CN214281925U - 一种液冷水道结构及使用该液冷水道结构的车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液冷水道结构及使用该液冷水道结构的车辆，液冷水道结构包括液冷板，液冷板设有水道，定义液冷板的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向，水道包括用于对零部件进行冷却的冷却区域；所述水道包括分流流道和集流流道，分流流道和集流流道分置在冷却区域的第二方向的两侧，液冷板上对应于分流流道设有进水口，对应于集流流道设有出水口；分流流道和集流流道均沿所述第一方向延伸，分流流道和集流流道中的至少一个与冷却区域之间设有隔板，隔板上设有连通对应流道与冷却区域的连通口，所述连通口沿所述第一方向间隔排布有多个，且多个连通口的内径沿远离对应的进水口或出水口的方向逐渐变大。

Description

一种液冷水道结构及使用该液冷水道结构的车辆

技术领域

本实用新型涉及一种液冷水道结构及使用该液冷水道结构的车辆。

背景技术

随着电子元器件及电子设备功率密度的不断增加，温度已成为影响其可靠性的主要因素。在新能源汽车领域，电机控制器的关键模块为IGBT，其内部元器件集成度高，单位体积内的发热量很大，在大电流、冷却不足等情况下，IGBT模块容易烧毁，严重影响了控制器的可靠性。为了提高系统的安全性和可靠性，在新能源汽车领域，电机控制器多采用水冷设计，其IGBT模块直接安装在液冷板的壁面上，以便于热量更快地被冷却液带走。

为了安装和接线方便,目前电机控制器内部的IGBT模块均采用并排安装方式，由于车辆功率需求较大，很多时候都采用多组IGBT模块并联的设计。如图1所示，液冷水道结构包括液冷板，液冷板上有水道，液冷水道结构还包括盖板，盖板用来封闭水道。IGBT模块贴合固定在液冷板和/或盖板上。当多组IGBT模块并联安装时，液冷板上对应形成一个长方形的冷却区域102，受电机控制器生产和装配工艺限制，控制器进、出水口多设计在冷却区域102的端部。如图1所示，冷却液从进水区域101流入，在冷却区域102带走IGBT模块的热量后从出水区域103流出。其中，冷却液入口处温度最低，在冷却区域102不断吸收IGBT模块产生的热量，温度逐渐升高，出口处温度最高。由于冷却区域102流程（流动路程）很长，导致靠近进水区域101的冷却液温度明显低于靠近出水区域103的冷却液温度，因此会出现不同IGBT模块冷却不均匀的情况。当IGBT模块冷却不均匀时，会出现个别模块工作环境恶劣的问题，影响该模块使用寿命，进而会影响整机的使用寿命。

实际上，不仅是IGBT模块，对于其他的使用时发热的零部件而言，冷却不均匀均会影响零部件的正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷水道结构，以解决现有技术中零部件冷却不均匀而缩短使用寿命的技术问题；还提供使用该液冷水道结构的车辆，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型液冷水道结构的技术方案是：一种液冷水道结构，包括：

液冷板，设有水道，定义液冷板的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向，水道包括用于对零部件进行冷却的冷却区域；

所述水道包括分流流道和集流流道，分流流道和集流流道分置在冷却区域的第二方向的两侧，液冷板上对应于分流流道设有进水口，对应于集流流道设有出水口；

分流流道和集流流道均沿所述第一方向延伸，分流流道和集流流道中的至少一个与冷却区域之间设有隔板，隔板上设有连通对应流道与冷却区域的连通口，所述连通口沿所述第一方向间隔排布有多个，且多个连通口的内径沿远离对应的进水口或出水口的方向逐渐变大。

本实用新型的有益效果是：通过设置沿第一方向延伸的分流流道和集流流道，使冷却区域内的冷却液沿第二方向进行流动，而第二方向为宽度方向，其长度不大于第一方向，缩短了冷却液在冷却区域内的流程，避免流程过长而出现温差过大的情况。本实用新型中，通过在分流流道和/或集流流道与冷却区域之间设置隔板并在隔板上设置不同内径的连通口，距离进水口和/或出水口较近的连通口内径较小，此处的流速较大；距离进水口和/或出水口较远的连通口内径较大，此处的流速较小。使得通过各连通口的冷却液流量接近，保证冷却区域内各处的流量保持接近，冷却效果也基本相同，避免出现冷却效果差异过大而缩短零部件使用寿命的情况发生。

