CN221354837U - 热交换设备、功率模块组件及储能设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热交换设备、功率模块组件及储能设备，包括主壳体，包括设置于自身外表面且沿第一方向上相背的第一安装面及第二安装面，第一安装面用于安装第一发热器件，第一发热器件通过主壳体的第二安装面安装于载体。封板组件，封板组件盖合于主壳体沿第二方向相对的两侧，以形成一侧开口的容纳腔，第一容纳腔用于安装第二发热器件。其中，主壳体设置有冷却通道的中空结构，冷却通道用于流通冷却介质，能够与第一发热器件与第二发热器件进行热交换。与传统分离式安装方法相比，让发热元器件与热交换设备的高度集成后在安装于载体，有效避免安装误差提高可靠度，还能够直接与第一发热器件及第二发热器件实现热交换，节省安装冷却板的空间。

Description

热交换设备、功率模块组件及储能设备

技术领域

本申请属于冷却设备技术领域，尤其涉及一种热交换设备、功率模块组件及储能设备。

背景技术

由于人们所需的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用一种装置，把一段时期内暂时不用的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，或者运往能量紧缺的地方再使用，这种方法就是能量存储。能量储存设备的基本任务是克服在能量供应和需求之间的时间性或者局部性的差异。

储能设备是将发电系统发的电进行储存，当没有天然能源供发电系统发电的时候，储能设备放电给家庭用电设备使用。

储能设备中的发热器件一旦温度过高会直接影响到设备运行的可靠性，甚至情况恶劣的会影响到产品的安全性。现有的技术中，不同的发热元件与冷却板结构之间常采用分离式设计，对发热器件进行分别散热，不但浪费空间，还很容易造成装配误差等安装作业上的困扰。

实用新型内容

本申请实施例提供一种热交换设备、功率模块组件及储能设备，能够节约安装空间、且能够保障发热器件与热交换设备的安装装配可靠性。

一方面，本申请实施例提供一种热交换设备，包括主壳体，包括设置于自身外表面且沿第一方向上相背的第一安装面及第二安装面，第一安装面用于安装第一发热器件，第一发热器件通过主壳体的第二安装面安装于载体。封板组件，封板组件盖合于主壳体沿第二方向相对的两侧，以形成一侧开口的容纳腔，第一容纳腔用于安装第二发热器件。其中，主壳体设置有冷却通道的中空结构，冷却通道用于流通冷却介质，能够与第一发热器件与第二发热器件进行热交换。

在一些实施例中，主壳体包相继连接的顶壁、侧壁与底壁，第一安装面位于顶壁顶部，侧壁与开口相对，第二安装面位于底壁，顶壁、侧壁与底壁沿第二方向均设置有冷却通道。

在一些实施例中，顶壁包括沿第三方向分布的第一中心区和第一边缘区，第一边缘区位于第一中心区两侧，第一边缘区沿第一方向贯穿顶壁的多个第一安装孔，第一中心区设置有沿第二方向延伸的第一通道。

在一些实施例中，侧壁包括沿所述第一方向分布的第二中心区和第二边缘区，第二边缘区位于第二中心区的两侧，第二边缘区沿第三方向贯穿侧壁的多个第二安装孔，第二中心区设置有沿第二方向延伸的第二通道。

在一些实施例中，底壁包括沿第三方向分布的第三中心区和第三边缘区，第三边缘区位于第三中心区的两侧且相互呈台阶连接，第三边缘区设置有沿第一方向贯穿底壁的多个第三安装孔，第三中心区设置有沿第二方向延伸的第三通道；

冷却通道包括所述第一通道，第二通道第三通道及连接通道，连接通道设于主壳体端部，用于连通第一通道、第二通道及第三通道。

在一些实施例中，冷却通道还包括安装固定于封板组件上的第一接口及第二接口，第一接口及第二接口中的一者与冷却通道的一端连通，另一者与冷却通道的另一端连通。

在一些实施例中，第一接口与第二接口沿第二方向设置于主壳体的两端，第一通道、第二通道及第三通道通过连接通道串联或并联形成冷却通道。

在一些实施例中，第一接口与第二接口沿第二方向设置于主壳体的一端，第一通道与第三通道中的一者通过连接通道与第二通道并联后，再通过连接通道与第一通道与第三通道中剩余的一者串联形成冷却通道。

