CN216820431U - 浸没冷却式电源模块组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子设备散热技术领域，尤其涉及一种浸没冷却式电源模块组件，包括：一充电电源模块；以及用于浸没所述充电电源模块的冷却液箱体，所述冷却液箱体设置有冷却液进口和出口；其特征在于：所述充电电源模块是通过绝缘导热灌封胶完全灌封在充电电源模块的内腔壳体中从而形成整体灌封结构。该浸没冷却式液冷电源模块组件，与传统风冷相比，可使电源功率密度得到提高，防护等级得到提高，散热效率得到提高，电气绝缘更高、更安全，冷却液不受限制，产品寿命大大提高；解决了传统风冷存在噪声、散热差和防护等级低等问题。

Description

浸没冷却式电源模块组件

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备散热技术领域，尤其涉及一种浸没冷却式电源模块组件。

背景技术

电源模块散热对于电子设备来说非常重要，现有技术中存在多种电源模块冷却方式，有风冷技术、风水混合冷却技术、间接式液冷技术和浸没式冷却技术。例如，现有专利CN113207264A“一种电源散热装置及电源”中公开了采用传统的均热板和冷却管路装置，只有单一的热传导接触面，散热效率较低；现有专利CN108770315A“一种水冷电源”中公开了采用水冷板间接散热方式，热传导接触面有限，散热效率较低，防护较低；现有专利US10897807B2“一种风水混合冷却方式”中公开了适用于功率密度高的集成半导体模块冷却，对于分立器件较多的电源设备不适用，而且有风机噪声；现有专利US10609839B1 “一种液体浸没式冷却电子装置”公开了一种完全地浸没所述至少一个发热电子元件，并与所述至少一个发热电子元件直接接触，外部采用泵和换热器进行热量交换，要求电气绝缘安全，冷却介质受限。

综上，现有技术冷却方式存在以下问题：风冷技术电源模块防护等级低，散热效率差、噪声污染大、故障率高、寿命低等缺陷；传统的水冷板式电源模块属于间接式水冷技术，接触热阻大、冷却效率较低；浸没式冷却电子系统，冷却液与元器件直接接触，由于电气绝缘要求，冷却液种类受限。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的发明目的是提供一种浸没冷却式电源模块组件，该浸没冷却式电源模块组件使电源功率密度得到提高，防护等级得到提高，散热效率得到提高，且电气绝缘更高，更安全。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种浸没冷却式电源模块组件，包括：

一充电电源模块；

以及用于浸没所述充电电源模块的冷却液箱体，所述冷却液箱体设置有冷却液进口和出口；其特征在于：所述充电电源模块是通过绝缘导热灌封胶完全灌封在充电电源模块的内腔壳体中从而形成整体灌封结构。

其中，所述内腔壳体的外壁上向外凸出一电源模块连接端子，所述电源模块连接端子穿过所述冷却液箱体与冷却液箱体固定。

具体的，所述内腔壳体为一金属壳体。

其中，所述充电电源模块进一步包括半导体功率器件、磁性器件及PCB板，所述半导体功率器件和磁性器件位于所述内腔壳体中；

所述半导体功率器件通过绝缘陶瓷片贴合于所述充电电源模块的金属壳体内壁；所述PCB板固定于所述内腔壳体的内壁上，所述磁性器件进一步连接于所述充电电源模块的PCB板上；所述半导体功率器件通过引脚与PCB板连接。

具体的，所述绝缘导热灌封胶填充满所述充电电源模块的内腔壳体。

其中，所述冷却液箱体上设有冷却液进口及冷却液出口，所述冷却液由冷却液进口进入冷却液箱体，从冷却液出口流出，形成一冷却单元。

进一步地，所述冷却液进口和冷却液出口分别设于所述冷却液箱体的左右两侧或冷却液箱体一侧的上下方。

其中，所述充电电源模块设于冷却液箱体任一内壁上。

其中，所述多个冷却单元通过串联或并联连接构成用于大功率电源模块的冷却部件。

进一步地，所述用于大功率电源模块的冷却部件进一步外接密闭式液冷循环系统装置，整体形成完整的冷却系统。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和有益效果如下：

本实用新型提供的浸没冷却式液冷电源模块组件，与传统风冷相比，可使电源功率密度得到提高，防护等级得到提高，散热效率得到提高，电气绝缘更高、更安全。

本实用新型提供的浸没冷却式液冷电源模块组件解决了传统风冷存在噪声、散热差和防护等级低等问题；另外，与传统间接式液冷相比，散热效率得到了提高，防护等级更高；与全浸没冷却式液冷电源模块相比，电气绝缘效果优，冷却液不受限制，产品寿命大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所示浸没冷却式电源模块组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所示浸没冷却式电源模块组件的另一结构示意图；

其中：

1-充电电源模块；

11-内腔壳体；

12-电源模块连接端子；

13-半导体功率器件；

14-磁性器件；

2-冷却液箱体；

21-冷却液进口；

22-冷却液出口；

3-绝缘导热灌封胶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本实用新型的目的、方案及功效，但并非作为本实用新型所附权利要求保护范围的限制。

在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”以及“约”、或“大约”、“实质上”、“左右”等指示的方位或位置关系或参数等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述内容，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、特定的尺寸或以特定的方位构造和操作，因此也不能理解为对本实用新型的限制。

