CN112469242B - 液冷式车载电源 - Google Patents

Abstract

本发明属于车载电源散热技术领域，公开了一种液冷式车载电源，包括：液冷箱，设有导流壁和第一电磁屏蔽导热结构；扰流组件，设置在导流通道上，扰流组件可旋转地设置在导流通道上；盖板，与导流通道之间形成导流腔，盖板设有第二电磁屏蔽导热结构；第一PCB板，设有第一发热器件，第一发热器件设置在第二电磁屏蔽导热结构中；第二PCB板，设有第二发热器件，第二发热器件设置在第一电磁屏蔽导热结构中。第一电磁屏蔽导热结构与导流壁接触可将第二发热器件的热量带走；盖板上设有第二电磁屏蔽导热结构，第一发热器件的热量通过盖板传递到冷却液；导流通道内设有可旋转的扰流组件，能够防止产生局部湍流并调整冷却液的流动路径。

Description

液冷式车载电源

技术领域

本发明涉及车载电源散热技术领域，尤其涉及一种液冷式车载电源。

背景技术

汽车的普及渐渐地推动了人类社会经济和现代文明的高速发展，也带来了严峻的能源和环境问题，节能和环保成为汽车技术发展的主题之一。在过去的十几年间，纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车及其相关的零部件技术得到了很大发展。

由于新能源汽车续航里程的提高，动力电池电量提升，从而使用户对充电效率及时间有了更高的要求。现有的车载电源交流充电一般为3.3kW或6.6kW，已经满足不了普通用户对汽车快速充电的要求，对于续驶里程500km以上的新能源汽车，普遍采用11kW、22kw甚至40kW的车载电源。随之而来的就是冷却需求的增加，使产品体积增大，重量增加。为解决现有问题，满足整车交流大功率充电性能，需要更高换热效率的结构与其匹配。传统的液冷散热器采用分立式开发，同时内部为冷板形式，水道结构简单。散热效率低下，且水道内部易产生局部死水即局部湍流现象，同时对元器件布置要求很高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液冷式车载电源，以解决现有车载电源上液冷散热器体积较大、容易产生局部湍流而造成散热效率低下的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种液冷式车载电源，包括：

液冷箱，设有侧板、导流壁和第一电磁屏蔽导热结构，所述导流壁包括内外两层并形成导流通道，所述第一电磁屏蔽导热结构与所述导流壁的外层面接触；

扰流组件，可旋转地设置在所述导流通道内；

盖板，连接在所述液冷箱的顶部，所述盖板与所述导流通道之间形成导流腔，所述盖板的上表面设有第二电磁屏蔽导热结构；

第一PCB板，连接在所述液冷箱的顶部，所述第一PCB板设有第一发热器件，所述第一发热器件向下设置在所述第二电磁屏蔽导热结构中；和

第二PCB板，连接在所述液冷箱的底部，所述第二PCB板设有第二发热器件，所述第二发热器件向上设置在所述第一电磁屏蔽导热结构中。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述导流通道包括相互平行的进液流道和出液流道；

所述侧板对应所述进液流道设有进液口，所述侧板对应所述出液流道设有出液口。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述导流通道还包括过渡流道，所述过渡流道的一端连接所述进液流道远离所述进液口的一端，所述过渡流道的另一端连接所述出液流道远离所述出液口的一端；

所述出液流道的底面高于所述过渡流道的底面。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述过渡流道内设有沿自身长度方向延伸的条形扰流块，所述条形扰流块凸出于所述出液流道的底面。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述扰流组件包括：

旋转底盘，所述旋转底盘至少有两个，其中一个所述旋转底盘设置在所述进液流道，另一所述旋转底盘设置在所述出液流道；

水滴形扰流柱，若干个所述水滴形扰流柱排列在每个所述旋转底盘上；和

驱动机构，与所述旋转底盘一一对应并驱动所述旋转底盘旋转。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述液冷箱的底板向内凹陷形成安装槽；

所述旋转底盘密封盖设在所述安装槽上，所述驱动机构设置在所述安装槽内。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，任一个所述旋转底盘上的各个所述水滴形扰流柱的排列方向均相同。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述第二电磁屏蔽导热结构环设在所述第一发热器件的外周；

