液冷散热器及功率组件的制作方法

本实用新型涉及电机控制器领域，更具体地说，涉及一种液冷散热器及功率组件。

背景技术：

随着国家对环保和能源问题的日益关注，新能源电动汽车的发展逐步加快。驱动电机控制器是新能源汽车的关键零部件，需要具有很好散热性能，以保证其功率器件工作在合适的温度范围内。

现有电机控制器中的功率组件主要采用功率模块，一个功率模块集成了一相的上下桥。但功率模块的电流比较大，例如可达到500A，价格也很高。此外，各个生产厂家的功率模块的各个引脚的定义和位置各不相同，功率模块的结构也有差异，从而导致功率模块的替代性较差，使用时存在较大风险。

此外，功率组件还可采用分立器件。分立器件具有价格便宜的优点，且所有厂家的分立器件的都采用相同的封装方式，并有国际标准，但分立器件的电流较小，例如最大只能做到50A，从而导致500A功率组件中需要并联10个甚至更多个分立器件。

上述采用分立器件的功率组件主要使用单面水冷的结构，即散热器仅有一个散热表面与功率模块贴合，这就使得控制器体积大，不利于提高功率密度和降低成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述的驱动电机控制器因散热效果不佳而影响功率密度及成本的问题，提供一种液冷散热器及功率组件。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种液冷散热器，包括具有相同形状和结构的第一基板、第二基板；所述第一基板的外侧面具有第一散热面、所述第二基板的外侧面具有第二散热面，且所述第一基板和第二基板以内侧面相对的方式固定在一起并形成位于所述第一散热面和第二散热面之间的冷却液通道。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一基板的内侧面具有第一凹腔，所述第一基板的底面具有第一通槽和第二通槽，且所述第一通槽和第二通槽分别与所述第一凹腔连通；

所述第二基板的内侧面具有第二凹腔，所述第二基板的底面具有第三通槽和第四通槽，且所述第三通槽和第四通槽分别与所述第二凹腔连通；

在所述第一基板和第二基板固定在一起时，所述第一凹腔和第二凹腔拼合成冷却液通道，所述第一通槽和第三通槽拼合成进液口，所述第二通槽和第四通槽拼合成出液口。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一通槽和第二通槽分别位于所述第一基板的底面的两端，所述第三通槽和第四通槽分别位于所述第二基板的底面的两端。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一基板的第一凹腔内具有多个第一散热翅片，且所述多个第一散热翅片分别平行于所述第一基板的底面；所述第二基板的第二凹腔内具有多个第二散热翅片，且所述多个第二散热翅片分别平行于所述第二基板的底面；在所述第一基板和第二基板固定在一起时，所述第一散热翅片的顶面与第二散热翅片的顶面相贴。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一凹腔内具有多个平行设置的第一分流弧片以及多个平行设置的第二分流弧片，所述第一分流弧片和第二分流弧片分别垂直于所述第一凹腔的底部；所述第一分流弧片紧邻所述第一通槽设置，且所述第一分流弧片的第一端正对所述第一通槽、第二端正对所述第一散热翅片；所述第二分流弧片紧邻所述第二通槽设置，且所述第二分流弧片的第一端正对所述第二通槽、第二端正对所述第一散热翅片；

所述第二凹腔内具有多个平行设置的第三分流弧片以及多个平行设置的第四分流弧片，所述第三分流弧片和第四分流弧片分别垂直于所述第二凹腔的底部；所述第三分流弧片紧邻所述第三通槽设置，且所述第三分流弧片的第一端正对所述第三通槽、第二端正对所述第二散热翅片；所述第四分流弧片紧邻所述第四通槽设置，且所述第四分流弧片的第一端正对所述第四通槽、第二端正对所述第二散热翅片；

在所述第一基板和第二基板固定在一起时，所述第一分流弧片和第三分流弧片的顶面相贴，所述第二分流弧片和第四分流弧片的顶面相贴。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一分流弧片和第二分流弧片的密度小于所述第一散热翅片的密度；所述第三分流弧片和第四分流弧片的密度小于所述第二散热翅片的密度。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一通槽和第二通槽突出于所述第一基板的底面；所述第三通槽和第四通槽突出于所述第二基板的底面。

