冷却装置、控制设备及轨道列车

技术领域

本发明实施例涉及冷却装置技术领域，尤其涉及一种冷却装置、控制设备及轨道列车。

背景技术

随着城市轨道交通路网规模的不断扩大和客运量的剧增，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为城际动车组主变流器中的关键部件，其在工作时会产生大量的热量，因此需要对绝缘栅双极型晶体管进行散热，以保证其正常工作。

相关技术中常通过冷却装置对绝缘栅双极型晶体管器件进行降温。冷却装置包括基板和盖板，基板上设置有进液口、出液口以及连通进液口和出液口的流动槽，流动槽在基板上弯曲延伸；盖板覆盖在基板上，以使得盖板与流动槽之间围设成流道；绝缘栅双极型晶体管器件安装在基板或者盖板上。工作时通过进液口向流道内输送冷媒，冷媒与盖板和基板之间发生热交换，进而吸收绝缘栅双极型晶体管器件产生的热量，之后携带热量的冷媒由出液口流出，以实现对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却。

然而，靠近进液口的流道内的冷媒的温度较低，靠近出液口的冷媒温度较高，使得靠近出液口的冷媒与基板和盖板之间的换热效率低，导致靠近出液口的基板和盖板上的绝缘栅双极型晶体管器件冷却效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种冷却装置、控制设备及轨道列车，以解决靠近出液口的冷媒与基板和盖板之间的换热效率低的技术问题。

本发明实施例提供了一种冷却装置，包括基板和盖板，基板的端部设置有进液口和出液口，基板的密封侧面上设置有凹槽，凹槽具有相对设置的第一槽壁和第二槽壁，第一槽壁上具有向第二槽壁延伸的第一隔板，第一隔板与第二槽壁之间具有第一预设间隙，第二槽壁上具有向第一槽壁上延伸的第二隔板，第二隔板与第一槽壁之间具有第二预设间隙；第一隔板和第二隔板将凹槽分隔成一端与进液口连通、另一端与出液口连通的流道；

第一隔板靠近进液口设置，第一隔板正对第二预设间隙的位置设置有引流孔；引流孔靠近进液口的一侧的流道内的部分冷媒从引流孔流向第二预设间隙；盖板覆盖在密封侧面上。

通过上述设置，在第一隔板上设置引流孔，使上游的冷媒大部分沿着流道向下游流动，剩余的少补分冷媒经引流孔进入到位于下游的第二预设间隙内，进而进入到下游流道内；经引流孔流入到下游流道内的冷媒温度较低，进而避免了下游流道内的冷媒温度过高，与未设置引流孔相比，降低了下游流道内的冷媒的温度，提高了下游的冷媒与基板和盖板之间的换热效率，提高了对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却效果，引流孔提高了冷却装置表面的均温性，降低绝缘栅双极型晶体管器件的温度差异。同时，引流孔降低了流道内冷媒的流量，从而降低了流道内冷媒的流动阻力，进一步提高了冷却装置的换热效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，第一隔板和第二隔板为多个，多个第一隔板和多个第二隔板依次交错设置，除靠近出液口的第一隔板外的多个第一隔板上均设置有引流孔，每一引流孔正对下游的第二预设间隙设置。

如此设置，多个第一隔板和第二隔板可以延长流道的长度，进而增大了冷媒在流道内流动的时间，提高了冷媒的换热效率。靠近出液口的第一隔板上未设置引流孔，避免靠近出液口的部分冷媒经引流孔直接从出液口流出。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，进液口和出液口均设置在靠近第一槽壁的安装端上。

如此设置，进液口和出液口位于同一端面上，方便了管路的铺设。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，流道内设置有多个换热翅片，多个换热翅片平行且间隔的设置，换热翅片沿流道的延伸方向设置。

如此设置，换热翅片增大了冷媒的接触面积，增强了换热效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，换热翅片与基板为一体结构。

如此设置，使整体结构更加简单，便于安装。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，冷却装置还包括换热板，换热板设置在流道内，换热翅片设置在换热板上。

如此设置，换热板进一步增加了冷媒的接触面积，进一步增强了换热效果。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，在换热板朝向凹槽的槽底的侧面、以及换热板背离凹槽槽底的侧面上均设置多个换热翅片。

