CN216563106U - 散热板、功率模块以及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热板、功率模块以及车辆。所述散热板包括：基板，所述基板具有相背设置的第一表面和第二表面；在所述第一表面上设置有多个所述散热部；所述散热部具有第一导流曲面和与所述第一导流曲面相背设置并连接的第二导流曲面；所述第一导流曲面具有一段第一弧形段；所述第二导流曲面具有至少两段第二弧形段，其中相邻两段所述第二弧形段的弯曲方向相反；所述第一弧形段的弯曲方向与至少两段所述第二弧形段中其中一段的弯曲方向一致。

Description

散热板、功率模块以及车辆

技术领域

本申请涉及散热技术领域，更具体地，本申请涉及一种散热板、功率模块以及车辆。

背景技术

半导体功率模块广泛应用于工业变频、变流器、汽车电机控制器等需要进行电能转换的场景。半导体功率模块的热管理对于模块的性能以及成本有着至关重要的作用。

例如电动汽车中的功率模块在交直流电转换中扮演重要角色。功率模块具有开关速度高，通电流能力强，可靠性要求高等特点，属于电动车控制件中的关键零部件，功率模块对整个电动车控制器的可靠性具有重要影响。功率模块在频繁的开关过程中，不可避免的会产生大量的热量，在控制器正常运行过程中，如果不能及时将功率模块产生的热量导走，给功率模块降温，那么功率模块具有热失效风险，进而引起整车控制问题。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供一种散热板、功率模块以及车辆新技术方案。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种散热板。所述散热板包括：

基板，所述基板具有相背设置的第一表面和第二表面；

在所述第一表面上设置有多个所述散热部，多个所述散热部呈阵列方式排布在所述第一表面上；

所述散热部具有第一导流曲面和与所述第一导流曲面相背设置并连接的第二导流曲面；

所述第一导流曲面具有一段第一弧形段；

所述第二导流曲面具有至少两段第二弧形段，其中相邻两段所述第二弧形段的弯曲方向相反；

所述第一弧形段的弯曲方向与至少两段所述第二弧形段中的其中一段的弯曲方向一致。

可选地，所述基板具有沿第一方向延伸的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘和所述第二边缘在第二方向上间隔设置；

所述第一弧形段朝向第一边缘弯曲；

所述第二导流曲面包括两段第二弧形段，其中一段第二弧形段朝向第一边缘弯曲，其中另一段第二弧形段朝向第二边缘弯曲。

可选地，沿远离所述基板至靠近所述基板的方向，所述散热部的横截面积逐渐增大。

可选地，所述基板具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第二方向，所述散热部具有最大宽度尺寸；

相邻两个所述散热部在第二方向上的间隙尺寸为所述最大宽度尺寸的1-1.5倍。

可选地，所述基板具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第一方向，所述散热部具有长度尺寸；

相邻两个散热部在第一方向上的间隙尺寸为所述长度尺寸为0.5-1.2倍。

可选地，所述第一弧形段的弯曲弧度范围为：10°-60°。

可选地，多个所述散热部呈阵列方式分布。

可选地，多个所述散热部呈交错方式分布。

可选地，所述散热部的轴线垂直于所述第一表面，所述散热部的高度范围为5-10mm。

根据本申请第二方面，提供了一种功率模块。所述功率模块包括第一方面所述的散热板。

可选地，所述功率模块包括散热器，所述散热板的第一表面朝向所述散热器并嵌设在所述散热器内；所述散热板的第二表面上设置有电子部件。

根据本申请第三方面，提供了一种车辆。所述车辆包括第二方面所述的功率模块。

本申请的一个技术效果在于，本申请散热板上设置有多个散热部，散热部包括相背设置的第一导流曲面和第二导流曲面。第一导流曲面降低了冷却液的流动阻力，第二导流曲面提升了散热部的扰流能量，第一导流曲面和第二导流曲面相互配合，进一步提升了散热板的换热效率。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本申请的实施例，并且连同说明书一起用于解释本申请的原理。