作为进一步优化的方案，所述进水口和出水口位于液冷板第一方向的同一端；

分流流道和集流流道与冷却区域之间均设有所述隔板。

本方案的效果在于，进水口和出水口位于液冷板的同一端，方便进行接线控制。

作为进一步优化的方案，所述液冷板的一侧侧面上设有凹槽，所述水道形成于凹槽的内腔中，所述隔板分体固设于所述凹槽内。

本方案的效果在于，隔板分体固设于凹槽内，隔板可以单独进行加工，加工更加方便。

作为进一步优化的方案，所述冷却区域内设有肋板，所述肋板沿所述第二方向延伸，肋板沿第一方向间隔排布有多个，各肋板用于将冷却区域分隔为多个冷却流道。

本方案的效果在于，通过设置肋板，能够对冷却区域内的冷却液进行整流，提高冷却区域流量的均匀性，避免出现流动死区。同时肋板与冷却液的接触面积较大，使用时外部的热量传递到肋板上，能够加大与冷却液的换热接触面积，提高冷却效果。

作为进一步优化的方案，所述肋板与对应的隔板之间沿第二方向间隔排布。

本方案的效果在于，肋板与隔板间隔排布，该间隔可以用来过冷却液，设计和加工时无需在隔板上对应每相邻两个肋板之间的间隔设置连通口，同时该间隔也有利于冷却液流动，使各处的冷却液流量保持均匀。

本实用新型车辆的技术方案是：一种车辆，包括使用时发热的零部件；还包括用于对零部件进行液冷的液冷水道结构，液冷水道结构包括：

液冷板，设有水道，定义液冷板的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向，水道包括用于对所述零部件进行冷却的冷却区域；

盖板，与液冷板配合而封闭所述水道；

所述零部件贴合在所述液冷板和/或盖板上；

所述水道包括分流流道和集流流道，分流流道和集流流道分置在冷却区域的第二方向的两侧，液冷板上对应于分流流道设有进水口，对应于集流流道设有出水口；

分流流道和集流流道均沿所述第一方向延伸，分流流道和集流流道中的至少一个与冷却区域之间设有隔板，隔板上设有连通对应流道与冷却区域的连通口，所述连通口沿所述第一方向间隔排布有多个，且多个连通口的内径沿远离对应的进水口或出水口的方向逐渐变大。

作为进一步优化的方案，所述进水口和出水口位于液冷板第一方向的同一端；

分流流道和集流流道与冷却区域之间均设有所述隔板。

本方案的效果在于，进水口和出水口位于液冷板的同一端，方便进行接线控制。

作为进一步优化的方案，所述液冷板的一侧侧面上设有凹槽，所述水道形成于凹槽的内腔中，所述隔板分体固设于所述凹槽内。

本方案的效果在于，隔板分体固设于凹槽内，隔板可以单独进行加工，加工更加方便。

作为进一步优化的方案，所述冷却区域内设有肋板，所述肋板沿所述第二方向延伸，肋板沿第一方向间隔排布有多个，各肋板用于将冷却区域分隔为多个冷却流道。

本方案的效果在于，通过设置肋板，能够对冷却区域内的冷却液进行整流，提高冷却区域流量的均匀性，避免出现流动死区。同时肋板与冷却液的接触面积较大，使用时外部的热量传递到肋板上，能够加大与冷却液的换热接触面积，提高冷却效果。

作为进一步优化的方案，所述肋板与对应的隔板之间沿第二方向间隔排布。

本方案的效果在于，肋板与隔板间隔排布，该间隔可以用来过冷却液，设计和加工时无需在隔板上对应每相邻两个肋板之间的间隔设置连通口，同时该间隔也有利于冷却液流动，使各处的冷却液流量保持均匀。

附图说明

图1为现有技术中液冷水道结构的示意图；

图2为本实用新型液冷水道结构实施例1的原理图；

图3为本实用新型液冷水道结构实施例1的结构示意图；

附图标记说明：

附图1中：101-进水区域；102-冷却区域；103-出水区域；

附图2中：200-液冷板；201-冷却区域；202-分流区域；203-进水区域；204-集流区域；205-出水区域；206-分流板；207-集流板；208-肋板；

附图3中：200-液冷板；206-分流板；2061-分流口；207-集流板；2071-集流口；208-肋板；209-进水口；210-出水口；211-分流流道；212-集流流道。

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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型的液冷水道结构的具体实施例1：

如图2和图3所示，液冷水道结构包括液冷板200，液冷板200整体上为板体，在液冷板200的一侧有水道，使用时通过盖板将水道封闭，将发热的零部件贴着液冷板200或盖板布置，吸收热量。