所述第一电磁屏蔽导热结构环设在所述第二发热器件的外周。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述第二电磁屏蔽导热结构和所述第一发热器件之间以及所述第一电磁屏蔽导热结构和所述第二发热器件之间均填充导热材料。

作为上述液冷式车载电源的优选方案，所述盖板由导热材料制成。

本发明的有益效果：导流壁的导流通道内设有循环的冷却液，第一电磁屏蔽导热结构与导流壁接触进而可将第二发热器件的热量带走；导流壁和盖板之间形成导流腔，盖板上设有第二电磁屏蔽导热结构，第一发热器件的热量能够通过盖板传递到冷却液并随之带走；导流通道内设有可旋转的扰流组件，一方面能够防止产生局部湍流，另一方面可通过调整旋转方向调整冷却液的流动路径，进一步避免导流通道内形成局部湍流。

附图说明

图1为本申请实施例的液冷式车载电源的***图；

图2是本申请实施例的第一PCB板的结构示意图；

图3是本申请实施例的第二PCB板的结构示意图；

图4是本申请实施例的盖板的结构示意图；

图5是本申请实施例的液冷箱的部分结构示意图；

图6是本申请实施例的扰流组件的结构示意图。

图中：

1-液冷箱；10-侧板；11-导流壁；12-第一电磁屏蔽导热结构；100-安装槽；101-进液口；102-出液口；111-进液流道；112-出液流道；113-过渡流道；1131-条形扰流块；

2-扰流组件；21-旋转底盘；22-水滴形扰流柱；23-驱动机构；

3-盖板；31-第二电磁屏蔽导热结构；

4-第一PCB板；41-第一发热器件；

5-第二PCB板；51-第二发热器件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种液冷式车载电源，图1为本申请实施例的液冷式车载电源的***图，如图1所示，液冷式车载电源包括：液冷箱1、扰流组件2、盖板3、第一PCB板4和第二PCB板5。

扰流组件2设置在液冷箱1的内部，盖板3设置在扰流组件2的上方，第一PCB板4设置在盖板3上，第二PCB板5设置在液冷箱1的底部。

图2是本申请实施例的第一PCB板4的结构示意图，图3是本申请实施例的第二PCB板5的结构示意图。在本实施例中，第一PCB板4和第二PCB板5均为双面PCB板。其中，第一PCB板4的下表面设有第一发热器件41，第二PCB板5的上表面设有第二发热器件51，第一PCB板4沿图1所示的从上向下的方向安装于盖板3上，第二PCB板5沿图1所示的从下向上的方向安装于液冷箱1的底部。

进一步，参见图1和图3，液冷箱1设有第一电磁屏蔽导热结构12，第二发热器件51设置在第一电磁屏蔽导热结构12，第一电磁屏蔽导热结构12能够对第二发热器件51提供电磁屏蔽保护。

图4是本申请实施例的盖板3的结构示意图，如图4所示，盖板3的上表面设有第二电磁屏蔽导热结构31。

第一发热器件41设置在第二电磁屏蔽导热结构31中，第二电磁屏蔽导热结构31能够对第一发热器件51提供电磁屏蔽保护。

需要说明的是，第二电磁屏蔽导热结构31环设在第一发热器件41的外周；第一电磁屏蔽导热结构12环设在第二发热器件51的外周。即第一发热器件41呈圆柱形，第二电磁屏蔽导热结构31也呈圆柱形，第二发热器件51呈长方体，第一电磁屏蔽导热结构12也呈长方体。

优选地，第二电磁屏蔽导热结构31和第一发热器件41之间填充有导热胶，使第一发热器件41产生的热量及时散发，同样地，第一电磁屏蔽导热结构12和第二发热器件51之间均填充导热材料，使第二发热器件51产生的热量及时散发。

在本申请实施例中，导热材料为有机硅导热胶。

图5是本申请实施例的液冷箱1的部分结构示意图。如图1和图5所示，液冷箱1还包括底板、侧板10和导流壁11，底板呈矩形，侧板10沿底板的周长设置，导流壁11同时设置在底板上，并位于侧板10的内侧。

