一种电机控制器水冷散热结构的制作方法

本发明涉及散热技术领域，尤其是涉及一种应用于多棱柱状电机控制器的水冷却散热结构。

背景技术：

随着电力电子技术的迅猛发展，电机控制器得到了广泛地应用。如今，电机控制器的功率密度不断提高，散热问题已经成为电机控制器小型化、轻量化发展的主要瓶颈。目前的电机控制器水冷散热方式大多采用平板型结构，通常的做法是将功率器件安装在散热器的一面，而散热器的另外一面并未充分利用。因此，传统的电机控制器散热结构散热效率低，不利于电机控制器的小型化与轻量化。

在现有技术中，主要有以下技术方案与本发明相关：

现有技术1为华中科技大学于2015年06月11日申请，并于2015年11月04日公开，公开号为cn105023891a的中国发明申请《一种igbt散热器》。该发明申请公开了一种多边形结构的igbt散热器。其采用风冷散热的方式，散热器本体内部布置了若干散热翅片，散热器本体端部安装有风机，散热器本体侧壁外表面为igbt模块安装区。但是，该发明申请采用风冷散热方式，结构复杂、散热效率低，不能最大限度地为功率器件提供散热。

现有技术2为莆田市云驰新能源汽车研究院有限公司于2015年12月22日申请，并于2016年03月30日公开，公开号为cn105451521a的中国专利申请《一种带散热结构的电机控制器》。该发明申请所描述的散热结构一端设有进水口，散热结构另一端设有出水口，连通进水口和出水口的散热水道为直通道，散热结构接入车辆的水冷系统，冷却水流经散热水道且与散热结构的内壁充分接触，散热水道具有呈现多边形的外周壁，所述外周壁具有两个以上的散热面，散热面与对应的壳体内壁间预留有安装空间，所述电容固定于散热结构的一个散热面上，每个igbt分别安装其它散热面上。该发明申请虽然采用了水冷散热方式，但是结构复杂，不能最大限度地为功率器件提供散热，同时散热水道之间的均温性不能得到有效保证。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机控制器水冷散热结构，解决现有电机控制器水冷散热结构未充分利用散热表面，散热效率低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种电机控制器水冷散热结构的技术实现方案，一种电机控制器水冷散热结构，包括：散热板主体，以及分别固定在所述散热板主体两端面的盖板。所述散热板主体为多棱柱板状结构，所述散热板主体的棱边的数目至少为3条，所述散热板主体的侧壁内、外表面能作为所述电机控制器的功率器件安装区。所述散热板主体的侧壁内部设置有至少一条冷却液流道，所述盖板上设置有与所述冷却液流道相连通的冷却液入口及冷却液出口。

优选的，所述盖板包括左端盖板和右端盖板，所述冷却液入口、冷却液出口设置于同一端面的盖板，或分别设置于不同端面的盖板。

优选的，所述散热板主体的侧壁内部设置有两条以上的冷却液流道，所述冷却液流道的横截面为圆形或者任意多边形，所述冷却液流道连通所述散热板主体的两端面。

优选的，两条以上的所述冷却液流道之间通过连通槽一形成彼此串联导通或并联导通的结构。

优选的，所述连通槽一设置于所述散热板主体之上，或设置于所述盖板之上。

优选的，所述电机控制器的功率器件包括电容和功率模块，所述散热板主体的侧壁外表面安装有所述功率模块。所述散热板主体的内部安装有所述电容，所述散热板主体侧壁的内表面紧贴于所述电容，从所述右端盖板中伸出所述电容的接线端。

优选的，所述左端盖板固定在所述散热板主体的左端面，所述左端盖板上设置有冷却液入口及冷却液出口。所述右端盖板固定在所述散热板主体的右端面，所述电容的接线端从所述右端盖板中伸出。