如图2所示，液冷板200为长方形，定义液冷板200的长度方向为第一方向（图2的左右方向），液冷板200的宽度方向为第二方向（图2的上下方向）。本实用新型的液冷水道结构的整体构思在于：液冷水道结构按冷却液的流动依次分为进水区域203、分流区域202、冷却区域201、集流区域204和出水区域205。分流区域202、冷却区域201和集流区域204沿第二方向依次排布，其中进水区域203连接进水口，使外部低温冷却液流入水道中。分流区域202内设置分流板206，分流板206将分流区域202和冷却区域201隔开，分流板206用来将冷却液均匀地分配给冷却区域201的各个地方。冷却区域201内设计有多个肋板208，肋板208沿第二方向延伸，并且沿着第一方向间隔排布，肋板208将冷却区域201分隔成了多个沿第二方向延伸的冷却流道。此处设置肋板208的目的在于能够对冷却液进行整流，同时肋板208能够通过液冷板200或者盖板与发热的部件接触，能够增大与冷却液的接触换热面积，以满足冷却需求。集流区域204设置有集流板207，集流板207将冷却区域201的冷却液均匀集中，然后传递给出水区域205。出水区域205连接出水口，使吸收热量升温后的冷却液流出水道。

如图3所示，在液冷板200的一侧侧面上开设有凹槽来形成水道，水道包括与分流区域202和进水区域203对应的分流流道211，液冷板200上开设有进水口209，进水口209与分流流道211相连。水道包括与集流区域204和分流区域202对应的集流流道212，液冷板200上开设有出水口210，出水口210与集流流道212相连。进水口209和出水口210位于液冷板200在第一方向的同一端。

本实施例中，分流板206和集流板207均可拆固定在液冷板200上，具体地，分流板206和集流板207单独加工完成后采用焊接或卡接的方式安装在液冷板200上。为实现均匀分流，在分流板206上开设有分流口2061，此处的分流口2061为开设在分流板206上的圆孔，分流口2061连通分流流道211和冷却区域201。如图3所示，分流口2061沿第一方向间隔排布有多个，而且各分流口2061沿着远离进水口209的方向内径逐渐变大，这样设置的目的在于，由于进水口209处的流速最高，远离进水口209处的流速最低，分流口2061的内径与流速呈反比，可以保证流过分流板206各分流口2061的冷却液流量相近，尽可能地保证进入到冷却区域201中各处的冷却液温度保持均匀。

同理，为实现均匀集流，在集流板207上开设有集流口2071，此处的集流口2071为开设在集流板207上的圆孔，集流口2071连通集流流道212和冷却区域201。如图3所示，集流口2071沿第一方向间隔排布有多个，而且各集流口2071沿着远离出水口210的方向内径逐渐变大，这样设置的目的在于，由于出水口210处的流速最高，远离出水口210处的流速最低，集流口2071的内径与流速呈反比，可以保证流过集流板207各集流口2071的冷却液流量相近。

实际上，通过不同内径的分流口2061和集流口2071，其目的在于对冷却液的流动产生不同程度的阻力，以保证冷却区域201在第一方向上各处的流量保持接近，使得分流流道211内的冷却液能够均匀分布在冷却区域201中，提高温均性。

本实施例中，如图2所示，肋板208与分流板206、集流板207之间在第二方向上有间隔，此处的间隔能够过冷却液，正是由于该间隔的存在，实际上，无论是分流口2061还是集流口2071均不需要与任意相邻的两个肋板208之间的间隔所对应。

本实施例中，分流板206形成了位于分流流道211与冷却区域201之间的隔板，集流板207形成了位于集流流道212与冷却区域201之间的隔板，而分流口2061、集流口2071均形成了连通口。

应当说明的是，本实施例中液冷板第一方向（长度方向）的尺寸大于第二方向（宽度方向）的尺寸，实际上，液冷板第一方向的尺寸也可以等于第二方向的尺寸。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例2：

实施例1中，肋板与隔板之间沿第二方向间隔排布。本实施例中，肋板可以直接延伸到隔板处，与隔板接触。此时，为了保证任意相邻肋板之间的间隔均有冷却液，隔板上的连通口需要与任意相邻肋板之间的间隔一一对应。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例3：

实施例1中，在冷却区域内设置有肋板。本实施例中，可以将肋板取消。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例4：

实施例1中，隔板分体固设在液冷板上。本实施例中，隔板可以一体成型在液冷板上。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例5：

实施例1中，进水口和出水口位于液冷板第一方向的同一端。本实施例中，进水口和出水口可以分置在液冷板第一方向的两端，应当说明的是，若定义进水口与出水口沿左右方向依次排布，则分流流道对应隔板上的连通口内径从左向右逐渐增大，而集流流道对应隔板上的连通口内径从左向右依次减小。