如此设置，换热板的两侧面均设置多个换热翅片，使冷媒与盖板和基板的热交换效率相当，以使盖板和基板表面对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却更均匀。

在可以包括上述实施例的一些实施例中，换热翅片的表面上设置有多个换热凸起，换热凸起沿流道的延伸方向延伸。

如此设置，换热凸起增加了冷媒与换热翅片的接触面积，以充分利用冷媒，提高了换热效率。

本发明实施例还提供了一种控制设备，包括绝缘栅双极型晶体管器件以及上述冷却装置，绝缘栅双极型晶体管器件设置于基板的底部和/或盖板的顶部。

本发明实施例还提供了一种轨道列车，包括车体以及上述控制设备，车体上设置有设备仓，控制设备设置在设备仓内。

本发明实施例提供的轨道列车，包括车体，设备仓内设置有控制设备，控制设备包括绝缘栅双极型晶体管器件以及上述实施例中的冷却装置，绝缘栅双极型晶体管器件设置于基板的底部和/或盖板的顶部，冷却装置包括基板和盖板，基板的端部设置有进液口和出液口，基板的密封侧面上设置有凹槽，凹槽具有相对设置的第一槽壁和第二槽壁，第一槽壁上具有向第二槽壁延伸的第一隔板，第一隔板与第二槽壁之间具有第一预设间隙，第二槽壁上具有向第一槽壁上延伸的第二隔板，第二隔板与第一槽壁之间具有第二预设间隙；第一隔板和第二隔板将凹槽分隔成一端与进液口连通、另一端与出液口连通的流道；第一隔板靠近进液口设置，第一隔板正对第二预设间隙的位置设置有引流孔。通过在第一隔板上设置引流孔，使上游的冷媒大部分沿着流道向下游流动，剩余的少补分冷媒经引流孔进入到位于下游的第二预设间隙内，进而进入到下游流道内；经引流孔流入到下游流道内的冷媒温度较低，进而避免了下游流道内的冷媒温度过高，与未设置引流孔相比，降低了下游流道内的冷媒的温度，提高了下游的冷媒与基板和盖板之间的换热效率，提高了对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却效果，引流孔提高了冷却装置表面的均温性，降低绝缘栅双极型晶体管器件的温度差异。同时，引流孔降低了流道内冷媒的流量，从而降低了流道内冷媒的流动阻力，进一步提高了冷却装置的换热效果。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图三；

图4为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图四；

图5为本发明实施例提供的换热翅片的结构示意图。

附图标记说明：

10、基板；20、盖板；30、进液口；40、出液口；50、换热翅片；101、凹槽；102、第一槽壁；103、第二槽壁；104、第一隔板；105、第一预设间隙；106、第二隔板；107、第二预设间隙；108、流道；109、引流孔；501、换热板；502、换热凸起。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着城市轨道交通路网规模的不断扩大和客运量的剧增，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为城际动车组主变流器中的关键部件，其在工作时会产生大量的热量，因此需要对绝缘栅双极型晶体管进行散热，以保证其正常工作。

相关技术中常通过冷却装置对绝缘栅双极型晶体管器件进行降温。冷却装置包括基板和盖板，基板上设置有进液口、出液口以及连通进液口和出液口的流动槽，流动槽在基板上弯曲延伸；盖板覆盖在基板上，以使得盖板与流动槽之间围设成流道；绝缘栅双极型晶体管器件安装在基板或者盖板上。工作时通过进液口向流道内输送冷媒，冷媒与盖板和基板之间发生热交换，进而吸收绝缘栅双极型晶体管器件产生的热量，之后携带热量的冷媒由出液口流出，以实现对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却。

然而，靠近进液口的流道内的冷媒的温度较低，靠近出液口的冷媒温度较高，使得靠近出液口的冷媒与基板和盖板之间的换热效率低，导致靠近出液口的基板和盖板上的绝缘栅双极型晶体管器件冷却效果不佳。

本实施例提供一种冷却装置、控制设备及轨道列车，冷却装置包括基板和盖板，基板上设置有供冷媒流过的流道，将靠近进液口的流道内的冷媒引入到靠近出液口的流道内，使上游的冷媒一部分沿着流道流至下游，以避免下游的流道内冷媒的温度过高，与未将靠近进液口的流道内的冷媒引入到靠近出液口的流道内的冷却装置相比，降低了下游冷媒的温度，进而提高了下游冷媒与基板和盖板之间的换热效率。