第二方面，本申请实施例提供一种功率模块组件，包括如前述任一项实施例提供的热交换设备、至少一个功率模块及至少一个电感元件，功率模块安装固定于第一安装面，电感元件安装固定于容纳腔内。

第三方面，本申请实施例提供一种储能设备，包括如前述实施例提供的功率模块组件。

本申请实施例的提供的热交换设备、功率模块组件及储能设备中，热交换设备采用了具有第一安装面、第二安装面及容纳腔的主壳体的壁部做成了有冷却通道的中空结构，并且用封板组件封住主壳体的两端的方式封闭冷却通道，整体制作和封装都比较简单，而且能够将第一发热器件安装于第一安装面，第二发热器件安装于容纳腔，与传统分离式安装方法相比，让发热元器件与热交换设备的高度集成后在安装于载体，有效避免安装误差提高可靠度，还能够直接与第一发热器件及第二发热器件实现热交换，节省安装冷却板的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供热交换设备的一种爆炸结构示意图；

图2是图1所示热交换设备的组装结构示意图；

图3是图1所示热交换设备中主壳体一视角的结构示意图；

图4是图3沿A-A剖面的结构示意图；

图5是图3所示主壳体中顶壁结构示意图；

图6是图3所示主壳体中侧壁结构示意图；

图7是图3所示主壳体中底壁结构示意图；

图8-11是图3所示主壳体端部不同示例的结构示意图；

图12是本申请实施例提供功率模块组件的一种结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、热交换设备；

100、主壳体；110、顶壁；111、第一中心区；112、第一边缘区；113、第一安装孔；120、侧壁；121、第二中心区；122、第二边缘区；123、第二安装孔；130、底壁；131、第三中心区；132、第三边缘区；133、第三安装孔；140、第一安装面；150、第二安装面；

200、封板组件；

300、冷却通道；310、第一通道；311、第一通孔；312、第一并槽；320、第二通道；321、第二通孔；322、并联槽；330、第三通道；331、第三通孔；332、第三并联槽；340、连接通道；

410、第一接口；420、第二接口；

2000、功率模块；

3000、电感元件。

具体实施方式

下面将详细描述本申请各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

由于人们所需的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要使用一种装置，把一段时期内暂时不用的多余能量通过某种方式收集并储存起来，在使用高峰时再提取使用，或者运往能量紧缺的地方再使用，这种方法就是能量存储。能量储存设备的基本任务是克服在能量供应和需求之间的时间性或者局部性的差异。

储能设备是将发电系统发的电进行储存，当没有天然能源供发电系统发电的时候，储能设备放电给家庭用电设备使用。

储能设备中的发热器件一旦温度过高会直接影响到设备运行的可靠性，甚至情况恶劣的会影响到产品的安全性。现有的技术中，不同的发热元件与冷却板结构之间常采用分离式设计，对发热器件进行分别散热，不但浪费空间，还很容易造成装配误差等安装作业上的困扰。

一方面，参照附图1-4，本申请实施例提供一种热交换设备，包括主壳体100，包括设置于自身外表面且沿第一方向上相背的第一安装面及第二安装面150，第一安装面140用于安装第一发热器件，第一发热器件通过主壳体100的第二安装面150安装于载体；封板组件200，封板组件200盖合于主壳体100沿第二方向相对的两侧，以形成一侧开口的容纳腔，第一容纳腔用于安装第二发热器件；其中，主壳体100设置有冷却通道300的中空结构，冷却通道300用于流通冷却介质，能够与第一发热器件与第二发热器件进行热交换。

可以理解的是，热交换设备1000采用了具有第一安装面140、第二安装面150及容纳腔的主壳体100的壁部做成了有冷却通道300的中空结构，并且用封板组件200封住主壳体的两端的方式封闭冷却通道300，整体制作和封装都比较简单，而且能够将第一发热器件安装于第一安装面140，第二发热器件安装于容纳腔，让发热元器件与热交换设备1000的高度集成后在安装于载体，与传统分离式安装方法相比，让发热元器件与热交换设备的高度集成后在安装于载体，有效避免安装误差提高可靠度，还能够直接与第一发热器件及第二发热器件实现热交换，节省安装冷却板的空间。