在本实用新型所述的液冷散热器中，所述第一散热面上具有分别用于固定分立器件的多个第一安装位，且所述多个第一安装位排列成一行；所述第二散热面上具有分别用于固定分立器件的多个第二安装位，且所述多个第二安装位排列成一行。

本实用新型还提供一种功率组件，包括控制板、集成铜排以及多个相电压转换模块；每一所述相电压转换模块包括上桥开关、下桥开关以及如上所述的液冷散热器，所述上桥开关和所述下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件，且在每一相电压转换模块中，所述上桥开关的多个分立器件分别贴于所述液冷散热器的第一散热面、所述下桥开关的多个分立器件分别贴于所述液冷散热器的第二散热面；

所述集成铜排的主体部为平板状并与所述控制板平行，且所述控制板位于所述集成铜排的第一侧、所述多个相电压转换模块分别位于所述集成铜排的第二侧；所述多个相电压转换模块中的每一分立器件分别连接到所述集成铜排和控制板。

在本实用新型所述的功率组件中，所述多个相电压转换模块的液冷散热器平行设置并分别垂直于所述集成铜排的主体部，且所述液冷散热器的底面背向所述集成铜排的主体部。

本实用新型的液冷散热器及功率组件，通过结构相同的第一基板和第二基板形成冷却液通道，并同时为第一散热面和第二散热面上的分立器件进行散热，从而可显著提高功率组件的功率密度，同时降低成本。

附图说明

图1是本实用新型液冷散热器实施例的示意图；

图2是本实用新型液冷散热器的第一基板实施例的示意图；

图3是本实用新型液冷散热器底部的实施例的示意图；

图4是本实用新型液冷散热器组装分立器件后的示意图；

图5是本实用新型功率组件实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，是本实用新型液冷散热器实施例的示意图，该液冷散热器可应用于驱动电机控制器，以实现功率元件的散热。本实施例中的液冷散热器包括第一基板11、第二基板12，上述第一基板11和第二基板12具有相同的形状和结构。第一基板11的外侧面具有第一散热面、第二基板12的外侧面具有第二散热面，且第一基板11和第二基板12以内侧面相对的方式固定在一起并形成位于第一散热面和第二散热面之间的冷却液通道。

由于上述液冷散热器采用两个相同结构的组件拼合而成，因此只需一次开模，不仅结构简单，而且可实现双面散热，散热效果好，可有效提高驱动电机控制器的功率密度，能够降低成本。

如图2所示，该第一基板11的内侧面具有第一凹腔111，且该第一基板11的底面具有第一通槽112和第二通槽113，上述第一通槽112和第二通槽113分别与第一凹腔111连通。具体地，上述第一凹腔111具体可由底板及垂直连接在底板四周的围板构成。

同样地，第二基板12的内侧面具有第二凹腔，且第二基板的底面具有分别与第二凹腔连通的第三通槽和第四通槽。在第一基板11和第二基板12固定在一起时，第一基板11内侧的第一凹腔111和第二基板12内侧的第二凹腔拼合成冷却液通道，第一通槽112和第三通槽拼合成进液口117，第二通槽113则与第四通槽拼合成出液口118。

为提高功率密度，上述第一基板11上的第一通槽112和第二通槽113分别位于第一基板11的底面的两端，相应地，第二基板12上的第三通槽和第四通槽也分别位于第二基板12的底面的两端。这样，可使冷却液通道的行程较长，利于扩大散热面积。

为提高液冷散热器的散热效率，上述第一基板11的第一凹腔111内具有多个第一散热翅片114（上述第一散热翅片114具体可连接在第一散热面的背面），且该多个第一散热翅片114分别平行于第一基板11的底面。第一散热翅片114的具体排布密度可根据散热需要进行调整。同样地，第二基12板的第二凹腔内具有多个第二散热翅片（上述第二散热翅片具体可连接在第二散热面的背面），且多个第二散热翅片分别平行于第二基板12的底面。在第一基板11和第二基板12固定在一起时，第一散热翅片114的顶面与第二散热翅片的顶面相贴。第一散热翅片114和第二散热翅片可增加与冷却液的接触面积，从而提高换热效率。而第一散热翅片114和第二散热翅片顶面相贴的结构，可避免冷却液通道内的冷却液乱流，使得液冷散热器各部分散热均匀。

