一种集成式一体冷却板的制作方法

本发明涉及热管理，尤其涉及一种集成式一体冷却板。

背景技术：

1、随着新能源汽车市场的不断发展，各厂商对逆变器的功率密度提升提出日益增长的需求。与此同时，伴随着新能源汽车价格不断下探，对逆变器成本的管控也愈加严格。对于逆变器自身而言，冷却板作为第一模块(igbt)的承载和散热单元，其可靠性与紧凑性设计是整个逆变器产品的设计核心。

2、当前市场流行的igbt冷却板设计往往是将冷却板作为单独的组件，后续通过打螺钉，与第二模块和三相铜排等其他组件实现结构连接。该设计思路存在的问题是，需要预留不同组件之间的装配空间。另外，螺钉固定的设计空间占用和生产节拍，在当前高竞争的市场环境下，不具备充分的竞争力。现阶段，igbt冷却板的设计思路主要包括密封圈组装式水冷板结构以及冲压板钎焊式水冷板结构。

3、在密封圈组装式水冷板结构中，整个igbt冷却板分为上下四层结构，请参阅附图1。其中，水冷板基板为压铸件，其作用是构成水道的基本走向，外接的水管接头，可将冷却液引出至电桥以及客户端；密封圈支架为注塑件，其上下两侧为安装式的密封圈，通过密封圈受压，保证整个流道的密封性；冷却板材料为铜，采用冷挤工艺成型，其用于承载第一模块，以及提供第一模块的散热路径；igbt压板为冲压件；最后通过打螺钉，将上述组件固定。该设计具备散热效果优异且可靠的特点。但是，因为该结构设计中采用了压铸，冲压，注塑，挤压等多种复杂工艺，整个产品的原料成本和模具成本高。而且，不同组件之间的安装配合也会造成生产节拍提升等诸多问题。

4、在冲压板钎焊式水冷板结构中：请参阅附图2，其所示的冷却板设计思路是将几层板状冲压铝件进行叠层钎焊，构成密闭的冷却液流道。其中，上盖板为平板，主要作用是用于承载igbt模块，并为其提供换热路径；加强板和扰流板存在于水道内部，其主要作用是提升整个流道、尤其是igbt散热功能区的换热系数；同时，加强冷却板的整体刚度。流道板是通过铝板深冲的工艺制得，构成水道的基本走向；支撑板的作用是提升整个冷却板的刚度。同时为大第二模块提供涂胶散热面(冷却板于大第二模块之间通过打螺钉实现固定)；水管接头通过锻造或机加工工艺实现成型，与流道板通过钎焊成为一体，可提供客户定制化的结构，以及内部冷却液回路的接口。冷却板的密封性是通过钎焊工艺保证。冷却板与三相铜排组件、大第二模块以及壳体等内部组件之间是通过打螺钉的形式实现固定。

5、冲压板钎焊式水冷板结构的设计思路的显著优势是，原材料成本低，冷板组件之间的连接形式简单可靠。但劣势也较为明显：水冷板的整体刚度较差，尤其是当扁平状的冷却板受到弯曲载荷时，对其抗弯设计提出严苛要求。

6、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，故本发明提供的一种集成式一体冷却板，通过冷却板流道下方挤压成型的容纳空间作为电容灌封的腔体，减少了电容外壳以及二者的装配间隙；并取消了螺钉固定点，相较于薄板设计和立体拼接设计，大幅提升系统抗变形能力；同时冷却板与大电容一体式灌封，压缩系统空隙，提升整体强度及系统的换热性能，以解决冷却板作为功率模块igbt的承载和散热单元时，其成本、可靠性、紧凑性以及整体刚性之间均衡的问题。

2、本发明提供一种集成式一体冷却板，包括主壳体以及流道板组件，主壳体中设置有容纳空间，主壳体的一侧表面上设置有流道槽；流道板组件装设于流道槽上、并形成主壳体的封闭流道；主壳体外侧的流道板组件上装设有第一模块，主壳体内侧的容纳空间中装设有第二模块。

3、于本发明的一实施例中，容纳空间中设置有灌封胶将第二模块与主壳体进行固定连接。

4、于本发明的一实施例中，第一模块为功率模块，第二模块为电容。

5、于本发明的一实施例中，流道槽在主壳体的表面呈凹面结构，且主壳体通过流道槽的凹面结构在容纳空间的内部形成凸起。

6、于本发明的一实施例中，流道槽设置有延伸凸出主壳体表面的接口端，接口端上开设有贯穿流道槽的水道接口。

7、于本发明的一实施例中，流道板组件包括流道盖板、端挡板以及扰流板，流道盖板装设于主壳体上、并封闭流道槽的上表面；端挡板装设于主壳体与流道盖板之间、并封闭流道槽在主壳体和流道盖板之间的侧表面；扰流板装设于流道槽内。

8、于本发明的一实施例中，主壳体上开设有连通容纳空间的窗口。

9、于本发明的一实施例中，若干个窗口设置于主壳体表面的同一侧。

10、于本发明的一实施例中，窗口与流道槽设置于主壳体的同侧表面。

11、于本发明的一实施例中，窗口与流道槽的接口端分别位于主壳体一侧表面的不同边上。

12、于本发明的一实施例中，主壳体上还设置有安装角，安装角设置于流道槽周向的主壳体的侧表面上，且安装角的朝向与主壳体上设置有流道槽的表面相反。

13、于本发明的一实施例中，主壳体、安装角、扰流板、端挡板以及流道盖板之间设置有钎料，且在钎料进行焊接前通过预固定方式在主壳体、安装角、扰流板、端挡板以及流道盖板之间进行连接。

14、于本发明的一实施例中，钎料包括焊料层、焊膏以及焊料片，焊料层设置于流道盖板朝向主壳体一侧的表面；焊膏涂设于端盖板朝向流道盖板和主壳体的两侧表面上；焊料片设置于主壳体分别接触扰流板以及安装角的表面。

15、于本发明的一实施例中，主壳体上还设置有第二结构件，第二结构件与流道槽位于主壳体的同侧表面或异侧表面。

16、于本发明的一实施例中，主壳体和/或第二结构件为一体式成型结构。

17、本发明的有益效果如下：

18、1、本发明提供的一种集成式一体冷却板，通过利用冷却板流道下方的挤压成型的容纳空间作为电容灌封的腔体，减少了电容外壳以及二者的装配间隙，空间利用率大幅提高；且挤压壳体可以采用薄壁设计，无需预留拔模斜度和较大的圆角设计，可以有效增加空间利用率；取消螺钉固定点的设计，结构简洁化，固定位置灵活化，有利于平台化变形设计。

19、2、本发明提供的一种集成式一体冷却板，通过使冷却板结构采用铝合金挤压成型的主壳体和冲压成型的零部件，通过钎焊一次成型，减少了打螺钉压密封圈等一些列复杂工艺；与igbt固定可以通过在流道盖板上冷喷铜然后通过真空气相焊实现结构连接；利用挤压腔体直接实现与电容芯子的灌封固定，简化了以往电容塑壳与冷却板打螺钉的安装方式。

20、3、本发明提供的一种集成式一体冷却板，通过挤压主壳体为一体式成型，相较于薄板设计和立体拼接设计，大幅提升系统抗变形能力；同时冷却板与大电容一体式灌封，压缩系统空隙，提升整体强度；igbt和大电容的散热路径热上不存在低导热系数介质(绝缘膜、塑壳等)，提升了系统的换热效率。

21、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。