专利名称：平板水冷散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种利用冷却液(例如水)进行散热的装置。
背景技术：
请參阅图la，这是ー种现有的平板水冷散热装置的纵向截面示意图。图Ib是图Ia中A-A向剖视图，即该平板水冷散热装置的横向截面示意图。该水冷散热装置10包括上冷板11和下冷板12，优选为金属材质，上冷板11和下冷板12在图I中的左右两侧密封结合。上冷板11的顶面11a、下冷板12的底面12b均为平板，用于接触发热器件。在上冷板11的底面Ilb上具有多个向下凸起的平台110，而下冷板12的顶面12a为平板，两者之间 形成有腔体称为流道20。冷却液在该流道20中流动,从而带走上冷板11和下冷板12的热量。上述平板水冷散热装置可以在单侧或双侧(即上冷板顶面Ila和/或下冷板底面12b处)放置发热器件，例如在新能源汽车领域就得到了具体应用。新能源汽车中，控制器的逆变器(Inverter)和直流-直流(DC/DC)转换模块的发热量大，通常布置在上述平板水冷散热装置10的两侧，其热量散发到上冷板11和/或下冷板12。温度较低的冷却液从流道入口进入，在流道20内与上冷板11、下冷板12进行热交換，吸收热量，温度升高，吸收热量后的冷却液从流道出口流出。如此循环，实现控制器的冷却。上述平板水冷散热装置还可以用于新能源汽车的电池组(Cell)模块的散热。上述平板水冷散热装置10中，上冷板底面下凸台110可以是柱状或台状。柱状优选为圆柱体、椭圆柱体等；台状优选为圆台、椭圆台等；其光滑的侧壁有利于减小冷却液流动的阻力。柱状的下凸台110通常采用挤压エ艺完成，由于上冷板11、下冷板12—般采用价格便宜且导热较好的铝合金材料，对其挤压的难度较大，エ艺成本昂贵。台状的下凸台110通常采用压铸エ艺制作，成本较低，因而应用更为广泛。但台状的下凸台110的侧壁与上冷板底面Ilb之间具有一定倾斜角度(非垂直)，其倾斜程度越大，流道20的过流面积就越大。请參阅图la，实验发现，上述平板水冷散热装置10在实际使用的过程中，冷却液会从上冷板底面下凸台110的端部IlOb流过，而几乎不流经其根部110a，这便影响了其散热性能。为了提高上述平板水冷散热装置10的散热性能，一种做法是增加下凸台110在上冷板底面Ilb上的分布密度，但这对制造エ艺提出了更高的挑战。如何在不增加制造成本的前提下提高其散热性能；或者是在保证同样的散热能力的前提下降低其制造成本，就成为ー个平板水冷散热装置所亟待解决的重要课题。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供ー种具有更佳散热效果、且制造エ艺并不随之变得复杂的平板水冷散热装置。[0008]为解决上述技术问题，本实用新型平板水冷散热装置包括上冷板和下冷板，上冷板的顶面和/或下冷板的底面接触发热器件；在上冷板的底面上具有多个向下凸起的平台，在下冷板的顶面上具有多个向上凸起的平台，上冷板底面下凸台与下冷板顶面上凸台相互交错；在上冷板底面和下冷板顶面之间形成有流道，冷却液在该流道中流动，从而带走上冷板和下冷板的热量。本实用新型平板水冷散热装置可以在不降低整体散热能力的前提下降低制造成本和制造难度，例如可以减少上冷板底面下凸台的分布密度，这样便降低了制造成本和制造难度，但所增加的下冷板顶面上凸台弥补了散热能力的损失。本实用新型平板水冷散热装置还可以在維持制造成本和制造难度的前提下増加整体散热能力，这主要是由于所増加的下冷板顶面上凸台可以用于调节流道的纵向截面形状，促使冷却液向发热量大的表面、区域流过，从而增强散热性能。