该热交换设备1000中的第一安装面140与第二安装面150均均为平面，以使第一发热器件与第二发热器件安装好之后能够与主壳体100更好的贴合，能够冷却介质与第一发热器件、第二发热器件之间保障正常的热交换。

在一些实施例中，主壳体100包相继连接的顶壁110、侧壁120与底壁130，第一安装面140位于顶壁110顶部，侧壁120与开口相对，第二安装面150位于底壁130，顶壁110、侧壁120与底壁130沿第二方向均设置有冷却通道300。

可以理解的是，主壳体100壁部包括了顶壁110、侧壁120与底壁130，形成具有开口的半包围结构，并且将第二发热器件安装于侧壁120，由于侧壁120与开口的方向相对设置，这样在安装第二发热器件时能够更加的方便，对侧设置的开口能够在安装过程中提供更大的操作空间。

在一些实施例中，参见附图5，顶壁110包括沿第三方向分布的第一中心区111和第一边缘区112，第一边缘区112位于第一中心区111两侧，第一边缘区112沿第一方向贯穿顶壁110的多个第一安装孔113，第一中心区111设置有沿第二方向延伸的第一通道310。

可以理解的是，将顶壁110分第一中心区111和第一边缘区112，这样的设置能够让第一边缘区112上的第一安装孔113与第一中心区111上的第一通道310出现交叉，防止第一安装孔113破坏第一通道310影响冷却介质的流通；并且，将第一中心区111设置在中部也能够让第一通道310靠近第一发热器件与第二发热器件，进而能够让第一通道310内流通的冷却介质更加有效的与两者之间进行热交换。

第一通道310包括沿第二方向贯穿于主壳体100的多个第一通孔311及设置于主壳体100端部的第一并联槽312，多个第一通孔311沿第三方向分布于顶壁110，第一并联槽312设置于主壳体100的端且沿第三方向设置，以使多个第一通孔311并联在一起形成第一通道310。

在一些实施例中，参见附图6，侧壁120包括沿所述第一方向分布的第二中心区121和第二边缘区122，第二边缘区122位于第二中心区121的两侧，第二边缘区122沿第三方向贯穿侧壁120的多个第二安装孔123，第二中心区121设置有沿第二方向延伸的第二通道320。

可以理解的是，将侧壁120分成第二中心区121与的第二边缘区122，这样的设置能够让第二边缘区122上的第二安装孔123与第二中心区121上的第二通道320出现交叉，防止第二安装孔123破坏第二通道320影响冷却介质的流通；并且，将第二中心区121设置在中部也能够刚好对应第二发热器件的中部，进而能够让第二通道320内流通的冷却介质更加有效的与第二发热器件之间进行热交换。

第二通道320包括沿第二方向贯穿于主壳体100的多个第二通孔321及设置于主壳体100端部的第二并联槽322，多个第一通孔321沿第一方向分布于侧壁120，第二并联槽322设置于主壳体100的端部且沿第一方向设置，以使多个第二通孔321并联在一起形成第二通道320。

在一些实施例中，参见附图7，底壁130包括沿第三方向分布的第三中心区131和第三边缘区132，第三边缘区132位于第三中心区131的两侧且相互呈台阶连接，第三边缘区132设置有沿第一方向贯穿底壁130的多个第三安装孔133，第三中心区131设置有沿第二方向延伸的第三通道330。

可以理解的是，将底壁130分成第三中心区131与的第三边缘区132，这样的设置能够让第三边缘区132上的第三安装孔133与第三中心区131上的第三通道330出现交叉，防止第三安装孔133破坏第三通道330影响冷却介质的流通；并且，将第三中心区131设置在中部也能够刚好对应第二发热器件的底部，进而能够让第三通道330内流通的冷却介质更加有效的与第二发热器件之间进行热交换。

第三通道330包括沿第二方向贯穿于主壳体100的多个第三通孔331及设置于主壳体100端部的第三并联槽332，多个第三通孔331沿第三方向分布于底壁130，第三并联槽332设置于主壳体端部且沿第三方向设置，以使多个第三通孔331并联在一起形成第三通道330；

