底板结构及车辆的冷却系统的制作方法

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种底板结构及车辆的冷却系统。

背景技术：

车辆上具有很多大功率半导体模块，其功率密度高、发热量大。在使用时，通常会配上冷却水路，例如采用底板与冷却水路接触以进行散热，借用冷却液带走大功率模块的热量从而保证模块正常工作。在冷却水路中，密封性非常重要，现有技术中为了保证底板与冷却水路的密封性，通常利用密封圈进行密封，即，在底板与冷却水路之间设置密封圈，通过机械夹紧力夹持密封圈以进行密封。这就对底板的用于与密封圈接触的夹紧表面提出了较高的要求，要求该夹紧表面必须是光滑的无凹凸不平的表面，如果该夹紧表面本身就比较粗糙，或者该夹紧表面上存在划伤、裂纹等不良，密封性就要受到影响，冷却液可能会通过夹紧表面与密封圈之间的间隙渗水，导致出现漏液、甚至出现烧毁整个车辆系统的风险。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种底板结构，该底板结构能够与密封圈形成较好的密封连接。

为了实现上述目的，本公开提供一种底板结构，包括底板本体和密封连接于所述底板本体表面的软性材料层，所述软性材料层用于与密封圈接触形成密封接触。

可选地，所述底板本体上设置有环形槽，所述软性材料层的尺寸和形状构造成与所述环形槽适配，所述软性材料层至少部分嵌设于所述环形槽内。

可选地，所述软性材料层注塑成型于所述环形槽内。

可选地，所述软性材料层用于与所述密封圈接触的表面为平整表面。

可选地，所述软性材料层为弹性橡胶层。

可选地，所述软性材料层的厚度为0.1-0.5mm。

可选地，所述底板结构还包括多个间隔布置在所述底板本体上的散热柱，所述散热柱用于插入到冷却水路中以与冷却液接触，多个所述散热柱位于所述软性材料层的内周缘限定出的区域内。

可选地，所述底板本体包括碳化硅毛坯件、设置于所述碳化硅毛坯件上的铝层，所述环形槽开设在所述铝层上。

在本公开提供的底板结构中，底板本体通过软性材料层与密封圈接触，由于软性材料层与底板本体之间形成密封连接，并且软性材料层能够变形。这样，使得当本申请提供的底板结构安装在冷却水路上时，在夹持力的作用下，软性材料层始终能够贴紧密封圈并与之形成密封连接，从而有效避免了出现冷却水路中的冷却液通过底板本体与密封圈之间的间隙渗出到待冷却模块而导致待冷却模块失效或短路的情况。

根据本公开的另一方面，提供了一种车辆的冷却系统，包括待冷却模块、冷却水路、密封圈和上述的底板结构，所述待冷却模块通过所述底板结构与所述冷却水路内冷却液进行热交换从而实现散热。

可选地，所述冷却水路上设置有开口，所述开口具有沉台结构，所述底板结构盖合在所述开口上，所述密封圈被压紧于所述沉台结构的底壁和所述软性材料层之间，且分别与所述沉台结构的底壁和所述软性材料层形成密封连接。进而能够提高底板结构与冷却水路密封连接的可靠性。通过开槽，并将软性材料层嵌设于环形槽内的安装方式，一方面利于保证软性材料层与环形槽连接的密封性。另一方面，环形槽起到定位作用，便于将软性材料层快速安装至底板本体上，且环形槽能够对软性材料层进行限位，避免在使用过程中软性材料层出现移位而影响密封性的情况。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一种实施方式的底板结构与冷却水路的装配结构爆炸示意图；

图2是本公开一种实施方式的底板结构的底板本体处于毛坯件状态的俯视示意图；

图3是本公开一种实施方式的底板结构的俯视示意图，其中，还未设置软性材料层；

图4是本公开一种实施方式的底板结构的俯视示意图，其中，示出了软性材料层；

图5是本公开一种实施方式的底板结构的正视示意图。

附图标记说明

10底板结构1底板本体

11环形槽12碳化硅毛坯件

2散热柱3软性材料层

4密封圈20冷却水路

21开口211沉台结构

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

如图1至如图5所示，本公开了提供了一种底板结构10，可用于车辆的冷却系统。该底板结构10包括底板本体1和密封连接于底板本体1表面的软性材料层3，软性材料层3用于与密封圈4形成密封接触，从而保证底板本体1与密封圈4之间的密封性。需要说明的是，这里，软性材料层3可以由弹性材料制成或者能够产生塑性变形的材料制成。

