[發明專利]一種高功率密度變頻控制器的散熱結構

有效

• 申請號: 201310056005.1
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103179843A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 邢彥斌;姜紅霞;盧權華;谷操;韓志平;田德文;馬亞青;蔣明軍;劉斌;劉文齊;姜茹
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 劉東升

技術領域

本發明屬于電機變頻控制器液冷卻技術領域，具體涉及一種高功率密度變頻控制器的散熱結構。

背景技術

某型特種車輛首次采用機電復合動力傳動方式。通過發動機帶動高功率發電機輸出大功率高壓電能，高壓電能為驅動電機提供能量，驅動電機驅動車輛行駛。高功率密度變頻控制器是復合傳動系統中發電機及驅動電機的控制裝置。該控制器內部的高功率驅動模塊需要進行散熱處理才能保證控制器的正常工作。

電子元器件的散熱技術目前主要有空氣冷卻技術和液體冷卻技術兩大類。空氣冷卻技術包括自然對流空氣冷卻技術和強制對流空氣冷卻技術。自然對流空氣冷卻技術主要用于單位體積發熱較小的電子器件；強制對流空氣冷卻技術一般結合熱管技術使用，但熱管存在有效傳熱面積小、與散熱器之間熱阻較大、單根傳熱效率低以及緊湊化性能差等問題。目前通常采用液體冷卻技術解決單位體積發熱較大的電子器件的冷卻問題。針對特種車輛高功率密度變頻控制器的工作使用環境溫度高、空間體積緊湊、控制功率大，需要一種能夠滿足上述要求的散熱裝置對控制器進行散熱處理。采用普通的液冷冷板難以滿足高功率密度變頻控制器的散熱需求，目前無有效針對高功率密度變頻控制器的散熱解決方法。

發明內容

本發明為解決特種車輛高功率密度變頻控制器的散熱問題，適應其特點(控制器內部空間緊湊、熱密度高、工作環境溫度高、只有水路循環系統且入水溫度較高)，變頻控制器采用水冷式散熱器的散熱方式，利用液體流動帶走電子元器件產生的熱量。

本發明的技術方案為：一種高功率密度變頻控制器的散熱結構，其特征在于：包括水冷式散熱器，所述水冷式散熱器為上下對稱結構，包括散熱基板1、與散熱基板一體成型的局部突臺2、散熱器入水口3、散熱器出水口5、局部突臺內部散熱翅片8和散熱基板內部散熱翅片10；從其對稱面由里向外依次設置散熱基板內部散熱翅片10、打孔的換熱隔板9、局部突臺內部散熱翅片8和換熱面，所述換熱面固定在局部突臺2內表面上，散熱基板內部散熱翅片10設置在散熱基板1內部，局部突臺內部散熱翅片8設置在局部突臺2和散熱基板內部散熱翅片10之間的空間內；散熱器入水口3和散熱器出水口5設置在散熱基板1的一側；相鄰的上下兩個散熱基板內部散熱翅片10之間通過隔板隔開；高功率密度變頻控制器中的發熱量較大的功率器件安裝在局部突臺上，各局部突臺的夾縫之間設置封裝尺寸較小的的元器件，在散熱基板上布置發熱相對較低的元器件。

各元器件與水冷式散熱器之間涂抹導熱系數≥2.0的導熱脂，并添加鋁粉。

局部突臺上的散熱元器件安裝孔采用嵌樁7打孔。

通過換熱隔板兩側的焊料層在釬焊過程中融化，將局部突臺內部散熱翅片8和散熱基板內部散熱翅片10焊接牢固；散熱基板內部散熱翅片10兩側與散熱基板1之間焊接固定。

本發明的有益效果：1)散熱布局采用散熱器表面對稱安裝，提高散熱表面積和空間利用率；2)根據被散熱元件的發熱特點和安裝方式，采用散熱表面局部突出的結構設計，提高局部散熱能力；3)散熱器內部采用雙層水道設計，提高散熱效率；4)采用散熱元器件安裝孔局部嵌樁設計，保證散熱器的密封性，降低安裝孔對水道的阻斷；5)冷板與控制器之間涂抹高換熱系數導熱硅脂，并添加金屬粉末，提高散熱器與元器件之間的熱傳導率。本發明的散熱結構結構緊湊，散熱面積利用率高，散熱效率高，實現了滿足特種車輛高功率密度變頻控制器散熱要求的散熱結構。

附圖說明

圖1為本發明的水冷式散熱器主體結構圖。

圖2為本發明的水冷式散熱器的散熱基板和局部突臺結構圖。

圖3為本發明的變頻控制器的散熱結構布局圖。

圖4為本發明的變頻控制器的散熱結構的散熱翅片三維示意圖。

其中：1.散熱基板、2.局部突臺、3.散熱器入水口、4.元器件安裝孔、5.散熱器出水口、6.散熱器安裝孔、7.安裝孔局部嵌樁、8.局部突臺內部散熱翅片、9.翅片之間打孔隔板、10.散熱基板內部散熱翅片、11.發熱相對較低元器件、12.尺寸較小元器件、13.發熱較大的功率器件、14.底部對稱的發熱元器件

具體實施方式