一种气液两相冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体冷却技术领域，特别是一种气液两相冷却装置。


背景技术：

2.igbt是能源转换和传输的核心器件，在电动汽车上应用广泛。随着电动汽车的飞速发展，igbt发展也十分迅猛。2020年全球igbt市场规模约100亿美元，而且年复合增长率15％，增速惊人，受市场需要的影响，中国igbt产业也迅速发展，市场销量逐年递增。
3.散热是影响igbt功率模块可靠性的重要因素之一，igbt功率模块的工作温度如果超过一定的限制范围，模块的性能将显著下降，并且不能稳定工作，因而影响系统运行的可靠性。据国内外学者的研究，igbt功率模块失效率与其结温成指数关系，其性能随结温升高而降低。也有研究认为，模块工作温度每升高10℃失效率增加1倍。此外，过热引起的“电子迁移”现象会对模块造成不可逆的永久性损伤，影响寿命。因此,igbt功率模块的散热技术越来越受到关注,尤其是大功率应用领域，其散热问题成为技术人员急于解决的问题。


技术实现要素：

4.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
5.鉴于上述和/或现有的igbt功率模块工作时存在的散热问题，提出了本实用新型，本实用新型采用气液两相冷却方式，通过冷却介质气化相变，提高散热效率，以提高功率模块工作的可靠性。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种气液两相冷却装置，其包括
7.电控箱，所述电控箱下部的侧端设有进液口，电控箱上部的侧端设有排气口；
8.冷却组件，所述冷却组件包括设置在电控箱外的冷凝器，所述电控箱的排气口出连接有出气管，所述冷凝器的一端设有进气口，冷凝器的另一端设有出液口，所述出气管与冷凝器的进气口连接，所述冷凝器的出液口处连接有出液管，所述出液管远离冷凝器的一端连接在所述进液口处。
9.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述出气管远离电控箱的一端连接有真空泵，所述真空泵的输出端连接有进气管，所述进气管远离真空泵的一端连接在冷凝器的进气口处。
10.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述出液管远离冷凝器的一端连接有输送泵，所述输送泵的输出端连接有进液管，所述进液管远离输送泵的一端连接在所述进液口处。
11.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述冷凝器包括
具有冷却腔的冷却壳体，所述冷却壳体的上端固定有具有进气通道的进气部，所述进气口开在进气部在左右方向上的一端，所述进气部在左右方向上的另一端封闭，所述进气通道与冷却腔连通。
12.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述冷却壳体的下端固定有具有出液通道的出液部，所述出液口设置在出液部远离进气口的一端，所述出液通道与冷却腔连通。
13.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述冷却壳体内排布有若干在前后方向上相对设置的上冷却槽和下冷却槽，所述上冷却槽和下冷却槽分别在冷却腔的前后两端往冷却壳体内壁延伸的方向上，所述上冷却槽、冷却腔和下冷却槽形成冷却空间。
14.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述出液部相对冷却壳体设置的一端开有落液口，所述冷却空间覆盖落液口所在区域。
15.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述出液部的一端封闭，所述出液口设置在出液口的另一端，所述出液部的下侧从出液部的一端所在方向往出液部的另一端所在方向向下倾斜。
16.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：所述冷却壳体的前后两端均排布有若干散热翅片。
17.作为本实用新型所述气液两相冷却装置的一种优选方案，其中：前后两端的所述若干散热翅片针对设置。
18.本实用新型的有益效果：电控箱内具有igbt功率模块，在电控箱内通入冷却介质给功率模块进行散热，冷却介质采用低沸点氟碳化合物，通过吸收模块工作产生的热量，自身气化相变带走热量，采用气液两相冷却方式，通过冷却介质气化相变，提高散热效率；通过冷凝器中冷却空间的结构设计，加大换热面积，延长气化的气体在冷却空间内的冷却时间，更容易形成冷却液滴，提高换热效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
20.图1为本实用新型的结构示意图。
21.图2为本实用新型中冷凝器的主视图。