在本公开提供的底板结构10中，底板本体1通过软性材料层3与密封圈4接触，由于软性材料层3与底板本体1之间形成密封连接，并且软性材料层3能够变形。这样，使得当本申请提供的底板结构10安装在冷却水路20上时，在夹持力的作用下，软性材料层3始终能够贴紧密封圈4并与之形成密封连接，从而有效避免了出现冷却水路20中的冷却液通过底板本体1与密封圈4之间的间隙渗出到待冷却模块(例如igbt模块)而导致待冷却模块失效或短路的情况。进而能够提高底板结构与冷却水路20密封连接的可靠性。

在本公开中，底板本体1与软性材料层3之间形成密封连接的方式有多种，本公开对此不作限制，只要能够实现底板本体1与软性材料层3的密封连接均可。例如软性材料层3粘接于底板本体1的表面或注塑成型于底板本体1的表面。

在本公开一种实施方式中，如图3和图4所示，底板本体1上可设置环形槽11，软性材料层3的尺寸和形状构造成与环形槽11适配，即软性材料层3呈环形圈，软性材料层3至少部分嵌设于环形槽11内。通过开槽，并将软性材料层3嵌设于环形槽11内的安装方式，一方面利于保证软性材料层3与环形槽11连接的密封性。另一方面，环形槽11起到定位作用，便于将软性材料层3快速安装至底板本体1上，且环形槽11能够对软性材料层3进行限位，避免在使用过程中软性材料层3出现移位而影响密封性的情况。

需要说明的是，上述的“软性材料层3至少部分嵌设于环形槽11内”指的是软性材料层3的一部分嵌设于环形槽11内，另一部分露出在环形槽11外。或者，软性材料层3的全部嵌设于环形槽11内。或者，软性材料层3的厚度刚好等于环形槽11的深度。

在本实施方式中，为了进一步提升软性材料层3与底板本体1连接的密封性，可在软性材料层3与环形槽11的接触面上涂胶密封。

在本公开的其他实施方式中，底板本体1上可不开设环形槽11，而是直接将软性材料层3设置在底板本体1的表面上，例如将软性材料层3粘接在底板本体1的表面上，同样可以实现底板本体1与软性材料层3的密封连接，起到提升底板结构10与密封圈4密封效果的作用。

在本公开中的一种实施方式中，可将软性材料层3注塑成型于环形槽11内，以与底板本体1形成一体结构，从而提升软性材料层3与环形槽11内壁(即底板本体1)连接的密封性。并且，注塑成型工艺使得软性材料层3成型方便，加工效率高。

进一步地，在本公开的一种实施方式中，软性材料层3用于与密封圈4接触的表面为平整表面。这样，当软性材料层3与密封圈4挤压贴合时，能够减小甚至避免软性材料层3和密封圈4之间出现间隙，使二者紧密贴合，有效保证了密封效果。

在本公开中，对软性材料层3的材质不作限制，软性材料层3可以采用任意适当的材料制成。在本公开的一种实施方式中，软性材料层3可以为弹性橡胶层。例如，该软性材料层3可以为天然橡胶、丁苯胶、氯丁胶、tpu(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、tpe(热塑性弹性体材料)、tpr(热塑性橡胶材料)。弹性橡胶层具有良好的压缩变形能力以及迅速复原的能力。能够有效避免底板本体1和密封圈4之间出现间隙。

另外，在本公开中，对软性材料层3的厚度不作限制，其可以具有任意适当的厚度。可选地，在本公开的一种方式中，软性材料层3的厚度可以为0.1-0.5mm。软性材料层3的厚度在此范围内，可有效避免因太薄而可能带来的密封不良问题，也可避免出现因太厚而造成材料浪费的情况。

