WO2017020406A1 - 可扩展逆变器的冷却系统及其机械总成 - Google Patents

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WO2017020406A1
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coolant
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黄风太
焦兵锋
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中山大洋电机股份有限公司
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • a bottom step 411 is provided on the bottom surface of the water inlet channel 511 and the bottom surface of the cover plate 3.
  • the bottom step 411 gradually reduces the cross-sectional area of the water inlet channel 511 along the flow direction of the coolant to make the coolant design. It needs to be distributed to each of the water tanks 40.
  • a bottom step 411 is provided on the bottom surface of the water inlet channel 511 and the bottom surface of the cover plate 3 and a left side step 412 is provided on the left side surface of the water inlet channel 511 and the bottom surface of the cover plate 3, wherein A step arc 410 is disposed on the left step 412.
  • the three side shunt ramps will be shown, namely the bottom ramp 441, the left ramp 442 and the right ramp 443, the direction of the arrows representing the flow direction of the coolant.
  • the bottom slope 441, the left side slope 442, and the right side slope 443 may be combined arbitrarily, that is, the adjacent two to three branching slopes 44 may be split together, or the two adjacent splitting slopes 44 may be shunted together.
  • a bottom slope 441 is provided on the bottom surface of the water inlet channel 511 and the bottom surface of the cover plate 3
  • a left side slope is provided on the left side surface of the water inlet channel 511 and the bottom surface of the cover plate 3. 442, the bottom ramp 441 and the left ramp 442 together cause the cross-sectional area of the inlet water passage 511 to gradually decrease in the direction of coolant flow so that the coolant is distributed into each of the water tanks 40 as designed.
  • the implementation of other ramp combinations is similar to this and will not be given.
  • the three side baffles namely the bottom baffle 451, the left baffle 452 and the right baffle 453, will be shown, with the direction of the arrows indicating the direction of flow of the coolant.
  • the water inlet channels 511 can be connected to the two sides of the cooling casing 2, respectively.

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Abstract