图Ia是现有的平板水冷散热装置的纵向截面示意图；图Ib是图Ia的A-A向剖视图，即现有的平板水冷散热装置的横向截面示意图；图2a是本实用新型平板水冷散热装置的第一实施例的纵向截面示意图；图2b是图2a的A-A向剖视图一，即本实用新型平板水冷散热装置的横向截面示意图ー;图2c是图2a的A_A向剖视图ニ，即本实用新型平板水冷散热装置的横向截面示意图ニ ；图3是本实用新型平板水冷散热装置的第二实施例的纵向截面示意图；图4是本实用新型平板水冷散热装置的第三实施例的纵向截面示意图。图中附图标记说明10为现有的平板水冷散热装置；11为上冷板；lla为上冷板顶面；llb为上冷板底面；110为上冷板下凸台；110a为上冷板下凸台根部；110b为上冷板下凸台端部；12为下冷板；20为流道；30为本实用新型的平板水冷散热装置。
具体实施方式
请參阅图2a，这是本实用新型平板水冷散热装置的一种实施例的纵向截面示意图。该水冷散热装置30包括上冷板11和下冷板12，优选为金属材质，上冷板11和下冷板12在图I中的左右两侧密封結合。上冷板11的顶面11a、下冷板12的底面12b均为平板，用于接触发热器件。在上冷板11的底面Ilb上具有多个向下凸起的平台110，在下冷板12的顶面12a上具有多个向上凸起的平台120。上冷板底面下凸台110与下冷板顶面上凸台120相互交错。在上冷板底面Ilb和下冷板顶面12a之间形成有腔体称为流道20。冷却液在该流道20中流动,从而带走上冷板11和下冷板12的热量。可替换地，上冷板11的顶面I la、下冷板12的底面12b也可不为平板，而是根据发热器件的形状而进行适应性的设计。可替换地，上冷板11和下冷板12之间的密封结合部位不局限为两侧，而可以任意设置，只要在上冷板11和下冷板12之间形成一个流道20，该流道20具有冷却液的入口和出口，其余部位均为密封结合即可。与现有的平板水冷散热装置10相比，图2a所示的本实用新型平板水冷散热装置30中，由于下冷板顶面12a上具有上凸台120，因而迫使冷却液流经靠近上冷板底面Ilb处(即上冷板底面下凸台110的根部IlOa旁侧)。根据发热模拟仿真，当上冷板顶面Ila接触发热器件时，上冷板底面下凸台110的根部IlOa的温度要高于端部IlOb的温度，这样本实用新型可以取得更好的冷却散热效果。请參阅图2b，这是图2a中A_A向的ー种剖视图，即该平板水冷散热装置30的ー种横向截面示意图。其中，上冷板底面下凸台110呈正方形排列，在每四个呈正方形排列的上冷板底面下凸台110的中心位置处设置一个下冷板顶面上凸台120。这种上冷板底面下凸台110与下冷板顶面上凸台120的交错排列方式称为顺排。显然，在每四个呈正方形排列的下冷板顶面上凸台120的中心位置处设置一个上冷板底面下凸台110，也是可行的。请參阅图2c，这是图2a中A-A向的另ー种剖视图，即该平板水冷散热装置30的另 ー种横向截面示意图。其中，上冷板底面下凸台110呈正三角形排列，在每三个呈正三角形排列的上冷板底面下凸台110的中心位置处设置一个下冷板顶面上凸台120。这种上冷板底面下凸台110与下冷板顶面上凸台120的交错排列方式称为叉排。显然，在每三个呈正三角形排列的下冷板顶面上凸台120的中心位置处设置一个上冷板底面下凸台110，也是可行的。上述两种上冷板底面下凸台110与下冷板顶面上凸台120相互交错的排列方式仅为示意，可以采用任意其他排列方式。优选地，每ー个上冷板底面下凸台110与其周围的下冷板顶面上凸台120之间均有间隙，换而言之，每ー个下冷板顶面上凸台120与其周围的上冷板底面下凸台110之间均有间隙。这样下列三个区域形成一个完整的流道20 :上冷板底面下凸台110的侧面和下冷板顶面上凸台120的侧面间隙、上冷板底面下凸台110与下冷板顶面12a的间隙、下冷板顶面上凸台120与上冷板底面Ilb的间隙。冷却液可在该流道20中自由流动并调节。当上冷板底面下凸台110与其周围的下冷板顶面上凸台120之间没有间隙时，流道20就被分为了独立的两个，即上冷板底面下凸台110与下冷板顶面12a的间隙、下冷板顶面上凸台120与上冷板底面Ilb的间隙。冷却液仍可在该独立的两个流道20中流动但无法调节。优选地，每ー个上冷板底面下凸台110的端面均低于每ー个下冷板顶面上凸台120的端面，换而言之，每ー个下冷板顶面上凸台120的端面均高于上冷板底面下凸台110的端面。