧的两个所述主通道之另一的位置开设有出水口，各所述主通道内设置有至少一个格栅板，所述格栅板将所述主通道分隔成多个子通道。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：各所述子通道的宽度均相等，所述格栅板的一端与所述凹槽对应的侧壁的距离大于相邻的所述隔板与所述凹槽对应的侧壁的距离。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述底板于所述凹槽的宽度方向设有弧形槽，所述弧形槽与所述凹槽连通。

4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述凹槽的各转角处均圆滑过渡，所述格栅板沿长度方向的两端均圆滑过渡。

5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述凹槽靠近所述底板正面的一端形成有适配所述盖板的环形台阶面，所述盖板的周缘抵靠在所述环形台阶面上并焊接固定在环形台阶面上，各所述格栅均与所述盖板焊接，所述盖板的正面与所述底板的正面齐平。

6.根据权利要求1～5任一项所述的散热器，其特征在于：所述散热器还包括冷水机和充于所述内腔中的液体，所述进水口和所述出水口分别与所述冷水机连接，所述冷水机用于冷却从所述出水口流出的液体并将冷却后的液体输送至所述进水口。

7.根据权利要求6所述的散热器，其特征在于：所述液体为水或乙二醇溶液。

8.根据权利要求1～5任一项所述的散热器，其特征在于：所述进水口和所述出水口开设于所述底板的一侧面，所述进水口设有用于连接进水管道的进水口组件，所述出水口设有用于连接出水管道的出水口组件。

9.根据权利要求1～5任一项所述的散热器，其特征在于：所述金属基板为铝合金板。

10.一种散热结构，其特征在于：包括权利要求1～9任一项所述的散热器和IGBT模块，所述IGBT模块通过导热硅脂和紧固件固定于所述底板的背面。

Images