CN214313187U - 一种散热器以及电机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热器以及电机控制器。本实用新型技术方案的散热器应用于功率器件的散热，散热器包括壳体和设置于壳体上的若干导流机构，壳体内形成有用于流通冷却液的流道，流道内设置有若干散热模块，所述散热模块上设置有多个用于散热的部件，若干导流机构设置于流道内，导流机构用于将冷却液引导流向每个散热部件背离冷却液来向的一侧，即导流冷却液至散热部件的尾流区域，以此增加散热部件尾流区域的冷却液的流速，冷却液流速增加时提升散热部件的尾流区域的传热效率，解决散热部件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

Description

一种散热器以及电机控制器

技术领域

本实用新型涉及电机控制器技术领域，特别涉及一种散热器以及电机控制器。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,驱动功率小而饱和压降低，IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点，随着IGBT功率密度越来越高，对散热设计提出了更高的要求。现有的自带散热翅片的模块，通过在模块铜基板自带散热翅片设计以达到散热的效果，常规的自带散热翅片的模块的散热能力有限，散热翅片尾流区域流速很低导致模块的均温性较差，很难通过改变翅片的形式提高模块散热性能。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种散热器以及电机控制器，旨在解决散热部件尾流区域流速很低导致模块的均温性较差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种散热器，包括：

壳体，所述壳体内形成有用于流通冷却液的流道，所述流道内设置有若干散热模块，以将所述散热模块的热量传输至冷却液；

若干导流机构，若干所述导流机构设置于所述壳体上并位于所述流道内，所述导流机构用于将冷却液引导至所述散热模块背离冷却液来向的一侧。

具体地，一所述散热模块包括多个散热件，一所述导流机构包括两个导流件，在所述冷却液的流向上，两个所述导流件分别自所述散热件的两侧向所述散热件的背侧延伸设置。

具体地，在所述冷却液的流向上，两个所述导流件的尾端之间形成有供所述冷却液流过的第一缺口。

具体地，所述导流机构为挡板，所述挡板对应所述散热模块设置，且在所述冷却液的流向上，所述挡板位于对应的所述散热模块的下游。

具体地，所述挡板的底端设置于所述壳体上，所述挡板的顶端间隔开设有多个供冷却液流过的第二缺口。

具体地，所述散热器还包括：

基板，所述基板设置于所述壳体上并位于所述流道内，所述导流机构设置于所述基板上，且所述基板与所述壳体可拆卸连接。

具体地，所述壳体上开设有供所述散热模块伸入所述流道内的开口，所述导流机构低于所述开口。

具体地，所述导流机构与所述壳体一体成型或拆卸连接；或者所述导流机构与所述基板一体成型或拆卸连接。

具体地，所述流道在所述壳体上形成有进液口以及出液口，所述进液口以及出液口位于所述壳体相互背离的表面。

本实用新型还提出一种电机控制器，包括：

如上所述的散热器；以及功率模块，所述功率模块与所述散热模块接触，以通过所述散热模块进行散热。

本实用新型技术方案通过设置导流机构来解决散热部件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。本实用新型的散热器应用于功率器件的散热，散热器包括壳体和设置于壳体上的若干导流机构，壳体内形成有用于流通冷却液的流道，流道内设置有若干散热模块，所述散热模块上设置有多个用于散热的部件，若干导流机构设置于流道内，导流机构用于将冷却液引导流向每个散热部件背离冷却液来向的一侧，即导流冷却液至散热部件的尾流区域，以此增加散热部件尾流区域的冷却液的流速，冷却液流速增加时提升散热部件的尾流区域的传热效率，解决散热部件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型散热器一实施例的立体结构分解示意图；

图2为本实用新型散热器一实施例的立体结构整体装配示意图；

图3为本实用新型散热器一实施例的导流件与散热模块的装配示意图；

图4为本实用新型散热器一实施例的导流件设置于基板上的结构示意图；

图5为本实用新型散热器一实施例的挡板设置于基板上的结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	壳体	20	导流机构
11	流道	21	导流件
				30	基板	22	挡板
40	散热模块	41	散热件
				A	进液口	B	出液口
C	第一缺口	D	第二缺口
				100	散热器

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出了一种散热器100。

如图1至图3所示，散热器100包括：壳体10，壳体10内形成有用于流通冷却液的流道11，流道11内设置有若干散热模块40，以将散热模40块的热量传输至冷却液；若干导流机构20，若干导流机构20设置于壳体10上并位于流道11内，导流机构20用于将冷却液引导至散热模块40背离冷却液来向的一侧。

