一种多层液冷板及散热器的制作方法

1.本实用新型涉及散热技术领域，具体而言，涉及一种多层液冷板及散热器。


背景技术：

2.可再生能源高效发电是我国实施可再生能源替代行动、构建以新能源为主体的新型电力系统和实现“双碳”战略目标的关键技术之一。大型光伏直流升压系统可以聚集优势资源、发挥规模效应，极大降低发电成本，是可再生能源发电的重要发展方向，直流汇集接入具有更简洁、更高效、更稳定的优势，是未来大势所趋。
3.现有的太阳能光伏发电系统，是先将低压直流电通过逆变器逆变为低压交流电，然后再通过变压器升压后，再转换为交流电并入电网。
4.现有的直流升压并网装置中，由于涉及到的元器件较多，需要对其进行散热处理，以保证各元器件的正常使用寿命。
5.现有的直流升压并网装置的散热方式，为一块液冷板对应一个需散热部件，或对应同一侧的需散热部件，当需散热部件较多时，由其是需要散热的部件进行空间布置时，需要多块液冷板，才能保证散热效率。
6.这样的设置方式，会大大增加了散热成本，也同时增加了整体的体积。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种多层液冷板及散热器，其能够在不增加液冷板数量的情况下，对空间布置的较多的需散热部件进行快速散热。
8.本实用新型的实施例是这样实现的：
9.第一方面，本实用新型提供了一种多层液冷板，包括散热基板、上盖板和下盖板；
10.所述散热基板的相对两侧均设置有冷却槽；
11.所述上盖板和所述下盖板分别设置在所述散热基板的相对两侧，用于对所述冷却槽进行覆盖密封；
12.所述散热基板的侧壁上设置有介质输入口和介质输出口，所述介质输入口和所述介质输出口分别于不同的所述冷却槽连通；
13.所述散热基板上设置有连通孔，所述连通孔用于连通两个所述冷却槽。
14.在可选的实施方式中，所述冷却槽内设置有至少一个挡条，所述挡条用于使所述冷却槽内形成冷却流道；
15.在同一所述冷却流道内，所述介质输入口和所述连通孔分别设置在所述冷却流道的两端，所述介质输出口和所述连通孔分别设置在所述冷却流道的两端。
16.在可选的实施方式中，所述冷却流道中设置有多个分隔翅片，所述分隔翅片用于将所述冷却流道分隔为多个冷却支流。
17.在可选的实施方式中，所述分隔翅片的形状为平板或波浪板。
18.在可选的实施方式中，所述分隔翅片上设置有多个间隔槽，所述间隔槽用于连通
相邻的两个所述冷却支流。
19.在可选的实施方式中，所述分隔翅片远离所述冷却槽的端部的一端与所述上盖板或所述下盖板抵接。
20.在可选的实施方式中，两个所述冷却槽内的所述分隔翅片交错设置。
21.在可选的实施方式中，所述散热基板的数量为多块，多块所述散热基板层叠设置；
22.多块所述散热基板中，所述介质输入口和所述介质输出口分别设置在最上层和最下层的所述散热基板上，中间的所述散热基板上不设置所述介质输入口和所述介质输出口；
23.或，还包括封堵板，所述封堵板用于对设置在中间位置的所述散热基板上的所述介质输入口和所述介质输出口进行封堵。
24.在可选的实施方式中，所述上盖板与所述散热基板之间的连接方式为真空钎焊；
25.所述下盖板与所述散热基板之间的连接方式为真空钎焊。
26.第二方面，本实用新型还提供了一种散热器，其包括上述任一项所述的多层液冷板。
27.本实用新型实施例的有益效果是：
28.通过将散热基板的两侧均设置冷却槽后，实现液冷板的双面散热，使得散热效率得到极大的提高，且不需要增加液冷板的数量，不需要增加整体装置的体积。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的多层液冷板的爆炸图；
31.图2为本实用新型实施例提供的多层液冷板的散热基板的主视图；
32.图3为本实用新型实施例提供的多层液冷板的散热基板的仰视图；
33.图4为图3的a-a剖视图；
34.图5为本实用新型实施例提供的多层液冷板的使用状态参考图；
35.图6-1至图6-6位本实用新型实施例提供的多层液冷板的仿真云图。
36.图标：1-上盖板；2-散热基板；3-下盖板；4-介质输入口；5-介质输出口；6-连通孔；7-分隔翅片；8-冷却支流；9-间隔槽；10-挡条；11-热源。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
38.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的
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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