为了解决现有充电电源模块功率小、防护低、冷却效率低等技术问题，本实用新型实施例提供了一种如图1-2所示的浸没冷却式电源模块组件，包括：一充电电源模块1；以及用于浸没所述充电电源模块1的冷却液箱体2，所述冷却液箱体2设置有冷却液进口21和出口22；其特征在于：所述充电电源模块1 是通过绝缘导热灌封胶3完全灌封在充电电源模块1的内腔壳体11中从而形成整体灌封结构，所述绝缘导热灌封胶3填充满所述充电电源模块1的内腔壳体 11。其中，所述内腔壳体11的外壁上向外凸出一电源模块连接端子12，所述电源模块连接端子12穿过所述冷却液箱体2与冷却液箱体2固定，可以位于冷却液箱体的任一内壁上。其中，所述充电电源模块1设于冷却液箱体2任一内壁上，如图1所示，在一实施例中位于冷却液箱体2右侧内壁上，如图2所示，在另一实施例中位于冷却液箱体2上侧内壁上，具体的，所述内腔壳体11为一金属壳体。

本实用新型实施例中将大功率充电电源模块1通过绝缘导热灌封胶3完全灌封，整体浸没在水箱2的冷却液中，解决了电源功率小，元器件绝缘问题，单板防护问题和散热效率低等问题。

其中，所述充电电源模块1进一步包括半导体功率器件13、磁性器件14 及PCB板，所述半导体功率器件13和磁性器件14位于所述内腔壳体11中；所述半导体功率器件13通过绝缘陶瓷片贴合于所述充电电源模块1的金属壳体内壁；所述PCB板固定于所述内腔壳体11的内壁上，所述磁性器件14进一步连接于所述充电电源模块1的PCB板上；所述半导体功率器件13通过引脚与PCB 板连接。

其中，所述冷却液箱体2上设有冷却液进口21及冷却液出口22，所述冷却液由冷却液进口21进入冷却液箱体2，从冷却液出口22流出，形成一冷却单元。所述冷却液进口21和冷却液出口22分别设于所述冷却液箱体2一侧的上下方。本实用新型另一实施例中所述冷却液进口21和冷却液出口22分别设于所述冷却液箱体2的左右两侧。

其中，所述多个冷却单元通过串联或并联连接构成用于大功率电源模块的冷却部件，所述用于大功率电源模块的冷却部件进一步外接密闭式液冷循环系统装置，整体形成完整的冷却系统。

由于充电电源模块主要的发热源为半导体功率器件13(二极管和三极管) 和磁性器件14(电感和变压器)，实施中将半导体器件13通过绝缘陶瓷片贴合于充电电源模块1的金属壳体内壁上，再将充电电源模块1所有的内腔壳体即空气腔体完全填充绝缘导热灌封胶3，待绝缘导热灌封胶3冷却固化后，整体浸没在冷却液箱体2的冷却液中，冷却液为纯水与乙二醇的混合溶液，冷却液由冷却液进口进入箱体，从冷却液出口12流出，形成闭式水冷循环系统的最小冷却单元，多个最小冷却单元可形成更大功率部件，可外接密闭式液冷循环系统装置，使整体形成完整的冷却系统。本实用新型实施例中电源模块完全灌封，使其与外界环境完全隔离，解决了防护问题；直接浸没在冷却液中冷却，冷却速度快，效果显著。

本实用新型实施例提供的浸没冷却式液冷电源模块组件，与传统风冷相比，可使电源功率密度得到提高，防护等级得到提高，散热效率得到提高，电气绝缘更高、更安全。该浸没冷却式液冷电源模块组件解决了传统风冷存在噪声、散热差和防护等级低等问题；另外，与传统间接式液冷相比，散热效率得到了提高，防护等级更高；与全浸没冷却式液冷电源模块相比，电气绝缘效果优，冷却液不受限制，产品寿命大大提高。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种浸没冷却式电源模块组件，包括：

一充电电源模块；以及

用于浸没所述充电电源模块的冷却液箱体，所述冷却液箱体设置有冷却液进口和出口；其特征在于：所述充电电源模块是通过绝缘导热灌封胶完全灌封在充电电源模块的内腔壳体中从而形成整体灌封结构。

2.根据权利要求1所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述内腔壳体的外壁上向外凸出一电源模块连接端子，所述电源模块连接端子穿过所述冷却液箱体与冷却液箱体固定。

3.根据权利要求1所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述内腔壳体为一金属壳体。

4.根据权利要求3所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述充电电源模块进一步包括半导体功率器件、磁性器件及PCB板，所述半导体功率器件和磁性器件位于所述内腔壳体中；

所述半导体功率器件通过绝缘陶瓷片贴合于所述充电电源模块的金属壳体内壁；所述PCB板固定于所述内腔壳体的内壁上，所述磁性器件进一步连接于所述充电电源模块的PCB板上；所述半导体功率器件通过引脚与PCB板连接。

5.根据权利要求3或4所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述绝缘导热灌封胶填充满所述充电电源模块的内腔壳体。

6.根据权利要求2所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述冷却液箱体上设有冷却液进口及冷却液出口，所述冷却液由冷却液进口进入冷却液箱体，从冷却液出口流出，形成一冷却单元。

7.根据权利要求6所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述冷却液进口和冷却液出口分别设于所述冷却液箱体的左右两侧或冷却液箱体一侧的上下方。

8.根据权利要求7所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述充电电源模块设于冷却液箱体任一内壁上。

9.根据权利要求6所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述冷却单元通过串联或并联连接构成用于大功率电源模块的冷却部件。

10.根据权利要求9所述的浸没冷却式电源模块组件，其特征在于：所述用于大功率电源模块的冷却部件进一步外接密闭式液冷循环系统装置，整体形成完整的冷却系统。

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