CN211630683U - 散热装置及电动汽车控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种散热装置及电动汽车控制器，所述散热装置包括基板，所述基板的第一表面用于与发热体连接并传递热量，所述基板的第二表面设置有多个散热翅片；所述基板内部设置有第一冷却液通道，所述多个散热翅片形成第二冷却液通道，所述第一冷却液通道和第二冷却液通道相连通，所述第一冷却液通道内冷却液的流向与所述第二冷却液通道内冷却液的流向相反。本实用新型实施例通过使第一冷却液通道和第二冷却液通道相叠设置，可借助第二冷却液通道内的冷却液对第一冷却液通道内的冷却液进行换热降温，使得处于第一冷却液通道的首端和末端的冷却液的换热能力一致，进而解决散热后均温性的问题，保证散热效率，提高散热效果。

Description

散热装置及电动汽车控制器

技术领域

本实用新型涉及散热领域，更具体地说，涉及一种散热装置及电动汽车控制器。

背景技术

电动汽车控制器是用来控制电动汽车电机的启动运行、进退、速度、停止以及电动汽车的其它电子器件的核心控制器件，电动汽车控制器一般的要求防护等级需达到IP67级，且由于电动汽车控制器通常采用高集成、高功率密度的结构方式设计，因此导致电动汽车控制器的内部的散热条件差，使得电动汽车控制器内部的功率模块的散热难度越来越高。

如图1所示，为目前现有散热装置的散热结构示意图，该散热装置包括基板11和设有基板11内的冷却液通道，冷却液通道贯穿基板11的长度方向，且基板11的外表面对应冷却液通道的区域形成散热安装位，功率模块12沿基板11的长度方向装设在该散热安装位上，其散热形式主要通过冷却液在冷却液通道内由基板11的长度方向的一端流动至另一端，将装设在散热安装位上的功率模块12的热量转移，从而实现对功率模块12的散热降温。

但是，由于现有冷却液通道为同向的串联水路，因此存在冷却液温度积联问题(特别是在冷却液小流量、发热器件大发热量的情况下尤为严重)，即冷却液流动至冷却液通道的末端时，因冷却液在首端已散热转移较大热量，因此冷却液的换热能力下降，无法再对装配在末端的功率模块12进行高效散热降温(换热能力下降)，从而造成了局部(冷却液通道的末端)的散热不佳，致使功率模块12存在较大的温度差。所以现有的散热装置存在明显的散热缺陷，冷却液通道内的冷却液存在较大温差，致使不同位置的冷却液的换热能力不一致，使得散热的均温性较差，影响散热效果。

如图2所示，为现有电动汽车控制器的功率模块在散热装置的散热作用下的温度云图，由该图可知，功率模块12位于基板11的右端的温度与位于基板11的左端的温度存在较大差异(基板11的左右方向为其长度方向，且冷却液由基板11的左端流向右端)。具体地，装设于基板11的左端的功率器件121(即装设在对应于冷却液通道的首端的位置)的温度为140.8℃，为最低温度；装设于靠近基板11的右端的功率器件122(即装设在对应于冷却液通道的末端的位置)的温度为150.2℃，为最大温度，即在现有散热装置的散热作用下，功率模块12存在的最大温度差为9.4℃。

实用新型内容

本实用新型实施例针对上述现有散热装置的冷却液通道采用同向的串联水路而使得冷却液通道内的冷却液存在较大温差、致使换热能力不一致、使得散热的均温性较差以及影响散热效果的问题，提供一种散热装置及电动汽车控制器。

本实用新型实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种散热装置，包括基板，所述基板的第一表面用于与发热体连接并传递热量，所述基板的第二表面设置有多个散热翅片；

所述基板内部设置有第一冷却液通道，所述多个散热翅片形成第二冷却液通道，所述第一冷却液通道和第二冷却液通道相连通，所述第一冷却液通道内冷却液的流向与所述第二冷却液通道内冷却液的流向相反。

优选地，所述第一表面和第二表面具有高度差，所述第一冷却液通道位于所述第一表面与第二表面之间，且所述第一冷却液通道包括多个通孔。

优选地，所述第一冷却液通道由沿所述基板的长度方向设置的多个平行通孔构成，所述第二冷却液通道由所述散热翅片之间的间隙构成，所述散热翅片与所述通孔平行。

优选地，所述散热装置的进液口和出液口位于所述基板的同一侧。

优选地，在靠近所述散热翅片两端的所述基板上，从所述第二表面开孔连通至所述第一冷却液通道，形成所述第一冷却液通道的入口和出口；

所述第一冷却液通道的出口与所述第二冷却液通道的入口相连通。

优选地，所述散热装置的进液口为所述第一冷却液通道的入口，所述散热装置的出液口为所述第二冷却液通道的出口；

所述散热装置的进液口和所述出液口之间通过挡件隔离。

优选地，每一所述通孔的两端分别设置有密封件。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车控制器，包括机壳、发热体以及如上任一项所述的散热装置；所述发热体固定于所述散热装置的第一表面，所述机壳包括下壳体，所述散热装置以第二表面朝向所述下壳体的方式固定在所述机壳内，且所述散热装置与所述下壳体之间形成封闭腔体。