40.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
42.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.第一方面，本实用新型提供一种多层液冷板，如图1-图5所示，包括散热基板2、上盖板1和下盖板3；散热基板2的相对两侧均设置有冷却槽；上盖板1和下盖板3分别设置在散热基板2的相对两侧，用于对冷却槽进行覆盖密封；散热基板2的侧壁上设置有介质输入口4和介质输出口5，介质输入口4和介质输出口5分别于不同的冷却槽连通；散热基板2上设置有连通孔6，连通孔6用于连通两个冷却槽。
45.本实施例中的多层液冷板分为三部分，分别为上盖板1、下盖板3和设置在中部的散热基板2，其中，散热基板2的双侧均设置有冷却槽，上盖板1和下盖板3分别用于对散热基板2上的两侧冷却槽进行覆盖密封，使得整体液冷板只能通过介质输入口4和介质输出口5进行散热介质是输入和输出。
46.在本实施例中，在散热基板2上设置连通孔6，连通孔6将散热基板2两侧的冷却槽进行连通，使得两个冷却槽在连通孔6的作用下，连通为冷却通道。
47.冷却介质在介质输入口4输入到其中一个冷却槽内后，通过连通孔6进入另一个冷却槽，再通过介质输出口5输出，形成多层液冷板的一个冷却循环。
48.这样的设置，使得多层液冷板能够进行双面冷却，即与上盖板1和下盖板3相对应的位置，均能够进行有效的冷却，提高了整体的冷却效率。
49.当需冷却部件(即热源11)需要被冷却时，将多层液冷板设置在众多热源11之间，即在多层液冷板的上侧面和下侧面上均设置热源11，能够同时对两侧是热源11进行快速冷却，加快了冷却效率，保证了冷却效果。
50.在本实施例中，冷却介质可以是冷却液、防冻液，也可以是水或其他液体冷却介
质。
51.在本实施例中，连通孔6与介质输入口4分别设置在冷却槽内的相对两端，介质输入口4与介质输出口5设置在散热基板2的同一端。
52.在本实施例中，介质输入口4和介质输出口5的形状、大小等，均可以根据实际的多层液冷板的参数进行设置，可以但不局限于设置为方向孔、圆形孔等。
53.在可选的实施方式中，冷却槽内设置有至少一个挡条10，挡条10用于使冷却槽内形成冷却流道；在同一冷却流道内，介质输入口4和连通孔6分别设置在冷却流道的两端，介质输出口5和连通孔6分别设置在冷却流道的两端。
54.在本实施例中，挡条10为条状的块结构，其一端与冷却槽的一个侧壁连接，能够阻挡冷却介质的流通；另一端与冷却槽内相对的侧壁之间留有间隙，能够使冷却介质流通。
55.挡条10与冷却槽的槽底密封连接，且与上盖板1或下盖板3之间进行密封连接，能够避免通过挡条10进行形成的冷却流道的正常流通。
56.这样的设置方式，能够在冷却槽内形成冷却流道，增加了冷却介质在冷却槽内的流通时间，进而保证了冷却效果。
57.当挡条10的数量为一个时，冷却槽内形成一个往复通道，此时介质输入口4、连通孔6和介质输出口5均设置在散热基板2的同一端。
58.如图2和图3所示，箭头所示方向为冷却介质的流通方向。
59.冷却介质通过介质输入口4进入到冷却槽内后，经冷却流道和连通孔6进入对侧面的冷却槽内，再经介质输出口5输出，形成冷却通路。
60.需要指出的是，挡条10的数量为多个时，多个挡条10分别设置在冷却槽内相对的两个侧壁上，且进行交错设置，进而增加冷却流道的长度。
61.在可选的实施方式中，冷却流道中设置有多个分隔翅片7，分隔翅片7用于将冷却流道分隔为多个冷却支流8。
62.在挡条10的数量较少时，整个冷却流道的宽度较大，冷却介质在进行流动时，流通面积较大，使得冷却介质的流动速度相对较慢，减少了换热效率。
63.在本实施例中，在冷却流道内设置了分隔翅片7后，将冷却流道进行分隔，形成多个冷却支流8，减小了流通面积，加快了冷却效率。
64.同时，在本实施例中，分隔翅片7为导热介质，其也能够将上盖板1或下盖板3与热源11进行交换后的热量进行传导，相当于是增加了换热介质与上盖板1之间的接触面积，增加了换热效果，加快了冷却效率。
65.在本实施例中，相邻的分隔翅片7之间平行设置，能够使得冷却支流8内流速均匀，避免流速时快时慢，保证了冷却效率和换热效果。
66.在本实施例中，任意相邻的两个分隔翅片7之间的间距均相同。
67.具体的，在本实施例中，分隔翅片7之间的间距为3.5mm，分隔翅片7的厚度为1.5mm。
68.需要指出的是，分隔翅片7的间距、厚度等参数，可以根据实际的多层液冷板的厚度、宽度等参数进行设置。
69.在可选的实施方式中，分隔翅片7的形状为平板或波浪板。
70.在本实施例中，分隔翅片7的形状为如图2和图3所示的波浪状的板结构。
71.分隔翅片7设置为波浪板时，能够增加冷却介质的流通长度以及与上盖板1或下盖板3之间的接触面积。