一种可扩展逆变器的冷却系统及其机械总成，其中冷却系统包括逆变器箱体(1)、设置在逆变器箱体(1)里面的冷却壳体(2)和盖板(3)，在冷却壳体(2)的顶面上开设有空槽(20)，盖板(3)安装在冷却壳体(2)的顶面上并且密封着所述的空槽(20)，在盖板(3)的底面上设置有水路结构(4)，水路结构(4)伸入到空槽(20)里面以使在空槽(20)里面形成M个并列的水槽(40)，水槽(40)的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽(40)的数量M根据需要被冷却的功率模块(6)的数量进行扩展，以满足不同类型电动汽车的需要，灵活方便，通用性强。

Description

可扩展逆变器的冷却系统及其机械总成 技术领域：
本实用新型涉及一种可扩展逆变器的冷却系统及其机械总成，属于电动汽车领域。
背景技术：
现有的电动汽车，例如混合动力汽车、纯电动汽车，由于电机定子绕组相数的不同，用于控制电机运行工作的逆变器需要根据电机定子绕组相数的不同设置不同数量的逆变模块，例如3相电机只需要在逆变器里面设置1个逆变模块，而6相电机需要在逆变器里面设置2个逆变模块，9相电机需要在逆变器里面设置3个逆变模块，每个逆变模块包括3个并列在一起的IGBT模块。
在电动汽车的电机控制器里面设置有冷却水路用于对多个并列在一起的IGBT模块进行冷却散热，以把IGBT模块在工作过程中产生的热量散去，保证IGBT模块的正常工作。现在的冷却水路都是针对具体应用而特别设计的，即每种类型的电动汽车都有为其特别设计的冷却水路。这种特别设计的冷却水路对不同类型的电动汽车没有可扩展和可组合性，适用范围窄、通用性差。针对不同类型的电动汽车，如需重新设计冷却水路难度大，并且成本将会大大增加，这些都不是客户所期望的。
发明内容：
本实用新型的第一个目的是提供一种可扩展逆变器的冷却系统，其结构简单，根据需要被冷却的功率模块的数量对水槽的数量进行扩展，以满足不同类型电动汽车的需要，灵活方便，通用性强。
本实用新型的第二个目的是提供一种可扩展逆变器的机械总成，其结构简单，水槽的数量可以根据需要被冷却的功率模块的数量进行扩展，通用性强，有效降低并且控制成本。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
可扩展逆变器的冷却系统,包括逆变器箱体、设置在逆变器箱体里面的冷却壳体和盖板，在冷却壳体的顶面上开设有空槽，盖板安装在冷却壳体的顶面上并且密封着所述的空槽，在盖板的底面上设置有水路结构，水路结构伸入到空槽里面以使在空槽里面形成M个并列的水槽，水槽的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽的数量M根据需要被冷却的功率模块的数量进行扩展。
上述水槽的数量等于功率模块的数量，每1个水槽对1个功率模块进行冷却。
上述M个水槽根据需要接成并联水路、或者串联水路、或者并联水路与串联水路的组合。
上述并联水路包括入水水道、出水水道以及至少2个水槽，水槽并列的设置在入水水道与出水水道之间，并列的水槽把入水水道与出水水道并联起来。
上述串联水路包括入水水道、出水水道以及至少1个水槽，入水水道、水槽以及出水水道依次连接起来。
上述水路结构包括在入水水道沿着冷却液流动方向、在盖板的底面上依次设置的分流台阶，沿着冷却液流动方向依次设置的分流台阶使入水水道的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽中。
上述每个分流台阶可以是底部台阶，或者是左侧台阶，或者是右侧台阶，或者是底部台阶、左侧台阶和右侧台阶的任意组合。
上述水路结构包括在入水水道沿着冷却液流动方向、在盖板的底面上设置的分流斜坡，沿着冷却液流动方向设置的分流斜坡使入水水道的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽中。
上述每个分流斜坡可以是底部斜坡，或者是左侧斜坡，或者是右侧斜坡，或者是底部斜坡、左侧斜坡和右侧斜坡的任意组合。
上述水路结构包括在入水水道沿着冷却液流动方向、在盖板的底面上依次设置的导流片，导流片使冷却液按设计需要分配到各个水槽中。
上述每个导流片可以是底部导流片，或者是左侧导流片，或者是右侧导流片，或者是底部导流片、左侧导流片和右侧导流片的任意组合。
上述导流片是呈Z形，或者是呈锲形，或者是倾斜设置。
上述水路结构包括从盖板底面上往下伸出的若干凸台，相邻的2个凸台之间形成1个水槽。
上述水路结构包括在水槽里面、设置在盖板底面上的扰流柱或者是肋片。
上述在冷却壳体上分别开设有与入水水道连通的入水口和与出水水道连通的出水口。
可扩展逆变器的机械总成，包括逆变器箱体、设置在逆变器箱体里面的冷却壳体、盖板、多个功率模块、控制线路板和驱动线路板，在冷却壳体的顶面上开设有空槽，盖板安装在冷却壳体的顶面上并且密封着所述的空槽，功率模块安装在盖板的顶面上，控制线路板通过驱动线路板驱动功率模块，在盖板的底面上设置有水路结构，水路结构伸入到空槽里面以使在空槽里面形成M个并列的水槽，水槽的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽的数量M根据需要被冷却的功率模块的数量进行扩展。
上述在冷却壳体的底面上安装有电容模块，通过并列的水槽对电容模块与功率模块进行统一散热。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)水槽的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽的数量M根据需要被冷却的功率模块的数量进行扩展，其结构简单，根据需要被冷却的功率模块的数量对水槽的数量进行扩展，以满足不同类型电动汽车的需要，灵活方便，通用性强，并且通过把水路结构设置在盖板上，如果需要设计水路只需要改变设置在盖板底面上的水路结构，方便、低成本，而不像现有技术方案中如果需要设计水路则需要更换整个冷却壳体结构，设计量大、成本高，由此可见本技术方案具有明显的技术和成本优势，适宜在生产中推广应用；
