一种充电桩模块用格栅状散热铝型材的制作方法

本技术属于电学领域中的充电装置零部件结构，具体为一种充电桩模块用格栅状散热铝型材。

背景技术：

1、充电桩作为电动汽车能源补给的关键设备，其内部功率模块在运行过程中会产生大量热量，若不能及时有效散热，将影响设备的稳定性与使用寿命。为解决该问题，现有充电桩模块普遍采用铝型材作为散热结构，利用铝材良好的导热性能将热量传导至外部环境。常见的散热铝型材多采用整体式或条状鳍片结构，通过增大表面积以提升散热效率，并通常配合风扇强制对流以增强冷却效果。

2、然而，现有的散热铝型材在结构设计上，其散热鳍片多呈平行排列或封闭腔体形式，在自然对流或低风速工况下，空气流通路径受限，局部区域易形成热滞留，导致散热效率存在进一步提升的空间；同时，在高密度布置的充电桩模块中，传统型材的结构形式对气流分布的引导作用有限，可能影响整体散热均匀性。因此，现有散热铝型材在优化气流通道、提升散热效能方面仍存在一定改进需求。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种充电桩模块用格栅状散热铝型材，针对现有散热结构在自然对流或低风速环境下气流路径受阻、局部热滞留明显、整体散热均匀性不足的问题，提出一种通过重构导流通道与强化热交换界面的物理构造方案，以提升散热效率并改善温度分布一致性。

2、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

3、设计一种充电桩模块用格栅状散热铝型材，包括基板、主散热体、侧向导流肋、顶部扰流凸脊、底部嵌合槽和横向贯通风道，其中：

4、所述基板呈矩形平板状结构，其厚度方向垂直于充电桩模块的安装平面，基板的上表面与主散热体一体成型连接，基板的下表面开设有多个底部嵌合槽，用于与充电桩内部支撑结构形成机械卡接；

5、所述主散热体由多组纵向排列的格栅单元构成，每组格栅单元包含两片相互平行且间隔设置的竖直散热片，相邻两组格栅单元之间留有间隙，该间隙宽度大于单组格栅单元内两片散热片之间的间距，从而在整体结构中形成主次分明的气流通道层级；

6、所述侧向导流肋固定设置于主散热体两侧边缘处，每侧各设一条，侧向导流肋自基板上表面向上延伸，其高度低于主散热体最高点，侧向导流肋的外侧面呈弧形曲面，朝向远离主散热体中心的方向凸出，用于引导外部气流沿曲面贴附进入主散热体区域；

7、所述顶部扰流凸脊设置于每片竖直散热片的顶端边缘，呈连续锯齿状起伏结构，每个锯齿的峰部指向相邻散热片，谷部朝向气流来向，锯齿高度为散热片总高度的十分之一，锯齿间距等于散热片厚度，通过此结构在气流掠过时产生周期性涡旋扰动，增强边界层剥离效果；

8、所述横向贯通风道贯穿整个主散热体，在水平方向上连通所有格栅单元，风道截面呈椭圆形，长轴方向与气流主流方向一致，短轴方向垂直于基板平面，风道内壁设有螺旋状导流纹路，纹路深度为风道短轴长度的八分之一，螺距为风道长轴长度的五分之一，用于在无强制送风条件下依靠热压差驱动空气沿螺旋路径流动；

9、可选的，所述基板内部埋设有热传导增强骨架，该骨架由多根交错排列的铜质条带构成，铜质条带沿基板长度方向延伸，并在宽度方向上间隔分布，每根铜质条带的两端均延伸至基板侧边，与外部热源接触区域形成直接导热路径；

10、可选的，所述竖直散热片的表面设有微米级凹坑阵列，凹坑直径范围为五十至一百微米，凹坑深度为其直径的三分之一，凹坑中心间距为其直径的两倍，凹坑排布方式采用六方密堆积模式，以增加表面积并促进液膜破裂式蒸发冷却效应；

11、可选的，所述底部嵌合槽的横截面呈梯形，上宽下窄，槽底设有防滑齿纹，齿纹方向与充电桩模块插入方向垂直，齿纹高度为零点三毫米，齿间距为一点五毫米，用于防止装配后因振动产生位移；

12、可选的，所述主散热体的背风面设有回流抑制挡板，该挡板为薄片状结构，垂直固定于基板上表面，位于最后一排格栅单元之后，挡板高度为主散热体高度的三分之二，挡板顶部边缘加工成波浪形轮廓，波峰波谷交替排列，用于阻断高温尾流回卷并引导其向上方排出；

13、可选的，所述侧向导流肋的根部设有补强筋，补强筋沿导流肋长度方向等距分布，每段补强筋连接导流肋与基板上表面，补强筋截面呈三角形，底边与基板固接，斜边与导流肋内侧相连，用于提高导流肋抗弯刚度并辅助热量从导流肋向基板传递；

