液冷散热装置及功率模块

技术领域

本发明涉及冷却散热技术领域，特别涉及一种液冷散热装置。本发明还涉及一种包括上述液冷散热装置的功率模块。

背景技术

传统的发热器件，例如功率模块在散热时，通常采用液冷散热。如图1所述，液冷散热装置为平面式的液冷散热，流道01在底部，发热器件位于流道01的上方。图1是将流道01翻转180度。

然而，由于采用平面式液冷散热，流道01上方为发热器件，发热器件仅底部一个面与流道贴近导热，散热效率较低。

因此，如何提高液冷散热装置的散热效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种液冷散热装置，以提高液冷散热装置的散热效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述液冷散热装置的功率模块。

为实现上述目的，本发明提供一种液冷散热装置，包括机壳及设置在所述机壳内部的流道，所述机壳内设有用于安装发热器件的器件安装位，所述器件安装位包括第一安装位和第二安装位，所述第一安装位设置在所述流道的第一壁面，第二安装位设置于所述流道的第二壁面。

优选地，所述流道的进液口和所述流道的出液口位于所述机壳的同一端面；

或所述流道的进液口和所述流道的出液口位于所述机壳的不同端面。

优选地，所述第二安装位至少为两个。

优选地，所述流道背向设置的两个第二壁面均设有所述第二安装位。

优选地，所述第一安装位至少为两个，所述流道背向设置的两个第一壁面均设有所述第一安装位。

优选地，所述第一安装位为多个，位于所述流道同一侧所述第一壁面上的所述第一安装位沿所述流道内冷却液流动方向依次设置。

优选地，所述流道至少为两个。

优选地，相邻两个所述流道平行设置。

优选地，至少两个所述流道共用进液口，至少两个所述流道共用出液口。

优选地，单个所述流道的所述第一壁面形成所述第一安装位。

优选地，多个所述流道的所述第一壁面共同形成所述第一安装位。

优选地，所述机壳包括多层依次堆叠的冷却板，位于中间位置的所述冷却板相对两侧均设有槽体，位于相对两端的所述冷却板仅一侧设置有所述槽体，相邻两个所述冷却板的所述槽体边缘密封形成所述流道。

优选地，所述流道为U型流道，所述流道的进液口和出液口均位于所述机壳同一侧，所述U型流道的弧形部位同心设置。

优选地，沿液体流动方向，所述流道为直条型流道、U型流道或曲线形流道。

优选地，所述流道沿垂直于冷却液流动方向的两端延伸至所述机壳的相对两端。

优选地，所述流道的壁面设有散热齿。

优选地，还包括封板，所述机壳内设有形成所述流道的槽体，所述封板封堵所述槽体的开口端，所述槽体的两端分别形成进液口和出液口。

优选地，所述第一安装位设有导热胶和/或绝缘导热片。

优选地，所述第一壁面为所述流道的侧壁，所述第二壁面为所述流道的顶壁和/或底壁。

优选地，所述第一壁面和所述第二壁面夹角为锐角、直角或钝角。

一种功率模块，包括如上述任一项所述的液冷散热装置及安装在所述器件安装位上的发热器件。

优选地，所述发热器件包括磁性器件和功率器件，所述磁性器件和所述功率器件位于所述流道背向设置的两侧的所述第一安装位上。

优选地，所述发热器件还包括电路板，所述电路板安装在所述第二安装位上，且所述磁性器件和所述功率器件均与所述电路板电连接。

优选地，所述电路板包括第一电路板及夹设在所述第一电路板和所述第二安装位之间的第二电路板，所述流道为U型流道，所述流道中形成用于安装所述磁性器件的槽体结构，所述磁性器件背向设置的两个侧壁分别与流道对向设置的两个内侧壁抵接，所述功率器件安装于所述流道的外侧壁。

优选地，所述功率模块为充电桩。

在上述技术方案中，本发明提供的液冷散热装置包括机壳及设置在机壳内部的流道，机壳内设有用于安装发热器件的器件安装位，器件安装位包括第一安装位和第二安装位，第一安装位设置在流道的第一壁面，第二安装位设置于流道的第二壁面。

通过上述描述可知，在本申请提供的液冷散热装置中，器件安装位包括第一安装位和第二安装位，第一安装位设置在流道的第一壁面，第二安装位设置于流道的第二壁面，可以将发热器件安装在第一安装位和第二安装位，进而便于发热器件热量尽快与冷却液热交换，进而提高了液冷散热装置的散热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为传统的液冷散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的功率模块的外观图；

