一种功率部件冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种功率部件冷却装置。


背景技术：

2.受全球能源危机与环境污染影响，汽车电动化已逐渐成为趋势，电驱系统作为电动汽车的关键动力总成负责整车的动力实现与必要的能量回收。电驱系统高压大功率的工作模式会带来较高的功率损耗，这将造成系统内器件温度升高。电驱系统中的功率部件主要包括半导体功率器件，如igbt功率模块、mosfet功率模块、以及直流母线电容等。这些半导体功率器件的工作温度都有限值，若过高则将导致器件损坏，或为了保证器件不超温，则需要降低系统输出功率，但这样会降低系统功能。工作温度是功率部件正常工作与使用寿命的关键影响要素，因此，针对功率部件的高效散热工作就变得尤为重要。
3.当前功率部件的冷却方式有间接冷却与直接冷却两种。间接冷却是功率部件与冷却器通过导热材料连接，冷却器内部通过冷却流道为功率部件进行冷却降温。而直接冷却是功率部件自带冷却基板，冷却基板与上部镂空的冷却器连接后，形成流道为功率部件进行冷却降温，二者的主要区别是功率部件是否部分直接与冷却液体相接触。
4.为提高散热面积，增强冷却效果，现有冷却装置的冷却空腔内通常设置翅针，以增加与冷却液的接触面积，或者功率部件底面直接设置翅针，以使冷却液直接流经功率部件的底面进行散热降温。然而这种设置方式中，翅针与冷却装置的底板之间存在缝隙，并形成一通道，导致冷却液直接沿阻力较小的该缝隙通道流动而无法起到良好的冷却效果，或因冷却液缺少扰流而影响功率部件冷却效果。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种功率部件冷却装置，以保证在不增加工艺难度的前提下，提高对功率部件的冷却降温效果。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种功率部件冷却装置，包括：
8.盖板组件，包括盖板本体，所述盖板本体上间隔凸设有多个第一导热部；
9.底壳组件，包括底壳本体，所述底壳本体与所述盖板本体相扣合，以限定出冷却腔，所述冷却腔内循环流动有冷却液，所述底壳本体面向所述盖板本体的一侧间隔凸设有多个第二导热部，相邻两个所述第二导热部之间形成插槽，所述第一导热部与所述第二导热部交替设置，并插入所述插槽中。
10.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述第一导热部为第一翅针，多个所述第一翅针在所述盖板本体上呈矩形阵列分布，所述第二导热部为第二翅针，多个所述第二翅针在所述底壳本体上呈矩形阵列分布。
11.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述第一翅针的横截面呈圆形、菱形或正六边形，所述第二翅针的横截面呈圆形、菱形或正六边形，所述第一翅针的
截面形状与所述第二翅针的截面形状相同或不同。
12.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述第一导热部为第一翅片，多个所述第一翅片呈一列分布，所述第二导热部为第二翅片，多个所述第二翅片呈一列分布。
13.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，还包括紧固组件，所述盖板本体通过所述紧固组件与所述底壳本体连接。
14.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述紧固组件包括螺栓，所述盖板本体上贯通设置有连接孔，所述底壳本体上设置有第一螺纹孔，所述螺栓穿过所述连接孔，并旋入所述第一螺纹孔内。
15.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述紧固组件还包括密封圈，所述密封圈夹设于所述盖板本体和所述底壳本体之间。
16.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述盖板本体和所述底壳本体中的一者设置有凸起，所述盖板本体和所述底壳本体中的另一者设置有凹槽，所述凸起卡入所述凹槽。