图1为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图一。图2为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图二。如图1和图2所示，本实施例提供一种冷却装置，包括基板10和盖板20，基板10的端部设置有进液口30和出液口40，进液口30和出液口40可以垂直设置于基板10的同一侧面，也可以同时垂直设置于基板10的顶面或底面；基板10的密封侧面上设置有凹槽101，凹槽101具有相对设置的第一槽壁102和第二槽壁103，第一槽壁102靠近进液口30，第一槽壁102上具有向第二槽壁103延伸的第一隔板104，第一隔板104与第二槽壁103之间具有第一预设间隙105，第二槽壁103上具有向第一槽壁102上延伸的第二隔板106，第二隔板106与第一槽壁102之间具有第二预设间隙107；第一隔板104和第二隔板106将凹槽101分隔成一端与进液口30连通、另一端与出液口40连通的流道108。

第一隔板104、第二隔板106沿垂直于凹槽101槽底的方向的高度与凹槽101的深度相等。基板10与第一隔板104和第二隔板106可以为一体结构，当然，第一隔板104和第二隔板106也可以通过螺栓连接或者卡接等方式与基板10连接。

第一隔板104靠近进液口30设置，第一隔板104正对第二预设间隙107的位置设置有引流孔109，引流孔109贯穿第一隔板104，引流孔109可以包括圆柱孔或者棱柱孔，引流孔109沿与基板10延伸方向垂直的方向上的高度小于或等于第一隔板104沿与基板10延伸方向垂直的方向上的高度。由进液口30进入到流道108内的冷媒，大部分经流道108依次向下游流动，剩余少部分经引流孔109直接流向下游的第二预设间隙107内，进而进入到下游流道108内。

盖板20覆盖在密封侧面上，盖板20可以通过真空钎焊的方式焊接到基板10的密封侧面上。第二隔板106沿与第一槽壁102延伸方向平行的方向上的宽度大于第一隔板104沿与第一槽壁102延伸方向平行的方向上的宽度，以利于盖板20与第二隔板106的顶面连接。

进液口30远离基板10的一端和出液口40远离基板10的一端可以通过管路与输送泵连接，在冷却装置外部，出液口40与输送泵之间设置有散热装置，散热装置可以包括风扇或者散热器。携带热量的冷媒从出液口40流出，经散热装置冷却后，流向输送泵，输送泵将冷却后的冷媒输送至进液口30。

轨道列车上具有主变流器或者主辅一体牵引变流器，主变流器或主辅一体牵引变流器上设置有绝缘栅双极型晶体管器件，为了实现对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却，可以将绝缘栅双极型晶体管器件设置在盖板20的顶部和/或基板10的底部；绝缘栅双极型晶体管器件在工作时会产生大量的热量，冷却装置中的冷媒温度低，冷媒与绝缘栅双极型晶体管器件进行热交换，从而对绝缘栅双极型晶体管器件进行降温。当然本实施例中的冷却装置还可以用于对其他电子器件的冷却。

本实施例中，冷却装置包括基板10和盖板20，基板10的端部设置有进液口30和出液口40，基板10的密封侧面上设置有凹槽101，凹槽101具有相对设置的第一槽壁102和第二槽壁103，第一槽壁102上具有向第二槽壁103延伸的第一隔板104，第一隔板104与第二槽壁103之间具有第一预设间隙105，第二槽壁103上具有向第一槽壁102上延伸的第二隔板106，第二隔板106与第一槽壁102之间具有第二预设间隙107；第一隔板104和第二隔板106将凹槽101分隔成一端与进液口30连通、另一端与出液口40连通的流道108；第一隔板104靠近进液口30设置，第一隔板104正对第二预设间隙107的位置设置有引流孔109。通过在第一隔板104上设置引流孔109，使上游的冷媒大部分沿着流道108向下游流动，剩余的少补分冷媒经引流孔109进入到位于下游的第二预设间隙107内，进而进入到下游流道108内；经引流孔109流入到下游流道108内的冷媒温度较低，进而避免了下游流道108内的冷媒温度过高，与未设置引流孔109相比，降低了下游流道108内的冷媒的温度，提高了下游的冷媒与基板和盖板之间的换热效率，提高了对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却效果，引流孔109提高了冷却装置表面的均温性，降低绝缘栅双极型晶体管器件的温度差异。同时，引流孔109降低了流道108内冷媒的流量，从而降低了流道108内冷媒的流动阻力，进一步提高了冷却装置的换热效果。

