一种散热底板、功率模块、电子设备以及车辆的制作方法

本申请涉及换热，更具体地，涉及一种散热底板、功率模块、电子设备以及车辆。

背景技术：

1、目前的功率模块具有开关速度快、高电压、大电流、高输出功率的特征。因此功率模块在正常运行的过程中会产生大量的能量。能量以热的形式传导，然后经冷却液对流换热将热量带走，以使模块的工作温度在正常范围内。

2、现有功率模块多采用直接水冷散热的方式，冷却液流经散热底板的散热柱通过对流换热将热量带走。而目前散热底板的pin-fin为圆柱体结构，此圆柱体结构相比于平板散热，散热能力具有一定的提升。但由于冷却液流经圆柱体时，容易在圆柱体后形成涡流区域；一方面增加了冷却液流动的阻力，另一方面也降低了冷却液和散热底板的对流换热效率。因此当应用于更高功率的模块时，此圆柱体散热底板限制了功率器件的输出能力。

3、因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本申请的一个目的是提供一种散热底板的新技术方案。

2、根据本申请的第一方面，提供了一种散热底板。该散热底板包括底板本体和多个扰流柱，所述扰流柱与所述底板本体连接，多个所述扰流柱沿导热流体的整体流向分为多个散热区，相邻的两个所述散热区之间形成间隙，多个所述扰流柱在不同散热区内呈阵列排布，沿导热流体的整体流向方向的最后一个所述散热区内的扰流柱的密度高于第一个所述散热区的扰流柱的密度；所述扰流柱的横截面为椭圆形，所述导热流体沿所述扰流柱的长轴方向流动。

3、可选地，不同散热区内的扰流柱的密度沿导热流体的整体流向方向逐渐增加。

4、可选地，在同一个散热区内，所述扰流柱的设定位置和相邻一列的两个相邻扰流柱的相应位置连线的夹角为锐角。

5、可选地，沿导热流体的整体流向方向的最后一个所述散热区的所述夹角小于第一个所述散热区的所述夹角。

6、可选地，不同散热区的所述夹角沿导热流体的整体流向方向逐渐减小。

7、可选地，所述散热区包括沿导热流体的整体流向方向依次分布的第一散热区、第二散热区和第三散热区，所述第一散热区的所述夹角为42°-44°，所述第二散热区的所述夹角为39°-42°，所述第三散热区的所述夹角为38°-40°。

8、可选地，不同散热区的所述扰流柱的尺寸相同。

9、可选地，所述扰流柱的横截面为椭圆形，所述导热流体的整体流向沿所述扰流柱的长轴方向。

10、可选地，所述扰流柱沿长轴方向的尺寸与沿短轴方向尺寸之比为3:1至3:2。

11、可选地，所述扰流柱沿长轴方向的尺寸与沿短轴方向尺寸之比为2:1。

12、可选地，所述扰流柱的长轴方向的尺寸为2mm-4mm。

13、可选地，所述散热区包括沿导热流体的整体流向依次分布的第一散热区、第二散热区和第三散热区，三个所述散热区的宽度相等，所述第一散热区和所述第三散热区的长度大于所述第二散热区的长度。

14、可选地，在所述第一散热区内，沿长轴方向相邻两列扰流柱的距离为1.2mm-1.8mm,同一列相邻的两个扰流柱的沿短轴方向的距离为1.5mm-2.5mm。

15、可选地，在所述第二散热区内，沿长轴方向相邻两列扰流柱的距离为0.6mm-1.2mm,同一列相邻的两个扰流柱的沿短轴方向的距离为1.0mm-1.5mm。

16、可选地，在所述第三散热区内，沿长轴方向相邻两列扰流柱的距离为0.5mm-1.0mm,同一列相邻的两个扰流柱的沿短轴方向的距离为0.5mm-1.2mm。

17、可选地，在同一个散热区内，相邻两列的扰流柱错位设置。

18、根据本申请的另一个方面，提供了一种功率模块，该功率模块包括发热元件和如上述所述的散热底板，所述发热元件为功率元器件，所述功率元器件与所述散热底板连接。

19、根据本申请的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括散热器和如上所述的功率模块，所述散热器与所述散热底板连接并形成散热腔室，所述扰流柱位于所述散热腔室内部。

20、根据本申请的另一个方面，提供了一种车辆，包括如上所述的电子设备。

21、在本申请实施例中，通过在底板本体上沿导热流体的整体流向方向设置密度逐渐增加的多个散热区，以使导热流体在流动过程中，换热面积逐渐增大，实现对不同散热区的导热流体的流阻、流速和换热面积的调节，从而保证各功率模块间的温度保持相对均衡，降低温差，提高散热效果。

