一种液冷散热装置和功率组件的制作方法

本发明涉及液冷散热，具体涉及一种液冷散热装置和功率组件。

背景技术：

1、功率组件是变流器中不可或缺的部分，其包括有多组功率管，该些功率管在工作时会产生大量热量，若不及时、有效地进行散热，会导致功率组件过热损坏。为解决功率组件的散热问题，现有技术中提出通过液冷方式为功率组件进行散热。具体来说，可在液冷板的表面固定安装功率管，并在液冷板内通入循环流动的冷却液，通过温度较低的冷却液带走功率管的热量。由于液冷板上的功率管一般在其两侧均有设置，因此现有的液冷板一般采用三明治的结构，即主要包括上盖板、下盖板和流道板，流道板的上下表面通过机加工形成有大量的流道槽，上盖板和下盖板覆盖在流道板的上下表面，与流道槽配合形成流道。但是，这种结构的液冷板存在以下缺陷：为了提高对功率管的散热效率，要求上盖板、下盖板尽可能薄，但过薄的上盖板、下盖板又会出现机械强度无法满足固定安装功率管的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种液冷散热装置、功率组件，其能够改善液冷板的结构强度与散热效率之间的矛盾。

2、为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、技术方案一：一种液冷散热装置，其包括：主体，其设有进液口、出液口和连通二者的流道；所述主体包括至少一组散热盖板，每一组所述散热盖板均包括沿z轴方向相对设置的上盖板和下盖板，二者相对的表面中至少一个表面设有若干沿z轴方向凸出的翅片，且二者之间配合形成至少部分的所述流道。

4、基于技术方案一的技术方案二：每一组所述散热盖板中，上盖板和下盖板均设有多个所述翅片，且各个翅片均沿x轴方向延伸，并沿y轴方向排布；每一所述翅片在y轴方向的宽度由其底部至其顶部逐渐减小。

5、基于技术方案二的技术方案三：每一所述翅片在y轴方向的两个侧面均设有用于增加所述翅片表面积的齿状结构。

6、基于技术方案三的技术方案四：每一组所述散热盖板还包括位于该组散热盖板的上盖板和下盖板之间的隔板，所述隔板在x轴方向和y轴方向的尺寸与上盖板、下盖板适配，以使所述散热盖板中的流道分隔为在z轴方向的两部分。

7、基于技术方案四的技术方案五：每一组所述散热盖板的进液端处，所述隔板的厚度被配置为使其在z轴方向的两个侧面与上盖板、下盖板上的翅片顶部之间形成沿过液方向逐渐减小的间隙；沿过液方向，每一组所述散热盖板在所述间隙之后，所述隔板的厚度被配置为使其在z轴方向的两个侧面与上盖板、下盖板上的翅片顶部相接。

8、基于技术方案五的技术方案六：至少一组所述散热盖板中，上盖板和下盖板上的各个翅片在x轴方向上每间隔预设长度设有沿y轴方向贯穿的缺口。

9、基于技术方案六的技术方案七：所述主体包括首尾依次固接的第一边框、第二边框、第三边框、第四边框；所述第一边框、第二边框用于固定并封堵所述散热盖板在x轴方向的边缘，所述第三边框、第四边框用于固定并封堵所述散热盖板在y轴方向的边缘。

10、基于技术方案五至七的技术方案八：所述主体还包括第五边框；所述主体包括两组散热盖板，二者沿y轴方向布置，所述第五边框位于两组散热盖板之间并用于固定并封堵两组散热盖板在y轴方向的边缘；所述第一边框设有所述进液口、出液口，并对应进液口设有第一过流通道，对应出液口设有第二过流通道；所述第二边框设有第三过流通道；两组所述散热盖板中，一组散热盖板内的流道连通所述第一过流通道和第三过流通道，其过液方向由第一边框指向第二边框，另一组散热盖板内的流道连通所述第三过流通道和第二过流通道，其过液方向由第二边框指向第一边框。

11、基于技术方案八的技术方案九：所述主体在其出液口附近设有泄流口，所述泄流口与所述流道连通，且其位置被配置为适于使流道排空。

12、此外，本发明还提供技术方案十：一种功率组件，其包括若干功率管，所述功率管贴靠安装于技术方案一至九任一项所述的液冷散热装置的散热盖板。

13、由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：

14、技术方案一提供一种液冷散热装置，该液冷散热装置包括主体，主体上设置进液口、出液口和连通二者的流道，工作时，将温度较低的冷却液通过进液口灌入主体，冷却液经过流道输送后，到达出液口，并且在此过程中冷却液吸收主体上的待散热构件散发的热量，温度升高后的冷却液通过出液口被送出主体之外；

15、主体包括至少一组散热盖板，散热盖板包括上盖板和下盖板，二者在z轴方向上相对设置，并且二者相对的表面中至少有一个表面设置有翅片，二者之间的空间形成上述的流道；相比于背景技术中所述的设置上盖板、下盖板和流道板的三明治结构液冷板，本技术方案提供的液冷散热装置中，将翅片直接成型在上盖板和/或下盖板上，不需要再设置流道板，同时通过翅片增强了上盖板和/或下盖板的结构强度，翅片本身起到增加散热盖板与冷却液的接触面积的作用，有利于提高散热效率。

