CN213304117U - 汽车、功率模块及散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车、功率模块及散热器。其中散热器包括壳体，其中壳体内设有用于冷却液流通的入口通道、冷却室、出口通道以及分流槽。冷却室用于对至少两个芯片组进行冷却，冷却室的一端与入口通道连通，冷却室的另一端与出口通道连通，分流槽设有入口端以及出口端，入口端与冷却室连通且位于最靠近入口通道的芯片组的上游，或者入口端与入口通道连通；出口端与冷却室连通且与相邻两个芯片组之间的间隙对应。上述散热器避免了靠近出口通道的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

Description

汽车、功率模块及散热器

技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，特别是涉及一种汽车、功率模块及散热器。

背景技术

以液体作为冷却介质的散热器的构造一般为薄板状或条状金属翅片或针型结构，且散热器结构紧凑。通过在散热器的内部布置液体通道，使得液体与水冷板之间产生对流换热，从而使流体散去水冷板内壁上高功率电子元器件所发散的热量。

为了给汽车中的功率模块散热，通常采用以液体作为冷却介质的散热器对功率模块的芯片组进行散热。然而冷却液从入口流入液体通道后，会依次经过多个芯片组，在这个过程中冷却液会不断升温，导致散热器散热不均匀，到了靠近出口的芯片组时，冷却液的冷却效率明显降低，导致靠近出口端的芯片组的温度比靠近入口端的芯片组的温度高，进而导致靠近出口端的芯片组的寿命降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对如何提高散热的均匀性问题，提供一种汽车、功率模块及散热器。

一种散热器，包括壳体，所述壳体内设有用于冷却液流通的入口通道、冷却室、出口通道以及分流槽；所述冷却室用于对至少两个芯片组进行冷却，所述冷却室的一端与所述入口通道连通，所述冷却室的另一端与所述出口通道连通，所述分流槽设有入口端以及出口端，所述入口端与所述冷却室连通且所述入口端位于最靠近所述入口通道的所述芯片组的上游，或者所述入口端与所述入口通道连通；所述出口端与所述冷却室连通且所述出口端与对应于相邻两个所述芯片组之间的间隙处。

上述散热器通过在散热器的壳体内设置分流槽，并使得分流槽的入口端设于最靠近入口通道的芯片组的上游或使分流槽的入口端与入口通道连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端进入到分流槽内，保证了分流槽内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽的出口端设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽的低温冷却液能直接流向靠近出口通道的芯片组，避免了靠近出口通道的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

在其中一个实施例中，沿所述入口通道到所述出口通道的方向，所述冷却室的内径逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述冷却室内设有相对的第一内壁以及第二内壁，所述第一内壁设有斜面，沿所述入口通道到所述出口通道的方向，所述斜面朝靠近所述第二内壁的方向倾斜。

在其中一个实施例中，所述第二内壁上设有朝靠近所述第一内壁凸起的散热件。

在其中一个实施例中，所述第一内壁还设有与所述斜面相接的平面，并且所述平面位于所述斜面靠近所述出口通道的一侧，并且所述平面与所述散热件抵接。

在其中一个实施例中，所述壳体设有至少两条所述分流槽，至少两条所述分流槽分别位于所述冷却室的两侧。

在其中一个实施例中，所述分流槽设有至少两个所述出口端，每个所述出口端对应一个所述间隙。

在其中一个实施例中，所述入口通道与所述冷却室之间设有第一导流孔，所述第一导流孔的孔径由所述入口通道到所述冷却室的方向逐渐减小；所述冷却室与所述出口通道之间设有第二导流孔，所述第二导流孔的孔径由所述冷却室到所述入口通道的方向逐渐增大。

一种功率模块，包括上述的散热器，所述散热器的所述壳体上设有至少两个芯片组，并且所述芯片组位于所述冷却室上方。

上述功率模块通过在散热器的壳体内设置分流槽，并使得分流槽的入口端设于最靠近入口通道的芯片组的上游或使分流槽的入口端与入口通道连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端进入到分流槽内，保证了分流槽内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽的出口端设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽的低温冷却液能直接流向靠近出口通道的芯片组，避免了靠近出口通道的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