14、可选的，所述横向贯通风道的入口端设有渐扩段，渐扩段起始于主散热体前端面，向内延伸二十毫米，其截面积沿气流方向线性增大百分之三十，出口端设有渐缩段，渐缩段终止于主散热体后端面，截面积沿气流方向线性减小百分之二十五，用于匹配不同工况下的气流速度变化；

15、可选的，所述基板的四个角部设有定位凸台，每个定位凸台高出基板下表面一毫米，凸台顶部加工有锥形倒角，倒角角度为四十五度，用于在安装过程中实现初定位并对中校正；

16、可选的，所述竖直散热片的根部与基板过渡区域设有应力释放圆角，圆角半径为散热片厚度的一点五倍，用于缓解热胀冷缩引起的集中应力，避免长期使用后出现裂纹；

17、可选的，所述顶部扰流凸脊的锯齿斜面上设有纳米氧化铝涂层，涂层厚度为三微米，硬度达到维氏八百，用于抵抗空气中颗粒物冲刷磨损，维持扰流结构几何完整性；

18、可选的，所述主散热体的前端面设有前置整流罩，整流罩为弧形板状构件，两端分别与左右两侧的侧向导流肋前端固接，整流罩前缘曲率半径为十毫米，后缘与第一排格栅单元平齐，用于将迎面气流均匀分配至各格栅通道；

19、可选的，所述基板下表面设有若干沉孔，沉孔位置避开底部嵌合槽区域，沉孔内预埋有不锈钢螺母，螺母外径与沉孔内径过盈配合，用于后续加装辅助固定件；

20、可选的，所述横向贯通风道的内壁螺旋导流纹路表面覆盖有石墨烯复合镀层，镀层厚度为五微米，热辐射系数高于零点九，用于强化风道内壁面对流换热能力；

21、可选的，所述竖直散热片的厚度沿气流方向逐步递减，首排散热片厚度为三点五毫米，末排散热片厚度为二点二毫米，中间各排按等差数列分布，用于平衡各区域热阻差异；

22、可选的，所述侧向导流肋的顶端设有导流檐，导流檐向前方悬挑延伸，悬挑长度为导流肋高度的四分之一，檐口下缘加工成刃口状，用于切割入射气流并减少分离涡生成；

23、本实用新型提供的一种充电桩模块用格栅状散热铝型材，具备以下有益效果：

24、该格栅状散热铝型材通过设置具有层级差异的格栅单元与横向贯通风道，在无强制通风条件下可依靠热压作用形成稳定气流循环，避免局部热堆积；侧向导流肋配合前置整流罩使来流均匀进入各散热通道，顶部扰流凸脊产生的涡旋扰动有效破坏热边界层，显著提升单位面积换热效率；竖直散热片表面微米凹坑结构在环境湿度较高时可诱发毛细蒸发效应，进一步降低表面温度；回流抑制挡板阻止高温尾流再循环，保障下游区域散热有效性；整体结构无需额外动力装置即可在多种风速工况下维持高效散热性能，尤其适用于户外分布式充电桩在自然对流主导场景中的长期稳定运行。

1.一种充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：包括基板(1)、主散热体(2)、侧向导流肋(3)、顶部扰流凸脊(4)、底部嵌合槽(5)和横向贯通风道(6)，其中：

2.根据权利要求1所述的充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：所述基板(1)内部埋设有热传导增强骨架，该骨架由多根沿基板(1)长度方向延伸并在宽度方向间隔分布的铜质条带构成，每根铜质条带两端延伸至基板(1)侧边。

3.根据权利要求1所述的充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：所述竖直散热片(7)表面设有微米级凹坑阵列，凹坑直径为五十至一百微米，深度为其直径的三分之一，中心间距为其直径的两倍，排布方式为六方密堆积模式。

4.根据权利要求1所述的充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：所述底部嵌合槽(5)横截面呈梯形，上宽下窄，槽底设有防滑齿纹，齿纹方向与充电桩模块插入方向垂直，齿纹高度为零点三毫米，齿间距为一点五毫米。

5.根据权利要求1所述的充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：所述主散热体(2)背风面设有回流抑制挡板(14)，该挡板(14)为垂直固定于基板(1)上表面的薄片状结构，位于最后一排格栅单元(8)之后，高度为主散热体(2)高度的三分之二，顶部边缘为波浪形轮廓。

6.根据权利要求1所述的充电桩模块用格栅状散热铝型材，其特征在于：所述侧向导流肋(3)根部设有补强筋(15)，补强筋(15)沿导流肋长度方向等距分布，每段补强筋(15)连接侧向导流肋(3)与基板(1)上表面，截面呈三角形。