第一电磁屏蔽导热结构12位于导流壁11的左侧，且第一电磁屏蔽导热结构12和导流壁11的一部分接触。

在本实施例中，第一电磁屏蔽导热结构12具有矩形周长，第一电磁屏蔽导热结构12的右侧壁整体及其两端的直角部分均与导流壁11接触，导流壁11一方面对第一电磁屏蔽导热结构12进行限位，另一方面形成更大的接触表面，提高散热效率。

需要说明的是，在本实施例中，第一电磁屏蔽导热结构12可以设置为在液冷箱1的底板压铸形成的矩形凹槽，进一步，第一电磁屏蔽导热结构12的表面与导流壁11平齐。另外，导流壁11和底板以及侧板10可以设置为一体结构，进而提高液冷箱1的整体强度。

导流壁11包括内外两层并形成导流通道，盖板3与导流通道之间形成导流腔，第二电磁屏蔽导热结构31正对导流通道，第一发热器件41产生的热量能够及时传递至导流通道的冷却液中，进而保持良好的散热效果。

在本申请实施例中，盖板3采用导热材料制成，例如盖板3可采用金属铜板制成。

结合图1和图5，导流通道包括相互平行的进液流道111和出液流道112，侧板10对应进液流道111设有进液口101，侧板10对应出液流道112设有出液口102。冷却液从进液口101进入进液流道111，再进入出液流动112后从出液口102流出，此过程冷却液吸收热量并将热量带走。

如图5所示，导流通道还包括过渡流道113，过渡流道113的一端连接进液流道111远离进液口101的一端，过渡流道113的另一端连接出液流道112远离出液口102的一端。可以理解为进液流道111和出液流道112沿纵向延伸，过渡流道113沿横向延伸。即导流通道形成“几”字形，冷却液要经过两次转折。

需要说明的是，进液流道111和出液流道112还可以设置成折线形，例如进液流道111可以设置为非均匀宽度的结构，例如可在中间部分收窄，或在收窄的末端设置直角段。

并且，出液流道112的底面高于过渡流道113的底面。即，可以理解为冷却液进入较深的过渡流道113后，会向下沉积在过渡流道113中，之后再进入较浅的出液流道112，降低冷却液的流速，防止冷却液转折时产生湍流。

过渡流道113内设有沿自身长度方向延伸的条形扰流块1131，条形扰流块1131凸出于出液流道112的底面。在过渡流道113设置条形扰流块1131，且条形扰流块1131的高度凸出于出液流道112的底面，进而使冷却液从过渡流道113不能全部进入出液流道112中，进一步减少湍流。

需要说明的是，条形扰流块1131的长度和宽度均小于过渡流道113的长度和宽度，在本申请实施例中，条形扰流块1131的前后左右四个方向均与过渡流道113之间形成空隙。

图6是本申请实施例的扰流组件2的结构示意图，如图6所示，扰流组件2包括旋转底盘21、水滴形扰流柱22和驱动机构23。旋转底盘21呈圆形，旋转底盘21上设有若干个水滴形扰流柱22，驱动机构23用于驱动旋转底盘21旋转，进而调整水滴形扰流柱22的方向。

在本实施例中，旋转底盘21有两个，其中一个旋转底盘21设置在进液流道111，用于调整冷却液进液时的流速和方向；另一旋转底盘21设置在出液流道112，用于调整冷却液出液时的流速和方向。需要说明的是，进液流道111和出液流道112中的旋转底盘21不限于一个，也可在进液流道111中设置两个旋转底盘21，或在出液流道112中设置两个旋转底盘21。

驱动机构23与旋转底盘21一一对应并驱动旋转底盘21旋转。

在本申请实施例中，液冷箱1的底板向内凹陷形成安装槽100，安装槽100呈圆形，每个安装槽100设有一个旋转底盘21，即安装槽100的个数与旋转底盘21的个数一致。驱动电机23设置在安装槽100的槽底，旋转底盘21的下表面的中心设有中心柱，驱动电机23的输出端啮合旋转底盘21的中心柱。

需要说明的是，旋转底盘21和安装槽100之间保持密封，防止冷却液侵蚀驱动电机23。

在本实施例中，驱动电机23可选为无刷电机，从而使旋转底盘21自由的顺时针或逆时针方向旋转。

进一步，任一个旋转底盘21上的各个水滴形扰流柱22的排列方向均相同。需要说明的是，水滴形扰流柱22的排列方向是指其中心轴线从大直径端向小直径端延伸的方向，同一个旋转底盘21的水滴形扰流柱22的排列方向相同，在旋转底盘21旋转时各个水滴形扰流柱22始终指向同一方向，方便调整冷却液的流向。