在本公开中，如图1和图5所示，底板结构10还包括多个间隔布置(例如焊接或一体成型)在底板本体1上的散热柱2，多个散热柱2位于软性材料层3限定出的区域内。当将底板结构10安装到冷却水路20上时，散热柱2用于插入到冷却水路20中以与冷却液接触，从而实现底板结构10与冷却液之间的换热，当待冷却模块通过本公开提供的底板结构10进行散热时，通过多个散热柱2与冷却液接触，增大了底板结构10与冷却液接触的面积，从而能够有效提升底板结构10的散热速度和散热效果。

需要说明的是，本公开对散热柱2在底板本体1上的布置方式不作限制。在本公开的一种实施方式中，如图3和图4所示，沿底板结构10的长度方向(图4所示的图面的左右方向)，间隔布置有多排散热柱2且相邻排之间的散热柱2错位布置。另外，沿底板本体1的宽度方向(图4所示的图面的上下方向)，间隔布置有多列散热柱2且相邻列之间的散热柱2错位布置。散热柱2上述的布置方式，能够减缓冷却液流过底板结构10的速度，增加冷却液与散热柱2接触的时间，能够提升底板结构10的散热效果。

在本公开中，对底板本体1结构和材质不作限制。在本公开的一种实施方式中，底板本体1可包括碳化硅毛坯件12、设置于碳化硅毛坯件12表面的铝层(图中未示出)，环形槽11开设在铝层上。由于铝硅碳材料具有硬度高、耐高温、热膨胀系数小等特点，由铝硅碳材料制成底板本体1能够保证强度刚度满足要求，使得底板结构10能够正常工作，能够对待冷却模块实现可靠支撑，实现待冷却模块与冷却水路20的换热。

在本实施方式中，虽然碳化硅毛坯件12的材料硬度非常高，机械加工非常困难，但由于设置了铝层，在铝层上开设用于嵌设软性材料层3的环形槽11变得较为容易。可见，底板结构10的碳化硅毛坯件12和铝层结合的设计保证了底板结构10在满足结构强度要求的同时便于布置软性材料层3。

具体加工时，首先可采用例如铸造工艺得到如图2所示碳化硅毛坯件12，然后采用例如注塑工艺在碳化硅毛坯件12的上表面成型出金属铝层，之后在铝层上加工出环形槽11，最后可采用在环形槽11中注塑出软性材料层3。

在本公开的另一种实施方式中，底板本体1可为铜底板或铝底板，此时，可直接在铜底板或铝底板上设置环形槽11，并将软性材料层3密封嵌设在环形槽11内。在本实施方式中，由于底板本体1本身采用铜底板或铝底板，便于开槽。其中，环形槽11即可以在铜底板或铝底板成型后再加工出，也可以一体成型在铜底板或铝底板上。

根据本公开的另一方面，提供了一种车辆的冷却系统，该冷却系统包括待冷却模块、冷却水路20、密封圈4和上述的底板结构10，待冷却模块通过底板结构10与冷却水路20内冷却液进行热交换从而实现散热。

在车辆中，待冷却模块(也即待冷却零部件)除上文提到的igbt模块外，还可以是电机控制器等大功率器件。

可以理解的是，在本公开中，冷却水路20可以任意适当的结构，只要能够对冷却液进行导流即可，可以是由多个待冷却模块的底板结构10合围而限定出冷却液流道，也可以是额外设置的冷却液流道，例如管道，待冷却模块通过底板结构10安装在管道的开口上。

在本公开的一种实施方式中，冷却水路20上设置有开口21，开口21具有沉台结构211，底板结构10盖合在开口21上，密封圈4被压紧于沉台结构211的底壁和软性材料层3之间，且分别与沉台结构211的底壁和软性材料层3形成密封连接。

进一步地，为了提升密封圈4与冷却水路20之间连接的密封效果，可将沉台结构211的底壁加工至足够平整或者也在沉台结构211的底壁上开槽并设置软性材料层3。换言之，冷却水路20与密封圈4之间的连接方式可与底板结构10与密封圈4之间的连接方式相同。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。