17.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述盖板本体和所述底壳本体上均设置有台阶结构，所述盖板本体和所述底壳本体通过所述台阶结构嵌合。
18.作为本实用新型提供的功率部件冷却装置的优选方案，所述盖板本体和所述底壳本体上均开设有多个第二螺纹孔，所述第一导热部和所述第二导热部上均设置有外螺纹，所述第一导热部和所述盖板本体、以及所述第二导热部和所述底壳本体均螺纹连接。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型提供一种功率部件冷却装置，包括盖板组件和底壳组件，其中，盖板组件包括盖板本体，盖板本体上间隔凸设有多个第一导热部，功率部件安装于底壳组件上，并与底壳组件和盖板组件均接触，或通过导热安装件与二者接触，底壳组件包括底壳本体，底壳本体与盖板本体相扣合，以限定出冷却腔，冷却腔内循环流动有冷却液，循环流动的冷却液能够为工作状态的功率部件进行冷却降温处理。底壳本体面向盖板本体的一侧间隔凸设有多个第二导热部，每相邻两个第二导热部之间均形成一插槽，第一导热部与第二导热部交替设置，并插入该插槽中。即，将盖板本体扣合于底壳本体上时，多个第一导热部与多个第二导热部能错开，以使冷却腔内形成曲折迂回的冷却回路，避免第一导热部与底壳本体之间形成缝隙通道而导致冷却液受阻较小直接流出冷却腔，提高冷却效果。上下交错的第一导热部与第二导热部能够有效增加与冷却液的接触面积，进一步提高散热效果，且工艺简单，加工难度小，适合量化生产。
附图说明
21.图1是现有技术中功率部件冷却装置的结构示意图；
22.图2是本实用新型具体实施方式提供的功率部件冷却装置的结构示意图；
23.图3是本实用新型具体实施方式提供的盖板组件和底壳组件的结构示意图；
24.图4是本实用新型具体实施方式提供的第一翅针的第一结构示意图；
25.图5是本实用新型具体实施方式提供的第一翅针的第二结构示意图；
26.图6是本实用新型具体实施方式提供的第一翅针的第三结构示意图；
27.图7是本实用新型具体实施方式提供的第一翅片的结构示意图；
28.图8是图7的侧视图。
29.图中：
30.1-盖板组件；2-底壳组件；3-冷却腔；4-紧固组件；5-导热安装件；
31.11-盖板本体；12-第一翅针；13-第一翅片；
32.21-底壳本体；22-第二翅针；23-插槽；
33.41-螺栓；42-密封圈；
34.100-功率部件；
35.10-冷却器盖板；20-冷却器底板；30-导热翅针；40-缝隙通道。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
37.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
40.如图1所示，现有技术中的功率部件100冷却装置包括冷却器盖板10、冷却器底板20。其中冷却器盖板10面向冷却器底板20的一侧间隔设置有多个导热翅针30，冷却器底板20为一具有开口的盒体结构，冷却器盖板10封堵于该盒体结构的开口。由图1中可看出，多个导热翅针30的下端均与冷却器底板20之间存在间隙，因此在冷却器底板20空腔的底部形成一条缝隙通道40，进入冷却器底板20空腔的冷却液一部分直接通过该缝隙通道40流出，导致该部分冷却液与导热翅针30的接触面积较小，而无法起到良好的冷却效果。
41.基于上述问题，如图2和图3所示，本实施例提供一种功率部件100冷却装置，包括盖板组件1和底壳组件2。
42.在本实施例中，盖板组件1包括盖板本体11，盖板本体11上间隔凸设有多个第一导热部。功率部件100安装于底壳组件2上，并与底壳组件2和盖板组件1均接触，或通过导热安
装件5与二者接触。底壳组件2包括底壳本体21，底壳本体21与盖板本体11相扣合，以限定出冷却腔3，冷却腔3内循环流动有冷却液，循环流动的冷却液能够为工作状态的功率部件100进行冷却降温处理。底壳本体21面向盖板本体11的一侧间隔凸设有多个第二导热部。每相邻两个第二导热部之间均形成一插槽23。第一导热部与第二导热部交替设置，并插入该插槽23中。即，将盖板本体11扣合于底壳本体21上时，多个第一导热部与多个第二导热部能错开，以使冷却腔3内形成曲折迂回的冷却回路，避免第一导热部与底壳本体21之间形成缝隙通道40而导致冷却液受阻较小直接流出冷却腔3，提高冷却效果。上下交错的第一导热部与第二导热部能够有效增加与冷却液的接触面积，进一步提高散热效果，且工艺简单，加工难度小，适合量化生产。
