本发明涉及电子元器件技术领域，具体涉及一种散热装置、功率模块以及车辆。
背景技术：
近年来，新能源汽车在汽车行业发展迅速，纯电动汽车、混合动力汽车等发展尤为迅速。随着新能源汽车对续航、节能等要求的逐渐提高，传统功率密度在15kw/l左右的igbt电机控制器已无法满足车厂的需求，开发功率密度在30kw/l甚至更高的新型电机控制器势在必行。因此，双面水冷的sic模块(功率模块)得以开始在电机控制器中应用。为了充分发挥sic的低损耗性能和双面水冷模块的高散热能力，需要开发出更高效、更可靠的针对双面水冷sic模块的散热方式。
现有的技术一般为：从下向上依次为底部散热器、双面水冷模块、顶部散热器、散热器压条、散热器固定螺栓。整个方案使用两条散热器三明治结构安装方式，并由上方的压条通过螺栓将两个散热器和压条拉紧，达到夹紧双面水冷模块的目的并散热，安装顺序由下而上顺序进行。
由于上下散热器的均为硬质金属，多为铸铝等材料，形变能力有限。三个模块的受力必然会有不均匀。考虑到模块本身的厚度也有差异，当中间模块的厚度偏小时，中间模块的两个散热面会减小很多，影响中间模块的散热能力，可能导致中间模块过热损坏，同时由于两边模块高度较高，通过加大螺栓锁紧力来减小模块夹紧力差异的时候，会导致两边模块的夹紧力过大，严重时可能会导致模块机械损伤，影响模块使用可靠性和寿命。
另外一方面，电机控制器在使用过程中，由于模块发热，会引起上下散热器局部温度差异而导致散热器合理形变，此时也会造成不同模块间的应力差异较大，影响各模块上下面的有效散热，最终加剧过热损坏的程度。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够通过自适应调节夹紧力的散热装置、功率模块以及车辆。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第一技术方案为：
一种散热装置，包括下冷却板、上冷却组件以及弹性固定组件，所述下冷却板的下表面上开设有第一冷却流道；
所述上冷却组件通过弹性固定组件固定在下冷却板的上表面的上方；所述上冷却组件包括多块上冷却板，多个所述上冷却板内分别开设有冷却通道，所述冷却通道相互连通形成第二冷却流道，所述第二冷却流道的两端分别与第一冷却流道密封连通。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第二技术方案为：
一种功率模块，包括功率器件以及上述的散热装置；
所述功率器件位于下冷却板与上冷却组件之间。
为了解决上述技术问题，本发明采用的第三技术方案为：
一种车辆，包括上述的散热装置和/或上述的功率模块。
本发明的有益效果在于：通过弹性固定组件，能够实现上冷却组件紧紧的压在功率器件上，通过上冷却板的每一个角端对应一个弹性体，保证各自所在功率器件的模块区域的不同压缩量来自适应压紧各自功率器件，既满足了不同功率器件所需的不同夹紧力的同时，又保证了功率器件的可靠散热需求，避免夹紧力过大而导致机械损伤，保证了功率器件的可靠性和使用寿命；在功率器件工作时发生的合理形变也可以通过弹性固定组件的弹性形变进行随动变形，避免因为合理变形而发生损坏。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种功率模块的结构示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为图2的另一角度视图；
图4为波纹软管的剖面图；
标号说明：1、下冷却板；11、第一冷却流道；12、连通口；13、散热片；2、上冷却组件；21、上冷却板；22、第二冷却流道；23、波纹软管；231、管体；232、连接件；233、密封槽；3、弹性固定组件；31、托盘；32、弹性体；33、固定件；34、限位柱；4、功率器件。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图4，一种散热装置，包括下冷却板1、上冷却组件2以及弹性固定组件3，所述下冷却板1的下表面上开设有第一冷却流道11；所述第一冷却流道11的两端分别开设有连通口12；
所述上冷却组件2通过弹性固定组件3固定在下冷却板1的上表面的上方；所述上冷却组件2包括多块上冷却板21，多个所述上冷却板21内分别开设有冷却通道，所述冷却通道相互连通形成第二冷却流道22，所述第二冷却流道22的两端分别与第一冷却流道11的连通口12密封连通。
进一步的，所述冷却通道通过波纹软管23相互连通形成第二冷却流道22；
所述上冷却板21的冷却通道出口处具有连接部；
