CN214800419U - 散热模块及运用液冷散热的马达控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种散热模块及运用液冷散热的马达控制器，所述散热模块包括散热底座、第一结构板以及第一导热板。散热底座具有入水口、出水口以及第一容置槽，入水口以及出水口分别连通于第一容置槽，第一容置槽形成于散热底座的顶面。第一结构板具有第一流道件且容设于第一容置槽内，第一流道件分别连通于入水口以及出水口。散热流体可由入水口流经第一流道件而从出水口流出散热模块。第一导热板盖合于第一结构板上，第一导热板与发热组件接触，以将发热组件产生的热能传导至散热流体带走。

Description

散热模块及运用液冷散热的马达控制器

技术领域

本实用新型关于一种散热模块及其马达控制器，尤其涉及一种运用液冷散热的散热模块及其马达控制器。

背景技术

一般而言，液冷散热模块普遍应用于高功率的马达控制器上，用来快速带走马达控制器的电子组件运作时所产生的热能，进而降低电子组件的温度，提高其使用寿命。液冷散热模块是电动车冷却系统中的重要组成组件，其用来直接接触马达控制器的电子组件的发热区域，并通过以冷却液流入散热模块中的液冷散热方式将热能带离马达控制器。

散热模块在使用中需要有冷却液流入，而且散热模块上有专为电子组件所设计的冷却液流道(Tunnel)，然因散热模块的成型工艺皆使用铸造方式，所以在流道设计与工艺上会有材料厚度的限制，故采用铸造方式导致结构厚度无法进一步缩减的流道设计往往难以达成冷却液的整流，并且难以提升散热模块的散热效率。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的之一在于提供一种运用液冷散热的散热模块及其马达控制器，以解决上述问题。

根据一实施例，本实用新型的散热模块包括一散热底座、一第一结构板，以及一第一导热板。该散热底座具有一入水口、一出水口以及一第一容置槽，该入水口以及该出水口分别连通于该第一容置槽，该第一容置槽形成于该散热底座的一顶面。该第一结构板具有一第一流道件且容设于该第一容置槽内，该第一流道件分别连通于该入水口以及该出水口，一散热流体可由该入水口流经该第一流道件而从该出水口流出该散热模块。该第一导热板盖合于该第一结构板上，该第一导热板与一发热组件接触，以将该发热组件产生的热能传导至该散热流体带走。

根据另一实施例，本实用新型的运用液冷散热的马达控制器用来控制一电动车马达的动力输出，该马达控制器包括一发热组件以及一散热模块。该散热模块包括一散热底座、一第一结构板，以及一第一导热板。该散热底座具有一入水口、一出水口以及一第一容置槽，该入水口以及该出水口分别连通于该第一容置槽，该第一容置槽形成于该散热底座的一顶面。该第一结构板具有一第一流道件且容设于该第一容置槽内，该第一流道件分别连通于该入水口以及该出水口，一散热流体可由该入水口流经该第一流道件而从该出水口流出该散热模块。该第一导热板盖合于该第一结构板上，该第一导热板与该发热组件接触，以将该发热组件产生的热能传导至该散热流体带走。

综上所述，通过将第一结构板容设于散热底座中的两件式散热结构设计，本实用新型可提供细致的流道结构来达到更有效的流体整流功效，藉以大大地提升散热效率，并且亦可降低流道的流体阻抗，在相同的压力源下(如泵浦)可增加散热流体的体积流率而可更进一步地增强散热效率。

关于本实用新型的优点与精神可以藉由以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为根据本实用新型的一实施例所提出的马达控制器的爆炸示意图。