这样才能将冷却液提升到靠近上冷板底面Ilb处，提升对上冷板11的散热性能。当上冷板底面下凸台110的端面等于或高于下冷板顶面上凸台120的端面时，相对于平板状的下冷板顶面12a而言仍具有抬升冷却液使其接近上冷板底面Ilb的效果，但是效果没有上冷板底面下凸台110的端面低于下冷板顶面上凸台120的端面时那么明显。在图2a所示的平板水冷散热装置30中，上冷板底面下凸台110的端面与下冷板顶面12a之间的间隙很小，下冷板顶面上凸台120的端面与上冷板底面Ilb之间的间隙较大。因而冷却液在注满上冷板底面下凸台110的端面与下冷板顶面12a之间的小间隙后，会被迫提升到下冷板顶面上凸台120的端面与上冷板底面Ilb之间流动，适用于上冷板顶面Ila接触发热量大的发热器件的情況。同样地，如果已知下冷板底面12b接触发热量大的发热器件，可以使上冷板底面下凸台110的端面与下冷板顶面12a之间的间隙变大，而下冷板顶面上凸台120的端面与上冷板底面Ilb之间的间隙变小，使冷却液更多地流经下冷板顶面12a，从而有利于下冷板12的散热。图3给出了本实用新型平板水冷散热装置的另ー个实施例，其上冷板底面下凸台110的端面与下冷板顶面12a之间的间隙较大，下冷板顶面上凸台120的端面与上冷板底面Iib之间的间隙也较大，例如两个间隙为大致相同的高度。因此冷却液的一部分会在上冷板底面下凸台110的端面与下冷板顶面12a之间的大间隙中流动，冷却液的另一部分会在下冷板顶面上凸台120的端面与上冷板底面Ilb之间的大间隙中流动，适用于上冷板顶面Ila与下冷板底面12b同时接触发热量大的发热器件的情況。在图2a和图3所示的平板水冷散热装置30中，所有上冷板底面下凸台110为同 一高度，所有下冷板顶面上凸台120也为同一高度，这适用于上冷板顶面Ila和/或下冷板底面12b接触的发热器件在各个区域的发热较为均衡的情況。图4给出了本实用新型平板水冷散热装置的又一个实施例，其中间区域的下冷板顶面上凸台120的高度小于周边区域的下冷板顶面上凸台120的高度。这样冷却液会更多地流经中间区域的下冷板顶面上凸台120与上冷板底面Ilb之间，从而更加有利于上冷板11的中间区域的散热。这适用于上冷板顶面Ila所接触的发热器件在中间区域的发热量大于周边区域的发热量的情況。同样地，如果已知发热器件的某些区域具有更大的发热量，可以在与之相接触的冷板区域调整凸台高度，使冷却液更多地流经该区域，以更加利于该区域的局部散热。本实用新型平板水冷散热装置30中，上冷板底面下凸台110、下冷板顶面上凸台120可以是柱状或台状，优选为具有光滑侧壁的圆柱体、椭圆柱体等柱状，如图2a所示；或者是具有光滑侧壁的圆台、椭圆台等台状，如图3、图4所示；其光滑的侧壁有利于减小冷却液流动时的阻力。该凸台结构也称为针状翅片，整个平板水冷散热装置也称为针状翅板水冷散热装置。综上所述，本实用新型平板水冷散热装置在上冷板底面上设置下凸台，在下冷板顶面上设置上凸台，所述上冷板底面下凸台和下冷板顶面上凸台交错排列。冷却液在上冷板底面下凸台的和下冷板顶面上凸台的侧面间隙中、上冷板底面下凸台与下冷板顶面的间隙中、下冷板顶面上凸台与上冷板底面的间隙中流动。针对上冷板接触发热量大的发热器件的情况，増大下冷板顶面上凸台与上冷板底面的间隙，减小上冷板底面下凸台与下冷板顶面的间隙，使冷却液更多地流经上冷板底面。针对下冷板接触发热量大的发热器件的情况，増大上冷板底面下凸台与下冷板顶面的间隙，减小下冷板顶面上凸台与上冷板底面的间隙，使冷却液更多地流经下冷板顶。针对上冷板和下冷板均接触发热量大的发热器件的情况，同时增大下冷板顶面上凸台与上冷板底面的间隙、上冷板底面下凸台与下冷板顶面的间隙，使冷却液的一部分流经上冷板底面，冷却液的另一部分流经下冷板顶面。针对上冷板和/或下冷板的某些区域的发热量更大的情况，在该区域中调节上冷板底面下凸台和/或下冷板顶面上凸台的高度，使冷却液更多地流经该区域的上冷板底面和/或下冷板顶面。以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限定本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围 之内。