16、在常规的三明治结构液冷板中，流道板的两个侧面上设置有多个翅片，上盖板和下盖板均贴靠在翅片的顶端，以待散热构件设置在上盖板为例，上盖板、翅片、流道板侧面配合形成多个流道，这种结构的液冷板的散热路径包括：待散热构件传递热量至上盖板，上盖板传递至与其接触的冷却液，以及与其接触的翅片顶部，一部分热量通过冷却液直接带走，一部分传递到流道板上后，流道板升温，并通过其与冷却液接触的部分传递至冷却液，再由冷却液带走。本技术方案与之相比，散热路径进行了调整，散热效率更高；具体来说，同样以待散热构件设置在上盖板为例，待散热构件传递热量至上盖板，上盖板直接传递至与其接触的冷却液，应当注意的是，此时冷却液与上盖板接触的部分除了上盖板的侧面外，还包括上盖板上设置的翅片所增加的面积；在此过程中，由于翅片直接设置在上盖板上，因此不再需要设置流道板来间接地进行导热，从而有效地提高了散热效率；同时，通过翅片大量增加的表面，也可以直接地提高上盖板或下盖板的散热效率。

17、此外，当只有上盖板或下盖板中的一个设有翅片时，则将待散热构件设置在设有翅片的盖板上，保证对应盖板的结构强度；当在上盖板和下盖板上均有设置翅片时，上盖板和下盖板均具有较好的散热效果以及结构强度，待散热构件能够同时设置在上盖板和下盖板上，能够减少对应的功率组件的体积。

18、技术方案二中，上盖板和下盖板上均设置多个翅片，二者均能够具有较好的散热效果和较高的结构强度，同时该些翅片沿x轴方向延伸，其延伸形成的侧面能够增加上盖板和下盖板与冷却液接触的表面积，提高散热效果；同时该些翅片沿y轴方向排布有多个，能够进一步增加与冷却液的接触面积；此外，该些翅片在y轴方向的宽度由其底部至其顶部逐渐减小，形成底宽上窄的形状，热量由上盖板和下盖板的外侧表面传递至内侧表面时，与翅片有更大的接触部分，同时翅片之间的空间更大，能够提高流道的流量，二者协同配合，使得散热盖板的散热效率得到了有效提高；此外，在上盖板、下盖板上均设置翅片，可使整个散热盖板的厚度保持在适当的范围，便于螺丝锁附。

19、技术方案三中，翅片两侧设置齿状结构，增加翅片与冷却液接触的面积，提高散热效率。

20、技术方案四中，设置位于上盖板和下盖板之间的隔板，隔板能够将散热盖板中的流道分为两个互相独立的部分，通过减小流道的过流面积，使得在同样流量条件下，流道内的冷却液流速更快，也就能够更快地带走热量；同时，当上盖板和下盖板上均设置有待散热构件的时候，两部分流道能够相对独立地对这两组待散热构件进行散热，避免相互影响，同时又能够通过隔板传热，使温度较低的一侧辅助温度较高的一侧进行散热。

21、技术方案五中，在散热盖板进液端处，隔板与上下盖板之间形成逐渐减小的间隙，通过该间隙，冷却液在刚进入到流道内的时候，不会马上出现在靠近隔板表面的位置出现边界层，边界层会使得冷却液在流道内流动时，z轴方向上不同位置的流速存在区别，导致冷却液的导热效果下降；之后冷却液被引导到隔板与翅片顶部相接的部分，由于在这之前冷却液先经过了间隙，因此冷却液的边界层现象被减弱至最低限度，冷却液能够具有较高的散热功效；此外，在翅片上设置齿状结构，也能有效地破坏靠近翅片表面位置的冷却液边界层。

22、技术方案六中，在上盖板和下盖板上的各个翅片上，沿x轴方向每间隔预设长度设置缺口，原本在各个翅片之间的空间相对独立的流动的冷却液，会在缺口的位置出现混流，从而降低冷却液边界层的影响。

23、技术方案七中，主体包括多个边框，该些边框和散热盖板能够通过拼焊或其他工艺固定为一体，减少对主体的机加工处理，降低制造成本；同时，散热盖板中的上盖板、下盖板和隔板都与边框连接，待散热构件的热量可以通过散热盖板传递至边框，边框处较低的空气温度可以实现对边框的散热，从而提高待散热构件的散热效率。

24、技术方案八中，第五边框能够封闭两组散热盖板的边缘，将进液口、出液口设置在第一边框，同时通过第二边框进行冷却液的换向，整体的流道容易加工制造，可有效降低制造成本。

25、技术方案九中，在主体设置泄流口，可以快速地将流道内的冷却液排空，便于对液冷散热装置进行维护检修。

26、技术方案十中，提供一种功率组件，该功率组件包括上述的液冷散热装置和若干功率管，通过该液冷散热装置可方便地对功率管进行散热。