图2为图1的第一结构板的放大示意图。

图3为图1的第一结构板于另一视角的放大示意图。

图4为根据本实用新型另一实施例所提出的马达控制器的爆炸示意图。

附图标注

10、100：马达控制器

12：发热组件

14、102：散热模块

16：散热底座

18、104：第一结构板

20：第一导热板

22：入水口

24：出水口

26：第一容置槽

28、106：第一流道件

30：第一导流结构

32、108：第二导流结构

34：第一垂直流道结构

36、112：第二垂直流道结构

38：弯曲分流区段

40：放射状分流区段

42：弯曲流道

44：第一垂直流道区段

46、116：合流区段

48、110：直线流道

50：第二垂直流道区段

114：垂直流道区段

T：顶面

S1：第一面

S2：第二面。

具体实施方式

请参阅图1，其为根据本实用新型的一实施例所提出的一马达控制器 10的爆炸示意图，其中为了清楚地显示一散热模块14的一第一结构板18 的结构设计，在图1中，一发热组件12以及一第一导热板20以虚线简示。在本实用新型中，马达控制器10较佳地用来控制电动车马达的动力输出，如图1所示，马达控制器10包括发热组件12以及散热模块14，发热组件 12可为马达控制器10内会产生热能的电子组件，如马达控制电路板(但不以此为限)，散热模块14较佳地采用液冷散热设计以对发热组件12进行散热，更详细地说，散热模块14包括一散热底座16、第一结构板18，以及第一导热板20，散热底座16具有一入水口22、一出水口24以及一第一容置槽26，入水口22以及出水口24分别连通于第一容置槽26，第一容置槽 26形成于散热底座16的一顶面T，第一结构板18具有一第一流道件28且容设于第一容置槽26内，第一流道件28分别连通于入水口22以及出水口 24，第一导热板20盖合于第一结构板18上且与发热组件12接触。通过上述设计，散热流体(较佳地为冷却液，例如水)可由入水口22流经第一流道件28而从出水口24流出散热模块14，在此过程中，盖合于第一结构板 18上且与发热组件12接触的第一导热板20可将发热组件12所产生的热能传导至散热流体带走，从而达到液冷散热效果。

散热底座16较佳地为具有高热传导系数的金属构件、第一导热板20 较佳地为铝基板、第一结构板18较佳地为塑料件，且通过射出成型或三维打印形成第一结构板18，其使用材料可为常见用来进行塑料成型工艺的塑料材质，如PET、PP、ABS、PEEK、PSU、PPSU、PEI、PVDF、PC、PA66、 PPE与PPS等塑料，且制成的各结构部位的厚度最小可达0.2～0.3mm，这样的厚度远小于金属铸造工艺所能达到的最佳材料厚度3mm，如此一来，通过使用塑料三维结构成型工艺建构第一结构板18，且将第一结构板18容设于散热底座16中的两件式散热结构设计，本实用新型可提供尺寸细致的流道结构来达到更有效的流体整流功效，藉以大大地提升散热效率，并且亦可降低流道的流体阻抗，在相同的压力源下(如泵浦)可增加散热流体的体积流率而可更进一步地增强散热效率。

以下针对第一结构板18的散热流道设计进行详细的描述，请参阅图1 至图3，其中图2为图1的第一结构板18的放大示意图，图3为图1的第一结构板18于另一视角的放大示意图，由图1至图3可知，第一流道件28 包括一第一导流结构30、一第二导流结构32、一第一垂直流道结构34以及一第二垂直流道结构36。

如图1以及图2所示，第一导流结构30形成于第一结构板18面对第一容置槽26的一第一面S1上且连通入水口22与第一垂直流道结构34。在此实施例中，第一导流结构30可具有一弯曲分流区段38以及一放射状分流区段40，弯曲分流区段38连通入水口22，放射状分流区段40连通于弯曲分流区段38以及第一垂直流道结构34之间，藉此，散热流体即可从入水口22依次流经弯曲分流区段38以及放射状分流区段40而流入第一垂直流道结构34，在此过程中，散热流体可通过弯曲分流区段38的弯曲流道设计，有效地消除紊流现象而产生整流功效，从而提升散热流体的热传导效率，并且通过放射状分流区段40的放射状流道设计，使得散热流体可均匀地流入第一垂直流道结构34。至于弯曲分流区段38的流道曲率设计以及第一导流结构30的分流设计(如分流肋的配置等)，其可根据散热模块14的实际应用需求而有所变化，并不以图2为限。

