散热装置的制作方法

专利2022-05-09  133


本申请属于新能源散热设备技术领域,更具体地说,是涉及一种散热装置。



背景技术:

从全球范围来看,新能源汽车被公认为是未来汽车行业的主流,很多国家都在积极发展和引导新能源汽车。随着新能源汽车的发展,电驱电控电池作为新能源汽车的三大核心技术也备受关注。

电控和电驱系统由很多电力电子变换器和相应的控制器组成,其中的固态器件将大量的电源能量转移电机输入端,其中电器件的发热损耗热量要及时散出才能保证汽车整体系统安全运行,故与之配套电子器件的高效散热设计十分重要。

现有的传统散热方式主要采用风冷或者水冷,但是风冷散热结构简单,零部件少,但是散热不均匀,效率低,耐候性差,易受环境影响,且风扇噪音相对较大;水冷散热效率较低,且局部阻力损失较大。



技术实现要素:

本申请实施例的目的在于提供一种散热装置,旨在解决现有技术中的散热装置散热效率低、局部阻力损失较大的技术问题。

为实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种散热装置,包括:散热主体,散热主体内部设置有液体容纳凹槽,液体容纳凹槽第一端设置有第一通孔,液体容纳凹槽第二端设置有第二通孔,第一通孔与第二通孔之一为液体进流孔,另一为液体出流孔;第一散热板,第一散热板盖设在液体容纳凹槽上,以形成液体容纳腔;第一散热板的底部设置有多个翅片,翅片的第一端设置有第一流体减阻面,翅片的第二端设置有第二流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第一端,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第二端。

可选地,多个翅片分成至少两个翅片组,翅片组的延伸方向与液体容纳凹槽的延伸方向相同,相邻两个翅片组之间具有间隙,间隙内设置有沿间隙的延伸方向设置的导流板。

可选地,翅片组包括多个第一翅片排及多个第二翅片排,相邻两个第一翅片排之间均设置有至少一个第二翅片排,第一翅片排及第二翅片排均由多个翅片组成,位于第一翅片排内的多个翅片与位于第二翅片排内的多个翅片交错设置。

可选地,第一通孔为进流孔,液体容纳凹槽的第一端设置有集流区域,集流区域沿自液体容纳凹槽的第二端至液体容纳凹槽的第一端的方向逐渐减小,进流孔位于集流区域内。

可选地,第一散热板底部的多个翅片共同形成换热部,换热部的形状与液体容纳凹槽相适配。

可选地,第一散热板的顶部设置第一散热面,第一散热面用于安装电子元器件,散热主体的侧部设置有第二散热板,第二散热板与散热主体连接在一起,第二散热板的上部设置第二散热面,第二散热面用于安装电容装置。

可选地,第二散热板低于第一散热板,已使第一散热板与第二散热板之间形成阶梯结构。

可选地,液体容纳凹槽的侧壁设置有多个凸包,多个凸包沿液体容纳凹槽的延伸方向设置,凸包的表面圆滑过渡。

可选地,第一散热板包括板体,板体底部设置有多个轴体,轴体垂直于板体,多个轴体一一对应的穿设在多个翅片中,翅片能够以轴体为轴旋转。

可选地,轴体上设置有外螺纹,翅片内部设置有螺纹孔,翅片与轴体之间通过外螺纹及螺纹孔配合连接。

本申请提供的散热装置的有益效果在于:与现有技术相比,本申请的散热装置通过在第一散热板的底部设置多个翅片,增大了与液体的换热面积,同时翅片的第一端设置有第一流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第一端,以减小与从液体容纳凹槽第一端流向液体容纳凹槽第二端的液体的阻力,翅片的第二端设置有第二流体减阻面,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第二端,以减小与从液体容纳凹槽第二端流向液体容纳凹槽第一端的液体的阻力,从而减小阻力损失及液体压力损失,避免结构损耗,两端均设置流体减阻面可以实现进流孔与出流孔的可逆设计,有效应对各种工况变化。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的第一散热板及翅片的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的散热装置的结构爆炸示意图;

图3为本申请实施例提供的散热装置的整体结构示意图;

图4为本申请实施例提供的散热装置的左视示意图。

上述附图所涉及的标号明细如下:

10、散热主体;11、液体容纳凹槽;12、第一通孔;20、第一散热板;21、翅片;22、导流板;23、翅片组;30、第二散热板;31、第二散热面;40、管道。

具体实施方式

为了使本申请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,对本申请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申请,并不用于限定本申请。

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。在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述,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申请的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。