一种汽车，包括上述的功率模块。

上述汽车通过在散热器的壳体内设置分流槽，并使得分流槽的入口端设于最靠近入口通道的芯片组的上游或使分流槽的入口端与入口通道连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端进入到分流槽内，保证了分流槽内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽的出口端设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽的低温冷却液能直接流向靠近出口通道的芯片组，避免了靠近出口通道的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例的散热器的结构示图；

图2为图1中所示的散热器在A-A截面的截面图；

图3为图1中所示的散热器是我壳体的结构示意图；

图4为一实施例的功率模块的结构示意图；

图5为图4中所示的功率模块在B-B截面的截面图。

附图标记说明:

10、壳体；11、入口通道；11、第一导流孔；12、冷却室；121、第二内壁；122、第一内壁；1221、斜面；1222、平面；123、散热件；13、出口通道；131、第二导流孔；14、分流槽；141、入口端；142、出口端；21、第一芯片组；22、第二芯片组；23、第三芯片组。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

参阅图1-3，图1-3示出了本实用新型一实施例中的散热器的结构示意图，本实用新型一实施例提供了一种散热器，用于对电动汽车的功率模块进行散热。值得说明的是，本申请的散热器也可用于对其他电子元件进行散热，在此不做限制。

具体地，参见图1-3，一实施例的散热器包括壳体10，其中壳体10内设有用于冷却液流通的入口通道11、冷却室12、出口通道13以及分流槽14。冷却室12用于对至少两个芯片组进行冷却，冷却室12的一端与入口通道11连通，冷却室12的另一端与出口通道13连通，分流槽14设有入口端141以及出口端142，入口端141与冷却室12连通且位于最靠近入口通道11的芯片组的上游或者入口端141与入口通道11连通。出口端142与冷却室12连通且对应于相邻两个芯片组之间的间隙处。

进一步地，以对的电动汽车的功率模块进行散热为例，参见图4，功率模块上设有三块芯片组，分别为第一芯片组21、第二芯片组22以及第三芯片组23。芯片组设于散热器上方，并且冷却室12的位置与三块芯片组的位置相对应。最靠近入口通道11的芯片组即为第一芯片组21。分流槽14的入口端141位于最靠近入口通道11的芯片组的上游，即分流槽14的入口端141位于第一芯片组21靠近入口通道11的一侧，从而使得部分冷却液在流入第一芯片组21所对应的位置前就从入口端141进入到分流槽14内，出口端142与冷却室12连通且与相邻两个芯片组之间的间隙对应。即分流槽14的入口端141对应于第一芯片组21与第二芯片组22之间的间隙处和/或对应于第二芯片组22与第三芯片组23之间的间隙处，从而使得冷却液能经过分流槽14直接流向第二芯片组22和/或第三芯片组23。

传统的散热器内的冷却液从入口到出口方向流过冷却室12后，冷却液的温度会逐渐升高，这就导致冷却液对第一芯片组21的冷却效果最佳，但到了第二芯片组22以及第三芯片组23的冷却液由于温度上升，冷却效果降低，进而导致功率模块各个芯片组的温度不均匀，最终导致第二芯片组22和/或第三芯片组23的寿命降低。

而本申请的散热器通过在壳体10内设置分流槽14，并使得分流槽14的入口端141设于最靠近入口通道11的芯片组的上游或使分流槽14的入口端141与入口通道11连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端141进入到分流槽14内，保证了分流槽14内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽14的出口端142设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽14的低温冷却液能直接流向靠近出口通道13的芯片组(例如上述的第二芯片组22以及第三芯片组23)，避免了靠近出口通道13的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

参见图2，在其中一个实施例中，由入口通道11到出口通道13方向，冷却室12的内径逐渐减小。具体地，冷却室12内设有相对的第一内壁122以及第二内壁121，冷却室12的内径指的是第一内壁122到第二内壁121的距离。通过使述冷却室12的内径逐渐减小从而使得冷却液流过冷却室12时，冷却液会逐渐受到挤压，便于提高冷却液液压，从而提高冷却液的流速，进而使得冷却液能更高效地带走芯片组散发的热量，进一步提高了散热器的散热均匀性。