优选的，所述左端盖板进一步包括从左至右依次分布的接口部、汇流部和过渡部，所述冷却液入口及冷却液出口设置在所述接口部上，所述过渡部与所述散热板主体的左端面相配合。

优选的，所述汇流部与所述接口部的配合面为入口面，所述汇流部与所述过渡部的配合面为出口面。自所述入口面向所述出口面形成有进水口通道，所述进水口通道将流入的冷却液分为不少于三股的冷却液后流出所述出口面，所述冷却液再通过所述冷却液流道进行循环回流。自所述出口面向所述入口面形成有出水口通道，所述出水口通道将与所述进水口通道分流股数对应的循环回流后的冷却液汇聚后流出所述入口面。所述出口面上还设置有连通槽二，所述连通槽二用于连通与之相连的冷却液流道。

优选的，所述过渡部上设置有冷却液流道二，所述冷却液流道二与所述散热板主体的各冷却液流道一一对应，所述进水口通道、出水口通道分别与各自对应的冷却液流道二连通。

优选的，所述接口部上设置有冷却液入口和冷却液出口，所述冷却液入口与所述进水口通道相连通，所述冷却液出口与所述出水口通道相连通。

优选的，在所述右端盖板与所述散热板主体的配合面上设置有连通槽一，用于连通与所述连通槽一相连的冷却液流道。

优选的，当所述水冷散热结构工作时，冷却液从所述冷却液入口流入，通过所述进水口通道被分流，然后流入所述左端盖板的过渡部上对应的冷却液流道二，再流入所述散热板主体侧壁内部的冷却液流道。在连通槽一和连通槽二的作用下，冷却液依次流经各冷却液流道，并对紧贴在所述散热板主体侧壁内表面的电容，以及所述散热板主体侧壁外表面的功率模块进行散热。冷却液最后从所述出水口通道汇聚，再从所述冷却液出口流出。

优选的，所述散热板主体的侧壁内部设置有18条冷却液流道，所述进水口通道将流入的冷却液分为三股的冷却液后流出所述出口面。所述出水口通道将三股循环后的冷却液汇聚后流出所述入口面。

优选的，所述右端盖板上设置有冷却液入口和冷却液出口，所述散热板主体左端面和右端面的两个相邻冷却液流道之间间隔地设置有连通槽一，所述散热板主体侧壁内部的各冷却液流道之间通过连通槽一形成导通关系。当所述水冷散热结构工作时，冷却液从所述冷却液入口流入，依次流经各冷却液流道，最后从所述冷却液出口流出。

优选的，所述散热板主体采用三棱柱或六棱柱板状结构，所述散热板主体侧壁的三个或六个外表面均安装有所述功率模块。

通过实施上述本发明提供的电机控制器水冷散热结构的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明水冷散热结构提供了多个可用于安装功率器件的光滑散热面，充分利用了散热表面，结构紧凑，有利于散热结构的小型化与轻量化；

(2)本发明水冷散热结构内部设有冷却液流道并与散热表面充分接触，各冷却液流道之间既可以是串联导通，也可以是并联导通，串联导通操作简单，易于实现，并联导通均温性好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明实施例1的电机控制器水冷散热结构的结构示意图；