图3为本发明实施例所提供的液冷散热装置的外观图；

图4为本发明实施例所提供的第一种流道布置位置图；

图5为本发明实施例所提供的功率模块的电路板的安装在一种液冷散热装置上的安装位置图；

图6为本发明实施例所提供的功率模块的电路板的安装在另一种液冷散热装置上的安装位置图

图7为本发明实施例所提供的功率模块的磁性器件和功率器件的安装位置图；

图8为本发明实施例所提供的功率模块的剖视图；

图9为本发明实施例所提供的第二种流道布置图；

图10为本发明实施例所提供的第三种流道布置图；

图11为本发明实施例所提供的第四种流道布置图。

其中图1-11中：

01-流道、02-进液口、03-出液口；

1-流道、2-进液口、3-出液口、4-机壳、5-第一电路板、6-第二电路板、7-流道盖板、8-外侧壁、9-导热胶、10-绝缘导热片、11-功率器件、12-磁性器件、13-散热齿。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种液冷散热装置，以提高液冷散热装置的散热效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述液冷散热装置的功率模块。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2至图11。

在一种具体实施方式中，本发明具体实施例提供的液冷散热装置包括机壳4及设置在机壳4内部的流道1，机壳4内设有用于安装发热器件的器件安装位。器件安装位包括第一安装位和第二安装位，第一安装位设置在流道1的第一壁面，第二安装位设置于流道1的第二壁面。其中，流道1可以为一个。

当然，机壳4还可以设置至少两个流道1。其中第一壁面可以为流道1的立面，即第一壁面为流道1的侧壁。第二壁面为所述流道1的顶壁和/或底壁，具体的，第二壁面可以为流道1的顶面。

其中，第一壁面和第二壁面可以为曲面，优选，第一壁面和第二壁面为平面结构，具体的，第一壁面和第二壁面夹角为锐角、直角或钝角。

该液冷散热装置具体可用于充电桩中。

具体的，沿液体流动方向，流道1可以为直条型流道、U型流道或曲线形流道等。

流道1的壁面设有散热齿13。流道1的外侧壁8和内侧壁设有散热齿13。具体的，发热器件可以为磁性器件12、功率器件11等，当然，其他发热器件用此种散热方式。其中，散热齿13优选安装在第一避免上。

具体的，散热齿13可以与形成流道1的结构一体成型，或者散热齿13粘接或粘接在流道1的结构上。散热齿13具体可以沿冷却液流动方向依次设置，相邻两个散热齿13之间的间距可以相等或不等。

在具体安装散热齿13时，优选，散热齿安装在第一安装位边缘位置，避免与第一安装位上安装的发热器件干扰。当散热齿13位于流道1的侧壁时，优选，散热齿13的上下两端分别延伸至流道1的上下两端。

在一种具体实施方式中，如图5、图7和图11所示，流道1的进液口2和流道1的出液口3位于机壳4的同一端面。

在另一种具体实施方式中，如图9和图10所示，流道1的进液口2和流道1的出液口3位于机壳4的不同端面。当进液口2和出液口3位机壳4的不同端面时，进液口2和出液口3可以位于机壳4背向设置的两个端面，或者位于机壳4相邻的两个端面。

具体的，流道1围绕接触发热器件以便给发热器件散热。

其中，流道1可以采用浇注加工形成。也可以采用两个结构边缘密封形成。具体的，流道1可以采用水槽结构，其敞口朝向机壳4顶部，水槽顶部通过流道盖板7与流道1四周采用搅拌摩擦焊接为一体保持流道1密封，在机壳4外侧壁上设有连接流道1的进液口2和出液口3。其中，流道1对接外部的冷却循环液体，冷却循环液体进入流道1给整个机壳4和发热器件降温。

如图5所示，为了显示流道盖板7将焊缝露出，实际焊接后流道盖板7与机壳4为一体。流道1在机壳4中部纵向设置的结构方式，在本方案中为纵向U型流道。

在另一种具体实施方式中，该机壳4包括多层依次堆叠的冷却板。具体的，当多层冷却板由上至下依次设置时，多个流道1也由上至下依次设置。位于中间位置的冷却板相对两侧均设有槽体，位于相对两端的冷却板仅一侧设置有槽体，相邻两个冷却板的槽体边缘密封形成流道1。

