液冷散热结构、散热系统、功率模块、电机控制器和车辆的制作方法

本发明涉及电气设备的液冷散热，尤其涉及一种液冷散热结构、散热系统、功率模块、电机控制器和车辆。

背景技术：

1、在大功率电子设备领域，如功率半导体，通常采用液冷的方式对设备产生的热量进行散热。

2、以新能源车为例，在其电控冷却系统回路中，电驱功率模块的节点压降与冷却液流量通常比较小，例如某车用电驱半桥模块的压降要求为8000pa@2.7l/min。一般来说，较高的流阻可以获得比较强的换热性能，但是由于流阻与压降呈正比关系，那么较高的压降要求所带来的问题是，散热结构的流阻不能做的太大，即散热结构的换热性能受到主回路泵供液的动力限制，同时，较小的冷却液流量下，换热流道内通常为层流或过度流态，严重限制了散热结构的换热性能，严重限制了设备的性能。

3、因此，在不增加主回路泵的负载的条件下，如何强化换热效果，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种液冷散热结构，包括导热基板、流道基座和散热组件，所述导热基板和所述流道基座密封连接形成冷却液流道；所述流道基座上设有至少一流道入口和至少一流道出口；所述冷却液流道内设有至少一所述散热组件，所述散热组件包括导热盘、散热结构和回转主轴，所述导热盘与所述导热基板相对转动设置，所述回转主轴和若干的所述散热结构均固定于所述导热盘背对所述导热基板的一侧，所述回转主轴通过驱动电机驱动。

2、较佳地，所述回转主轴固定在所述导热盘的中心，若干的所述散热结构围绕所述回转主轴的分布，所述流道入口靠近所述回转主轴设置，所述流道出口远离所述回转主轴设置。

3、较佳地，包括一个所述散热组件、一个所述流道入口和多个所述流道出口，所述回转主轴对应所述流道入口，若干的所述流道出口相对于所述流道入口对称设置。

4、较佳地，所述散热结构为散热柱。

5、较佳地，所述散热结构为散热叶片，所述散热叶片围绕所述回转主轴设置，并且其凹面朝向旋转方向。

6、较佳地，所述导热盘与所述导热基板润滑设置，或/和转动连接。

7、较佳地，所述导热盘与所述导热基板分别对应设置至少一环形轨道，若干滚珠设置在所述导热盘与所述导热基板对应的所述环形轨道上，所述导热盘与所述导热基板之间通过若干的所述滚珠转动连接。

8、较佳地，若干的所述滚珠之间设有保持架。

9、较佳地，所述导热盘与所述导热基板之间通过所述滚珠产生间隙；在最外侧的所述环形轨道的外侧，所述导热盘与所述导热基板之间通过密封结构动密封设置；在所述密封结构的内侧，所述导热盘与所述导热基板之间设置导热材料或/和润滑材料。

10、较佳地，在最外侧的所述环形轨道的外侧，所述导热盘与所述导热基板上分别对应设有密封结构安装槽，所述密封结构设置在所述导热盘与所述导热基板的所述密封结构安装槽内。

11、较佳地，所述密封结构所围设的面积不小于热源扩散面积的85％。

12、较佳地，所述驱动电机位于所述冷却液流道内，并安装在所述流道基座上，所述驱动电机的输出轴与所述回转主轴连接。

13、较佳地，所述驱动电机位于所述冷却液流道外，所述驱动电机的输出轴与传动机构连接，所述传动机构穿过所述流道入口与所述回转主轴连接。

14、本发明还提供一种液冷散热系统，包括主泵、冷却液循环管路和若干冷却节点，所述主泵和若干所述冷却节点串联于所述冷却液循环管路中，至少一所述冷却节点包括至少一上述的液冷散热结构。

15、本发明还提供一种功率模块，包括至少一热源、至少一陶瓷基板和至少一上述的液冷散热结构，至少一所述陶瓷基板设置在所述导热基板上，所述陶瓷基板上设有至少一所述热源。

