CN216054663U - 双面液冷igbt散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双面液冷IGBT散热器，包括：多个叠设在一起的、两端可进出冷却液的液冷板组，其中一个最外侧的液冷板组上设有主进水口，另一个最外侧的液冷板组上设有主出水口，主出水口与主进水口呈对角线位置分布。本实用新型采用一侧进水、对角位置出水的布置，可以有效的实现冷却液均流，也是为了不同功率段的IGBT模块的布置和位置调整，能够在PCB设计时更加的灵活。

Description

双面液冷IGBT散热器

技术领域

本实用新型涉及电机控制器设备技术领域，特别是涉及一种双面液冷IGBT散热器。

背景技术

在电动汽车开发中，为进一步提高电机控制器的功率密度，目前都会基于双面液冷IGBT进行方案设计，双面液冷IGBT模块为半桥结构，以三个功率模块为一组，构成一个三相逆变器模块。若需要进行功率扩展，可以IGBT功率模块并联的方式，在电机控制器内部加入多组模块。IGBT的散热好坏直接影响到电机***的动力性和经济性，其功用就是保证电驱动***在最适合的温度状态下正常和可靠的工作，因此散热***成为控制器的重要部分。

现有的双面液冷IGBT模块应用虽然可以理论上解决高空间利用率的问题，但是其双面液冷总成在逆变器内的装配与固定限制较大、同侧进出水而导致的流量分配均流性较差，以及应用在混合动力车型上对振动要求较高。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中双面液冷IGBT散热器同侧进出水而导致的均流性差的技术问题，提出一种双面液冷IGBT散热器。

本实用新型采用的技术方案是：

本实用新型提出了一种双面液冷IGBT散热器，包括：多个叠设在一起的液冷板组；一个最外侧的液冷板组上设有主进水口，另一个最外侧的液冷板组上设有主出水口，且主出水口与主进水口呈对角线位置分布。

进一步的，相邻的两组液冷板组之间固定有至少一块IGBT模块，IGBT模块并排设置且平行于液冷板组。

进一步的，冷板组上固定有至少一个端子固定件，端子固定件上设有至少一个螺母，IGBT模块的端子通过螺钉与螺母固定。

进一步的，液冷板组包括两块相互贴合的液冷板，两块液冷板的贴合面设有水道槽，水道槽内设有扰流翅片。

进一步的，位于两个最外侧的液冷板组之间的液冷板组正对主进水口和主出水口处分别设有贯穿该液冷板组的进出水口。

在一实施例中，液冷板组为三组，第一液冷板组上设有主进水口，第三液冷板组上设有主出水口，第二液冷板组上设有进出水口，冷却液从主进水口流入，流经第一液冷板、第二液冷板、第三液冷板，再从主出水口流出。

在一实施例中，第一液冷板组包括相互配合固定的第一液冷板和第二液冷板，第一液冷板的一端设有主进水口，第二液冷板正对主进水口处设有第一进出水口，第二液冷板正对主出水口处设有第二进出水口。

在一实施例中，第二液冷板组包括相互配合固定的第三液冷板和第四液冷板，第二液冷板组正对主进水口处设有贯穿第二液冷板组的第三进出水口，第二液冷板组正对主出水口处设有贯穿第二液冷板组的第四进出水口。

在一实施例中，第三液冷板包括相互配合固定的第五液冷板和第六液冷板，第五液冷板正对主进水口处设有第五进出水口，第五液冷板正对主出水口处设有第六进出水口，第六液冷板的一端设有主出水口。

进一步的，第一进出水口、第三进出水口和第五进出水口之间设有密封圈，第二进出水口、第四进出水口和第6进出水口之间设有密封圈。

与现有技术比较，本实用新型采用一侧进水、对角位置出水的布置，可以有效的实现冷却液均流，也是为了不同功率段的IGBT模块的布置和位置调整，能够在PCB设计时更加的灵活。

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，下面将对实施例或现有技术描述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中散热器的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中散热器的具体结构示意图；

图3为本实用新型实施例中散热器冷却液的流向示意图；

图4为本实用新型实施例中扰流翅片示意图；

图5为本实用新型实施例中扰流翅片横截面示意图；

图6为本实用新型实施例中端子固定件的结构示意图；

1、第一液冷板组；11、第一液冷板；12、第二液冷板；13、第一进出水口；14、第二进出水口；2、第二液冷板组；21、第三液冷板；22、第四液冷板；23、第三进出水口；24、第四进出水口；3、第三液冷板组；31、第五液冷板；32、第六液冷板；33、第五进出水口；34、第六进出水口；4、主进水口；5、主出水口；6、水道槽；7、扰流翅片；8、端子固定件；9、密封圈。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