进一步地，冷却室12内的第一内壁122设有斜面1221，沿入口通道11到出口通道13方向，斜面1221朝靠近第二内壁121方向倾斜。较佳地，第二内壁121为水平面，从而通过在第一内壁122上设置斜面1221，以使得冷却室12的内径逐渐减小。值得说明的是，斜面1221也可以设置在第二内壁121上，对应地，第一内壁122为水平面。进一步地，在另一个实施例中，第一内壁122与第二内壁121均设有朝相互靠近方向倾斜的斜面1221，也能使得冷却室12的内径逐渐减小。进一步地，斜面1221的倾斜角度可根据实际情况按需调整，在此不做限制。

进一步地，参见图5，在本实施例中，第二内壁121上设有朝靠近第一内壁122凸起的散热件123。较佳地，散热件123有多个，多个散热件123，多个散热件123均匀分布于第二内壁121上。散热件123用于增大壳体10与冷却液的接触面积，进而提高散热效率。优选地，散热件123可以为散热翅片或散热柱。

进一步地，第一内壁122还设有与斜面1221相接的平面1222，并且平面1222位于斜面1221靠近出口通道13的一侧，平面1222与散热件123抵接，从而使得芯片组散发的部分热量能从第一内壁122传递至散热件123，进而由散热件123以及冷却液带走，进一步提高了散热器的散热效果。

参见图1以及图3，壳体10设有至少两条分流槽14，至少两条分流槽14分别位于冷却室12的两侧。例如图3中所示，找本实施例中壳体10设有两条分流槽14，两条分流槽14分别位于冷却室12的左右两侧，并且两条分流槽14均与冷却室12连通。通过增加分流槽14的数量能将更多处于低温的冷却液直接输送到靠近出口通道13的芯片组，进一步提高散热器的散热效果以及散热均匀性。较佳地，每条分流槽14的槽深为2mm-5mm,槽宽为2mm-5mm。优选为，每条分流槽14的槽深为3mm,槽宽为3mm。

进一步地，继续参见图3，分流槽14设有至少两个出口端142，每个出口端142对应一个间隙。例如图中所示，每条分流槽14均设有两个出口端142，两个出口端142中靠前的一个出口端142位于第一芯片组21与第二芯片组22之间的间隙处，从而使得冷却液能通过分流槽14直接流向第二芯片组22。而两个出口端142中靠后的一个出口端142位于第二芯片组22与第三芯片组23之间的间隙处，从而使得冷却液能通过分流槽14直接流向第三芯片组23，进而使低温冷却液能通过分流槽14直接流向第三芯片组23，保证第三芯片组23的散热效果。值得说明的是，分流槽14上出口端142的数量不限于上述两个，可根据功率模块上芯片组的数量按需设置，在其他实施例中，分流槽14上出口端142的数量还可以为更多，例如三个、四个、五个或更多，在此不做限制。

进一步地，参见图2，入口通道11与冷却室12之间设有第一导流孔11，第一导流孔11的孔径由入口通道11到冷却室12方向逐渐减小。通过第一导流孔11将冷却液由入口通道11导流进入冷却室12内，提高了冷却液液压，从而提高冷却液的流速，进而使得冷却液能更高效地带走芯片组散发的热量。进一步地，冷却室12与出口通道13之间设有第二导流孔131，第二导流孔131的孔径由冷却室12到入口通道11方向逐渐增大。通过第二导流孔131将冷却液由冷却液导流到出口通道13内，提高了冷却液流出冷却室12的速度，进而使得冷却液能更高效地带走芯片组散发的热量。

进一步地，在其中一个实施例中，本申请还提供一种功率模块，功率模块包括上述任一实施例的散热器。具体地，散热器的壳体10上设有至少两个芯片组，并且芯片组位于冷却室12上方。