2)M个并列的水槽根据需要接成并联水路、或者串联水路、或者并联水路与串联水路的组合，其结构简单，使用灵活方便，满足不同功率模块的散热要求和不同客户对于冷却水路结构的要求；
3)水路结构包括在入水水道沿着冷却液流动方向、在盖板的底面上依次设置的分流台阶，沿着冷却液流动方向依次设置的分流台阶使入水水道的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽中，入水水道内冷却液的流速实际上会从入水口开始逐渐降低，因此通过改变入水水道的横截面积，使入水水道的横截面积从入水口开始逐渐减小，使冷却液从入水口进入入水水道后流速较为平稳，并且可以按需分配流入各水槽的冷却液的流量，从而令不同的功率模块的温度差别最小化，充分发挥冷却系统和功率模块的性能，并且可以满足新能源产品集成化、一体化和小型化的需求；
4)水路结构包括在水槽里面、设置在盖板底面上的扰流柱或者是肋片，有效增加与冷却液的接触面积，使冷却液能够带走更多的热量，提高整个冷却系统的冷却效率。
附图说明：
图1是实施例中可扩展逆变器的冷却系统的立体图；
图2是实施例中盖板第一种实施方式的结构示意图；
图3是图2中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图4是实施例中盖板第二种实施方式的结构示意图；
图5是图4中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图6是实施例中盖板第三种实施方式的结构示意图；
图7是图6中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图8是实施例中盖板第四种实施方式的结构示意图；
图9是图8中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图10是实施例中盖板第五种实施方式的结构示意图；
图11是图10中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图12是实施例中盖板第六种实施方式的结构示意图；
图13是图12中盖板对应的冷却系统的水路示意图；
图14是实施例中盖板第七种实施方式的结构示意图；
图15是实施例中盖板第八种实施方式的结构示意图；
图16是实施例中盖板第九种实施方式的结构示意图；
图17是实施例中盖板第十种实施方式的结构示意图；
图18是实施例中盖板第十一种实施方式的结构示意图；
图19是实施例中盖板第十二种实施方式的结构示意图；
图20是实施例中盖板第十二种实施方式的结构示意图；
图21是实施例中盖板第十三种实施方式的结构示意图；
图22是实施例中盖板第十四种实施方式的结构示意图；
图23是实施例中盖板第十五种实施方式的结构示意图；
图24是实施例中盖板第十六种实施方式的结构示意图；
图25是实施例中盖板第十七种实施方式的结构示意图；
[根据细则91更正 13.11.2015]　
图26是实施例中盖板第十九种实施方式的结构示意图；
图27是实施例中盖板第二十种实施方式的结构示意图；
图28是实施例中盖板第二十一种实施方式的结构示意图；
图29是实施例中盖板第二十二种实施方式的结构示意图；
图30是实施例中盖板第二十三种实施方式的结构示意图；
图31是实施例中盖板第二十四种实施方式的结构示意图；
图32是实施例中盖板第二十五种实施方式的结构示意图；
图33是实施例中盖板第二十六种实施方式的结构示意图；
图34是实施例中可扩展逆变器的机械总成的立体图；
图35是实施例中可扩展逆变器的机械总成一个角度的爆炸图；
图36是实施例中可扩展逆变器的机械总成另一个角度的爆炸图；
图37是实施例中可扩展逆变器的机械总成的结构剖视图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：如图1、图2和图3所示，本实施例是一种可扩展逆变器的冷却系统,包括逆变器箱体1、设置在逆变器箱体1里面的冷却壳体2和盖板3，其中在本实施例中冷却壳体2与逆变器箱体1是一体加工成型的，在冷却壳体2的顶面上开设有空槽20，盖板3安装在冷却壳体2的顶面上并且密封着所述的空槽20，优选的，在盖板3与冷却壳体2之间加设密封圈，以保证其密封性。
在盖板3的底面上设置有水路结构4，水路结构4伸入到空槽20里面以使在空槽20里面形成M个并列的水槽40，水槽40的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽40的数量M根据需要被冷却的功率模块6的数量进行扩展。水槽40的数量等于功率模块6的数量，每1个水槽40对1个功率模块6进行冷却。但是并不局限于此，根据需要可以采用每2个水槽对1个功率模块6进行冷却、或者采用每3个水槽对1个功率模块6进行散热，依次类推。
在扩展的过程中，盖板3的宽度是不变的，只是其长度根据需要被冷却的功率模块6的数量进行延长，同样的，在扩展的过程中，空槽20的宽度以及深度是不变的，其长度根据需要被冷却的功率模块6的数量以及盖板的长度进行延长。
水路结构4首先包括从盖板3底面上往下伸出的若干凸台42，相邻的2个凸台42之间形成1个水槽40。凸台42根据水路设计需要设置为T型、或者Z型、或者I型，即可以通过设计以及改变凸台42的形状结构使M个并列的水槽40接成并联水路51、或者串联水路52、或者并联水路51的组合、或者并联水路51与串联水路52的组合。