现有技术中的双面液冷IGBT散热器多是同侧进出水，其虽然可以理论上解决双面液冷IGBT散热器装配时高空间利用率的问题，但是在逆变器内的装配与固定限制较大、冷却液分配均流性较差，散热效果存在不足。

本实用新型提出了一种双面液冷IGBT散热器，它包括：多个叠设在一起的、两端可进出冷却液的液冷板组，其中一个最外侧的液冷板组上设有主进水口，另一个最外侧的液冷板组上设有主出水口，主出水口与主进水口呈对角线位置分布，主出水口和主进水口上接有水管。位于两个最外侧液冷板组之间的液冷板组正对主进水口和主出水口处分别设有贯穿该液冷板组的进出水口。所以，当多个液冷板组叠设在一起时，冷却液能从主进水口进入，然后流经多层液冷板组，再从主出水口流出。因为相邻的两个液冷板组之间夹设有IGBT模块，所以冷却液会带走IGBT模块散发的热量。本实用新型采用一侧进水、对角位置出水的布置，可以有效的实现冷却液均流，也是为了不同功率段的IGBT模块的布置和位置调整，能够在PCB设计时更加的灵活。

本实施例中，液冷板组由两块相互贴合的液冷板固定组成，两块液冷板之间设有让冷却液流经的水道槽6，水道槽6内设有用于散热的扰流翅片7。如图1-图2所示，优选的叠设的液冷板组为三个：第一液冷板组1、第二液冷板组2和第三液冷板组3。在本实施例中假设三个液冷板组为竖直方向叠设，则在图1中的自左向右对应着自下向上，但在实际应用中其可以任意方向叠设，第一液冷板组1在最下层、第二液冷板组2叠设在第一液冷板组1上，第三液冷板组3叠设于第二液冷板组2上，第一液冷板组、第二液冷板组和第三液冷板组之间通过螺钉固定连接。第一液冷板组1和第二液冷板组2之间固定了三块IGBT模块，三块IGBT模块并排安装且三块IGBT模块所在平面平行于第一液冷板组1。第二液冷板组2和第三液冷板组3之间也固定了三块IGBT模块，三块IGBT模块并排安装且三块IGBT模块所在平面平行于第三液冷板组3。为了使散热效果更好，第一液冷板组1、第二液冷板组和第三液冷板组安装IGBT模块的安装面上均涂有散热层，所以IGBT模块上两个与两组相邻液冷板组同时贴合的相对面均与散热层接触，这样更加有利于将IGBT模块散发的热量快速导走，降低IGBT模块的温度，散热层优选为导热硅脂层。同时，在第三液冷板组3和第二液冷板组上分别安装有三个端子固定件8，端子固定件的位置与IGBT模块的位置是相对的。如图6所示，端子固定件8上设有两个螺母，IGBT模块的输出端子和输入端子可***螺母再利用螺钉与螺母固定，该设计可有效避免在安装过程中，IGBT模块端子发生旋转造成损坏。

其中，如图2所示，第一液冷板组包括相互配合固定的第一液冷板11和第二液冷板12，第一液冷板11位于最下方的位置，其一端设有主进水口4，第二液冷板12固定在第一液冷板11的上方，第一液冷板11和第二液冷板12是通过螺钉固定连接的。第二液冷板12正对主进水口4处设有第一进出水口13，第二液冷板12的另一端设有第二进出水口14。第一液冷板11贴合第二液冷板12的面上挖有一个水道槽6，第一进出水口13和第二进出水口14位于水道槽6内，水道槽6的长度大于三块IGBT模块的总长度。当主进水口4流入冷却液时，冷却液接下来能在水道槽6内沿着主进水口4向第二进出水口14的方向流动，并从第二进出水口14流出。同时，冷却液也能从第一进出水口13流出，流向第二液冷板组。

第二液冷板组也是由相互配合固定的第三液冷板21和第四液冷板22组成的，第四液冷板22固定在第三液冷板21的上方，第二液冷板12和第三液冷板21是通过螺钉固定连接的。第二液冷板组的两端各设有一个进出水口：第三进出水口23、第四进出水口24。第三进出水口23和第四进出水口24是贯通第二液冷板组的两块液冷板的。同时，第三液冷板21正对第四液冷板22的面上设有一个水道槽6，第三进出水口23与第四进出水口24在水道槽6内。同时第三进出水口23的位置正对第一进出水口13，第四进出水口24的位置正对第二进出水口14。当冷却液从第一进出水口13流出时，再从第三进出水口23流入，然后沿着水道槽6流向第四进出水口24，最后从第四进出水口24流出。同时，从第一进出水口13流入的冷却液也会从第三进出水口23流出，流向第三液冷板组。