冷却通道包括第一通道310、第二通道320、第三通道330和连接通道340，连接通道设于主壳体端部，用于连通第一通道、所述第二通道及第三通道。

可以理解的是，主壳体100选用整体型材，通过机加工的方式获得冷却通道300，其中，第一通道310中的第一并联槽312、第二并联槽322、第三并联槽332及连接通道340均设置于主壳体100的端部，这样的设置能够通过简单的加工来获得，用封板组件200封住主壳体100的两端的方式封闭冷却通道300，整体制作和封装都比较简单。操作者也能够更直观的看清第一通道310、第二通道320及第三通道330的连通情况，能够在短时间内连接冷却通道300中冷却介质的流通路径。

在一些实施例中，参见附图1-7，冷却通道300还包括安装固定于封板组件200上的第一接口410及第二接口420，第一接口410及第二接口420中的一者与冷却通道300的一端连通，另一者与冷却通道300的另一端连通。

可以理解的是，第一接口410及第二接口420中的一者与冷却通道300的一端连通，另一者与冷却通道300的另一端连通，进而在通入冷却介质后能够沿着冷却通道300布置流通到主壳体100的顶壁110、侧壁120及底壁130，进而能够与第一发热器件，第二发热器件进行热交换。在此并不对冷却液的流淌方向进行限制，一般以位于下方的接口为进入口，上方的接口为排出口。第一接口410与第二接口420的选用相同规格，并且均为快插接头，这样的设置能在安装过程中更加的方便。

在一些实施例中，第一接口410与第二接口420沿第二方向设置于主壳体100的两端，第一通道310、第二通道320及第三通道330通过连接通道340串联或并联形成冷却通道300。

可以理解的是，第一接口410与第二接口420的交错设置，避免冷却液单独在第一通道310、第二通道320及第三通道330中的一者内流淌，能够让冷却介质在第一通道310、第二通道320及第三通道330中充分的流通后排出，以使冷却介质充分的进行热交换。

作为其中一种示例，参见图8及图9，连接通道340在主壳体100的一侧将第一通道310与第二通道320连通，又在主壳体100的另一侧将第二通道320与第三通道330连通，以使第一通道310、第二通道320及第三通道330串联在一起形成冷却通道300，进而能够冷却介质以第一通道310、第二通道320及第三通道330的顺序或相反顺序流通，让冷却介质充分的分布于顶壁110、侧壁120与底壁130来进行热交换。

作为另外一种示例，参见图10，连接通道340在主壳体100的一侧将第一通道310、第二通道320及第三通道330连通，又在主壳体100的另一侧以同样的连接方式将第一通道310、第二通道320与第三通道330连通，以使第一通道310、第二通道320及第三通道330并联在一起形成冷却通道300，进而能够冷却介质以第一通道310、第二通道320及第三通道330的三条路径进行流通，让冷却介质充分的分布于顶壁110、侧壁120与底壁130来进行热交换。

在一些实施例中，第一接口410与第二接口420沿第二方向设置于主壳体100的一端，第一通道310与第三通道330中的一者通过连接通道340与第二通道320并联后，再通过连接通道340与第一通道310与第三通道330中剩余的一者串联形成冷却通道300。

作为其中一种示例，参附图8和图10，第一接口410与第二接口420设置在主壳体100的一侧，将第一通道310作为单独进回水通道，第二通道320与第三通道330通过连接通道340并联在一起作为进回水通道，主壳体100的另一侧通过连接通道340将第一通道310、第二通道320与第三通道330连通，以使第二通道320与第三通道330并联后在与第一通道310串联形成冷却通道300，进而能够冷却介质以第一通道310、第二通道320及第三通道330的三条路径进行流通，让冷却介质充分的分布于顶壁110、侧壁120与底壁130来进行热交换。

作为另外一种示例，参见图10和图11，主壳体100在位于第一接口410与第二接口420的一侧，将第三通道330作为单独进回水通道，第一通道310与第二通道320通过连接通道340并联在一起作为进回水通道，主壳体100的另一侧通过连接通道340将第一通道310、第二通道320与第三通道330连通，以使第一通道310与第二通道320并联后在与第三通道330串联形成冷却通道300，进而能够冷却介质以第一通道310、第二通道320及第三通道330的三条路径进行流通，让冷却介质充分的分布于顶壁110、侧壁120与底壁130来进行热交换。

