CN214901906U - 一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及逆变器散热技术领域，公开了一种Pin‑Fin的IGBT模块散热结构，包括逆变器模块和冷却壳体，逆变器模块底部均匀安装有多个散热针，逆变器模块底部与冷却壳体顶部可拆卸连接，且冷却壳体顶部开设有用于容纳散热针的冷却水槽，冷却水槽两侧相对的槽壁上分别设有进水口和出水口，冷却水槽槽底均匀设有若干个扰流筋条，且相邻两排的扰流筋条交错分布；逆变器模块与冷却壳体之间设有密封圈，用于密封冷却水槽。本实用新型能够提高Pin‑Fin结构逆变器的散热速度，使电机控制器在相同的运行情况下能够获得更高的系统功率。

Description

一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构

技术领域

本实用新型涉及逆变器散热技术领域，具体涉及一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构。

背景技术

随着世界各国开始注意生态环境的保护，电动汽车在能源选择上、对环境保护上独有的优势成为各国纷纷投入大量精力、物力、财力研发的重点。

在新能源电动车上，配套使用的电机控制器由于功率等级较高，对于逆变器的散热要求也不断提高，而采用Pin-Fin(针翅)结构的逆变器，可以获得更大的散热面积，有效保证逆变器的安全运行。

目前传统的逆变器散热结构是通过将逆变器用螺钉锁附于具有冷却水道的冷却壳体上方，Pin-Fin散热针插入冷却水道内，如此，当冷却水流过冷却水道时，冷却水直接接触Pin-Fin，并带走逆变器上IGBT模块工作时产生的热量，保证IGBT模块的正常工作；尽管Pin-Fin结构能够提升逆变器的散热能力，但是当电机控制器的功率等级提高时，该散热结构仍然存在散热能力不足，进水口和出水口压差较大(流阻)的问题。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型提供了一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构，能够提高Pin-Fin结构逆变器的散热速度，使电机控制器在相同的运行情况下能够获得更高的系统功率。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构，包括逆变器模块和冷却壳体。

逆变器模块底部均匀安装有多个散热针，逆变器模块底部与冷却壳体顶部可拆卸连接，且冷却壳体顶部开设有用于容纳散热针的冷却水槽，冷却水槽两侧相对的槽壁上分别设有进水口和出水口，冷却水槽槽底均匀设有若干个扰流筋条，且相邻两排的扰流筋条交错分布；逆变器模块与冷却壳体之间设有密封圈，密封圈用于密封冷却水槽。

进一步设置，前述的冷却水槽槽底两端均设有与进水口或出水口连通的凹部，且凹部侧壁上设有倾斜面，倾斜面从冷却水槽槽底朝向进水口或出水口的方向倾斜设置。

如此设置，冷却水从进水口流向出水口的过程中时，进水口和出水口处的倾斜面使冷却水不直接冲向扰流筋条，大大减小冷却水对扰流筋条的压力，从而延长冷却壳体的使用寿命。

进一步设置，前述的冷却壳体的进水口处设有用于外接进水管的进水连接管体，冷却壳体的出水口处设有用于外接出水管的出水连接管体。

如此设置，通过进水连接管体和出水连接管体方便外接进水管和出水管，以便冷却逆变器模块。

进一步设置，前述的扰流筋条呈长条状，且扰流筋条从进水口朝向出水口延伸设置。

如此设置，冷却水从进水口进入冷却水槽，被若干扰流筋条分流并沿扰流筋条流向出水口，有效提高了冷却水的换热效率。

进一步设置，前述的冷却壳体顶部还开设有用于限制密封圈位置的密封圈槽，且密封圈槽位于冷却水槽外围。

如此设置，通过将密封圈底部插入密封圈槽之中，从而将密封圈限制在冷却水槽外围，消除逆变器模块与冷却壳体的间隙，密封冷却水槽，避免冷却水从逆变器模块与冷却壳体的连接处渗出。

进一步设置，前述的逆变器模块边缘开设有若干个连接孔，冷却壳体顶部开设有若干个与连接孔连通的螺纹槽。

如此设置，采用螺钉穿过连接孔并旋入螺纹槽，从而可拆卸连接逆变器模块和冷却壳体。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供的一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构，具备以下有益效果：

当冷却水通过进水口流入冷却水槽时，散热针对上层冷却水造成扰流效果，使上层冷却水流呈现湍流状态；同时扰流筋条对下层冷却水造成扰流效果，使下层冷却水流也同样变成湍流状态，在相同的工况下，二者配合有效降低了冷却水在冷却水槽中的压力损耗，有效提高了冷却水的换热效率，提高Pin-Fin结构逆变器的散热速度，使电机控制器在相同的运行情况下可以更高的系统功率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的结构爆炸图；

图3为本实用新型的结构剖视图。

附图标号：1、逆变器模块；11、散热针；12、连接孔；2、冷却壳体；21、冷却水槽；22、进水口；23、出水口；24、扰流筋条；25、凹部；251、倾斜面；26、密封圈槽；27、螺纹槽；3、密封圈；4、进水连接管体；5、出水连接管体。

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做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。

请参阅图1、图2和图3所示，其中，图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的结构爆炸图；图3为本实用新型的结构剖视图。