在一些实施例中，第一隔板104和第二隔板106为多个，多个第一隔板104和多个第二隔板106依次交错设置，除靠近出液口40的第一隔板104外的多个第一隔板104上均设置有引流孔109，每一引流孔109正对下游的第二预设间隙107设置。

多个第一隔板104和第二隔板106可以延长流道的长度，进而增大了冷媒在流道108内流动的时间，提高了冷媒的换热效率。另外，除靠近出液口40的第一隔板104外的多个第一隔板104上均设置有引流孔109，上游温度较低的部分冷媒从引流孔109直接流至下游的第二预设间隙107，与沿着流道108流至下游的冷媒相比，冷媒的温度降低，进而提高了下游冷媒与基板10和盖板20之间的换热效率。

值得说明的是，靠近出液口40的第一隔板104上未设置引流孔109，避免靠近出液口40的部分冷媒经引流孔109直接从出液口40流出。

在一些实施例中，进液口30和出液口40均设置在靠近第一槽壁102的安装端上。

进液口30和出液口40可以垂直设置于基板10靠近第一槽壁102的同一侧面上，进液口30和出液口40也可以同时垂直设置于基板10的顶面或底面靠近第一槽壁102的位置。进液口30和出液口40位于同一端面上，方便了管路的铺设。

图3为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图三。图4为本发明实施例提供的冷却装置的结构示意图四。继续参照图2以及图3和图4，在一些实施例中，流道108内设置有多个换热翅片50，多个换热翅片50平行且间隔的设置，换热翅片50沿流道108的延伸方向设置。

换热翅片50增大了冷媒的接触面积，增强了换热效果。换热翅片50沿延伸方向的两端分别与第一隔板104的末端和第二隔板106的末端齐平，与第一预设间隙105或第二预设间隙107相对的流道108内不设置换热翅片50，以避免换热翅片50影响冷媒换向。

在一些实施例中，换热翅片50与基板10为一体结构。

换热翅片50包括沿流道108的延伸方向设置的多个分隔板，多个分隔板的底部与基板10一体设置，多个分隔板之间具有沿流道108的延伸方向延伸的通道，冷媒沿着换热翅片50的多个通道流动，以充分利用冷媒的温度，增强换热效果。换热翅片50与基板10为一体结构，使整体结构更加简单，便于安装。

图5为本发明实施例提供的换热翅片的结构示意图。如图5所示，在一些实施例中，冷却装置还包括换热板501，换热板501设置在流道108内，换热翅片50设置在换热板501上。

换热板501的延伸方向与基板10的延伸方向平行，在一些实施例中，换热板501可以设置于凹槽101的槽底，换热翅片50设置于换热板501的顶部；在另一些实施例中，换热翅片50还可以设置于换热板501的底部。换热板501与换热翅片50可以为一体结构，换热板501与基板10可以钎焊链接，换热翅片50通过换热板501与基板10连接，便于安装。

换热板501进一步增加了冷媒的接触面积，进一步增强了换热效果。

在一些实施例中，在换热板501朝向凹槽101的槽底的侧面、以及换热板501背离凹槽101槽底的侧面上均设置多个换热翅片50。

绝缘栅双极型晶体管器件设置在盖板20的顶部或基板10的底部时，在换热板501的两侧面均设置多个换热翅片50，增加了冷媒的接触面积，增强了冷媒与绝缘栅双极型晶体管器件的换热效果。

绝缘栅双极型晶体管器件设置在盖板20的顶部和基板10的底部时，换热板501的两侧面均设置多个换热翅片50，使冷媒与盖板20和基板10的热交换效率相当，以使盖板20和基板10表面对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却更均匀。

在一些实施例中，换热翅片50的表面上设置有多个换热凸起502，换热凸起502沿流道108的延伸方向延伸。

换热翅片50可以包括交错排列的波纹形翅片或者交错排列的锯齿形翅片，换热翅片50沿流道108的延伸方向具有多条通道，以增强换热效果。换热凸起502增加了冷媒与换热翅片50的接触面积，以充分利用冷媒，提高了换热效率。