图2是本发明实施例1的电机控制器水冷散热结构的结构分解示意图；

图3是图1中散热板主体的结构示意图；

图4是图1中左端盖板汇流部一侧的剖面结构示意图；

图5是图1中左端盖板汇流部另一侧的剖面结构示意图；

图6是图1中左端盖板过渡部的剖面结构示意图；

图7是图1中左端盖板接口部的剖面结构示意图；

图8是图1中右端盖板的剖面结构示意图；

图9是图1中右端盖板的侧面结构示意图；

图10是本发明实施例2的电机控制器水冷散热结构的结构示意图；

图11是图10中散热板主体的结构示意图；

图12是图11中在c方向上的结构示意图；

图13是图11中在a方向上的结构示意图；

图14是图11中b-b向的剖面结构示意图；

图15是图10中右端盖板的结构示意图；

图16是图10中左端盖板的结构示意图；

图17是本发明实施例3的电机控制器水冷散热结构的结构示意图；

图中：1-散热板主体，2-左端盖板，3-右端盖板，4-电容，5-功率模块，6-棱边，11-冷却液流道，12-安装孔一，13-安装孔二，14-安装孔三，15-安装孔四，16-安装孔五，21-汇流部，22-过渡部，23-接口部，31-连通槽一，32-安装孔六，33-连通槽三，211-进水口通道，212-出水口通道，213-连通槽二，214-安装孔七，221-冷却液流道二，222-安装孔八，231-冷却液入口，232-冷却液出口，233-安装孔九。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图17所示，给出了本发明电机控制器水冷散热结构的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图1所示，一种电机控制器水冷散热结构的具体实施例，包括：散热板主体1，以及分别固定在散热板主体1两端面的盖板。散热板主体1为金属多棱柱板状结构，散热板主体1的棱边6的数目至少为3条，在本实施例中，棱边6的数目为3条。散热板主体1的侧壁内、外表面均为光滑面，能作为电机控制器的功率器件安装区。散热板主体1的侧壁内部设置有至少一条冷却液流道11，盖板上设置有与冷却液流道11相连通的冷却液入口231及冷却液出口232。

盖板进一步包括左端盖板2和右端盖板3，冷却液入口231、冷却液出口232设置于同一端面的盖板，或分别设置于不同端面的盖板。左端盖板2固定在散热板主体1的左端面，左端盖板2上设置有冷却液入口231及冷却液出口232。右端盖板3固定在散热板主体1的右端面，电容4的接线端从右端盖板3中伸出。冷却液流道11的横截面可以为圆形或者任意多边形，冷却液流道11连通散热板主体1的两端面。当散热板主体1的侧壁内部设置有两条以上的冷却液流道11时，两条以上的冷却液流道11之间不直接连通。但两条以上的冷却液流道11之间可以通过连通槽一31形成彼此串联导通或并联导通的结构。连通槽一31可以设置于散热板主体1之上，或设置于盖板之上。

电机控制器的功率器件包括安装在散热板主体1的三个侧壁外表面的功率模块(如可以采用igbt模块)5，以及安装在散热板主体1内部的电容4。电容4紧贴于散热板主体1侧壁的内表面，电容4的接线端从右端盖板3中伸出。

如附图2所示，左端盖板2由三部分组成，包括从左至右依次分布的接口部23、汇流部21和过渡部22。冷却液入口231及冷却液出口232设置在接口部23上，过渡部22与散热板主体1的左端面相配合。

如附图3所示，为散热板主体1的结构示意图。散热板主体1呈三棱柱状结构，其侧壁表面作为散热面，十分光滑，其侧壁内部设有若干冷却液流道11。为利于加工，冷却液流道11的横截面为圆形，直通于散热板主体1两端面之间，彼此不连通。散热板主体1上设有若干螺钉安装孔(安装孔一12和安装孔二13)，用于固定左端盖板2和右端盖板3，以及安装功率模块5。

如附图4和附图5所示，为左端盖板2的汇流部21的结构示意图。汇流部21与接口部23的配合面为入口面，汇流部21与过渡部22的配合面为出口面。自入口面向出口面形成有进水口通道211，进水口通道211将流入的冷却液分为三股的冷却液后流出出口面，冷却液再通过冷却液流道11进行循环回流。自出口面向入口面形成有出水口通道212，出水口通道212将三股循环回流后的冷却液汇聚后流出入口面。出口面上还设置有连通槽二213，连通槽二213用于连通与之相连的冷却液流道11。安装孔七214用于起固定作用。

如附图6所示，为左端盖板2的过渡部22的结构示意图。过渡部22上设置有冷却液流道二221和安装孔八222。其中，冷却液流道二221与散热板主体1的各冷却液流道11一一对应，进水口通道211、出水口通道212分别与各自对应的冷却液流道二221连通。过渡部分22和汇流部分21相互配合，形成了特定导通关系的冷却液流道。

如附图7所示，为左端盖板2的接口部23的结构示意图。接口部23上设置有冷却液入口231和冷却液出口232，以及安装孔九233。其中，冷却液入口231与进水口通道211相连通，冷却液出口232与出水口通道212相连通。