图1所示为本申请实施例散热板的结构示意图。

图2所示为本申请实施例散热板的一个视角的示意图。

图3所示为图2中散热部的结构放大图。

图4所示为本申请实施例散热板的另一视角的示意图。

附图标记说明：

1、基板；11、第一表面；12、第二表面；13、第一边缘；14、第二边缘；

2、散热部；21、第一导流曲面；211、第一弧形段；22、第二导流曲面；221、第二弧形段。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

现有技术中散热板上的散热片为圆柱形结构。现有技术的散热片应用于散热器中，散热器内冷却液流经圆柱体时极易在相邻圆柱体之间的区域形成脱体涡流。在相邻圆柱体之间的区域形成脱体涡流增加了冷却液流动阻力，也降低了冷却液的对流换热效率。散热板应用到功率模块中，功率模块的散热效率差。

基于上述技术问题，本申请实施例的第一方面，提供了一种散热板。参照图1-图4所示，所述散热板包括：

基板1，所述基板1具有相背设置的第一表面11和第二表面12。

在所述第一表面11上设置有多个所述散热部2。

所述散热部2具有第一导流曲面21和与所述第一导流曲面21相背设置并连接的第二导流曲面22。

所述第一导流曲面21具有一段第一弧形段211。

所述第二导流曲面22具有至少两段第二弧形段221，其中相邻两段所述第二弧形段221的弯曲方向相反。

所述第一弧形段211的弯曲方向与至少两段所述第二弧形段221中的其中一段的弯曲方向一致。

具体地，基板1具有相背设置的第一表面11和第二表面12。在散热板应用到功率模块中，散热板的第二表面12上形成有电路层，以便于在第二表面12的电路层上搭载电子部件，电子部件包括芯片。

在基板1的第一表面11上设置多个散热部2。冷却液在散热部2之间流动。

散热部2具有第一导流曲面21和与第一导流曲面21连接的第二导流曲面22，其中第一导流曲面21和第二导流曲面22相背设置。参照图1和图3所示，第一导流曲面21和第二导流曲面22在散热板的第二方向上相背设置。

本申请实施例中通过散热部2上的两个导流曲面实现对冷却液的双面导流，提升了冷却液的对流换热效率。

本申请实施例中第二导流曲面22包括至少两段第二弧形段221，其中相邻设置的两段第二弧形段221的弯曲方向相反。例如第二导流曲面22呈波浪型结构，或者第二导流曲面22呈部分正弦结构。第二导流曲面22最大化地提高冷却液接触第二导流曲面22的面积和时间，提高散热板的换热效率。同时，第二导流曲面22包括至少两个弧形段，相邻两个第二弧形段221的弯曲方向相反，第二导流曲面22可以改变冷却液的流向，提高散热部2自身的扰流能力，以提高散热板的换热效率。

本申请实施例中第一导流曲面21包括一段第一弧形段211，第一弧形段211为半圆弧结构。第一弧形段211具有弯曲角度，可以降低冷却液沿流动方向的阻力，有助于降低冷却泵的功率。

在使用中，第一导流曲面21为迎水面，第二导流曲面22为背水面，在相邻设置的散热部2中，其中一个散热部2的第二导流曲面22在第二方向上和与其相邻设置的散热部2的第一导流曲面21相对设置。因此通过一个散热部2的第二导流曲面22以及和与其相邻设置的散热部2的第一导流曲面21，提升了散热板的换热效率(具体地，第一导流曲面21降低了冷却液的流动阻力，第二导流曲面22提升了散热部2的扰流能量，两者的相互配合，进一步提升了散热板的换热效率)。

