[發明專利]一種新型電機控制器散熱系統

有效

• 申請號: 201210576956.7
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103068210A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 徐國卿;劉玢玢;李衛民;林桂林
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張杰

技術領域

?本發明涉及散熱器領域，特別是涉及一種用于電動汽車控制器的散熱系統。

背景技術

隨著社會的進步，人們對能源的需求越來越大，而地球上石油等不可再生資源則是急劇減少，這嚴重制約了人類文明的長期持續發展，為此人們開始積極探索新的可再生資源來取代傳統的能源。正是這種發展的迫切需求，各種新能源汽車應運而生，其中純電動汽車在最近幾十年得到了極大的發展。

電機控制系統是電動汽車的關鍵技術之一，電機控制器作為電動汽車的核心部件，直接影響到電動汽車的質量。控制系統的發熱絕大部分是由功率器件的熱損耗引起的，而功率器件對溫度又比較敏感，溫度過高會影響控制器的性能，甚至造成功率器件的不可逆轉的損壞，影響控制器的正常使用。10℃法則表明，當器件溫度降低10℃，器件的可靠性將增長一倍。由于IGBT等功率元件的發熱比較集中，如何有效的降低其工作溫度，延長其使用壽命，已經成為世界各國電動汽車行業的研究熱點。

目前世界上的成品電動車控制器主要使用風冷和水冷方式進行冷卻。風冷散熱器散熱極限較低且體積與重量較大；若使用傳統水冷散熱器，水冷板與功率器件緊密連接封裝，一旦有水滲入控制器內部，將導致極大的安全事故，造成人身安全和財產損失。當今大規模集成電路和IGBT等所需冷卻的面熱通量已經達到了輕水爐反應堆的爐心熱通量的量級，單純的強制空冷和水冷方式已難以滿足系統散熱要求,?而其他一些傳統散熱方法也暴露出了尺寸大、裝置復雜、效率低等缺陷。因此，針對電機控制器的具體應用環境，開發新型微冷技術刻不容緩。

微槽群相變散熱器具有取熱極限高、體積小等優點，工程應用前景廣闊，其工作原理是：通過在微槽壁上開設具有毛細吸附作用的微槽道，使微槽壁下部的相變介質通過毛細作用沿微槽流動，在槽中形成薄液膜蒸發和核態沸騰蒸發強化換熱過程，帶走發熱元件上的熱量。如中國專利文獻CN2834120Y公開了一種微槽群式散熱器，包括內壁設有微槽群的蒸發器和自然對流式冷凝器，蒸發器和冷凝器之間用軟管相連形成一個回路，制冷劑在蒸發器和冷凝器之間通過相變來完成熱的傳遞。這種散熱器由于采用了微槽群結構，散熱效率大大提高，但是，這種微槽群相變散熱器目前主要用于固定的電子元器件的散熱，而電動汽車在運動的過程中時刻處于晃動的狀態，這種晃動會使介質在密封腔內劇烈飛濺，飛濺的液體擊打在微槽壁面上，破壞了微槽壁面上的薄液膜層的蒸發，進而影響了散熱的效率。因此這種高效的微槽群散熱技術目前還不能應用于電動汽車等運動物體的散熱。

發明內容

本發明要解決的問題就是克服汽車晃動對微槽壁表面液膜的影響，從而把散熱效率高的薄膜蒸發冷卻技術應用到電動汽車領域，提出一種適合電動汽車的電機控制器的新型的散熱系統。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種新型電機控制器散熱系統，包括一密封腔體，在所述腔體內設置有液態相變介質，所述腔體壁包括至少一個微槽壁和至少一個散熱壁，所述微槽壁的外表面用于緊貼發熱元件，在所述微槽壁的內表面上設置有微槽道，所述散熱壁上設置有冷卻裝置，所述的密封腔體內設有微槽保護擋板，所述的微槽保護擋板靠近于微槽壁設置，所述微槽保護擋板的兩端設有供氣態和液態相變介質通過的通道。

所述的微槽道為縱向和橫向垂直交錯的凹槽。

所述的冷卻裝置為設置在散熱壁外表面上的散熱翅片。

所述散熱壁為凹凸起伏的波浪狀曲面。

所述散熱壁凹凸起伏曲面的橫截面為矩形。

所述的散熱翅片為垂直于散熱壁的圓柱狀或矩形柱狀。

所述的冷卻裝置為水冷板蓋與散熱壁圍成的水冷裝置，所述的水冷板蓋與散熱壁圍成冷卻空腔，所述水冷板蓋的側面設有進水口和出水口，冷卻水從進水口進入冷卻空腔，與散熱壁熱量交換后從出水口流出。

所述的液態相變介質為新氟碳化合物。

所述密封腔體的腔體壁上設有供注入液態相變介質的介質注入口。

本發明的有益效果是：