通过上述描述可知，在本申请具体实施例所提供的液冷散热装置中，器件安装位包括第一安装位和第二安装位，第一安装位设置在流道的第一壁面，第二安装位设置于流道的第二壁面，进而可以将发热器件安装在第一安装位和第二安装位，即流道1与发热器件充分接触，接触面积增大，进而便于发热器件热量尽快与冷却液热交换，进而提高了液冷散热装置的散热效率。

具体的，第二安装位可以为一个，当第二壁面需要安装多个发热器件时，第二安装位优选至少为两个。其中第二安装位可以均安装在流道1同一个第二壁面上，例如可以安装在流道1的上端面上。也可以流道1背向设置的两个第二壁面均设有第二安装位，例如流道1的上端面和下端面均设有第二安装位。

为了进一步提高散热效率，优选，流道1背向设置的两个侧壁形成第一壁面。例如，流道1的左侧壁和右侧壁均设有第一安装位。

优选，第一安装位为多个，位于流道1同一侧第一壁面上的第一安装位沿流道1内冷却液流动方向依次设置。优选，相邻两个第一安装位等间距设置。

其中，相邻两个流道1平行设置，例如图9和图10所示，流道1为直条型流道，可以为曲线型流道，例如弧形或者波浪形等。

具体的，至少两个流道1共用进液口2，至少两个流道1共用出液口3。优选，可以所有的流道1共用进液口2和/或所有的流道1共用出液口3，即此时只需要在机壳4上设置一个进液口2和一个出液口3即可。

单个流道1的第一壁面形成第一安装位。具体，多个流道1沿机壳4宽度方向依次排布。具体的，流道1侧壁可以延伸至机壳4相对两端。

多个流道1的第一壁面共同形成第一安装位。具体的，当多个流道1沿机壳4高度方向依次排布。第一安装位沿高度方向延伸至机壳4相对上下两端。

在一种具体实施方式中，如图11所示，流道1可以为U型流道，流道1的进液口2和出液口3均位于机壳4同一侧，U型流道的弧形部位同心设置。相邻两侧层流道1之间除了放置发热器件，还可以填充在发热期间和第一安装位之间的导热胶9。

其中，流道1可以沿垂直于冷却液流动方向的两端延伸至机壳4的相对两端。例如，当冷却液水平流动式，流道1的沿高度方向延伸，进而增大散热面积。

在具体加工时，机壳4为压铸成型或浇铸成型，优选，机壳4和流道盖板7为金属件。

为了提高散热效果，第一安装位设有导热胶9和/或绝缘导热片10，具体的，绝缘导热片10可以为导热硅胶片或陶瓷片。具体的，可以在磁性器件12与流道1的缝隙内增加了导热胶9，大大加快了两者之间的热交换。本申请还可以将发热器件中的功率器件11布局在流道1的外侧壁8上，同时通过绝缘导热片10在两者之前进行热传导，该设计大大加快了功率器件11的散热效率。

本申请提供的一种功率模块，包括发热器件和上述任一种液冷散热装置，发热器件安装在器件安装位上。前文叙述了关于液冷散热装置的具体结构，本申请包括上述液冷散热装置，同样具有上述技术效果。

具体的，发热器件包括磁性器件12和功率器件11，磁性器件12和功率器件11位于流道1背向设置的两侧的第一安装位上。

进一步，发热器件还包括电路板，电路板安装在第二安装位上，且磁性器件12和功率器件11均与电路板电连接。

具体的，机壳4本体为上端面开口的长方体，内含上下层电路板，具体的，电路板包括第一电路板5及夹设在所述第一电路板5和所述第二安装位之间的第二电路板6，流道1设置在机壳4内中间位置，流道1纵向设置。具体的，第一电路板包括主功率板和控制板，其中主功率板和控制板可以为一体成型的电路板。第二电路板可以为电感变压器板。

流道1为U型流道，流道1中形成用于安装磁性器件12的槽体结构，功率器件11安装于流道1的外侧壁8。优选磁性器件12背向设置的两个侧壁分别与流道1对向设置的两个内侧壁抵接，即磁性器件12一个侧壁与流道1其中一个内侧壁抵接，磁性器件12的另一个侧壁与流道1中另一个侧壁抵接。

在一种具体实施方式中，功率模块可以为充电桩。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。