本发明提供的液冷式车载电源的工作原理为：从进液口101输入冷却液，冷却液进入进液流道111中，之后依次经过过渡流道113和出液流道112最终从出液口102流出，扰流组件2的水滴形扰流柱22能够减小湍流，同时扰流组件2的驱动机构23能够调整旋转地盘21的旋转角度，进而控制水滴形扰流柱22的方向，水滴形扰流柱22的方向不同，冷却液的流动方向也随之改变；第二电磁屏蔽导热结构31环设在第一发热器件41的外周将后者的热量及时传导至冷却液，第一电磁屏蔽导热结构12环设在第二发热器件51的外周将后者的热量及时传导至冷却液。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷式车载电源，其特征在于，包括：

液冷箱(1)，设有侧板(10)、导流壁(11)和第一电磁屏蔽导热结构(12)，所述导流壁(11)包括内外两层并形成导流通道，所述第一电磁屏蔽导热结构(12)与所述导流壁(11)的外层面接触；

扰流组件(2)，可旋转地设置在所述导流通道内；

盖板(3)，连接在所述液冷箱(1)的顶部，所述盖板(3)与所述导流通道之间形成导流腔，所述盖板(3)的上表面设有第二电磁屏蔽导热结构(31)；

第一PCB板(4)，连接在所述液冷箱(1)的顶部，所述第一PCB板(4)设有第一发热器件(41)，所述第一发热器件(41)向下设置在所述第二电磁屏蔽导热结构(31)中；和

第二PCB板(5)，连接在所述液冷箱(1)的底部，所述第二PCB板(5)设有第二发热器件(51)，所述第二发热器件(51)向上设置在所述第一电磁屏蔽导热结构(12)中。

2.根据权利要求1所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述导流通道包括相互平行的进液流道(111)和出液流道(112)；

所述侧板(10)对应所述进液流道(111)设有进液口(101)，所述侧板(10)对应所述出液流道(112)设有出液口(102)。

3.根据权利要求2所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述导流通道还包括过渡流道(113)，所述过渡流道(113)的一端连接所述进液流道(111)远离所述进液口(101)的一端，所述过渡流道(113)的另一端连接所述出液流道(112)远离所述出液口(102)的一端；

所述出液流道(112)的底面高于所述过渡流道(113)的底面。

4.根据权利要求3所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述过渡流道(113)内设有沿自身长度方向延伸的条形扰流块(1131)，所述条形扰流块(1131)凸出于所述出液流道(112)的底面。

5.根据权利要求3所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述扰流组件(2)包括：

旋转底盘(21)，所述旋转底盘(21)至少有两个，其中一个所述旋转底盘(21)设置在所述进液流道(111)，另一所述旋转底盘(21)设置在所述出液流道(112)；

水滴形扰流柱(22)，若干个所述水滴形扰流柱(22)排列在每个所述旋转底盘(21)上；和

驱动机构(23)，与所述旋转底盘(21)一一对应并驱动所述旋转底盘(21)旋转。

6.根据权利要求5所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述液冷箱(1)的底板向内凹陷形成安装槽(100)；

所述旋转底盘(21)密封盖设在所述安装槽(100)上，所述驱动机构(23)设置在所述安装槽(100)内。

7.根据权利要求5所述的液冷式车载电源，其特征在于，任一个所述旋转底盘(21)上的各个所述水滴形扰流柱(22)的排列方向均相同。

8.根据权利要求1所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述第二电磁屏蔽导热结构(31)环设在所述第一发热器件(41)的外周；

所述第一电磁屏蔽导热结构(12)环设在所述第二发热器件(51)的外周。

9.根据权利要求8所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述第二电磁屏蔽导热结构(31)和所述第一发热器件(41)之间以及所述第一电磁屏蔽导热结构(12)和所述第二发热器件(51)之间均填充导热材料。

10.根据权利要求9所述的液冷式车载电源，其特征在于，所述盖板(3)由导热材料制成。

Images