另一方面，本申请实施例提供一种功率模块2000组件，包括如前述任一项实施例提供的热交换设备1000、至少一个功率模块2000及至少一个电感元件3000，功率模块2000安装固定于第一安装面140，电感元件3000安装固定于容纳腔内。

可以理解的是，利用热交换设备1000作为电感元件3000的盒体，用来流通冷却介质，并且还将功率模块2000集成在电感盒体上，通过电感盒体将功率模块2000与电感元件3000安装在载体上，不仅实现了功率模块2000、电感元件3000与电感盒体的高度集成，减小了整体尺寸，节省安装冷却板的空间，也使得安装更加的方便，还能够使得电感盒体内流通的冷切介质能够直接与功率模块2000、电感元件3000实现热交换，进而能够提高冷却效果。

顶壁110、侧壁120与底壁130与封板组件200之间的连接形成半包围结构，能够隔绝电感元件3000对周围电子模块产生的干扰，能够让产品运行更加的可靠。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种热交换设备，其特征在于，包括：

主壳体，包括设置于自身外表面且沿第一方向上相背的第一安装面及第二安装面，所述第一安装面用于安装第一发热器件，所述第一发热器件通过所述主壳体的所述第二安装面安装于载体；

封板组件，所述封板组件盖合于所述主壳体沿第二方向相对的两侧，以形成一侧开口的容纳腔，所述第一容纳腔用于安装第二发热器件；

其中，所述主壳体设置有冷却通道的中空结构，所述冷却通道用于流通冷却介质，能够与所述第一发热器件与所述第二发热器件进行热交换。

2.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述主壳体包相继连接的顶壁、侧壁与底壁，所述第一安装面位于所述顶壁顶部，所述侧壁与所述开口相对，所述第二安装面位于所述底壁，所述顶壁、侧壁与底壁沿所述第二方向均设置有所述冷却通道。

3.根据权利要求2所述的热交换设备，其特征在于，所述顶壁包括沿第三方向分布的第一中心区和第一边缘区，所述第一边缘区位于所述第一中心区两侧，所述第一边缘区沿所述第一方向贯穿所述顶壁的多个第一安装孔，所述第一中心区设置有沿所述第二方向延伸的第一通道。

4.根据权利要求3所述的热交换设备，其特征在于，所述侧壁包括沿所述第一方向分布的第二中心区和第二边缘区，所述第二边缘区位于所述第二中心区的两侧，所述第二边缘区沿所述第三方向贯穿所述侧壁的多个第二安装孔，所述第二中心区设置有沿所述第二方向延伸的第二通道。

5.根据权利要求4所述的热交换设备，其特征在于，所述底壁包括沿所述第三方向分布的第三中心区和第三边缘区，所述第三边缘区位于所述第三中心区的两侧且相互呈台阶连接，所述第三边缘区设置有沿所述第一方向贯穿所述底壁的多个第三安装孔，所述第三中心区设置有沿所述第二方向延伸的第三通道；

所述冷却通道包括所述第一通道、所述第二通道、所述第三通道及连接通道，所述连接通道设于所述主壳体端部，用于连通所述第一通道、所述第二通道及所述第三通道。

6.根据权利要求5所述的热交换设备，其特征在于，所述冷却通道还包括安装固定于所述封板组件上的第一接口及第二接口，所述第一接口及所述第二接口中的一者与所述冷却通道的一端连通，另一者与所述冷却通道的另一端连通。

7.根据权利要求6所述的热交换设备，其特征在于，所述第一接口与所述第二接口沿所述第二方向设置于所述主壳体的两端，所述第一通道、所述第二通道及所述第三通道通过所述连接通道串联或并联形成所述冷却通道。

8.根据权利要求6所述的热交换设备，其特征在于，所述第一接口与所述第二接口沿所述第二方向设置于所述主壳体的一端，所述第一通道与所述第三通道中的一者通过所述连接通道与所述第二通道并联后，再通过所述连接通道与所述第一通道与所述第三通道中剩余的一者串联形成所述冷却通道。

9.一种功率模块组件，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的热交换设备、至少一个功率模块及至少一个电感元件，所述功率模块安装固定于所述第一安装面，所述电感元件安装固定于所述容纳腔内。

10.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的功率模块组件。