在一个实施例中，参照图1所示，所述散热部2的轴线垂直于所述第一表面11，所述散热部2的高度范围为5-10mm。

具体地，散热部2在第三方向上具有预定高度，散热部2在第一方向上具有预定长度，散热部2在第二方向上具有预定宽度。散热部2的轴线垂直与第一表面11设置。例如横截面垂直于散热部2轴线，且横截面垂直于散热部2的轴截面，散热部2的横截面与散热部2的第一表面11平行设置。

本实施例对散热部2的高度进行限定，一方面避免了散热部2嵌设在水冷装置内，散热部2的高度影响冷却液的流动。另一方面降低了冷却液的流动阻力。

具体地，散热部2的高度过高，散热部2嵌设在水冷装置内，散热部2的高度过大会扰动冷却液的流动，反而增大了冷却液的流动阻力。散热部2的高度过低，散热部2与冷却液的接触面积减小，散热板的换热效率降低。

在一个实施例中，沿远离所述基板1的放置至靠近所述基板1的方向，所述散热部2的横截面积逐渐增大。

具体地，散热部2的横截面垂直于散热部2轴线，散热部2的横截面与散热部2的第一表面11平行设置。其中横截面定义为：用垂直于轴线的平面去去截散热部，得到的平面图形为横截面。

沿远离所述基板1的放置至靠近所述基板1的方向，散热部2的横截面积逐渐增大。即散热部2的横截面积越靠近第一表面11，散热部2的横截面积越大。换句话说，沿远离所述基板1的放置至靠近所述基板1的方向，散热部2的粗细程度由细至粗逐渐变化。

在使用中，散热部2嵌设在冷却液中，较细的散热部2相较于较粗的散热部2，较细的散热部2更深的嵌设的冷却液中。较细的散热部2更深的嵌设在冷却液中，较细的散热部2对冷却液的扰动影响较小。较粗的散热部2增大了冷却液与散热部2的接触面积，提升了散热板的换热效率。

在一个实施例中，参照图1所示，沿远离所述基板1的放置至靠近所述基板1的方向，散热部2的横截面积可以是恒定的。

在一个实施例中，参照图1和图2所示，所述基板1具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第二方向，所述散热部2具有最大宽度尺寸；

相邻两个所述散热部2在第二方向上的间隙尺寸h1为所述最大宽度尺寸的1-1.5倍。

在一个具体的实施中，散热部2的最大宽度尺寸范围为第一导流曲面21上的点与第二导流曲面22上的点在第二方向上的最大尺寸。

例如相邻两个散热部2在第二方向上的间隙尺寸h1较小，即散热部2在第二方向上的排布的较密，增大了散热板的散热面积，但是由于间隙尺寸较小，冷却液在相邻两个散热部2之间流动的阻力增大。

相邻两个散热部2在第二方向上的间隙尺寸h1较大，即散热部2在第二方向上排布的较稀疏。虽然间隙尺寸h1较大，减小了冷却液在相邻两个散热部2之间流动的阻力，但是由于散热部2在第二方向上排布的较稀疏，却减小了散热板的散热面积。

本实施例对相邻两个散热部2在第二方向上的间隙尺寸进行限定，平衡了散热板的散热面积和冷却液的流动阻力。

在一个实施例，散热部2的最大宽度尺寸范围为：5mm-15mm，优选地，散热部2的最大宽度尺寸为10mm。

在一个实施例中，参照图图1和图2所示，所述基板1具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第一方向，所述散热部2具有最大长度尺寸；

相邻两个散热部2在第一方向上的间隙尺寸h2为所述最大长度尺寸为0.5-1.2倍。

在一个具体的实施例中，散热部2的最大长度尺寸定义为：散热部2中第一导流曲面21对应的最大割线长度。

一条直线与一条弧线有两个公共点，这条直线是弧线的割线。本实施例中割线长度对应为：直线与第一导流曲面21相交存在两个公共点，两个公共点之间的距离为第一导流曲面21对应的割线长度。