本实施例中，散热器100用于对功率器件进行散热，散热器100包括壳体10和设置于壳体10上的若干导流机构20，壳体10内形成有用于流通冷却液的流道11，流道11内设置有若干散热模块40，所述散热模块40上设置有多个用于散热的部件，若干导流机构20设置于流道11内，导流机构20用于将冷却液引导流向每个散热部件背离冷却液来向的一侧，即导流冷却液至散热部件的尾流区域，以此增加散热部件尾流区域的冷却液的流速，冷却液流速增加时提升散热部件的尾流区域的传热效率，解决散热部件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

可以理解的是，功率器件包含有多个散热模块40，使用上述散热器100对功率器件进行散热能有效提升散热效率，散热器100采用冷却液接触散热模块并流动的方式对功率器件进行换热，在不增加导流机构20的时候，冷却液流经散热部件的背侧时存在一尾流区域，尾流区域内的冷却液流速缓慢且尾流区域面积较大，散热器100内增加的导流机构20是为了改变冷却液的流向，使得冷却液经过散热部件的背侧时流向改变，冷却液经导流机构20由散热部件的两侧冲击尾流区域，提升尾流区域的流速的同时缩小尾流区域的流速较低的面积，以此提升散热模块40对功率器件的散热速率。

具体地，一散热模块40包括多个散热件41，一导流机构20包括两个导流件21，在冷却液的流向上，两个导流件21分别自散热件41的两侧向散热件41的背侧延设置。

如图3所示，本实施例中，每一散热模块40包括有多个散热件41，每个散热件41为一散热翅片，每一个导流机构20包括有多个导流件21，两个导流件21设置于一散热件41的周侧，两个导流件21之间间隔设置，导流件21与散热件41之间也间隔设置。在冷却液流经散热件41的流向上，冷却液流经散热件时，先到达散热件的前侧，经过散热件时冷却液的流向改变，穿过散热件的两侧到达散热件的背侧，后冷却液继续向下一个散热件流去，两个导流件21自散热件41的两侧向着散热件41的背侧延伸，即冷却液流经散热件41时，散热件41两侧的冷却液在导流件21的引流下朝向散热件41的背侧流去，导流件21的设置使得散热件41背侧的冷却液流速增加，有效提升散热件41周围的换热效率，提升散热器100的散热效率。

可以理解的是，两个导流件21可以实现冷却液流经一个散热件41时对冷却液的导流效果，可以理解的是，两个导流件21均设置有弧度，散热件41设置于两个导流件21弧度的向心一侧，使得冷却液被导流至散热件41的背侧，位于散热件41背侧的尾流区域受到冲击，在提升尾流区域的流速的同时缩小尾流区域的流速较低的面积，以此提升散热模块40对功率器件的散热速率。

具体地，在冷却液的流向上，两个导流件21的尾端之间形成有供冷却液流过的第一缺口C。

如图3至图4所示，本实施例中，两个导流件21设置于散热件41的两侧并向着散热件41的背侧延伸，在冷却液的流向上，两个导流件21向着散热件41背侧延伸，两个导流件位于散热件的背侧形成有供冷却液流过的第一缺口C，第一缺口C与散热件41的背侧之间为散热件41的尾流区域，散热件41背侧来自散热件41两侧的冷却液以不同的方向对尾流区域进行冲击，减小尾流区域的面积，增加各处冷却液的流速，流速的增加能提升散热件41尾流区域的换热效率，解决散热件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

具体地，导流机构20为挡板22，挡板22对应散热模块40设置，且在冷却液的流向上，挡板22位于对应的散热模块40的下游。

如图3至图5所示，本实施例中，导流机构20可以为分开间隔设置的多个导流件21，在具体的另外一实施例中，导流机构20可以为挡板22，在一散热器100中，包括有多个挡板22，多个挡板22设置于若干散热件41之间，在冷却液的流向上，每一挡板22设置于对应的散热模块40的下游位置，即挡板22与散热模块40相互间隔设置，冷却液先经过散热件41后经过挡板22，经过挡板22后又经过下游的散热件41和挡板22等，此间隔设置以改变冷却液的流向，同样能达到改变散热件41背侧的冷却液的流速，提冷却液与散热件41的换热效率。

可以理解的是，挡板22的长度延伸方向与冷却液的流动方向不平行，即挡板22的长度延伸方向与冷却液的流动方向交叉，以使流经挡板22的冷却液的流向发生改变。

具体地，挡板22的底端设置于壳体10上，挡板22的顶端间隔开设有多个供冷却液流过的第二缺口D。

如图5所示，本实施例中，导流机构20为挡板22，设定沿着挡板的高度方向上，设置于流道11的一端为挡板22的底端，挡板22远离流道11的一端为挡板22的顶端，每一挡板22的顶端上间隔开设有多个共冷却液流过的第二缺口D，冷却液流经散热件41与挡板22时流向发生改变，挡板22上开设有相互间隔的第二缺口D使得冷却液在流经第二缺口D时流速和流向均发生变化，以此达到对散热件41周侧的冷却液的扰流作用，提升换热效率，同时解决散热件尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