并联水路51包括入水水道511、出水水道512以及至少2个水槽40，水槽40并列的设置在入水水道511与出水水道512之间，并列的水槽40把入水水道 511与出水水道512并联起来。
串联水路52包括入水水道511、出水水道512以及至少1个水槽40，入水水道511、水槽40以及出水水道512依次连接起来。
如图2所示，该为1个应用于1个包括9个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上设置8个朝向一致的T型凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，并且8个朝向一致的T型凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成9个水槽40，每1个水槽40对一个功率模块6进行散热，并且9个水槽40接成1个并联水路51，其水路示意图如图3所示，图中箭头方向代表冷却液的流动方向。在每个水槽40里面、盖板3底面上的扰流柱43，扰流柱43呈交错分布，扰流柱43增加了与冷却液的接触面积，使冷却液能够带走更多的热量，提高整个冷却系统的冷却效率。但是还可以采用例如肋片等的其它强化换热结构，只要能达到提高冷却系统的冷却效率的目的即可。
如图4所示，该为1个应用于1个包括6个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上设置5个朝向一致的T型凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，并且5个朝向一致的T型凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成6个水槽40，每1个水槽40对一个功率模块6进行散热，并且6个水槽40接成1个并联水路51，其水路示意图如图5所示，图中箭头方向代表冷却液的流动方向。
如图6所示，该为1个应用于1个包括3个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上设置2个朝向一致的T型凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，并且2个朝向一致的T型凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成3个水槽40，每1个水槽40对一个功率模块6进行散热，并且3个水槽40接成1个并联水路51，其水路示意图如图7所示，图中箭头方向代表冷却液 的流动方向。
M个并列的水槽40除可接成上述的并联水路51之外，进一步的，可以通过设计以及改变凸台42的形状结构使M个并列的水槽40接成为串联水路52、或者并联水路51的组合、或者并联水路51与串联水路52的组合，下面就其变换作具体说明。
如图8所示，该为1个应用于1个包括9个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上设置8个凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，8个凸台42中部分为T型凸台42，部分为用于改变冷却液流动方向的凸台42，并且根据需要设置T型凸台42的朝向，以本实施例中的为例，当8个凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成9个水槽40，9个水槽40接成2个并联水路51的组合，前1个并联水路51的出水水道512与后1个并联水道51的入水水道511连通，其水路示意图如图9所示，图中箭头方向代表冷却液的流动方向。需要说明的是，为了更清楚地展示水路结构，附图中将不再添加显示强化换热结构。
同样的，如图10所示，该为1个应用于1个包括6个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上设置5个凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，5个凸台42中部分为T型凸台42，部分为用于改变冷却液流动方向的凸台42，并且根据需要设置T型凸台42的朝向，以本实施例中的为例，当5个凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成6个水槽40，6个水槽40接成2个并联水路51的组合，前1个并联水路51的出水水道512与后1个并联水道51的入水水道511连通，其水路示意图如图11所示，图中箭头方向代表冷却液的流动方向。
同样的，如图12所示，该为1个应用于1个包括3个功率模块的冷却系统中的盖板3，盖板3的长度与空槽20的长度匹配，根据需要在盖板3的底面上 设置2个凸台42，当盖板3安装在冷却壳体2的顶面上时盖板3密封着所述的空槽20，2个凸台42中1个为T型凸台42，另1个为用于改变冷却液流动方向的凸台42，以本实施例中的为例，当2个凸台42伸入到空槽20中以使在空槽20里面形成3个水槽40，3个水槽40接成1个并联水路51与1个串联水路52的组合，并联水路51的出水水道512与串联水道52的入水水道511连通，其水路示意图如图13所示，图中箭头方向代表冷却液的流动方向。
水路结构4包括在入水水道511沿着冷却液流动方向、在盖板3的底面上依次设置的分流台阶41，沿着冷却液流动方向依次设置的分流台阶41使入水水道511的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。每个分流台阶41可以是底部台阶411，或者是左侧台阶412，或者是右侧台阶413，或者是底部台阶411、左侧台阶412和右侧台阶413的任意组合。