其他实施例中，进水口和出水口可以为液冷板第一方向的中间位置，此时，各连通口的内径沿远离进水口、出水口的方向逐渐增大。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例6：

实施例1中，在分流流道、集流流道与冷却区域之间均设置有隔板。本实施例中，分流流道、集流流道中仅有一个与冷却区域之间设置有隔板，虽然相比均设置隔板的方式而言，流量均布效果有所下降，但仍然能够起到一定的均布流道的效果。

本实用新型液冷水道结构的具体实施例7：

实施例1中，连通口是开设在隔板上的圆孔。本实施例中，连通口可以为开设在隔板上的贯通槽。

本实用新型车辆的具体实施例：

车辆包括使用时发热的零部件，还包括对零部件进行液冷的液冷水道结构，液冷水道结构包括液冷板和盖板，液冷板上设有水道，盖板用来封闭液冷板上的水道。零部件贴合固定在液冷板和/或盖板上。其中，液冷板的结构以及水道的结构与上述液冷水道结构各实施例的一致，在此不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液冷水道结构，包括：

液冷板（200），设有水道，定义液冷板（200）的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向，水道包括用于对零部件进行冷却的冷却区域（201）；

其特征在于：

所述水道包括分流流道（211）和集流流道（212），分流流道（211）和集流流道（212）分置在冷却区域（201）的第二方向的两侧，液冷板（200）上对应于分流流道（211）设有进水口（209），对应于集流流道（212）设有出水口（210）；

分流流道（211）和集流流道（212）均沿所述第一方向延伸，分流流道（211）和集流流道（212）中的至少一个与冷却区域（201）之间设有隔板，隔板上设有连通对应流道与冷却区域（201）的连通口，所述连通口沿所述第一方向间隔排布有多个，且多个连通口的内径沿远离对应的进水口（209）或出水口（210）的方向逐渐变大。

2.根据权利要求1所述的液冷水道结构，其特征在于：所述进水口（209）和出水口（210）位于液冷板（200）第一方向的同一端；

分流流道（211）和集流流道（212）与冷却区域（201）之间均设有所述隔板。

3.根据权利要求1或2所述的液冷水道结构，其特征在于：所述液冷板（200）的一侧侧面上设有凹槽，所述水道形成于凹槽的内腔中，所述隔板分体固设于所述凹槽内。

4.根据权利要求1或2所述的液冷水道结构，其特征在于：所述冷却区域（201）内设有肋板（208），所述肋板（208）沿所述第二方向延伸，肋板（208）沿第一方向间隔排布有多个，各肋板（208）用于将冷却区域（201）分隔为多个冷却流道。

5.根据权利要求4所述的液冷水道结构，其特征在于：所述肋板（208）与对应的隔板之间沿第二方向间隔排布。

6.一种车辆，包括使用时发热的零部件；还包括用于对零部件进行液冷的液冷水道结构，液冷水道结构包括：

液冷板（200），设有水道，定义液冷板（200）的长度方向为第一方向，宽度方向为第二方向，水道包括用于对所述零部件进行冷却的冷却区域（201）；

盖板，与液冷板（200）配合而封闭所述水道；

所述零部件贴合在所述液冷板（200）和/或盖板上；

其特征在于：所述水道包括分流流道（211）和集流流道（212），分流流道（211）和集流流道（212）分置在冷却区域（201）的第二方向的两侧，液冷板（200）上对应于分流流道（211）设有进水口（209），对应于集流流道（212）设有出水口（210）；

分流流道（211）和集流流道（212）均沿所述第一方向延伸，分流流道（211）和集流流道（212）中的至少一个与冷却区域（201）之间设有隔板，隔板上设有连通对应流道与冷却区域（201）的连通口，所述连通口沿所述第一方向间隔排布有多个，且多个连通口的内径沿远离对应的进水口（209）或出水口（210）的方向逐渐变大。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于：所述进水口（209）和出水口（210）位于液冷板（200）第一方向的同一端；

分流流道（211）和集流流道（212）与冷却区域（201）之间均设有所述隔板。

8.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于：所述液冷板（200）的一侧侧面上设有凹槽，所述水道形成于凹槽的内腔中，所述隔板分体固设于所述凹槽内。

9.根据权利要求6或7所述的车辆，其特征在于：所述冷却区域（201）内设有肋板（208），所述肋板（208）沿所述第二方向延伸，肋板（208）沿第一方向间隔排布有多个，各肋板（208）用于将冷却区域（201）分隔为多个冷却流道。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于：所述肋板（208）与对应的隔板之间沿第二方向间隔排布。

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