22、通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种散热底板，其特征在于，包括底板本体(1)和多个扰流柱(2)，所述扰流柱(2)与所述底板本体(1)连接，多个所述扰流柱(2)沿导热流体的整体流向方向分为多个散热区(3)，相邻的两个所述散热区(3)之间形成间隙(4)，多个所述扰流柱(2)在不同散热区(3)内呈阵列排布，沿导热流体的整体流向方向的最后一个所述散热区(3)的扰流柱(2)的密度高于第一个所述散热区(3)的扰流柱(2)的密度；

2.根据权利要求1所述的散热底板，其特征在于，不同散热区(3)内的扰流柱(2)的密度沿导热流体的整体流向方向逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的散热底板，其特征在于，在同一个散热区(3)内，所述扰流柱(2)的设定位置和相邻一列的两个相邻扰流柱(2)的相应位置连线的夹角为锐角。

4.根据权利要求3所述的散热底板，其特征在于，沿导热流体的整体流向方向的最后一个所述散热区(3)的所述夹角小于第一个所述散热区(3)的所述夹角。

5.根据权利要求4所述的散热底板，其特征在于，不同散热区(3)的所述夹角沿导热流体的整体流向方向逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的散热底板，其特征在于，所述散热区(3)包括沿导热流体的整体流向方向依次分布的第一散热区(31)、第二散热区(32)和第三散热区(33)，所述第一散热区(31)的所述夹角为42°-44°，所述第二散热区(32)的所述夹角为39°-42°，所述第三散热区(33)的所述夹角为38°-40°。

7.根据权利要求1所述的散热底板，其特征在于，不同散热区(3)的所述扰流柱(2)的尺寸相同。

8.根据权利要求1所述的散热底板，其特征在于，所述扰流柱(2)沿长轴方向的尺寸与沿短轴方向尺寸之比为3:1至3:2。

9.根据权利要求8所述的散热底板，其特征在于，所述扰流柱(2)沿长轴方向的尺寸与沿短轴方向尺寸之比为2:1。

10.根据权利要求9所述的散热底板，其特征在于，所述扰流柱(2)的长轴方向的尺寸为2mm-4mm。

11.根据权利要求9所述的散热底板，其特征在于，所述散热区(3)包括沿导热流体的整体流向依次分布的第一散热区(31)、第二散热区(32)和第三散热区(33)，三个所述散热区(3)的宽度相等，所述第一散热区(31)和所述第三散热区(33)的长度大于所述第二散热区(32)的长度。

12.根据权利要求11所述的散热底板，其特征在于，在所述第一散热区(31)内，沿长轴方向相邻两列扰流柱(2)的距离为1.2mm-1.8mm,同一列相邻的两个扰流柱(2)的沿短轴方向的距离为1.5mm-2.5mm。

13.根据权利要求11所述的散热底板，其特征在于，在所述第二散热区(32)内，沿长轴方向相邻两列扰流柱(2)的距离为0.6mm-1.2mm,同一列相邻的两个扰流柱(2)的沿短轴方向的距离为1.0mm-1.5mm。

14.根据权利要求11所述的散热底板，其特征在于，在所述第三散热区(33)内，沿长轴方向相邻两列扰流柱(2)的距离为0.5mm-1.0mm,同一列相邻的两个扰流柱(2)的沿短轴方向的距离为0.5mm-1.2mm。

15.根据权利要求1所述的散热底板，其特征在于，在同一个散热区(3)内，相邻两列的扰流柱(2)错位设置。

16.一种功率模块，其特征在于，包括发热元件和如权利要求1-15任意一项所述的散热底板，所述发热元件为功率元器件，所述功率元器件与所述散热底板连接。

17.一种电子设备，其特征在于，包括散热器和如权利要求16所述的功率模块，所述散热器与所述散热底板连接并形成散热腔室，所述扰流柱(2)位于所述散热腔室内部。

18.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求17所述的电子设备。

技术总结
本申请实施例公开了一种散热底板、功率模块、电子设备以及车辆。该散热底板包括底板本体和多个扰流柱，所述扰流柱与所述底板本体连接，多个所述扰流柱沿导热流体的整体流向方向分为多个散热区，相邻的两个所述散热区之间形成间隙，多个所述扰流柱在不同散热区内呈阵列排布，不同所述散热区内的扰流柱的密度沿导热流体的整体流向方向逐渐增加。

技术研发人员：秦勇,杨胜松,阳盼
受保护的技术使用者：比亚迪半导体股份有限公司
技术研发日：20230331
技术公布日：2024/1/15