可以理解的是，多个散热件41在流道11内阵列排布，挡板22设置于每一排散热件41背离冷却液来向的一侧，即一排散热件41对应设置一挡板22，或两挡板22之间设置有多排散热件41，每相邻两挡板22的第二缺口D沿冷却液的流向平行设置，或每相邻两挡板22的第二缺口D沿冷却液的流向交叉设置。

具体地，散热器100还包括：基板30，基板30设置于壳体10上并位于流道11内，导流机构20设置于基板30上，且基板30与壳体10可拆卸连接。

可以理解的是，散热件41为散热翅片，每一散热翅片的周侧向背侧延伸的方向间隔设置有两个导流件21，用于引导冷却液改变流向以对每个散热翅片背侧的尾流区域进行冲击。

本实施例中，导流机构20直接设置于壳体10上，即导流机构20直接设置于壳体10的流道11内，散热模块40设置于壳体10上，散热翅片设置于散热模块上，散热翅片朝着壳体内的流道延伸。在另一具体的实施例中，散热器100还包括基板30，基板30设置于流道11内，导流机构20设置于基板30上，基板30与壳体10为可拆卸连接，此设置方便选择性地放入基板30与导流机构20，且易于更换基板30与导流机构20；当导流机构20为导流件21时，多个导流件21中每两个呈八字形分布于流道11内；当导流机构20为挡板22时，多个挡板22设置于多个散热件41之间。导流机构20的设置用以引导冷却液流向每一散热件41的背侧并提升散热件41背侧的流速，增加换热效率，解决散热翅片尾流区域流速很低导致功率器件的均温性较差的技术问题。

具体地，壳体10上开设有供散热模块40伸入流道11内的开口，导流机构20低于开口。

本实施例中，散热模块40设置在功率器件的底部，用于对功率器件进行散热，壳体10与功率器件的底部接触，壳体10上开设有供散热模块40伸入流道11内的开口，导流机构20或设置有导流机构20的基板30设置于流道11内，导流机构20远离流道11或基板30的一端向着功率器件的设置方向延伸，且导流机构20低于开口所在平面，同时散热翅片向着流道11或基板30的方向延伸至最多与基板30或流道11接触。

可以理解的是，壳体10设置供散热模块40伸入流道11内的开口，是为了散热模块40与导流件21、冷却液的更完全地接触，冷却液流经导流机构20与散热件41之间并带走热量，导流件21的设置改善了散热件41的周侧热量的换热效率，使得散热翅片尾流区域流速增加，提升了功率器件的均温性。

可以理解的是，功率器件的底部与壳体设置开口的表面边缘密封连接，以确保冷却液不会流出壳体从功率器件和壳体的边缘处流出或者溢出。

具体地，导流机构20与壳体10一体成型或拆卸连接；或者导流机构20与基板30一体成型或拆卸连接。

本实施例中，导流机构20设置于壳体10上时，导流机构20与壳体10一体成型或拆卸连接；其一，当导流机构20与壳体10一体成型时是使用预设的开模工艺一体成型设置，开模之后显示导流机构20设置于流道11内，使用时只需要将散热器100的壳体10与功率器件连接进行散热；其二，当导流机构20与壳体10拆卸连接时，壳体10位于流道11内设置有安装槽，安装槽与导流机构20的形状适配，导流机构20设置于安装槽内且与安装槽可拆卸连接，此设置可以实现根据产品需求更换不同的导流机构20。导流机构20设置于基板30上时，导流机构20与基板30一体成型或拆卸连接；其一，导流机构20与基板30一体成型是使用预设的开模工艺一体成型设置，开模之后显示导流机构20设置于基板30上，使用时只需要将设置有导流机构20的基板30设置于壳体10的流道11内，将散热器100的壳体10与功率器件连接进行散热；其二，当导流机构20与基板30拆卸连接时，基板30上设置有安装槽，安装槽与导流机构20的形状适配，导流机构20设置于安装槽内且与安装槽可拆卸连接，此设置可以实现根据产品需求更换不同的基板30和不同的导流机构20，以适用不同形状的散热件41的散热需求。

可以理解的是，导流机构20可以是八字形设置的导流件21，也可以是设置有第二缺口D的锯齿型挡板22，在其他实施例中，导流件21的形状亦可以是锥形、圆台型、圆柱型、矩形、椭圆形等。