本申请实施例还提供一种控制设备，包括绝缘栅双极型晶体管器件以及上述实施例中的冷却装置，绝缘栅双极型晶体管器件设置于基板10的底部和/或盖板20的顶部。

本实施例中的控制设备可以是主变流器或者主辅一体牵引变流器，控制设备包括绝缘栅双极型晶体管器件以及上述实施例中的冷却装置，绝缘栅双极型晶体管器件设置于基板10的底部和/或盖板20的顶部，冷却装置包括基板10和盖板20，基板10的端部设置有进液口30和出液口40，基板10的密封侧面上设置有凹槽101，凹槽101具有相对设置的第一槽壁102和第二槽壁103，第一槽壁102上具有向第二槽壁103延伸的第一隔板104，第一隔板104与第二槽壁103之间具有第一预设间隙105，第二槽壁103上具有向第一槽壁102上延伸的第二隔板106，第二隔板106与第一槽壁102之间具有第二预设间隙107；第一隔板104和第二隔板106将凹槽101分隔成一端与进液口30连通、另一端与出液口40连通的流道108；第一隔板104靠近进液口30设置，第一隔板104正对第二预设间隙107的位置设置有引流孔109。通过在第一隔板104上设置引流孔109，使上游的冷媒大部分沿着流道108向下游流动，剩余的少补分冷媒经引流孔109进入到位于下游的第二预设间隙107内，进而进入到下游流道108内；经引流孔109流入到下游流道108内的冷媒温度较低，进而避免了下游流道108内的冷媒温度过高，与未设置引流孔109相比，降低了下游流道108内的冷媒的温度，提高了下游的冷媒与基板和盖板之间的换热效率，提高了对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却效果，引流孔109提高了冷却装置表面的均温性，降低绝缘栅双极型晶体管器件的温度差异。同时，引流孔109降低了流道108内冷媒的流量，从而降低了流道108内冷媒的流动阻力，进一步提高了冷却装置的换热效果。

本申请实施例还提供一种轨道列车，包括车体以及上述实施例中的控制设备，车体上设置有设备仓，控制设备设置在设备仓内。

本实施例中的轨道列车包括车体，车体上设置有设备仓，设备仓可以设置于车体的底部，也可以设置于车体的顶部或车体内部，设备仓内设置有控制设备，控制设备可以是主变流器或者主辅一体牵引变流器，控制设备包括绝缘栅双极型晶体管器件以及上述实施例中的冷却装置，绝缘栅双极型晶体管器件设置于基板10的底部和/或盖板20的顶部，冷却装置包括基板10和盖板20，基板10的端部设置有进液口30和出液口40，基板10的密封侧面上设置有凹槽101，凹槽101具有相对设置的第一槽壁102和第二槽壁103，第一槽壁102上具有向第二槽壁103延伸的第一隔板104，第一隔板104与第二槽壁103之间具有第一预设间隙105，第二槽壁103上具有向第一槽壁102上延伸的第二隔板106，第二隔板106与第一槽壁102之间具有第二预设间隙107；第一隔板104和第二隔板106将凹槽101分隔成一端与进液口30连通、另一端与出液口40连通的流道108；第一隔板104靠近进液口30设置，第一隔板104正对第二预设间隙107的位置设置有引流孔109。通过在第一隔板104上设置引流孔109，使上游的冷媒大部分沿着流道108向下游流动，剩余的少补分冷媒经引流孔109进入到位于下游的第二预设间隙107内，进而进入到下游流道108内；经引流孔109流入到下游流道108内的冷媒温度较低，进而避免了下游流道108内的冷媒温度过高，与未设置引流孔109相比，降低了下游流道108内的冷媒的温度，提高了下游的冷媒与基板和盖板之间的换热效率，提高了对绝缘栅双极型晶体管器件的冷却效果，引流孔109提高了冷却装置表面的均温性，降低绝缘栅双极型晶体管器件的温度差异。同时，引流孔109降低了流道108内冷媒的流量，从而降低了流道108内冷媒的流动阻力，进一步提高了冷却装置的换热效果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。