所述波纹软管23包括管体231和位于两端的连接件232，所述连接件232连接在连接部上。
进一步的，所述连接部与连接件232为螺纹连接；
所述管体231的末端具有第一密封切口，所述连接件232与第一密封切口相对应之处具有第二密封切口，所述第一密封切口与第二密封切口配合形成密封槽233，所述密封槽233内具有密封圈。
进一步的，所述弹性固定组件3包括托盘31、弹性体32和固定件33，所述托盘31位于上冷却组件2的上方且通过固定件33连接在下冷却板1上；
所述弹性件位于上冷却组件2与托盘31之间形成对上冷却组件2的弹性挤压。
进一步的，所述弹性体32有多个，所述上冷却板21的每一个角端对应一个弹性体32。
进一步的，所述弹性体32为弹簧，所述托盘31上设置有对弹簧进行限位的限位柱34，所述限位柱34的长度小于弹簧的长度。
进一步的，所述第一冷却流道11内设置有多片的散热片13。
一种功率模块，包括功率器件4以及上述的散热装置；
所述功率器件4位于下冷却板1与上冷却组件2之间。
进一步的，所述功率器件4有三个，所述上冷却组件2包括三个与功率器件4对应的上冷却板21；
所述功率器件4的上表面与下表面上面涂覆有导热硅脂。
一种车辆，包括上述的散热装置和/或上述的功率模块。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过弹性固定组件3，能够实现上冷却组件2紧紧的压在功率器件4上，通过上冷却板21的每一个角端对应一个弹性体32，保证各自所在功率器件4的模块区域的不同压缩量来自适应压紧各自功率器件4，既满足了不同功率器件4所需的不同夹紧力的同时，又保证了功率器件4的可靠散热需求，避免夹紧力过大而导致机械损伤，保证了功率器件4的可靠性和使用寿命；在功率器件4工作时发生的合理形变也可以通过弹性固定组件3的弹性形变进行随动变形，避免因为合理变形而发生损坏。通过导热硅脂，能够提升导热性能。
实施例一
一种散热装置，包括下冷却板、上冷却组件以及弹性固定组件，所述下冷却板的下表面上开设有第一冷却流道；所述第一冷却流道的两端分别开设有连通口；
所述上冷却组件通过弹性固定组件固定在下冷却板的上表面的上方；所述上冷却组件包括多块上冷却板，多个所述上冷却板内分别开设有冷却通道，所述冷却通道相互连通形成第二冷却流道，所述第二冷却流道的两端分别与第一冷却流道的连通口密封连通。
所述冷却通道通过波纹软管相互连通形成第二冷却流道；
所述上冷却板的冷却通道出口处具有连接部；
所述波纹软管包括管体和位于两端的连接件，所述连接件连接在连接部上。
所述连接部与连接件为螺纹连接；
所述管体的末端具有第一密封切口，所述连接件与第一密封切口相对应之处具有第二密封切口，所述第一密封切口与第二密封切口配合形成密封槽，所述密封槽内具有密封圈。
所述弹性固定组件包括托盘、弹性体和固定件，所述托盘位于上冷却组件的上方且通过固定件连接在下冷却板上；
所述弹性件位于上冷却组件与托盘之间形成对上冷却组件的弹性挤压。
所述弹性体有多个，所述上冷却板的每一个角端对应一个弹性体。
所述弹性体为弹簧，所述托盘上设置有对弹簧进行限位的限位柱，所述限位柱的长度小于弹簧的长度。
所述第一冷却流道内设置有多片的散热片。
实施例二
一种功率模块，包括三个功率器件(sic)以及实施例一所述的散热装置；
所述功率器件位于下冷却板与上冷却组件之间。
所述上冷却组件包括三个与功率器件对应的上冷却板；
所述功率器件的上表面与下表面上面涂覆有导热硅脂。
所述上冷却板为圆角矩形的板体，所述弹簧有12个；
安装过程为：
(1)、准备好下冷却板；
(2)、在下冷却板上放置三个sic功率器件(型号：md800hfc120n3s)，功率器件的上下两面均预先涂覆抹导热硅脂，以提高导热性能；
(3)、准备好控制器三个与功率器件对应的上冷却板；
(4)、在三个上冷却板之间安装好波纹软连接管；
(5)、在上冷却组件上摆放好12个非标压缩弹簧；
(6)、用螺栓将电路板托盘安装在下冷却板(附图中所述为控制器箱体结构，本申请在设计是采用下冷却板与控制箱体一体式设计)上，进而托盘通过压缩12个非标弹簧将三个上冷却板紧紧的压在三个与功率器件上。
由前述介绍，由于各类工件自身厚度存在生产过程中不同批量的厚度偏差，所以这些生产过程管控因素需要加入到设计输入中。而且功率模块在车载环境中，受环境温度变化及自身发热局部差异等因素影响，五金零部件形变的应力影响也需要在加入到设计输入中。