为了充分展示台阶分流结构，采用含有3个或者3个以上水槽40接成的并联水路51来展示台阶分流设计。入水水道511截面的其中3个侧面均可设置分流台阶41用于对冷却液进行分流，以冷却液流动方向把分流台阶分别定义为底部台阶411、或者是左侧台阶412，或者是右侧台阶413。
为了便于配图说明，将展示这3个侧面的分流台阶，即底部台阶411、左侧台阶412和右侧台阶413，图中的箭头方向代表冷却液的流动方向。
如图2所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部台阶411，底部台阶411使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各水槽40中。
如图14所示，在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧台阶412，左侧台阶412使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。
如图15所示，在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧台阶413，右侧台阶413使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使 冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。
进一步的，底部台阶411、左侧台阶412和右侧台阶413可以任意组合，即相邻的2个到3个分流台阶41可以共同进行分流，也可以是相对的2个分流台阶41共同进行分流。
如图16所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部台阶411，并且在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧台阶412，底部台阶411和左侧台阶412共同使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。
如图17所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部台阶411，并且在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧台阶413，底部台阶411和右侧台阶413共同使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。
如图18所示，在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧台阶412，并且在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧台阶413，左侧台阶412和右侧台阶413共同使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。
在部分或者全部的分流台阶41上设置台阶圆弧410，即在入水水道511的分流台阶41的四周设置台阶圆弧410，以减少冷却液的流动阻力，提高冷却液的流动速度和冷却系统的冷却效率。
如图19所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部台阶411，并且在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧台阶412，其中在左侧台阶412上设置有台阶圆弧410。
如图20所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部台阶411，并且在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧台阶413，其中在右侧台阶413上设置有台阶圆弧410。
底部台阶411、左侧台阶412和右侧台阶413可以任意组合，即不同的侧面 台阶或者不同的分流台阶组合可以交替进行分流。其中一个实施方式如图21所示，在入水水道511上沿冷却液流动方向依次设置分流台阶41，所述的分流台阶41依次为底部台阶411、左侧台阶412、以及底部台阶411与右侧台阶413的组合，上述不同的分流台阶交替进行分流。
水路结构4包括在入水水道511沿着冷却液流动方向、在盖板3的底面上设置的分流斜坡44，沿着冷却液流动方向设置的分流斜坡44使入水水道511的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。每个分流斜坡44可以是底部斜坡441，或者是左侧斜坡442，或者是右侧斜坡443，或者是底部斜坡441、左侧斜坡442和右侧斜坡443的任意组合。
为了充分展示斜坡分流结构，采用含有3个或者3个以上水槽40接成的并联水路51来展示斜坡分流设计。入水水道511截面的其中3个侧面均可设置分流斜坡44用于对冷却液进行分流，以冷却液流动方向把分流斜坡分别定义为底部斜坡441、或者是左侧斜坡442，或者是右侧斜坡443。
为了便于配图说明，将展示这3个侧面的分流斜坡，即底部斜坡441、左侧斜坡442和右侧斜坡443，图中的箭头方向代表冷却液的流动方向。
如图22所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部斜坡441，底部斜坡441使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各水槽40中。其它2个侧面的斜坡分流结构与其类似，在此不再给出。