如图1以及图3所示，第二导流结构32形成于第一结构板18面对第一导热板20的一第二面S2上且连通于第一垂直流道结构34以及第二垂直流道结构36之间，更进一步地，在此实施例中，第二导流结构32可具有多个弯曲流道42，每一弯曲流道42连通第一垂直流道结构34，第二垂直流道结构36连通于每一弯曲流道42以及出水口24之间，藉此，从第一垂直流道结构34流出的散热流体可依次流经多个弯曲流道42以及第二垂直流道结构36而从出水口24流出。

在实际应用中，为了更进一步地加强散热流体的合流整流效果，第二垂直流道结构36可形成于第一导流结构30以及第二导流结构32之间(如图3所示)，且具有多个第一垂直流道区段44以及一合流区段46，多个第一垂直流道区段44分别连通多个弯曲流道42，且合流区段46连通多个第一垂直流道区段44以及出水口24之间，藉此，依次流经多个弯曲流道42 以及多个第一垂直流道区段44的散热流体可在共同汇流于合流区段46后流往出水口24。此外，由图3可知，第二导流结构32可还具有一直线流道 48，第二垂直流道结构36可还具有一第二垂直流道区段50，第二垂直流道区段50连通于直线流道48以及多个第一垂直流道区段44，藉以使得从第一垂直流道结构34流出的散热流体亦可通过直线流道48而流入第二垂直流道区段50，并接着与从多个弯曲流道42流入多个第一垂直流道区段44 的散热流体汇流，如此一来，第一结构板18可利用直线流道48的配置来增加散热流体与第一导热板20之间的接触面积，从而更进一步地提升散热模块14的散热效率。

值得一提的是，本实用新型的马达控制器所采用的散热结构设计可不限于上述实施例所述的三层流道设计，也就是说，本实用新型可改采用双层或单层流道设计，以达到流道设计简化功效，举例来说，请参阅图4，其为根据本实用新型另一实施例所提出的一马达控制器100的爆炸示意图，于此实施例与上述实施例中所提到的组件具有相同编号者，其代表具有相同或相似的结构与功能，其相关描述可参照上述实施例类推，于此不再赘述。在此实施例中，马达控制器100采用双层流道设计，如图4所示，马达控制器100包括发热组件12以及一散热模块102，散热模块102包括散热底座16、一第一结构板104以及第一导热板20，第一结构板104具有一第一流道件106且容设于第一容置槽26内，第一流道件106包括第一导流结构30、一第二导流结构108以及第一垂直流道结构34。第二导流结构108 形成于第一结构板104面对第一导热板20的第二面S2上且连通于第一垂直流道结构34，更进一步地，在此实施例中，第二导流结构108可具有多个直线流道110(但不以此为限)，每一直线流道110连通第一垂直流道结构34以及出水口24之间，藉此，从第一垂直流道结构34流出的散热流体可流经多个直线流道110而从出水口24流出散热模块102，在此过程中，盖合于第一结构板104上且与发热组件12接触的第一导热板20可将发热组件12所产生的热能传导至散热流体带走，从而达到双层液冷散热效果。

在实际应用中，为了更进一步地加强整流效果，散热模块102可另包括一第二垂直流道结构112，第二垂直流道结构112可具有一垂直流道区段 114以及一合流区段116，垂直流道区段114形成于第一结构板104中对应出水口24的位置，且垂直流道区段114连通于出水口24，以及连通于多个直线流道110中邻近出水口24的至少其中一个直线流道110(于图4中显示二个，但不受此限)，合流区段116形成于第一结构板104的第二面S2 上且连通于垂直流道区段114，以及连通于多个直线流道110中远离出水口 24的其余直线流道110。通过上述设计，流经远离出水口24的直线流道110 的散热流体可在共同汇流于合流区段116后，与直接流经邻近出水口24的直线流道110的散热流体一起流入垂直流道区段114，并接着从出水口24 流出散热模块102。