43.在本实施例中，可选地，参见图2和图3，第一导热部为第一翅针12，多个第一翅针12在盖板本体11上呈矩形阵列分布。第二导热部为第二翅针22，多个第二翅针22在底壳本体21上呈矩形阵列分布。第一翅针12和第二翅针22均为长条形，第一翅针12朝向底壳本体21的方向延伸，第二翅针22朝向盖板本体11的方向延伸，且与第一翅针12交错布置。多个第一翅针12和多个第二翅针22能够有效增加与冷却液的接触面积，提高对功率部件100的散热效果。
44.参见图4，可选地，第一翅针12的横截面可以呈圆形。即，第一翅针12为圆柱状，制造简单，降低加工难度。第二翅针22的的横截面可以呈圆形，也可以为其他形状。
45.参见图5，在一个新的实施例中，第一翅针12的横截面也可以呈菱形。第二翅针22的横截面可以是菱形，也可以是其他形状。
46.参见图6，在另一个新的实施例中，第一翅针12的横截面还可以为正六边形。第二翅针22的横截面可以是正六边形，也可以是其他形状。
47.参见图7和图8，第一导热部为第一翅片13，多个第一翅片13呈一列分布。第二导热部为第二翅片，多个第二翅片呈一列分布。即，第一翅片13和第二翅片均为呈长条状，且第一翅片13沿盖板本体11的宽度方向延伸，第二翅片沿底壳本体21的宽度方向延伸。第一翅片13和第二翅片交错布置，相邻两个第二翅片之间均为第一翅片13。
48.可选地，盖板组件1的盖板本体11和底壳组件2的底壳本体21之间通过紧固组件4固定连接。具体地，参见图2，紧固组件4包括螺栓41，盖板本体11上贯通设置有连接孔，底壳本体21上设置有第一螺纹孔。安装时，将盖板本体11置于底壳组件2的正上方，使第一翅片13和第二翅片交错开，随后将盖板本体11封盖于底壳本体21上。最后取螺栓41穿过盖板本体11上的连接孔，并旋入第一螺纹孔内，拧紧螺栓41即可将盖板本体11压紧于底壳本体21上，从而实现盖板组件1和底壳组件2的可拆卸连接。
49.参见图2，进一步地，紧固组件4还包括密封圈42，密封圈42夹设于盖板本体11和底壳本体21之间。即，密封圈42填充于盖板本体11和底壳本体21之间的缝隙中，以防止冷却液泄漏，保证盖板本体11和底壳本体21连接后的密封性。密封圈42为弹性材料制成，弹性材料可为橡胶。
50.当然，盖板本体11和底壳本体21之间也可以通过焊接连接。例如，盖板本体11和底壳本体21之间通过摩擦焊、钎焊等方式实现二者的密封连接。
51.可选地，盖板本体11和底壳本体21中的一者设置有凸起，盖板本体11和底壳本体21中的另一者设置有凹槽。安装盖板本体11和底壳本体21时，将凸起卡入凹槽中，一方面能
够提高二者连接后的稳定性，另一方面可以进一步提高密封性，避免漏液。
52.在其他实施例中，盖板本体11和底壳本体21上也可以均设置有台阶结构，盖板本体11和底壳本体21通过台阶结构嵌合，在提高连接稳定性的同时，增加二者之间的密封性。
53.可选地，盖板本体11和底壳本体21上均开设有多个第二螺纹孔，第一导热部和第二导热部上均设置有外螺纹，第一导热部和盖板本体11之间、以及第二导热部和底壳本体21之间均为螺纹连接。具体到本实施例中，第一翅针12和第二翅针22的底部可均设置外螺纹，以实现第一翅针12与盖板本体11的可拆卸连接，第二翅针22与底壳本体21的可拆卸连接，安装方便且能够更换，可以适应性调整第一翅针12和第二翅针22的数量，以调整多个第一翅针12的间距、以及多个第二翅针22的间距，使其符合功率部件100的散热要求。
54.本实施例中，盖板组件1和底壳组件2均采用铝、铜等高导热系数的金属制成，二者面向彼此的一侧可通过锻压等加工工艺加工用于冷却的第一翅针12和第二翅针22、或通过超声键合、铲片、焊接等工艺加工用于冷却的第一翅片13和第二翅片。
55.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。