进一步的，底部斜坡441、左侧斜坡442和右侧斜坡443可以任意组合，即相邻的2个到3个分流斜坡44可以共同进行分流，也可以是相对的2个分流斜坡44共同进行分流。其中一个实施方式如图23所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部斜坡441，并且在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧斜坡442，底部斜坡441和左侧斜坡442共同使入水水道511的横截面积沿冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。其它斜坡组合的实施方式与此类似，不再给出。
在部分或者全部的分流斜坡44上设置斜坡圆弧440，即在入水水道511的分流斜坡44的四周设置斜坡圆弧440，以减少冷却液的流动阻力，提高冷却液的流动速度和冷却系统的冷却效率。其中一个实施方式如图24所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部斜坡441，并且在入水水道511的左侧面、盖板3的底面上设置有左侧斜坡442，其中在左侧斜坡442上设置有斜坡圆弧440。其它斜坡组合的实施方式与此类似，不再给出。
底部斜坡441、左侧斜坡442和右侧斜坡443可以任意组合，即不同的侧面斜坡或者不同的分流斜坡组合可以交替进行分流。其中一个实施方式如图25所示，在入水水道511上沿冷却液流动方向依次设置分流斜坡44，所述的分流斜坡44依次为底部斜坡441、底部斜坡441与左侧斜坡442的组合、底部斜坡441、左侧斜坡442及右侧斜坡443的组合，上述不同的分流斜坡交替进行分流。其它斜坡组合的实施方式与此类似，不再给出。
水路结构4包括在入水水道511沿着冷却液流动方向、在盖板3的底面上依次设置的导流片45，具体的说，在每个水槽40的进水口处、盖板3的底面上设置有导流片45，根据设计需要调整导流片45的形状、大小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。每个导流片45可以是底部导流片451，或者是左侧导流片452，或者是右侧导流片453，或者是底部导流片451、左侧导流片452和右侧导流片453的任意组合。
为了充分展示导流片分流结构，采用含有3个或者3个以上水槽40接成的并联水路51来展示导流片分流设计。入水水道511截面的其中3个侧面均可设置导流片45用于对冷却液进行分流，以冷却液流动方向把导流片分别定义为底部导流片451、或者是左侧导流片452，或者是右侧导流片453。
为了便于配图说明，将展示这3个侧面的导流片，即底部导流片451、左侧导流片452和右侧导流片453，图中的箭头方向代表冷却液的流动方向。
如图26所示，在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧导流片453，右侧导流片453使冷却液按设计需要分配到水槽40中。
如图27所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部导流片451，右侧导流片451使冷却液按设计需要分配到水槽40中。
进一步的，底部导流片451、左侧导流片452和右侧导流片453可以任意组合，即相邻的2个到3个导流片可以共同进行分流，也可以是相对的2个导流片45共同进行分流。其中一个实施方式如图28所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部导流片451，并且在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧导流片453，底部导流片451和右侧导流片453共同使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。其它导流片组合的实施方式与此类似，不再给出。
底部导流片451、左侧导流片452和右侧导流片453可以任意组合，即不同的侧面导流片或者不同的导流片组合可以交替进行分流。其中一个实施方式如图29所示，在入水水道511上沿冷却液流动方向依次设置导流片45，所述的导流片45依次为右侧导流片453、左侧导流片452，上述不同的导流片交替进行分流。其它导流片组合的实施方式与此类似，不再给出。
在部分或者全部的导流片45上设置导流片圆弧450，即在入水水道511的导流片45的四周设置导流片圆弧450，以减少冷却液的流动阻力，提高冷却液的流动速度和冷却系统的冷却效率。其中一个实施方式如图30所示，在入水水道511的底面、盖板3的底面上设置有底部导流片451，并且在入水水道511的右侧面、盖板3的底面上设置有右侧导流片452，其中在右侧导流片452上设置有导流片圆弧450。其它导流片组合的实施方式与此类似，不再给出。
根据设计需要调整导流片45的形状、大小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽40中。其中第一个实施方式如图31所示，所述导流片45的形状呈Z形。第二个实施方式如图32所示，所述导流片45是倾斜设置的，具体的是向入水水道511的入水方向倾斜。第三个实施方式如图33所示，所述导流片45呈锲形，锲形的导流片45设置在水槽40的进水口处。
如图1所示，可在冷却壳体2的两侧面上分别开设有与入水水道511连通 的入水口21和与出水水道512连通的出水口22，冷却液从入水口21流入到空槽20里面并且经过水路结构后从出水口22流出。