在上述第一基板11的第一凹腔111内还可具有多个平行设置的第一分流弧片115以及多个平行设置的第二分流弧片116，上述第一分流弧片115和第二分流弧片116分别垂直于第一凹腔111的底部。并且第一分流弧片115紧邻第一通槽112设置，且第一分流弧片115的第一端正对第一通槽112、第二端正对第一散热翅片114；第二分流弧片116则紧邻第二通槽113设置，且第二分流弧片116的第一端正对第二通槽113、第二端正对第一散热翅片114。上述第一分流弧片115以及第二分流弧片116的数量可根据液冷散热器的大小进行调整。

同样地，第二基板12的第二凹腔内具有多个平行设置的第三分流弧片以及多个平行设置的第四分流弧片，第三分流弧片和第四分流弧片分别垂直于第二凹腔的底部。第三分流弧片紧邻第三通槽设置，且第三分流弧片的第一端正对第三通槽、第二端正对第二散热翅片；第四分流弧片紧邻第四通槽设置，且第四分流弧片的第一端正对第四通槽、第二端正对所述第二散热翅片。上述第三分流弧片以及第四分流弧片的数量可根据液冷散热器的大小进行调整。

在第一基板11和第二基板12固定在一起时，第一分流弧片115和第三分流弧片的顶面相贴，第二分流弧片116则和第四分流弧片的顶面相贴。通过进液口117处的第一分流弧片115和第三分流弧片，可把流入冷却液通道的冷却液均匀的分成多个相等的冷却液束，从而将冷却液通道内的冷却液均匀分流，配合出液口118处的第二分流弧片116和第四分流弧片，可以使冷却液均匀的流过冷却液通道。

特别地，上述第一分流弧片115和第二分流弧片116的密度小于第一散热翅片114的密度；同样地，第三分流弧片和第四分流弧片的密度也小于第二散热翅片的密度。通过该结构，可提高冷却液的流速。

为便于与外部冷却液管路连接，上述第一通槽112和第二通槽113突出于第一基板11的底面，第三通槽和第四通槽则突出于第二基板12的底面，从而使得液冷散热器的进液口117和出液口118突出于液冷散热器的底面。

结合图4，上述液冷散热器中，第一散热面上具有分别用于固定分立器件2的多个第一安装位，且该多个第一安装位排列成一行；第二散热面上具有分别用于固定分立器件2的多个第二安装位，且该多个第二安装位排列成一行。上述排布方式，利于提高功率组件的功率密度。

如图5所示，本实用新型还提供一种功率组件，该功率组件由多个分立器件集成，且该功率组件可应用于驱动电机控制器并实现电压变换。本实施例的功率组件包括控制板4、集成铜排3以及三个相电压转换模块（在实际应用中，可根据需要调整相电压转换模块的数量）。

每一相电压转换模块包括上桥开关、下桥开关以及如上所述的液冷散热器1，上述上桥开关和下桥开关分别包括多个并联连接的分立器件2（上述分立器件2具体可采用符合国际标准且电流较小的半导体开关），且在每一相电压转换模块中，上桥开关的多个分立器件2分别通过绝缘材料（例如绝缘陶瓷板）固定（例如焊接）到液冷散热器1的第一散热面、下桥开关的多个分立器件2则分别通过绝缘材料（例如绝缘陶瓷板）固定（例如焊接）到液冷散热器1的第二散热面。

并且在上述功率组件中，集成铜排3的主体部为平板状并与控制板4平行，且控制板4位于集成铜排3的主体部的第一侧、多个相电压转换模块分别位于集成铜排3的主体部的第二侧；液冷散热器1上的每一分立器件2分别连接（引脚焊接）到集成铜排3和控制板4。在进行电压转换时，上述分立器件2根据来自控制板4的控制信号将来自集成铜排3的直流电转换为对应的交流电，并通过集成铜排3输出。

特别地，上述三个相电压转换模块的液冷散热器1平行设置并分别垂直于集成铜排的主体部，且液冷散热器1的底面背向集成铜排3的主体部。由于进液口和出液口位于液冷散热器1的底部，因此该结构便于冷却液管路连接。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。