本实用新型提供的一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构，包括逆变器模块1和冷却壳体2。

逆变器模块1底部与冷却壳体2顶部可拆卸连接，且逆变器模块1底部均匀安装有多个散热针11，冷却壳体2顶部开有用于容纳散热针11的冷却水槽21，且冷却水槽21两侧相对的槽壁上分别开有进水口22和出水口23。如此，冷却水通过进水口22进入冷却水槽21，冷却水与散热针11接触并带走IGBT模块工作时产生的热量，保证IGBT模块的正常工作。

冷却水槽21槽底均匀分布有多个扰流筋条24，且相邻两排的扰流筋条24交错分布，扰流筋条24增加了与冷却水的接触面积，使冷却水能够带走更多的热量，提高冷却效率。

逆变器模块1与冷却壳体2之间装有密封圈3，密封圈3用于密封冷却水槽21，避免冷却水从逆变器模块1与冷却壳体2的连接处渗出。

如此，当冷却水流入冷却水槽21时，散热针11对上层冷却水造成扰流效果，使上层冷却水流呈现湍流状态；同时扰流筋条24对下层冷却水造成扰流效果，使下层冷却水流也同样变成湍流状态，在相同的工况下，二者配合有效降低了冷却水在冷却水槽21中的压力损耗，有效提高了冷却水的换热效率，提高Pin-Fin结构逆变器的散热速度，使电机控制器在相同的运行情况下能够获得更高的系统功率。

冷却水槽21槽底两端均有与进水口22或出水口23连通的凹部25，且凹部25侧壁上有倾斜面251，倾斜面251从冷却水槽21槽底朝向进水口22或出水口23的方向倾斜延伸。如此，冷却水从进水口22流向出水口23的过程中时，进水口22和出水口23处的倾斜面251使冷却水不直接冲向扰流筋条24，大大减小冷却水对扰流筋条24的压力，从而延长冷却壳体2的使用寿命。

冷却壳体2的进水口22处锁附有用于外接进水管的进水连接管体4，冷却壳体2的出水口23处锁附有用于外接出水管的出水连接管体5。如此，通过进水连接管体4和出水连接管体5方便外接进水管和出水管，以便冷却逆变器模块1。

扰流筋条24呈长条状，且扰流筋条24从进水口22朝向出水口23延伸。如此，冷却水从进水口22进入冷却水槽21，被若干扰流筋条24分流并沿扰流筋条24流向出水口23，有效提高了冷却水的换热效率。

冷却壳体2顶部还开有用于限制密封圈3位置的密封圈槽26，且密封圈槽26位于冷却水槽21外围。如此，通过将密封圈3底部插入密封圈槽26之中，从而将密封圈3限制在冷却水槽21外围，消除逆变器模块1与冷却壳体2的间隙，密封冷却水槽21，避免冷却水从逆变器模块1与冷却壳体2的连接处渗出。

逆变器模块1边缘开有多个连接孔12，冷却壳体2顶部开有多个与连接孔12连通的螺纹槽27。如此，采用螺钉穿过连接孔12并旋入螺纹槽27，从而可拆卸连接逆变器模块1和冷却壳体2。

本实用新型装配时，首先将进水连接管体4锁附于冷却壳体2的进水口22处，再将出水连接管体5锁附于冷却壳体2的出水口23处，然后将密封圈3放置于冷却壳体2上的密封圈槽26内，最后将逆变器模块1放置于冷却壳体2顶部，通过螺钉固定连接逆变器模块1和冷却壳体2。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种Pin-Fin的IGBT模块散热结构，包括逆变器模块，逆变器模块底部均匀安装有多个散热针，其特征在于，还包括冷却壳体；

逆变器模块底部与冷却壳体顶部可拆卸连接，且冷却壳体顶部开设有用于容纳散热针的冷却水槽，冷却水槽两侧相对的槽壁上分别设有进水口和出水口，冷却水槽槽底均匀设有若干个扰流筋条，且相邻两排的扰流筋条交错分布；逆变器模块与冷却壳体之间设有密封圈，密封圈用于密封冷却水槽。

2.根据权利要求1所述的Pin-Fin的IGBT模块散热结构，其特征在于，所述冷却水槽槽底两端均设有与进水口或出水口连通的凹部，且凹部侧壁上设有倾斜面，倾斜面从冷却水槽槽底朝向进水口或出水口的方向倾斜设置。

3.根据权利要求1或2所述的Pin-Fin的IGBT模块散热结构，其特征在于，所述冷却壳体的进水口处设有用于外接进水管的进水连接管体，冷却壳体的出水口处设有用于外接出水管的出水连接管体。

4.根据权利要求1或2所述的Pin-Fin的IGBT模块散热结构，其特征在于，所述扰流筋条呈长条状，且扰流筋条从进水口朝向出水口延伸设置。

5.根据权利要求1所述的Pin-Fin的IGBT模块散热结构，其特征在于，所述冷却壳体顶部还开设有用于限制密封圈位置的密封圈槽，且密封圈槽位于冷却水槽外围。

6.根据权利要求1所述的Pin-Fin的IGBT模块散热结构，其特征在于，所述逆变器模块边缘开设有若干个连接孔，冷却壳体顶部开设有若干个与连接孔连通的螺纹槽。

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