正如背景技术中所记载的,目前,电控和电驱系统由很多电力电子变换器和相应的控制器组成,其中的固态器件将大量的电源能量转移电机输入端,其中电器件的发热损耗热量要及时散出才能保证汽车整体系统安全运行,故与之配套电子器件的高效散热设计十分重要。现有的传统散热方式主要采用风冷或者水冷,但是风冷散热结构简单,零部件少,但是散热不均匀,效率低,耐候性差,易受环境影响,且风扇噪音相对较大;水冷散热效率较低,且局部阻力损失较大。

参见图1至图4所示,为了解决上述问题,根据本申请的一个方面,本申请的实施例提供了一种散热装置,包括散热主体10及第一散热板20,散热主体10内部设置有液体容纳凹槽11,液体容纳凹槽11第一端设置有第一通孔12,液体容纳凹槽11第二端设置有第二通孔,第一通孔12与第二通孔之一为液体进流孔,另一为液体出流孔;第一通孔12及第二通孔外部均与管道40连通,第一散热板20盖设在液体容纳凹槽11上,以形成液体容纳腔;第一散热板20的底部设置有多个翅片21,翅片21的第一端设置有第一流体减阻面,翅片21的第二端设置有第二流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽11的第一端,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽11的第二端,其中,本实施例的翅片21为扁平片状结构。

使用时,工作人员可将需要散热的电子元器件安装在第一散热板20上,通过第一散热板20实现与液体容纳腔内的液体的热交换,实现散热,且本申请的散热装置通过在第一散热板20的底部设置多个翅片21,增大了与液体的换热面积,同时翅片21的第一端设置有第一流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽11的第一端,以减小与从液体容纳凹槽11第一端流向液体容纳凹槽11第二端的液体的阻力,翅片21的第二端设置有第二流体减阻面,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽11的第二端,以减小与从液体容纳凹槽11第二端流向液体容纳凹槽11第一端的液体的阻力,从而减小阻力损失及液体压力损失,避免结构损耗,两端均设置流体减阻面可以实现进流孔与出流孔的可逆设计,有效应对各种工况变化。

在一种具体实施例中,翅片21两端为流线型结构,以形成第一流体减阻面及第二流体减阻面。该流线型结构可为流线型曲面结构,如机翼型,当然也可为其他流线型结构,只要是能够减小对液体阻力的流线型结构均可。通过将翅片21设置成上述实施例的形状,可以有效避免在翅片21表面形成边界层而影响热传导。

参见图1所示,为了对液体进行集中导向,从而提高液体流速,本实施例中的多个翅片21分成至少两个翅片组23,翅片组23的延伸方向与液体容纳凹槽11的延伸方向相同,相邻两个翅片组23之间具有间隙,间隙内设置有沿间隙的延伸方向设置的导流板22。通过设置导流板22,一方面可以起到导流作用,提高经过各翅片组23的液体的流速,另一方面也可以起到加强筋的作用,有效的提高散热装置的整体强度。

在一种优选地实施例中,翅片组23为两个,第一通孔12及第二通孔位于两个翅片组23之间,以均衡液体流速。在其他实施例中,翅片组23也可为三个、四个、五个、六个等等,工作人员可以根据具体的情况进行选择。

如图1所示,本实施例中的流体的流动方向是并联流动的,即从进流孔流入的液体分别流向两个翅片组,并最终从液体容纳凹槽的出流孔流出。在其他实施例中,也可通过调整导流板的长度,使其与液体容纳凹槽的一端抵接,形成蛇形通道,在本实施例中,流体的流动方向则是串联的,工作人员可根据具体工况进行选择。

在另一种实施例中,第一散热板20具有多种型号,每一种型号上的翅片组23的数量均不同,工作人员可根据具体的情况进行选择,将符合要求的第一散热板20装在散热主体10上,实现模块化生产。

一方面通过具有第一流体减阻面及第二流体减阻面的翅片21减小不必要的阻力,另一方面又需要保证翅片21的扰流效果,以提高热交换效率。本实施例中的翅片组23包括多个第一翅片排及多个第二翅片排,相邻两个第一翅片排之间均设置有至少一个第二翅片排,第一翅片排及第二翅片排均由多个翅片组23成,位于第一翅片排内的多个翅片21与位于第二翅片排内的多个翅片21交错设置,通过具有第一流体减阻面及第二流体减阻面的翅片21及交错设置的翅片排,实现了冷却液的平缓扰流的同时,避免在翅片21表面形成边界层,而影响热传导。