权利要求1.ー种平板水冷散热装置，包括上冷板和下冷板，上冷板的顶面和/或下冷板的底面接触发热器件；其特征是，在上冷板的底面上具有多个向下凸起的平台，在下冷板的顶面上具有多个向上凸起的平台，上冷板底面下凸台与下冷板顶面上凸台相互交错；在上冷板底面和下冷板顶面之间形成有流道，冷却液在该流道中流动，从而带走上冷板和下冷板的热量。
2.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，相邻的上冷板底面下凸台与下冷板顶面上凸台之间均具有间隙。
3.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，当上冷板顶面接触的发热器件的发热量大于下冷板底面接触的发热器件的发热量，则下冷板顶面上凸台与上冷板底面之间的距离大于上冷板底面下凸台与下冷板顶面的距离； 当下冷板底面接触的发热器件的发热量大于上冷板顶面接触的发热器件的发热量，则上冷板底面下凸台与下冷板顶面的距离大于下冷板顶面上凸台与上冷板底面之间的距离； 当上冷板顶面接触的发热器件的发热量等于下冷板底面接触的发热器件的发热量，则下冷板顶面上凸台与上冷板底面之间的距离等于上冷板底面下凸台与下冷板顶面的距离。
4.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，当上冷板顶面接触的发热器件在某个区域的发热量大于其余区域的发热量，则在该区域中下冷板顶面上凸台与上冷板底面之间的距离大于其他区域中下冷板顶面上凸台与上冷板底面之间的距离； 当下冷板顶面接触的发热器件在某个区域的发热量大于其余区域的发热量，则在该区域中上冷板底面下凸台与下冷板顶面之间的距离大于其他区域中上冷板底面下凸台与下冷板顶面之间的距离。
5.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，所述上冷板底面下凸台之间呈正方形排列，每四个呈正方形排列的上冷板底面下凸台之间的中心位置具有一个下冷板顶面上凸台； 或者，所述下冷板顶面上凸台之间呈正方形排列，每四个呈正方形排列的下冷板顶面上凸台之间的中心位置具有一个上冷板底面下凸台。
6.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，所述上冷板底面下凸台之间呈正三角形排列，每四个呈正三角形排列的上冷板底面下凸台之间的中心位置具有ー个下冷板顶面上凸台； 或者，所述下冷板顶面上凸台之间呈正三角形排列，每四个呈正三角形排列的下冷板顶面上凸台之间的中心位置具有一个上冷板底面下凸台。
7.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，每ー个上冷板底面下凸台的端面均低于下冷板顶面上凸台的端面。
8.根据权利要求I所述的平板水冷散热装置，其特征是，上冷板底面下凸台和下冷板顶面上凸台为具有光滑侧壁的柱状或台状。
专利摘要本实用新型公开了一种平板水冷散热装置，包括上冷板和下冷板，上冷板的顶面和/或下冷板的底面接触发热器件；在上冷板的底面上具有多个向下凸起的平台，在下冷板的顶面上具有多个向上凸起的平台，上冷板底面下凸台与下冷板顶面上凸台相互交错；在上冷板底面和下冷板顶面之间形成有流道，冷却液在该流道中流动，从而带走上冷板和下冷板的热量。本实用新型平板水冷散热装置可以降低制造成本和制造难度，并提高散热性能。
文档编号F25D1/00GK202452775SQ20112055199
公开日2012年9月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者卢雄伟, 张亮, 李立伟, 纪科星, 陈思远 申请人:联合汽车电子有限公司