16、本发明还提供一种电机控制器，其特征在于，包括上述的液冷散热系统或/和上述的功率模块。

17、本发明还提供一种车辆，包括上述的电机控制器。

18、与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

19、本发明通过散热组件为冷却液流道内的冷却液加速，提高流体总压，将流场从层流或过渡态改变为完全湍流状态，以强化换热，同时降低对整个冷却系统泵扬程要求。

技术特征：

1.一种液冷散热结构，其特征在于，包括导热基板、流道基座和散热组件，所述导热基板和所述流道基座密封连接形成冷却液流道；所述流道基座上设有至少一流道入口和至少一流道出口；所述冷却液流道内设有至少一所述散热组件，所述散热组件包括导热盘、散热结构和回转主轴，所述导热盘与所述导热基板相对转动设置，所述回转主轴和若干的所述散热结构均固定于所述导热盘背对所述导热基板的一侧，所述回转主轴通过驱动电机驱动。

2.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述回转主轴固定在所述导热盘的中心，若干的所述散热结构围绕所述回转主轴的分布，所述流道入口靠近所述回转主轴设置，所述流道出口远离所述回转主轴设置。

3.根据权利要求2所述的液冷散热结构，其特征在于，包括一个所述散热组件、一个所述流道入口和多个所述流道出口，所述回转主轴对应所述流道入口，若干的所述流道出口相对于所述流道入口对称设置。

4.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述散热结构为散热柱。

5.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述散热结构为散热叶片，所述散热叶片围绕所述回转主轴设置，并且其凹面朝向旋转方向。

6.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述导热盘与所述导热基板润滑设置，或/和转动连接。

7.根据权利要求6所述的液冷散热结构，其特征在于，所述导热盘与所述导热基板分别对应设置至少一环形轨道，若干滚珠设置在所述导热盘与所述导热基板对应的所述环形轨道上，所述导热盘与所述导热基板之间通过若干的所述滚珠转动连接。

8.根据权利要求7所述的液冷散热结构，其特征在于，若干的所述滚珠之间设有保持架。

9.根据权利要求7所述的液冷散热结构，其特征在于，所述导热盘与所述导热基板之间通过所述滚珠产生间隙；在最外侧的所述环形轨道的外侧，所述导热盘与所述导热基板之间通过密封结构动密封设置；在所述密封结构的内侧，所述导热盘与所述导热基板之间设置导热材料或/和润滑材料。

10.根据权利要求9所述的液冷散热结构，其特征在于，在最外侧的所述环形轨道的外侧，所述导热盘与所述导热基板上分别对应设有密封结构安装槽，所述密封结构设置在所述导热盘与所述导热基板的所述密封结构安装槽内。

11.根据权利要求9所述的液冷散热结构，其特征在于，所述密封结构所围设的面积不小于热源扩散面积的85％。

12.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述驱动电机位于所述冷却液流道内，并安装在所述流道基座上，所述驱动电机的输出轴与所述回转主轴连接。

13.根据权利要求1所述的液冷散热结构，其特征在于，所述驱动电机位于所述冷却液流道外，所述驱动电机的输出轴与传动机构连接，所述传动机构穿过所述流道入口与所述回转主轴连接。

14.一种液冷散热系统，其特征在于，包括主泵、冷却液循环管路和若干冷却节点，所述主泵和若干所述冷却节点串联于所述冷却液循环管路中，至少一所述冷却节点包括至少一如权利要求1至13所述的液冷散热结构。

15.一种功率模块，其特征在于，包括至少一热源、至少一陶瓷基板和至少一如权利要求1至13所述的液冷散热结构，至少一所述陶瓷基板设置在所述导热基板上，所述陶瓷基板上设有至少一所述热源。

16.一种电机控制器，其特征在于，包括如权利要求14所述的液冷散热系统或/和如权利要求15所述的功率模块。

17.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求16所述的电机控制器。

技术总结本发明提供了一种液冷散热结构、散热系统、功率模块、电机控制器和车辆，其中，液冷散热结构包括导热基板、流道基座和散热组件，所述导热基板和所述流道基座密封连接形成冷却液流道；所述流道基座上设有至少一流道入口和至少一流道出口；所述冷却液流道内设有至少一所述散热组件，所述散热组件包括导热盘、散热结构和回转主轴，所述导热盘与所述导热基板相对转动设置，所述回转主轴和若干的所述散热结构均固定于所述导热盘背对所述导热基板的一侧，所述回转主轴通过驱动电机驱动。本发明通过散热组件为冷却液流道内的冷却液加速，提高流体总压，将流场从层流或过渡态改变为完全湍流状态，以强化换热，同时降低对整个冷却系统泵扬程要求。技术研发人员：胡进泰,饶银受保护的技术使用者：苏州悉智科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5