具体地，在本实施例中，功率模块包括三块芯片组，分别为第一芯片组21、第二芯片组22以及第三芯片组23。芯片组设于散热器上方，并且冷却室12的位置与三块芯片组的位置相对应。最靠近入口通道11的芯片组即为第一芯片组21。分流槽14的入口端141位于最靠近入口通道11的芯片组的上游，即分流槽14的入口端141位于第一芯片组21靠近入口通道11的一侧，从而使得部分冷却液在流入第一芯片组21所对应的位置前就从入口端141进入到分流槽14内，出口端142与冷却室12连通且与相邻两个芯片组之间的间隙对应。即分流槽14的入口端141对应于第一芯片组21与第二芯片组22之间的间隙处和/或对应于第二芯片组22与第三芯片组23之间的间隙处，从而使得冷却液能经过分流槽14直接流向第二芯片组22和/或第三芯片组23。

上述功率模块的散热器通过在壳体10内设置分流槽14，并使得分流槽14的入口端141设于最靠近入口通道11的芯片组的上游或使分流槽14的入口端141与入口通道11连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端141进入到分流槽14内，保证了分流槽14内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽14的出口端142设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽14的低温冷却液能直接流向靠近出口通道13的芯片组(例如上述的第二芯片组22以及第三芯片组23)，避免了靠近出口通道13的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

进一步地，在另一个实施例中，本申请还提供一种汽车，该汽车包括上述任一实施例的功率模块。

上述功率模块的散热器通过在壳体10内设置分流槽14，并使得分流槽14的入口端141设于最靠近入口通道11的芯片组的上游或使分流槽14的入口端141与入口通道11连通，从而使得散热器内的部分冷却液在流入芯片组所对应的位置前就从入口端141进入到分流槽14内，保证了分流槽14内的冷却液保持低温状态，再通过将分流槽14的出口端142设于相邻两个芯片组之间的间隙处，从而使得分流槽14的低温冷却液能直接流向靠近出口通道13的芯片组(例如上述的第二芯片组22以及第三芯片组23)，避免了靠近出口通道13的芯片组由于冷却液温度升高而导致的冷却效果不佳问题，提高了散热器的散热均匀性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有用于容纳冷却液的入口通道、冷却室、出口通道以及分流槽；所述冷却室用于对至少两个芯片组进行冷却，所述冷却室的一侧与所述入口通道连通，所述冷却室的另一侧与所述出口通道连通，所述分流槽设有入口端以及出口端，所述入口端与所述冷却室连通且所述入口端位于最靠近所述入口通道的所述芯片组的上游处，或者所述入口端与所述入口通道连通；所述出口端与所述冷却室连通且所述出口端位于相邻两个所述芯片组之间的间隙处。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，沿所述入口通道到所述出口通道的方向，所述冷却室的内径逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述冷却室内设有相对的第一内壁以及第二内壁，所述第一内壁设有斜面，沿所述入口通道到所述出口通道的方向，所述斜面朝靠近所述第二内壁的方向倾斜。

4.根据权利要求3所述的散热器，其特征在于，所述第二内壁上设有朝靠近所述第一内壁凸起的散热件。

5.根据权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述第一内壁还设有与所述斜面相接的平面，并且所述平面位于所述斜面靠近所述出口通道的一侧，并且所述平面与所述散热件抵接。

6.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述壳体设有至少两条所述分流槽，至少两条所述分流槽分别位于所述冷却室的两侧。

7.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述分流槽设有至少两个所述出口端，每个所述出口端对应一个所述间隙。

8.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述入口通道与所述冷却室之间设有第一导流孔，所述第一导流孔的孔径由所述入口通道到所述冷却室的方向逐渐减小；所述冷却室与所述出口通道之间设有第二导流孔，所述第二导流孔的孔径由所述冷却室到所述入口通道的方向逐渐增大。

9.一种功率模块，其特征在于，包括上述权利要求1-8中任一项所述的散热器，所述散热器的所述壳体上设有至少两个芯片组，并且所述芯片组位于所述冷却室上方。

10.一种汽车，其特征在于，包括上述权利要求9所述的功率模块。

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