第三液冷板组包括相互配合固定的第五液冷板31和第六液冷板32，第六液冷板32固定在第五液冷板31上方，第五液冷板31和第六液冷板32是通过螺钉固定连接的。第五液冷板31正对主进水口4处设有第五进出水口33，第五液冷板31的另一端正对第四进出水口24处设有第六进出水口34，第六液冷板32正对第六进出水口34处设有主出水口5。第五液冷板31正对第六液冷板32的面上也设有一个水道槽6，第五进出水口33和第六进出水口34在水道槽6内。当冷却液从第三进出水口23流入第五进出水口33时，接下来冷却液沿着水道槽6向第六进出水口34的流动，再从第六进出水口34流出，流向主出水口5。

如图3所示，主进水口4和主出水口5呈对角线设计能使从主进水口4流入的冷却液都能均匀的从第一液冷板组、第二液冷板组、第三液冷板组的内部流过，IGBT模块所散发的热量能通过散热层传递给液冷板组，液冷板组内流动的冷却液能将热量迅速带走，使IGBT模块的温度快速降下来。同时，为了进一步提高散热性能，在第一液冷板组、第二液冷板组、第三液冷板组内的水道槽内均放置有扰流翅片7，且该扰流翅片7采用了双波翅片交错结构设计，如图4-图5所示，翅片中间截面呈交错的V型，其综合了流阻、热阻以及生产工艺性的考虑，达到了流阻降低而不提高热阻的性能要求。此外为了防止冷却液溢出，第一进出水口13、第三进出水口23和第五进出水口33之间设有密封圈9，第二进出水口14、第四进出水口24和第6进出水口之间也设有密封圈9。

当第一液冷板组、第二液冷板组和第三液冷板组整体固定完毕后，再采用钣金支撑板用于锁紧IGBT及同时用于散热器在逆变器中装配过程中的定位和固定，其可以随散热器的结构尺寸及形式而设计，灵活实现散热器在逆变器中装配；且钣金支撑板采用局部开槽及冲压的结构，提高了钣金的整体刚度，在压紧IGBT区域形成局部应力集中，确保可以将IGBT压紧，提高散热性能。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.双面液冷IGBT散热器，包括：多个叠设在一起的液冷板组；一个最外侧的所述液冷板组上设有主进水口，另一个最外侧的所述液冷板组上设有主出水口，其特征在于，所述主出水口与所述主进水口呈对角线位置分布。

2.如权利要求1所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，相邻的两组所述液冷板组之间固定有至少一块IGBT模块，所述IGBT模块并排设置且平行于所述液冷板组。

3.如权利要求1所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述冷板组上固定有至少一个端子固定件，所述端子固定件上设有至少一个螺母，IGBT模块的端子通过螺钉与所述螺母固定。

4.如权利要求1所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述液冷板组包括两块相互贴合的液冷板，两块所述液冷板的贴合面设有水道槽，所述水道槽内设有扰流翅片。

5.如权利要求1所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，位于两个最外侧的所述液冷板组之间的液冷板组正对所述主进水口和所述主出水口处分别设有贯穿该液冷板组的进出水口。

6.如权利要求4所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述液冷板组为三组，第一液冷板组上设有所述主进水口，第三液冷板组上设有所述主出水口，所述第二液冷板组上设有进出水口，冷却液从所述主进水口流入，流经第一液冷板、第二液冷板、第三液冷板，再从所述主出水口流出。

7.如权利要求6所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述第一液冷板组包括相互配合固定的第一液冷板和第二液冷板，所述第一液冷板的一端设有所述主进水口，所述第二液冷板正对所述主进水口处设有第一进出水口，所述第二液冷板正对所述主出水口处设有第二进出水口。

8.如权利要求7所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述第二液冷板组包括相互配合固定的第三液冷板和第四液冷板，所述第二液冷板组正对所述主进水口处设有贯穿所述第二液冷板组的第三进出水口，所述第二液冷板组正对所述主出水口处设有贯穿所述第二液冷板组的第四进出水口。

9.如权利要求8所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述第三液冷板包括相互配合固定的第五液冷板和第六液冷板，所述第五液冷板正对所述主进水口处设有第五进出水口，所述第五液冷板正对所述主出水口处设有第六进出水口，所述第六液冷板的一端设有所述主出水口。

10.如权利要求9所述的双面液冷IGBT散热器，其特征在于，所述第一进出水口、所述第三进出水口和所述第五进出水口之间设有密封圈，所述第二进出水口、所述第四进出水口和所述第六进出水口之间设有密封圈。

Images