22.图3为实施第一个实施例时的a-a向视图。
23.图4为实施第二实施例时的a-a向视图。
24.图5为本实用新型中冷凝器的立体结构图一。
25.图6为本实用新型中冷凝器的立体结构图二。
26.图中，100电控箱，101进液口，102排气口，200冷却组件，201进液管，202输送泵，203出液管，204冷凝器，204a出液部，204a-1出液通道，204a-2出液口，204b进气部，204b-1进气通道，204b-2进气口，204c冷却壳体，204d冷却腔，204e上冷却槽，204f下冷却槽，204g
落液口，205进气管，206真空泵，207出气管，300功率模块，400散热翅片。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
29.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
30.实施例1
31.参照图1～图3，为本实用新型的第一个实施例，该实施例提供了一种气液两相冷却装置，其结构安全可靠，散热性能好。
32.一种气液两相冷却装置，其包括电控箱100，电控箱100下部的侧端设有进液口101，电控箱100上部的侧端设有排气口102，电控箱100的进液口101和排气口102之间连接有冷却组件200。
33.进一步的，冷却组件200包括设置在电控箱100外的冷凝器204，冷凝器204的一端设有进气口204b-2，电控箱100的排气口102处连接有出气管207，出气管207远离排气口102的一端与冷凝器204的进气口204b-2连接，冷凝器204的另一端设有出液口204a-2，冷凝器204的出液口204a-2处连接有出液管203，出液管203远离冷凝器204的一端与冷凝器204的进液口101连接。
34.进一步的，出气管207远离电控箱100的一端连接有真空泵206，真空泵206的输出端连接有进气管205，进气管205远离真空泵206的一端连接在冷凝器204的进气口204b-2处，出液管203远离冷凝器204的一端连接有输送泵202，输送泵202的输出端连接有进液管201，进液管201远离输送泵202的一端连接在进液口101处。
35.进一步的，冷凝器204包括具有冷却腔204d的冷却壳体204c，冷却壳体204c的上端固定有具有进气通道204b-1的进气部204b，进气口204b-2开在进气部204b在左右方向上的一端，进气部204b在左右方向上的另一端封闭，进气通道204b-1与冷却腔204d连通，出液部204a相对冷却壳体204c设置的一端开有落液口204g，冷却腔204d覆盖落液口204g所在区域。
36.进一步的，冷却壳体204c的下端固定有具有出液通道204a-1的出液部204a，出液口204a-2设置在出液部204a远离进气口204b-2的一端，出液通道204a-1与冷却腔204d连通，出液部204a的一端封闭，出液口204a-2设置在出液口204a-2的另一端，出液部204a的下侧从出液部204a的一端所在方向往出液部204a的另一端所在方向向下倾斜。
37.本实用新型中，电控箱100内具有igbt功率模块300，在电控箱100内通入冷却介质给功率模块300进行散热，冷却介质采用低沸点氟碳化合物，通过吸收模块工作产生的热量，自身气化相变带走热量，采用气液两相冷却方式，通过冷却介质气化相变，提高散热效率；进气口204b-2和出液口204a-2反向设置，延长热气在冷却腔204d内的换热时间，提高换
热效率，输送泵202再将经出液口204a-2排出的冷却液滴抽出，冷却液沿着倾斜的出液通道204a-1滑出，并再次通入电控箱100内，使电控箱100内的冷却介质得到循环冷却，提高功率模块300的散热性能。
38.实施例2
39.参照图2和图4，为本实用新型的第二个实施例，该实施例提供了一种气液两相冷却装置，与实施例1的不同之处在于，冷却壳体204c内排布有若干在前后方向上相对设置的上冷却槽204e和下冷却槽204f，上冷却槽204e和下冷却槽204f分别在冷却腔204d的前后两端往冷却壳体204c内壁延伸的方向上，上冷却槽204e、冷却腔204d和下冷却槽204f形成冷却空间,冷却空间覆盖落液口204g所在区域。
40.通过冷凝器204中上冷却槽204e、冷却腔204d和下冷却槽204f形成的冷却空间的结构设计，加大换热面积，进一步延长气化的气体在冷却空间内的冷却时间，更容易形成冷却液滴，进一步提高换热效率。
41.实施例3
42.参照图5和图6，为本实用新型的第三个实施例，该实施例提供了一种气液两相冷却装置，与实施例1和实施例2的不同之处在于，冷却壳体204c的前后两端均排布有若干散热翅片400，前后两端的若干散热翅片400针对设置。
43.热气在冷却腔204d内进行换热，热量进一步通过散热翅片400向外排出，提高换热效率。
44.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。