如附图8和附图9所示，为右端盖板3的结构示意图，附图8为右端盖板3自身与散热板主体1的配合面。在右端盖板3与散热板主体1的配合面上设置有连通槽一31，其功能是用于连通与连通槽一31相连的冷却液流道11。安装孔六32用于起固定作用。

在本实施例中，散热板主体1的侧壁内部进一步设置有18条冷却液流道11，进水口通道211将流入的冷却液分为三股的冷却液后流出出口面。出水口通道212将三股循环后的冷却液汇聚后流出入口面。

当水冷散热结构工作时，冷却液从冷却液入口231流入，通过进水口通道211被分流，然后流入左端盖板2的过渡部22上对应的冷却液流道二221，再流入散热板主体1侧壁内部的冷却液流道11。在连通槽一31和连通槽二213的作用下，冷却液依次流经各冷却液流道11，并对紧贴在散热板主体1侧壁内表面的电容4，以及散热板主体1侧壁外表面的功率模块5进行散热。冷却液最后从出水口通道212汇聚，再从冷却液出口232流出。

上述实施例1描述的三棱柱状电机控制器散热结构，其散热板主体1侧壁的内、外表面均用于对功率器件(包括电容4和功率模块5)进行散热，结构紧凑、空间利用率高。同时，通过在左端盖板2内设置的特殊流道结构，冷却液可平均分成三股，并依次流经散热板主体1的每个侧壁内，使得散热结构均温性好。

实施例2

如附图10所示，本实施例描述了另一种三棱柱状电机控制器散热结构。散热板主体1侧壁的三个外表面均安装有功率模块5。电容4安装在散热板主体1的内部，两者表面相互紧贴，其接线端从右端盖板2中伸出。右端盖板2固定在散热板主体1的右端面上，其上设有与冷却液流道11相连通的冷却液入口231及冷却液出口232。左端盖板3固定在散热板主体1的左端面上。

如附图11至附图14所示，为本实施例中散热板主体1的结构示意图。散热板主体1侧壁的内部设有冷却液流道11，从附图14中可以清晰地看出各冷却液流道11的分布结构。散热板主体1左端面的两个相邻冷却液流道11之间间隔地设置有连通槽一31，散热板主体1右端面的两个相邻冷却液流道11之间间隔地设置有连通槽三33，连通槽一31和连通槽三33交错布置。散热板主体1侧壁内部的各冷却液流道11之间通过连通槽一31、连通槽三33形成导通关系。如附图15所示，为右端盖板3的结构示意图，右端盖板3上设置有冷却液入口231、冷却液出口232和安装孔六32。如附图16所示，为左端盖板2的结构示意图，左端盖板2上设置有用于起固定作用的安装孔九233。散热板主体1上还设有若干个螺钉安装孔，安装孔二13用于安装功率模块5，安装孔三14用于安装左端盖板2，安装孔四15用于安装右端盖板3，安装孔五16用于整体散热结构的固定。

当水冷散热结构工作时，冷却液从冷却液入口231流入，依次流经各冷却液流道11，最后从冷却液出口232流出，可以有效地对安装在散热板主体1侧壁外表面的功率模块5及侧壁内表面的电容4进行散热。

相对于实施例1，本实施例所述的电机控制器水冷散热结构所有冷却液流道11之间均采用串联关系，结构更加简单，操作起来更加方便。

实施例3

如附图17所示，本实施例描述了一种六棱柱状电机控制器散热结构，散热板主体1侧壁的六个外表面均安装有功率模块5。本实施例适用于六个igbt模块使用的场合，其它具体结构与实施例1类似，在此不再赘述。

通过实施本发明具体实施例描述的电机控制器水冷散热结构的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的电机控制器水冷散热结构提供了多个可用于安装功率器件的光滑散热面，充分利用了散热表面，结构紧凑，有利于散热结构的小型化与轻量化；

(2)本发明具体实施例描述的电机控制器水冷散热结构内部设有冷却液流道并与散热表面充分接触，各冷却液流道之间既可以是串联导通，也可以是并联导通，串联导通操作简单，易于实现，并联导通均温性好。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。