优选地，所述基板的第二表面具有两个平行设置的条形支撑件，且所述第二冷却液通道位于两个所述条形支撑件之间；所述基板通过两个所述条形支撑件与所述下壳体密封连接。

优选地，所述基板与所述下壳体之间具有弹性密封圈；

或者，所述基板通过摩擦焊与所述下壳体相连接。

本实用新型实施例的散热装置及电动汽车控制器具有以下有益效果：通过使第一冷却液通道和第二冷却液通道相叠设置，实现双层散热，并使第一冷却液通道内的冷却液与第二冷却液通道内的冷却液流向相反，由此可借助第二冷却液通道内的冷却液对第一冷却液通道内的冷却液进行换热降温，从而平衡第一冷却液通道内冷却液的温差，使处于第一冷却液通道的首端和末端的冷却液的换热能力一致，进而使得散热装置的整体换热更加均匀，解决散热后均温性的问题，保证散热效率，提高散热效果。

附图说明

图1是现有散热装置的结构示意图；

图2是现有电动汽车控制器的功率模块在散热装置的散热作用下的温度云图；

图3是本实用新型实施例提供的散热装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的散热装置的侧面投影的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的电动汽车控制器的局部剖面的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的电动汽车控制器的功率模块在散热装置的散热作用下的温度云图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图3所示，是本实用新型实施例提供的散热装置的结构示意图，该散热装置可装设在电动汽车驱动电机控制器、或其他驱动电机控制器中。结合图4所示，本实施例中的散热装置包括基板2，该基板2包括第一表面201和第二表面202(例如，当第一表面201为基板2的上表面时，第二表面202为基板2的下表面)，且上述第一表面201主要用于与发热体(例如功率模块)连接并传递热量，也就是将基板2的第一表面201形成用于为发热体(例如功率模块)散热的散热面，即装设在基板2上的发热体可通过第一表面201转移热量，实现对安装在基板2的第一表面201上的发热体进行散热降温。上述基板2具体可由导热金属材料(例如铝金属)通过挤压工艺一体成型，便于加工，且能够有效降低制造成本。

上述散热装置包括相连通的第一冷却液通道21和第二冷却液通道22，且基板2的第二表面202设置有多个散热翅片23。具体地，第一冷却液通道21位于基板2的内部，第二冷却液通道22由位于第二表面202的多个散热翅片23形成，并位于基板2的外部。由此，可将上述第二冷却液通道22和第一冷却液通道21按远离上述基板2的第一表面201的方向相叠设置，即是使第二冷却液通道22处于第一冷却液通道21背向散热面(即第一表面202)的一侧，这样可实现双层结构，以达成双层散热效果。

在实际应用中，优选将第一冷却液通道21和第二冷却液通道22按垂直于第一表面201的方向相叠设置在基板2的第一表面201的下方，即第一冷却液通道21和第二冷却液通道22相对于第一表面201呈上下双层的方式设于散热面(即第一表面201)的下方，第一冷却液通道21靠近散热面，第二冷却液通道22位于第一冷却液通道21背向散热面的另一侧。

具体地，上述第一冷却液通道21位于第一表面201与第二表面22之间(基板2的第一表面201与第二表面22之间存在高度差)，且第一冷却液通道21位于第一表面201和第二表面202之间。这样，由于第一冷却液通道21和第二冷却液通道22相连通，因此第一冷却液通道21和第二冷却液通道22能够形成呈U字型的水冷散热通道，可使第一冷却液通道21能够与第二冷却液通道22相互作用，进而削弱第一冷却液通道21内的冷却液的温度积累，避免在散热时第一冷却液通道21内的冷却液在不同位置存在较大的温度差。