其中,第一翅片排与第二翅片排的排布方式可以为,每两个相邻的第一翅片排之间夹一个第二翅片排,即1个第一翅片排、1个第二翅片排、1个第一翅片排、1个第二翅片排,简称1、2、1式排布;第一翅片排与第二翅片排的排布方式也可以为每两个相邻的第一翅片排之间夹两个第二翅片排,即1个第一翅片排、2个第二翅片排、1个第一翅片排、2个第二翅片排,简称1、2、2、1式排布;第一翅片排与第二翅片排的排布方式还可以为,每两个相邻的第一翅片排之间夹三个第二翅片排,即1个第一翅片排、3个第二翅片排、1个第一翅片排、3个第二翅片排,简称1、2、2、2、1式排布,在其他实施例中,排布方式也可为1、2、2、2、2、1式,等等,在此不再赘述。

为了进一步提高扰流效果,在其他实施例中,整个翅片组23两端的翅片排均为第一翅片排,本实施例中的第二翅片排的厚度大于第一翅片排的厚度,其中,上述厚度是指垂直于液体流向的尺寸,即翅片21本身作为片状结构的厚度。

参见图2所示,为了对进流孔流入的液体进行导向,使其能够流向出流孔,本申请设置了集流区域,具体来说,本实施例中的第一通孔12为进流孔,液体容纳凹槽11的第一端设置有集流区域,集流区域沿自液体容纳凹槽11的第二端至液体容纳凹槽11的第一端的方向逐渐减小,进流孔位于集流区域内。

为了充分利用空间,本实施例中的第一散热板20底部的多个翅片21共同形成换热部,换热部的形状与液体容纳凹槽11相适配。通过多个翅片21占据液体容纳凹槽11的各个角落,充分利用空间进行翅片21的换热,有效提高了本申请的散热装置的散热效率。

本实施例的第一散热板20的顶部设置第一散热面,第一散热面用于安装电子元器件,散热主体10的侧部设置有第二散热板30,第二散热板30与散热主体10连接在一起,第二散热板30的上部设置第二散热面31,第二散热面31用于安装电容装置。其中,在一种实施例中,电子元器件为碳化硅模块,第一散热面上可做表面处理,如做银等的金属处理,可以将碳化硅模块通过银钎焊焊接在上面,避免采用导热硅脂和螺钉安装带来的失效风险和维修困难;在另一种实施例中,第一散热面也可以与其他的电子元器件,通过导热性能较好的胶粘在一起。在一种优选地实施例中,第二散热板30的底部设置有多根加强筋,加强筋的延伸方向与导流板22的延伸方向平行。

参见图3所示,为了节约材料,在本申请的另一种实施例中,第二散热板30低于第一散热板20,已使第一散热板20与第二散热板30之间形成阶梯结构。通过阶梯结构也可以便于对电容装置进行定位安装。

为了进一步地提高扰流效果,在本申请的另一种实施例中,液体容纳凹槽11的侧壁设置有多个凸包,多个凸包沿液体容纳凹槽11的延伸方向设置,凸包的表面圆滑过渡。

上述各实施例中翅片21均与第一散热板20的板体固定,为了实现对液体容纳凹槽11中液体流速及方向的调节,在本申请的另一种实施例中,第一散热板20包括板体,板体底部设置有多个轴体,轴体垂直于板体,多个轴体一一对应的穿设在多个翅片21中,翅片21能够以轴体为轴旋转。安装时,工作人员可通过旋转某个或某几个翅片21,从而实现对第一散热板20特定区域的针对性散热。

在一种实施例中,具体来说,轴体上设置有外螺纹,翅片21内部设置有螺纹孔,翅片21与轴体之间通过外螺纹及螺纹孔配合连接。

在另一种实施例中,也可采用销钉的方式对旋转后的翅片21的角度进行固定,只要是能够实现对翅片21进行角度固定的实施例均可。

在一种优选实施例中,本申请的散热装置自身具备测温功能,本实施例的散热装置包括测温元件,该测温元件安装在第一散热板20上,测温元件可与安装在第一散热板20上的电子元器件共用电源,并进行数据传输,实现对散热装置自身温度变化的检测。

综上,实施本实施例提供的散热装置,至少具有以下有益技术效果:

使用时,工作人员可将需要散热的电子元器件安装在第一散热板上,通过第一散热板实现与液体容纳腔内的液体的热交换,实现散热,且本申请的散热装置通过在第一散热板的底部设置多个翅片,增大了与液体的换热面积,同时翅片的第一端设置有第一流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第一端,以减小与从液体容纳凹槽第一端流向液体容纳凹槽第二端的液体的阻力,翅片的第二端设置有第二流体减阻面,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第二端,以减小与从液体容纳凹槽第二端流向液体容纳凹槽第一端的液体的阻力,从而减小阻力损失及液体压力损失,避免结构损耗,两端均设置流体减阻面可以实现进流孔与出流孔的可逆设计,有效应对各种工况变化。

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


技术特征:

1.一种散热装置,其特征在于,包括:

散热主体,所述散热主体内部设置有液体容纳凹槽,所述液体容纳凹槽第一端设置有第一通孔,所述液体容纳凹槽第二端设置有第二通孔,所述第一通孔与所述第二通孔之一为液体进流孔,另一为液体出流孔;

第一散热板,所述第一散热板盖设在所述液体容纳凹槽上,以形成液体容纳腔;所述第一散热板的底部设置有多个翅片,所述翅片的第一端设置有第一流体减阻面,所述翅片的第二端设置有第二流体减阻面,所述第一流体减阻面朝向所述液体容纳凹槽的第一端,所述第二流体减阻面朝向所述液体容纳凹槽的第二端。

2.根据权利要求1所述的散热装置,其特征在于,多个所述翅片分成至少两个翅片组,所述翅片组的延伸方向与所述液体容纳凹槽的延伸方向相同,相邻两个所述翅片组之间具有间隙,所述间隙内设置有沿所述间隙的延伸方向设置的导流板。

3.根据权利要求2所述的散热装置,其特征在于,所述翅片组包括多个第一翅片排及多个第二翅片排,相邻两个所述第一翅片排之间均设置有至少一个所述第二翅片排,所述第一翅片排及所述第二翅片排均由多个翅片组成,位于所述第一翅片排内的多个所述翅片与位于所述第二翅片排内的多个所述翅片交错设置。

4.根据权利要求1或3所述的散热装置,其特征在于,所述第一通孔为进流孔,所述液体容纳凹槽的第一端设置有集流区域,所述集流区域沿自所述液体容纳凹槽的第二端至所述液体容纳凹槽的第一端的方向逐渐减小,所述进流孔位于所述集流区域内。

5.根据权利要求1或3所述的散热装置,其特征在于,所述第一散热板底部的多个所述翅片共同形成换热部,所述换热部的形状与所述液体容纳凹槽相适配。

6.根据权利要求1或3所述的散热装置,其特征在于,所述第一散热板的顶部设置第一散热面,所述第一散热面用于安装电子元器件,所述散热主体的侧部设置有第二散热板,所述第二散热板与所述散热主体连接在一起,所述第二散热板的上部设置第二散热面,所述第二散热面用于安装电容装置。

7.根据权利要求6所述的散热装置,其特征在于,所述第二散热板低于所述第一散热板,已使所述第一散热板与所述第二散热板之间形成阶梯结构。

8.根据权利要求1或3所述的散热装置,其特征在于,所述液体容纳凹槽的侧壁设置有多个凸包,多个所述凸包沿所述液体容纳凹槽的延伸方向设置,所述凸包的表面圆滑过渡。

9.根据权利要求1或3所述的散热装置,其特征在于,所述第一散热板包括板体,所述板体底部设置有多个轴体,所述轴体垂直于所述板体,多个所述轴体一一对应的穿设在多个所述翅片中,所述翅片能够以所述轴体为轴旋转。

10.根据权利要求9所述的散热装置,其特征在于,所述轴体上设置有外螺纹,所述翅片内部设置有螺纹孔,所述翅片与所述轴体之间通过所述外螺纹及所述螺纹孔配合连接。

技术总结
本申请适用于新能源散热设备技术领域,提供了一种散热装置,包括:散热主体,散热主体内部设置有液体容纳凹槽,液体容纳凹槽第一端设置有第一通孔,液体容纳凹槽第二端设置有第二通孔;第一散热板,第一散热板盖设在液体容纳凹槽上,以形成液体容纳腔;第一散热板的底部设置有多个翅片,翅片的第一端设置有第一流体减阻面,翅片的第二端设置有第二流体减阻面,第一流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第一端,第二流体减阻面朝向液体容纳凹槽的第二端。从而减小阻力损失及液体压力损失,避免结构损耗,两端均设置流体减阻面可以实现进流孔与出流孔的可逆设计,有效应对各种工况变化。

技术研发人员:胡作寰;张传美;耿丽丽
受保护的技术使用者:深圳市银宝山新科技股份有限公司
技术研发日:2021.05.31
技术公布日:2021.08.03

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