具体地，流道11在壳体10上形成有进液口A以及出液口B，进液口A以及出液口B位于壳体10相互背离的表面。

本实施例中，散热器100使用冷却液流动带走热量的方式进行散热，在散热器100的壳体上，对应流道11的位置形成有进液口A和出液口B，进液口A和出液口B设置于壳体10相互背离的两个表面上，冷却液由进液口A进入流道11，流道11内设置有导流机构20与散热件41，导流机构20的设置改变冷却液的流向，使得冷却液经过散热翅片的背侧时流向改变，冷却液经导流机构20由散热翅片的两侧冲击尾流区域，提升尾流区域的流速的同时缩小尾流区域的面积，以此提升散热模块40的散热速率。

可以理解的是，进液口A以及出液口B也可以位于壳体10相临的两个表面，或进液口A以及出液口B设置于壳体10的同一侧，导流机构20的设置方向依据冷却液在流道11中的流动方向设置，确保导流机构20始终位于散热件41背离冷却液来向的一侧。

本实用新型还提出一种电机控制器，包括：如上的散热器100；以及功率模块，功率模块与散热模块40接触，以通过散热模块40进行散热。

本实施例中，本实用新型提出一种电机控制器，电机控制器包括如上的散热器100和功率模块，散热模块40位于功率模块的底部，散热件41朝向背离功率模块的方向延伸，功率模块与散热器100密封设置，散热器100内的导流机构20与散热翅片间隔设置，用以导流使冷却液流至散热翅片背离冷却液来向的一侧，当进液口A以及出液口B分别设置于壳体相对的两个侧边时，导流机构20用以导流使冷却液流至散热翅片背离进液口A的一侧，以此增加散热翅片背侧尾流区域的冷却液的流速，同时增加散热面积的利用率，提升功率模块的均温性。

可以理解的是，壳体10的流道11即为冷却液的流动槽，功率模块与散热器100的壳体10通过密封圈压紧方式结合在一起，本实用新型的壳体10内设置导流机构20是通过在结温更高的区域增加该扰流结构提高功率模块的均温性，进液口A与出液口B异侧分布，在实际一实施例的使用中，在未加导流机构20之前，功率模块的三相最高结温分别为152.7℃，158.6℃，163.7℃，前后两相温差为11℃，在对散热器100通过增加导流机构20，改变原有冷却液流动状态，散热翅片的尾流区域的低效散热区的面积大大减小，冷却液流动速度明显提升，且可以得到功率模块三相最高结温分别为152.7,℃，158.1℃，158℃，前后两相温差为5.3℃，可见功率模块在使用导流机构20之后最高结温降低了5.7℃，其三相结温前后两相间温差也明显降低为5.7℃，导流机构20的设置有效提高了功率模块的散热能力，解决散热翅片尾流区域流速很低导致功率模块的均温性较差的技术问题。

可以理解的是，导流机构20的材质可以为金属材质，为了降低成本，导流机构20也可以是注塑件。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成有用于流通冷却液的流道，所述流道内设置有若干散热模块，以将所述散热模块的热量传输至冷却液；

若干导流机构，若干所述导流机构设置于所述壳体上并位于所述流道内，所述导流机构用于将冷却液引导至所述散热模块背离冷却液来向的一侧。

2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，一所述散热模块包括多个散热件，一所述导流机构包括两个导流件，在所述冷却液的流向上，两个所述导流件分别自所述散热件的两侧向所述散热件的背侧延伸设置。

3.如权利要求2所述的散热器，其特征在于，在所述冷却液的流向上，两个所述导流件的尾端之间形成有供所述冷却液流过的第一缺口。

4.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述导流机构为挡板，所述挡板对应所述散热模块设置，且在所述冷却液的流向上，所述挡板位于对应的所述散热模块的下游。

5.如权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述挡板的底端设置于所述壳体上，所述挡板的顶端间隔开设有多个供冷却液流过的第二缺口。

6.如权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器还包括：

基板，所述基板设置于所述壳体上并位于所述流道内，所述导流机构设置于所述基板上，且所述基板与所述壳体可拆卸连接。

7.如权利要求6所述的散热器，其特征在于，所述壳体上开设有供所述散热模块伸入所述流道内的开口，所述导流机构低于所述开口。

8.如权利要求6所述的散热器，其特征在于，所述导流机构与所述壳体一体成型或拆卸连接，或者所述导流机构与所述基板一体成型或拆卸连接。

9.如权利要求4所述的散热器，其特征在于，所述流道在所述壳体上形成有进液口以及出液口，所述进液口以及出液口位于所述壳体相互背离的表面。

10.一种电机控制器，其特征在于，包括：

如权利要求1-9任一项所述的散热器；以及

功率模块，所述功率模块与所述散热模块接触，以通过所述散热模块进行散热。

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