为提高散热效果，上述第一冷却液通道21内的冷却液的流向与第二冷却液通道22内的冷却液的流向相反，即第一冷却液通道21的首端对应第二冷却液通道22的末端，第一冷却液通道21的末端对应第二冷却液通道22的首端。由于第二冷却液通道22内的冷却液来自第一冷却液通道21的末端，且第二冷却液通道22不直接对基板2的散热面直接散热，因此第二冷却液通道22的冷却液的温度由首端至末端减小(流动过程中散热，所以末端温度低)，从而位于第二冷却液通道22的末端的冷却液能够及时且高效对第一冷却液通道21的首端的冷却液进行换热降温，进而平衡第一冷却通道21内的冷却液的温差，并提高散热效果。在实际应用中，优选将第一冷却液通道21与第二冷却液通道22以相邻的方式设置，可提高第一冷却液通道21与第二冷却液通道22之间换热效率。

上述散热装置通过使第一冷却液通道21和第二冷却液通道22相叠设置，同时使第一冷却液通道21与第二冷却液通道22内的冷却液流向相反，由此可使第一冷却液通道21与第二冷却液通道22相互作用，借助第二冷却液通道22内的冷却液对第一冷却液通道21的冷却液进行换热降温，从而平衡第一冷却液通道21内的冷却液的温差，使处于第一冷却液通道21的不同位置(首端和末端)的冷却液的换热能力趋于一致，进而使得散热装置的整体换热更加均匀，解决散热后均温性的问题，保证散热效率，提高散热效果。

在本实用新型的一个实施例中，上述第二冷却液通道22形成于基板2的外侧，并与第二表面202相邻。由此可简化整体结构，无需额外设置结构或构件以构成第一冷却液通道21和第二冷却液通道22，且第一冷却液通道21中的冷却液和第二冷却液通道22中的冷却液能够通过第二表面202进行高效的热交换。

具体地，第一冷却液通道21可由沿基板2的长度方向设置的多个平行设置的通道构成。为便于加工，可直接在基板2的厚度方向的中央加工多个贯穿基板2的长度方向的通孔(例如通过挤压方式加工形成)、然后使用密封件封堵密封每一通孔的两端开口(例如通过焊接方式)，构成第一冷却液通道21的通道可由通孔的两个端部的密封件之间的部分构成。通过上述结构，有利于降低加工难度，提高加工效率。

由于基板2的第二表面202形成有多个散热翅片23，且为保证结构的稳定性，优选将每一散热翅片23以垂直于第二表面202的方式设置。并且，上述第二冷却液通道22由相邻两个散热翅片23之间的间隙构成，结构简单，且能够构成第二冷却液通道22的同时增大第一冷却液通道21的有效散热面积，可有效提高对第一冷却液通道21的散热效果。第一冷却液通道21内的冷却液的热量可通过第二表面202转移至散热翅片23，由第二冷却液通道22内的冷却液直接转移散热翅片23上的热量，实现高效降温，并且，还能够提高第一冷却液通道21内的冷却液与第二冷却液通道22内的冷却液之间的换热效率，加速平衡第一冷却液通道21内的冷却液的温差，使得上述散热装置的整体换热更加均匀。

上述散热装置的进液口和出液口位于基板2的同一侧，具体优选以相邻的方式设置，既有利于形成双层循环散热，提高结构设计的合理性，还便于散热装置与外部冷却液供给器件或其余散热装置之间的冷却液的流动对接。

如图5所示，上述第一冷却液通道21的出口212位于第二表面202上，且第一冷却液通道21的出口212位于散热翅片23的第一端，并形成第二冷却液通道22的入口，从而使第一冷却液通道21与第二冷却液通道22相连通。

上述第一冷却液通道21的入口211位于基板2的第二表面202，且第一冷却液通道21的入口211位于散热翅片23的第二端，从而可通过流动至第二冷却液通道22的首端的冷却液对位于第一冷却液通道21的首端的冷却液进行换热降温(交叉散热)。

具体地，第一冷却液通道21的长度大于可第二冷却液通道22的长度，且第一冷却液通道21的入口211位于第一冷却液通道21超出第二冷却液通道22的部分。另外，因为第二冷却液通道22的出口221位于散热翅片23的第二端，即第二冷却液通道22的出口221位于第一冷却液通道21的入口211与散热翅片23之间，因此，在第一冷却通道21的入口211和第二冷却液通道22的出口221之间设置有挡件(也可通过一体加工在基板2上形成隔挡结构)进行隔离，避免第一冷却通道21的入口211和第二冷却液通道22的出口221相连通。