实施例二：如图1、图34、图35、图36和图37所示，本实施例是一种可扩展逆变器的机械总成，包括逆变器箱体1、设置在逆变器箱体1里面的冷却壳体2、盖板3、多个功率模块6、控制线路板7和驱动线路板8，在冷却壳体2的顶面上开设有空槽20，盖板3安装在冷却壳体2的顶面上并且密封着所述的空槽20，功率模块6安装在盖板3的顶面上，控制线路板7通过驱动线路板8驱动功率模块6，在盖板3的底面上设置有水路结构4，水路结构4伸入到空槽20里面以使在空槽20里面形成M个并列的水槽40，水槽40的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽40的数量M根据需要被冷却的功率模块6的数量进行扩展。在冷却壳体2的底面上安装有电容模块9，通过并列的水槽40对电容模块9与功率模块6进行统一散热。
以上实施例为本发明的较佳实施方式，但本发明的实施方式不限于此，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

  1. 可扩展逆变器的冷却系统,包括逆变器箱体(1)、设置在逆变器箱体(1)里面的冷却壳体(2)和盖板(3)，在冷却壳体(2)的顶面上开设有空槽(20)，盖板(3)安装在冷却壳体(2)的顶面上并且密封着所述的空槽(20)，其特征在于：在盖板(3)的底面上设置有水路结构(4)，水路结构(4)伸入到空槽(20)里面以使在空槽(20)里面形成M个并列的水槽(40)，水槽(40)的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽(40)的数量M根据需要被冷却的功率模块的数量进行扩展。
  2. 根据权利要求1所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：水槽(40)的数量等于功率模块的数量，每1个水槽(40)对1个功率模块进行冷却。
  3. 根据权利要求2所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：M个水槽(40)根据需要接成并联水路(51)、或者串联水路(52)、或者并联水路(51)与串联水路(52)的组合。
  4. 根据权利要求3所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：并联水路(51)包括入水水道(511)、出水水道(512)以及至少2个水槽(40)，水槽(40)并列的设置在入水水道(511)与出水水道(512)之间，并列的水槽(40)把入水水道(511)与出水水道(512)并联起来。
  5. 根据权利要求3所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：串联水路(52)包括入水水道(511)、出水水道(512)以及至少1个水槽(40)，入水水道(511)、水槽(40)以及出水水道(512)依次连接起来。
  6. 根据权利要求4所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：水路结构(4)包括在入水水道(511)沿着冷却液流动方向、在盖板(3)的底面上依次设置的分流台阶(41)，沿着冷却液流动方向依次设置的分流台阶(41)使入水水道(511)的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽(40)中。
  7. 根据权利要求6所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：每个分 流台阶(41)可以是底部台阶(411)，或者是左侧台阶(412)，或者是右侧台阶(413)，或者是底部台阶(411)、左侧台阶(412)和右侧台阶(413)的任意组合。
  8. 根据权利要求4所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：水路结构(4)包括在入水水道(511)沿着冷却液流动方向、在盖板(3)的底面上设置的分流斜坡(44)，沿着冷却液流动方向设置的分流斜坡(44)使入水水道(511)的横截面积沿着冷却液流动方向逐渐减小以使冷却液按设计需要分配到各个水槽(40)中。
  9. 根据权利要求8所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：每个分流斜坡(44)可以是底部斜坡(441)，或者是左侧斜坡(442)，或者是右侧斜坡(443)，或者是底部斜坡(441)、左侧斜坡(442)和右侧斜坡(443)的任意组合。
  10. 根据权利要求4所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：水路结构(4)包括在入水水道(511)沿着冷却液流动方向、在盖板(3)的底面上依次设置的导流片(45)，导流片(45)使冷却液按设计需要分配到各个水槽(40)中。
  11. 根据权利要求10所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：每个导流片(45)可以是底部导流片(451)，或者是左侧导流片(452)，或者是右侧导流片(453)，或者是底部导流片(451)、左侧导流片(452)和右侧导流片(453)的任意组合。
  12. 根据权利要求10或11所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：所述导流片(45)是呈Z形，或者是呈锲形，或者是倾斜设置。
  13. 根据权利要求1或2或3或4或5或6或8或10所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：水路结构(4)包括从盖板(3)底面上往下伸出的若干凸台(42)，相邻的2个凸台(42)之间形成1个水槽(40)。