例如相邻两个散热部2在第一方向上的间隙尺寸h2较小，即散热部2在第一方向上的排布的较密，增大了散热板的散热面积，但是由于间隙尺寸较小，冷却液在相邻两个散热部2之间流动的阻力增大。

相邻两个散热部2在第一方向上的间隙尺寸h2较大，即散热部2在第一方向上排布的较稀疏。虽然间隙尺寸较大，减小了冷却液在相邻两个散热部2之间流动的阻力，但是由于散热部2在第一方向上排布的较稀疏，却减小了散热板的散热面积。

本实施例对相邻两个散热部2在第一方向上的间隙尺寸h2进行限定，平衡了散热板的散热面积和冷却液的流动阻力。

在一个实施例中，散热部2的最大长度尺寸范围为：8mm-25mm，优选地，散热部2的最大宽度尺寸为18mm。

在一个实施例中，参照图1-图3所示，所述基板1具有沿第一方向延伸的第一边缘13和第二边缘14，所述第一边缘13和所述第二边缘14在第二方向上间隔设置；

所述第一弧形段211朝向第一边缘13弯曲；

所述第二导流曲面22包括两段第二弧形段221，其中一段第二弧形段221朝向第一边缘13弯曲，其中另一段第二弧形段221朝向第二边缘14弯曲。

具体地，参照图1和图2所示，基板1为长方体结构，基板1具有沿第一方向延伸的第一边缘13和第二边缘14，第一边缘13和第二边缘14在第二方向上间隔设置。

本实施例中第一导流曲面21包括一段第一弧形段211，第一弧形段211为半弧形结构。第一弧形段211朝向第一边缘13弯曲。

第二导流曲面22包括两段第二弧形段221。在第一方向上，左侧第二弧形段221朝向第二边缘14弯曲，右侧第二弧形段221朝向第一边缘13弯曲。

本实施例散热部2通过第一导流曲面21降低了冷却液的流动阻力，第二导流曲面22提升了散热部2的扰流能量，通过第一导流曲面21和第二导流曲面22相互配合，进一步提升了散热板的换热效率。

在一个实施例中，所述第一弧形段211的弯曲弧度范围为：10°-60°。

本实施例中，第一导流曲面21具有一段第一弧形段211。散热板使用中，第一导流曲面21为迎水侧。本实施例对第一弧形段211的弯曲弧度进行限定，因此本实施例中，散热部2的迎水侧有一定角度，可以降低冷却液沿流动方向的阻力，有助于降低冷却泵的功率。

例如第一弧形段211的弯曲弧度范围较大，换句话说，第一弧形段211的弯折角度较大。在第一弧形段211的弯曲弧度范围较大的情况下，冷却液在沿着第一弧形段211流动时，冷却液容易在第一弧形段211对应区域形成涡流，反而增大了冷却液流动的阻力。

第一弧形段211的弯曲弧度范围较小，换句话说，第一弧形段211的弯折角度较小。在第一弧形段211的弯曲弧形范围较小的情况下，降低了第一弧形段211的导流效果。

在一个实施例中，多个所述散热部2呈阵列方式分布。例如多个散热部2呈矩形阵列方式排布。或者多个散热部2呈环形阵列方式分布。多个散热部2呈阵列方式分布在基板1的第一表面11上，进一步提升了冷却液流速的均匀性，提升了散热板的换热效率。

在一个实施例中，多个所述散热部2呈交错方式分布。

在一个具体的实施例中，参照图1-图3所示，沿基板1的第一方向，相邻两排散热部2为一组。以组为单位的散热部2在第一方向上阵列排布形成多个散热部2。其中在相邻两排的散热部2在第二方向上交错分布，改善了散热部2的分布方式，提升了在第一表面11上设置多个散热部2的数量，提升了散热板的换热效率。