优选地，上述散热翅片23与构成第一冷却液通道21的通道平行，可通过散热翅片23增大第一冷却液通道21的有效散热面积，提高散热效率，进而高效平衡第一冷却液通道21内的冷却液的温差，提高散热效果。此外，本实用新型实施例还提供一种电动汽车控制器，该电动汽车控制器包括壳体和上述的散热装置。结合图五所示，电动汽车控制器的壳体内具有下壳体3，且散热装置以第二表面202朝向下壳体3的方式固定在该壳体内。并且在散热装置装配到壳体内时，散热装置的第二表面202与下壳体3之间形成封闭腔体，从而形成第二冷却液通道22。当然，下壳体3的结构形状和尺寸可根据实际需求设计，以与散热装置的第二表面202围合形成封闭腔体。

具体地，上述第一冷却液通道21的入口211和第二冷却液通道22的出口221分别位于第二表面202所朝向壳体的侧壁，且第一冷却液通道21的入口211和第二冷却液通道22的出口221相邻设置，可在提高散热效果的同时提高壳体的集成度，便于与外部冷却液容器进行对接，还有利于组装和维护操作。优选地，上述散热装置的进液口由第一冷却液通道21的入口211构成，散热装置的出液口由第二冷却液通道22的出口221构成。

基板2的第二表面202具有两个平行设置的条形支撑件24，上述第二冷却液通道22位于两个条形支撑件24之间，且散热装置的基板2通过两个条形支撑件24与下壳体3密封连接，形成一个相对密封的通道腔体，由此将第二冷却液通道22设于该通道腔体内。

为保证第一冷却液通道21和第二冷却液通道22的密封性，基板2与下壳体3之间设有弹性密封圈，密封基板2与下壳体3之间的间隙。当然，在实际应用中，基板2也可通过摩擦焊的方式与下壳体3相连接，具体可根据实际情况确定。

如图6所示，为本实用新型实施例提供的电动汽车控制器的功率模块在散热装置的散热作用下的温度云图，由该图可知，功率模块4位于基板2的右端(即第一冷却液通道21的首端)的温度与位于基板2的左端(即第一冷却液通道22的末端)的温度之间的差值相对于现有的散热装置作用下功率模块的差值明显缩小。具体地，装设于基板2的左端(即第一冷却液通道21的首端)的功率器件41的温度为138.2℃，为最低温度；装设在基板2的右端(即第一冷却液通道21的末端)的功率器件42的温度已不是最大温度，而装设在中间位置的的功率器件43的温度为143.1℃，为最大温度，即在上述散热装置的散热所用下，功率模块4存在的最大温度差为4.9℃，功率模块4的温度差大幅度缩小，且功率模块4的温度总体降低，因此上述散热装置的散热效果相对较高，并能够解决散热后均温性的问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种散热装置，其特征在于，包括基板，所述基板的第一表面用于与发热体连接并传递热量，所述基板的第二表面设置有多个散热翅片；

所述基板内部设置有第一冷却液通道，所述多个散热翅片形成第二冷却液通道，所述第一冷却液通道和第二冷却液通道相连通，所述第一冷却液通道内冷却液的流向与所述第二冷却液通道内冷却液的流向相反。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一表面和第二表面具有高度差，所述第一冷却液通道位于所述第一表面与第二表面之间，且所述第一冷却液通道包括多个通孔。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述第一冷却液通道由沿所述基板的长度方向设置的多个平行通孔构成，所述第二冷却液通道由所述散热翅片之间的间隙构成，所述散热翅片与所述通孔平行。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置的进液口和出液口位于所述基板的同一侧。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，在靠近所述散热翅片两端的所述基板上，从所述第二表面开孔连通至所述第一冷却液通道，形成所述第一冷却液通道的入口和出口；

所述第一冷却液通道的出口与所述第二冷却液通道的入口相连通。

6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置的进液口为所述第一冷却液通道的入口，所述散热装置的出液口为所述第二冷却液通道的出口；

所述散热装置的进液口和所述出液口之间通过挡件隔离。

7.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，每一所述通孔的两端分别设置有密封件。

8.一种电动汽车控制器，其特征在于，包括机壳、发热体以及如权利要求1-7中任一项所述的散热装置；所述发热体固定于所述散热装置的第一表面，所述机壳包括下壳体，所述散热装置以第二表面朝向所述下壳体的方式固定在所述机壳内，且所述散热装置与所述下壳体之间形成封闭腔体。

9.根据权利要求8所述的电动汽车控制器，其特征在于，所述基板的第二表面具有两个平行设置的条形支撑件，且所述第二冷却液通道位于两个所述条形支撑件之间；所述基板通过两个所述条形支撑件与所述下壳体密封连接。

10.根据权利要求9所述的电动汽车控制器，其特征在于，所述基板与所述下壳体之间具有弹性密封圈；

或者，所述基板通过摩擦焊与所述下壳体相连接。

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