  14. 根据权利要求1或2或3或4或5或6或8或10所述的可扩展逆变器 的冷却系统，其特征在于：水路结构(4)包括在水槽(40)里面、设置在盖板(3)底面上的扰流柱(43)或者是肋片。
  15. 根据权利要求4或5或6或8或10所述的可扩展逆变器的冷却系统，其特征在于：在冷却壳体(2)上分别开设有与入水水道(511)连通的入水口(21)和与出水水道(512)连通的出水口(22)。
  16. 可扩展逆变器的机械总成，包括逆变器箱体(1)、设置在逆变器箱体(1)里面的冷却壳体(2)、盖板(3)、多个功率模块(6)、控制线路板(7)和驱动线路板(8)，在冷却壳体(2)的顶面上开设有空槽(20)，盖板(3)安装在冷却壳体(2)的顶面上并且密封着所述的空槽(20)，功率模块(6)安装在盖板(3)的顶面上，控制线路板(7)通过驱动线路板(8)驱动功率模块(6)，其特征在于：在盖板(3)的底面上设置有水路结构(4)，水路结构(4)伸入到空槽(20)里面以使在空槽(20)里面形成M个并列的水槽(40)，水槽(40)的数量M是可变化的，其范围在3个至N个的范围，N是大于3的整数，水槽(40)的数量M根据需要被冷却的功率模块(6)的数量进行扩展。
  17. 根据权利要求12所述的可扩展逆变器的机械总成，其特征在于：在冷却壳体(2)的底面上安装有电容模块(9)，通过并列的水槽(40)对电容模块(9)与功率模块(6)进行统一散热。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107768330A (zh) * 2017-11-28 2018-03-06 西安中车永电电气有限公司 一种大功率t型水冷散热器
CN113395877A (zh) * 2021-06-02 2021-09-14 江苏云意电气股份有限公司 一种bsg电机逆变器的多层结构散热板及加工方法
US11431258B2 (en) 2020-12-22 2022-08-30 Caterpillar Inc. Scalable power inverter

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018055668A1 (ja) * 2016-09-20 2018-03-29 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN106783766A (zh) * 2017-03-02 2017-05-31 中国第汽车股份有限公司 一种高集成度的igbt功率模组
CN107275300B (zh) * 2017-07-06 2023-06-02 华南理工大学 一种模块化的igbt液冷板及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101997401A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 通用汽车环球科技运作公司 具有错列冷却剂通道的功率模块组件
CN201813574U (zh) * 2010-06-21 2011-04-27 美的集团有限公司 电磁炉机芯的水冷散热装置
WO2011132736A1 (ja) * 2010-04-21 2011-10-27 富士電機システムズ株式会社 半導体モジュール及び冷却器
CN202551602U (zh) * 2012-04-23 2012-11-21 深圳市立德电控科技有限公司 散热装置
CN103503131A (zh) * 2011-04-26 2014-01-08 富士电机株式会社 半导体模块用冷却器以及半导体模块
CN204305547U (zh) * 2014-11-29 2015-04-29 中山大洋电机股份有限公司 一种电机控制器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101997401A (zh) * 2009-08-18 2011-03-30 通用汽车环球科技运作公司 具有错列冷却剂通道的功率模块组件
WO2011132736A1 (ja) * 2010-04-21 2011-10-27 富士電機システムズ株式会社 半導体モジュール及び冷却器
CN201813574U (zh) * 2010-06-21 2011-04-27 美的集团有限公司 电磁炉机芯的水冷散热装置
CN103503131A (zh) * 2011-04-26 2014-01-08 富士电机株式会社 半导体模块用冷却器以及半导体模块
CN202551602U (zh) * 2012-04-23 2012-11-21 深圳市立德电控科技有限公司 散热装置
CN204305547U (zh) * 2014-11-29 2015-04-29 中山大洋电机股份有限公司 一种电机控制器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107768330A (zh) * 2017-11-28 2018-03-06 西安中车永电电气有限公司 一种大功率t型水冷散热器
US11431258B2 (en) 2020-12-22 2022-08-30 Caterpillar Inc. Scalable power inverter
CN113395877A (zh) * 2021-06-02 2021-09-14 江苏云意电气股份有限公司 一种bsg电机逆变器的多层结构散热板及加工方法
CN113395877B (zh) * 2021-06-02 2022-04-19 江苏云意电气股份有限公司 一种bsg电机逆变器的多层结构散热板及加工方法

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