在另一实施例中，本实用新型的马达控制器可采用单层流道设计，简言之，本实用新型的马达控制器可包括发热组件以及散热模块，散热模块可包括散热底座、第一结构板以及第一导热板，第一结构板具有第一流道件且容设于第一容置槽内，第一流道件可仅包括第一导流结构，第一导流结构分别连通于散热底座的入水口以及出水口。如此一来，散热流体可由入水口流经第一导流结构而从出水口流出散热模块，在此过程中，盖合于第一结构板上且与发热组件接触的第一导热板可将发热组件所产生的热能传导至散热流体带走，从而达到单层液冷散热效果。至于针对此实施例的马达控制器的其他相关描述(如结构板工艺设计、流道设计等)，其可参照上述实施例类推，于此不再赘述。

除此之外，本实用新型亦可采用散热底座双面散热设计，也就是说，本实用新型可将与上述实施例所提到的结构板设计分别配置在散热底座的顶面以及底面上以达到双面散热功效，简言之，在另一实施例中，散热底座可具有第一容置槽以及第二容置槽，入水口以及出水口可连通于第一容置槽以及第二容置槽，第一容置槽以及第二容置槽分别形成在散热底座的顶面以及底面上，散热模块可包括第一结构板、第一散热板、第二结构板以及第二导热板(针对第一结构板以及第一散热板的相关描述可参照上述实施例类推，于此不再赘述)，第二结构板可具有第二流道件且容设于第二容置槽内，第二流道件分别连通于入水口以及出水口，第二导热板盖合于第二结构板上且与另一发热组件接触。如此一来，通过上述双面散热设计，散热流体可由入水口分别流经第一流道件以及第二流道件而从出水口流出散热模块，在此过程中，盖合于第一结构板上且与发热组件接触的第一导热板，以及盖合于第二结构板上且与另一发热组件接触的第二导热板，可将分别接触位于散热模块两面上的二发热组件的热能传导至散热流体带走，从而达到可同时对多个发热组件进行液冷散热的效果。至于针对此实施例的马达控制器的其他相关描述(如结构板工艺设计、流道设计等)，其可参照上述实施例类推，于此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (22)

1.一种散热模块，其特征在于，包括：

一散热底座，具有一入水口、一出水口以及一第一容置槽，所述入水口以及所述出水口分别连通于所述第一容置槽，所述第一容置槽形成于所述散热底座的一顶面；

一第一结构板，具有一第一流道件且容设于所述第一容置槽内，所述第一流道件分别连通于所述入水口以及所述出水口，一散热流体可由所述入水口流经所述第一流道件而从所述出水口流出所述散热模块；以及

一第一导热板，盖合于所述第一结构板上，所述第一导热板与一发热组件接触，以将所述发热组件产生的热能传导至所述散热流体带走。

2.如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述散热底座为金属构件、所述第一导热板为铝基板、所述第一结构板为塑料件，且通过射出成型或三维打印形成所述第一结构板。

3.如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述第一流道件包括：

一第一导流结构，连通于所述入水口以及所述出水口，所述散热流体从所述入水口流经所述第一导流结构而从所述出水口流出。

4.如权利要求3所述的散热模块，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二导流结构以及一第一垂直流道结构；所述第一导流结构形成于所述第一结构板面对所述第一容置槽的一第一面上且连通所述入水口与所述第一垂直流道结构，所述第二导流结构形成于所述第一结构板面对所述第一导热板的一第二面上且连通所述第一垂直流道结构以及所述出水口；所述散热流体从所述入水口依次流经所述第一导流结构、所述第一垂直流道结构以及所述第二导流结构后，从所述出水口流出。