72.需要指出的是，分隔翅片7的设置，可以是如图2和图3所述的波浪板结构，其也可以是设置为其他形状的结构，如还可以是设置为平面板。
73.在可选的实施方式中，分隔翅片7上设置有多个间隔槽9，间隔槽9用于连通相邻的两个冷却支流8。
74.在分隔翅片7上设置间隔槽9后，能够增加各个冷却支流8的交互，使得换热更均匀，更快速，同时也提高了冷却介质的换热面积。
75.在本实施例中，间隔槽9在分隔翅片7上均匀设置。
76.具体的，在本实施例中，间隔槽9的宽度为4mm，相邻两个间隔槽9之间的间距为46mm。
77.需要指出的是，间隔槽9的宽度、两个间隔槽9之间的间距等参数，不仅仅局限于上述参数，其可以根据实际的多层液冷板的厚度、宽度、长度等参数进行设置。
78.在可选的实施方式中，分隔翅片7远离冷却槽的端部的一端与上盖板1或下盖板3抵接。
79.在本实施例中，分隔翅片7与上盖板1或下盖板3之间的抵接，相对于增加上盖板1或下盖板3与冷却介质之间的换热面积。
80.在可选的实施方式中，两个冷却槽内的分隔翅片7交错设置。
81.这样的设置，使得两个冷却槽内的分隔翅片7在进行换热时，也能够将热源11的热量换热到对侧的冷却槽内，增加了换热效果，提高了冷却效率。
82.在本实用新型中，还可以将散热基板2设置为多层，多层散热基板2进行层叠设置，依次串联后，形成一个较长的冷却流道，能够进一步提高冷却效果。
83.散热基板2的数量为多块时，其设置方式至少有以下两种情况。
84.第一种情况：多块散热基板2中，介质输入口4和介质输出口5分别设置在最上层和最下层的散热基板2上，中间的散热基板2上不设置介质输入口4和介质输出口5。
85.当散热基板2为两个时，两个散热基板2上分别只设置一个与外界连通的通孔作为介质输入口4或介质输出口5，两块散热基板2与上盖板1、下盖板3共形成三个冷却腔，介质输入口4和介质输出口5分别在最上层和最下层的冷却腔内。
86.当散热基板2的数量为三个或更多时，最上层和最下层的散热基板2分别设置介质输出口5和介质输出口5，而中间层的散热基板2不设置介质输入口4和介质输出口5，以保证整体冷却流道的密封性。
87.第二种情况：散热基板2的结构不变，还包括封堵板，封堵板用于对设置在中间位置的散热基板2上的介质输入口4和介质输出口5进行封堵。
88.也就是说，除了留下冷却流道两端的介质输出口5和介质输出口5外，其他的介质输出口5和介质输出口5均通过封堵板进行封堵，保证整个冷却流道的密封性。
89.在可选的实施方式中，上盖板1与散热基板2之间的连接方式为真空钎焊；下盖板3与散热基板2之间的连接方式为真空钎焊。
90.通过真空钎焊的方式，能够保证上盖板1与散热基板2之间、下盖板3与散热基板2之间的密封性。
91.需要指出的是，上盖板1与散热基板2之间、下盖板3与散热基板2之间的连接方式可以是真空钎焊，但其不仅仅局限于真空钎焊这一种连接方式，其还可以是其他固定连接方式，只要能够保证连接的稳定性和密封性即可。
92.通过具体的某直流升压并网模块对本实用新型的多层液冷板的换热效果进行说明。
93.性能要求
94.在环境温度40℃下，散热方式为水冷，进出水温差不超过5℃,温升要求如下表：
[0095][0096][0097]
主要功率器件损耗如下表所示：
[0098]
序号名称封装热耗(w)(单个)数量1igbt模块(vt3)长方体50012rcd吸收电阻长方体2613耦合电感长方体7714igbt模块(vt1-vt2)prim epack60025输出二极管长方体17046空心电感长方体2417输出电容圆柱体52
[0099]
根据上述情况，做仿真模拟，仿真条件为：
[0100]
1.总热耗2517w；
[0101]
冷板尺寸：l285*w220*h20mm；
[0102]
2.环境温度：40℃；
[0103]
3.进水温度：40℃；
[0104]
4.冷却水流量：0.6t/h＝0.6m^3/h。
[0105]
仿真结果如图6-1至图6-6所示。
[0106]
根据仿真结果总结如下表：
[0107][0108][0109]
由上述仿真结果可以看出，各热源温升满足客户要求。
[0110]
第二方面，本实用新型还提供了一种散热器，其包括上述任一项的多层液冷板。
[0111]
通过使用上述的多层液冷板，使得散热器的体积不变的情况下，提高了散热效率。
[0112]
本实用新型实施例的有益效果是：
[0113]
通过将散热基板2的两侧均设置冷却槽后，实现液冷板的双面散热，使得散热效率
得到极大的提高，且不需要增加液冷板的数量，不需要增加整体装置的体积。
[0114]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，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。