由模块规格书可知，sic功率器件(型号：md800hfc120n3s)的典型夹紧力700n，最大850n。为了使三个模块的热阻更加一致，就需要做到模块间夹紧力偏差越小越好。本案中我们按照模块的夹紧力设计目标为ftotal＝700n 100n，如附图2所示，单个模块由4个弹簧施力，所以单个弹簧的弹力需求为：
f＝ftotal/4＝175n 25n，δf＝25n式1
由胡克定律
f＝k*δx式2
可知，实际压力的大小直接由弹簧形变量和弹性系数决定。三个模块间弹簧形变量的差异由各部分的公差决定。sic功率器件(型号：md800hfc120n3s)的厚度h＝4.7mm±0.3，三个模块间的最大厚度差为δh＝0.6mm，上水冷板的加工精度要求为h1＝26.5mm 0.3，δh1＝0.3mm,箱体中安装弹簧压板安装面的加工精度要求为h2＝62.5mm 0.3，δh2＝0.3mm，所以考虑公差极值考虑，三个模块间弹簧形变量最大偏差为：
δδx＝δh δh1 δh2＝1.2mm式3
由公式1，公式2和公式3可得，k＝δf/δδx＝25n/1.2mm＝20.83n/mm式4
由公式4和公司1可得，弹簧行程δx＝f/k＝175/20.83＝8.4mm式5
由k＝g*d4/8*n*d3式6
本设计中选用g＝79000n/mm2,d＝2mm,d＝9.6mm,，由式4和式6计算可得：
n＝g*d4/8*k*d3＝8.5式7
其中：g：横向弹性系数(杨氏模量)，d：线径，n：有效匝数，d：平均线圈直径
fmax＝k*(δx δδx)＝20.83*9.6＝199.7n式8
故本设计通过选择g＝79000n/mm2，l＝16mm，由式5可得，应变为50％，线径2mm，直径9.6mm,8.5匝的非标弹簧，实际生产过程中，还可以通过管控弹簧公差(< 0.7mm)的方式来进一步平衡三相模块间的应力差异，降低弹簧应变。
实施例三
一种车辆，包括实施例一所述的散热装置和/或实施例二所述的功率模块。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种散热装置，其特征在于，包括下冷却板、上冷却组件以及弹性固定组件，所述下冷却板的下表面上开设有第一冷却流道；
所述上冷却组件通过弹性固定组件固定在下冷却板的上表面的上方；所述上冷却组件包括多块上冷却板，多个所述上冷却板内分别开设有冷却通道，所述冷却通道相互连通形成第二冷却流道，所述第二冷却流道的两端分别与第一冷却流道密封连通。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述冷却通道通过波纹软管相互连通形成第二冷却流道；
所述上冷却板的冷却通道出口处具有连接部；
所述波纹软管包括管体和位于两端的连接件，所述连接件连接在连接部上。
3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述连接部与连接件为螺纹连接；
所述管体的末端具有第一密封切口，所述连接件与第一密封切口相对应之处具有第二密封切口，所述第一密封切口与第二密封切口配合形成密封槽，所述密封槽内具有密封圈。
4.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述弹性固定组件包括托盘、弹性体和固定件，所述托盘位于上冷却组件的上方且通过固定件连接在下冷却板上；
所述弹性件位于上冷却组件与托盘之间形成对上冷却组件的弹性挤压。
5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述弹性体有多个，所述上冷却板的每一个角端对应一个弹性体。
6.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述弹性体为弹簧，所述托盘上设置有对弹簧进行限位的限位柱，所述限位柱的长度小于弹簧的长度。
7.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一冷却流道内设置有多片的散热片。
8.一种功率模块，其特征在于，包括功率器件以及权利要求1-7任意一项所述的散热装置；
所述功率器件位于下冷却板与上冷却组件之间。
9.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述功率器件有三个，所述上冷却组件包括三个与功率器件对应的上冷却板；
所述功率器件的上表面与下表面上面涂覆有导热硅脂。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的散热装置和/或权利要求8-9任意一项所述的功率模块。
技术总结