5.如权利要求4所述的散热模块，其特征在于，所述第一导流结构具有一弯曲分流区段以及一放射状分流区段；所述弯曲分流区段连通所述入水口，且所述放射状分流区段连通于所述弯曲分流区段以及所述第一垂直流道结构之间，所述散热流体从所述入水口依次流经所述弯曲分流区段以及所述放射状分流区段而流入所述第一垂直流道结构。

6.如权利要求4所述的散热模块，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二垂直流道结构，所述第二导流结构具有多个直线流道；每一直线流道连通所述第一垂直流道结构，且所述第二垂直流道结构连通于每一直线流道以及所述出水口之间，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个直线流道以及所述第二垂直流道结构而从所述出水口流出。

7.如权利要求6所述的散热模块，其特征在于，所述第二垂直流道结构具有一垂直流道区段以及一合流区段；所述垂直流道区段形成于所述第一结构板中对应所述出水口的位置，且连通于所述出水口以及所述多个直线流道中邻近所述出水口的至少其中一个直线流道；所述合流区段形成于所述第一结构板的所述第二面上，且连通于所述垂直流道区段以及所述多个直线流道中远离所述出水口的其余直线流道。

8.如权利要求4所述的散热模块，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二垂直流道结构，所述第二导流结构具有多个弯曲流道；每一弯曲流道连通所述第一垂直流道结构，所述第二垂直流道结构连通于每一弯曲流道以及所述出水口之间，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个弯曲流道以及所述第二垂直流道结构而从所述出水口流出。

9.如权利要求8所述的散热模块，其特征在于，所述第二垂直流道结构形成于所述第一导流结构以及所述第二导流结构之间，且具有多个第一垂直流道区段以及一合流区段；所述多个第一垂直流道区段分别连通所述多个弯曲流道，且所述合流区段连通所述多个第一垂直流道区段以及所述出水口，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个弯曲流道、所述多个第一垂直流道区段以及所述合流区段后流往所述出水口。

10.如权利要求9所述的散热模块，其特征在于，所述第二导流结构还具有一直线流道，所述第二垂直流道结构还具有一第二垂直流道区段；所述第二垂直流道区段连通于所述直线流道以及所述多个第一垂直流道区段，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体流经所述直线流道而流入所述第二垂直流道区段。

11.如权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述散热底座还具有一第二容置槽，所述入水口以及所述出水口分别连通于所述第二容置槽，所述第二容置槽形成于所述散热底座与所述顶面彼此相对的一底面，所述散热模块还包括：

一第二结构板，具有一第二流道件且容设于所述第二容置槽内，所述第二流道件分别连通于所述入水口以及所述出水口，所述散热流体可由所述入水口流经所述第二流道件而从所述出水口流出所述散热模块；以及

一第二导热板，盖合于所述第二结构板上，所述第二导热板与另一发热组件接触，以将所述另一发热组件产生的热能传导至所述散热流体带走。

12.一种运用液冷散热的马达控制器，用来控制一电动车马达的动力输出，其特征在于，所述马达控制器包括：

一发热组件；以及

一散热模块，包括：

一散热底座，具有一入水口、一出水口以及一第一容置槽，所述入水口以及所述出水口分别连通于所述第一容置槽，所述第一容置槽形成于所述散热底座的一顶面；

一第一结构板，具有一第一流道件且容设于所述第一容置槽内，所述第一流道件分别连通于所述入水口以及所述出水口，一散热流体可由所述入水口流经所述第一流道件而从所述出水口流出所述散热模块；以及

一第一导热板，盖合于所述第一结构板上，所述第一导热板与所述发热组件接触，以将所述发热组件产生的热能传导至所述散热流体带走。

13.如权利要求12所述的马达控制器，其特征在于，所述散热底座为金属构件、所述第一导热板为铝基板、所述第一结构板为塑料件，且通过射出成型或三维打印形成所述第一结构板。