根据本申请第二方面，提供了一种功率模块。功率模块包括第一方面所述的散热板。

在该实施例中，将本申请的散热板应用到功率模块中，能够快速地将功率模块产生的热量导出，提升了功率模块的散热效果。

在一个实施例中，所述功率模块包括散热器，所述散热板的第一表面11朝向所述散热器并嵌设在所述散热器内；所述散热板的第二表面12上设置有电子部件。

进一步地，在所述散热板嵌设在所述散热器的状态下，所述散热器中的冷却液沿着所述第一导流曲面21和所述第二导流曲面22流动。

具体地，将散热板应用到功率模块中，散热板嵌设在散热器中。散热器内存储有冷却液，散热板中的散热部2嵌设在冷却液中。在散热板的散热部2嵌设在冷却液的状态下，散热板的第一表面11朝下设置，散热板的第二表面12朝上设置。其中冷却液可以是水、或者酒精型冷却液、甘油型冷却液等。

在使用中，第一导流曲面21为迎水面，第二导流曲面22为背水面，由于多个散热部2呈阵列方式排布，因此相邻散热部2中，其中一个散热部2的第二导流曲面22在第二方向上和与其相邻设置的散热部2的第一导流曲面21相对设置。因此通过一个散热部2的第二导流曲面22以及和与其相邻设置的散热部2的第一导流曲面21，提升了散热板的换热效率(具体地，第一导流曲面21降低了冷却液的流动阻力，第二导流曲面22提升了散热部2的扰流能量，两者的相互配合，进一步提升了散热板的换热效率)。

根据本申请第三方面，提供了一种车辆。所述车辆包括上述所述的功率模块。功率模块应用车辆，提高了车辆的散热能力。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种散热板，其特征在于，包括：基板(1)，所述基板(1)具有相背设置的第一表面(11)和第二表面(12)；

在所述第一表面(11)上设置有多个散热部(2)；

所述散热部(2)具有第一导流曲面(21)和与所述第一导流曲面(21)相背设置并连接的第二导流曲面(22)；

所述第一导流曲面(21)具有一段第一弧形段(211)；

所述第二导流曲面(22)具有至少两段第二弧形段(221)，其中相邻两段所述第二弧形段(221)的弯曲方向相反；

所述第一弧形段(211)的弯曲方向与至少两段所述第二弧形段(221)中其中一段的弯曲方向一致。

2.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述基板(1)具有沿第一方向延伸的第一边缘(13)和第二边缘(14)，所述第一边缘(13)和所述第二边缘(14)在第二方向上间隔设置；

所述第一弧形段(211)朝向所述第一边缘(13)弯曲；

所述第二导流曲面(22)包括两段第二弧形段(221)，其中一段第二弧形段(221)朝向所述第一边缘(13)弯曲，其中另一段第二弧形段(221)朝向所述第二边缘(14)弯曲。

3.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，沿远离所述基板(1)的方向至靠近所述基板(1)的方向，所述散热部(2)的横截面积逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述基板(1)具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第二方向，所述散热部(2)具有最大宽度尺寸；

相邻两个所述散热部(2)在第二方向上的间隙尺寸为所述最大宽度尺寸的1-1.5倍。

5.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述基板(1)具有第一方向和第二方向，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

沿第一方向，所述散热部(2)具有最大长度尺寸；

相邻两个散热部(2)在第一方向上的间隙尺寸为所述最大长度尺寸为0.5-1.2倍。

6.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述第一弧形段(211)的弯曲弧度范围为：10°-60°。

7.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，多个所述散热部呈阵列方式分布。

8.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，多个所述散热部呈交错方式分布。

9.根据权利要求1所述的散热板，其特征在于，所述散热部(2)的轴线垂直于所述第一表面(11)，所述散热部(2)的高度范围为5-10mm。

10.一种功率模块，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的散热板。

11.根据权利要求10所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块包括散热器，所述散热板的第一表面(11)朝向所述散热器并嵌设在所述散热器内；所述散热板的第二表面(12)上设置有电子部件。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求10或11所述的功率模块。

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