14.如权利要求12所述的马达控制器，其特征在于，所述第一流道件包括：

一第一导流结构，连通于所述入水口以及所述出水口，所述散热流体从所述入水口流经所述第一导流结构而从所述出水口流出。

15.如权利要求14所述的马达控制器，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二导流结构以及一第一垂直流道结构；所述第一导流结构形成于所述第一结构板面对所述第一容置槽的一第一面上且连通所述入水口与所述第一垂直流道结构，所述第二导流结构形成于所述第一结构板面对所述第一导热板的一第二面上且连通所述第一垂直流道结构以及所述出水口；所述散热流体从所述入水口依次流经所述第一导流结构、所述第一垂直流道结构以及所述第二导流结构后，从所述出水口流出。

16.如权利要求15所述的马达控制器，其特征在于，所述第一导流结构具有一弯曲分流区段以及一放射状分流区段；所述弯曲分流区段连通所述入水口，且所述放射状分流区段连通于所述弯曲分流区段以及所述第一垂直流道结构之间，所述散热流体从所述入水口依次流经所述弯曲分流区段以及所述放射状分流区段而流入所述第一垂直流道结构。

17.如权利要求15所述的马达控制器，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二垂直流道结构，所述第二导流结构具有多个直线流道；每一直线流道连通所述第一垂直流道结构，且所述第二垂直流道结构连通于每一直线流道以及所述出水口之间，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个直线流道以及所述第二垂直流道结构而从所述出水口流出。

18.如权利要求17所述的马达控制器，其特征在于，所述第二垂直流道结构具有一垂直流道区段以及一合流区段；所述垂直流道区段形成于所述第一结构板中对应所述出水口的位置，且连通于所述出水口以及所述多个直线流道中邻近所述出水口的至少其中一个直线流道；所述合流区段形成于所述第一结构板的所述第二面上，且连通于所述垂直流道区段以及所述多个直线流道中远离所述出水口的其余直线流道。

19.如权利要求15所述的马达控制器，其特征在于，所述第一流道件还包括一第二垂直流道结构，所述第二导流结构具有多个弯曲流道；每一弯曲流道连通所述第一垂直流道结构，所述第二垂直流道结构连通于每一弯曲流道以及所述出水口之间，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个弯曲流道以及所述第二垂直流道结构而从所述出水口流出。

20.如权利要求19所述的马达控制器，其特征在于，所述第二垂直流道结构形成于所述第一导流结构以及所述第二导流结构之间，且具有多个第一垂直流道区段以及一合流区段；所述多个第一垂直流道区段分别连通所述多个弯曲流道，且所述合流区段连通所述多个第一垂直流道区段以及所述出水口，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体依次流经所述多个弯曲流道、所述多个第一垂直流道区段以及所述合流区段后流往所述出水口。

21.如权利要求20所述的马达控制器，其特征在于，所述第二导流结构还具有一直线流道，所述第二垂直流道结构还具有一第二垂直流道区段；所述第二垂直流道区段连通于所述直线流道以及所述多个第一垂直流道区段，从所述第一垂直流道结构流出的所述散热流体流经所述直线流道而流入所述第二垂直流道区段。

22.如权利要求12所述的马达控制器，其特征在于，所述散热底座还具有一第二容置槽，所述入水口以及所述出水口分别连通于所述第二容置槽，所述第二容置槽形成于所述散热底座与所述顶面彼此相对的一底面，所述散热模块还包括：

一第二结构板，具有一第二流道件且容设于所述第二容置槽内，所述第二流道件分别连通于所述入水口以及所述出水口，所述散热流体可由所述入水口流经所述第二流道件而从所述出水口流出所述散热模块；以及

一第二导热板，盖合于所述第二结构板上，所述第二导热板与另一发热组件接触，以将所述另一发热组件产生的热能传导至所述散热流体带走。

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