一种液冷型集成式电力电子单元的制作方法

1.本发明属于新能源汽车混合动力多合一控制器领域，尤其涉及针对混合动力汽车电机控制器、电压转换单元等多项动力单元合一的集成动力单元的液体冷却技术。


背景技术：

2.新能源汽车是基于驱动技术的重大升级和转型，控制器集成了整车的扭矩策略，将需求扭矩转化成电机所需的三相电并驱动电机，从而实现车辆的运行。交流传动电力机车牵引变流装置正在向大功率和高度集成化、轻量化等方向发展，由此导致系统耗散功率密度急剧增大，散热的问题日益突出。 igbt 模块是主变流器的核心部件，散热器冷却性能分析很有必要。
3.一般情况下，散热器都采用散热片加散热风扇的结构，其通过设计合理的内外部结构也可以起到较好的 散热效果。但是，对于一些对散热要求较高的场合采用风冷方式散热往往散热效果就显得差强人意。
4.现有改进技术中，也有部分采用液冷技术对电子装置进行降温的方法。通常采用封闭管道的结构，由于控制器内部的空 间有限，并且接口需要考虑整体布局，加之管道本身的体积，使得散热设计繁琐，且散热装置无法得到充分利用，散热效果不佳。
5.对于机车的整个动力集成控制单元而言其集成度要更高，因此发热量更大，而且由于动力单元布置结构问题，利用传统的散热方式散热困难，为此，开发一款结构简单，便于布置，且效果好的散热装置是十分有必要的。


技术实现要素：

6.本申请针对上述问题，之目的在于提供一种结构设计合理，散热效率高，热容量大且液体流速快的液冷散热装置。
7.为实现上述目的，本发明创造采取以下技术方案：一种液冷型集成式电力电子单元，包括负载部件和液冷散热器，所述负载部件驱动电机控制器，油泵电机控制器，dc-dc转换器。所述液冷散热器布置于所述负载部件之间，主要包括散热器主体，进水口、出水口，水道以及盖板。
8.所述进水后和出水口设计于主体上，通过水道连通，所述水道通过主体和盖板进行封装，并通过密封结构密封，防止液体与负载部件接触。所述盖板为铝制材料，以实现轻量化，而且提高整个散热器的热容。所述密封结构采用密封条形式，主要包括设计于主体上的一个密封槽，所述密封条卡入密封槽内，通过盖板安装于密封条上方，通过螺栓上紧，实现密封。所述密封条为带密封性且耐温的pvc材质或者橡胶材质，其截面可以是圆形。
9.所述水道为液体流动凹槽，采用s型设计，以增加流道覆盖面积。所述s型水道包括翅片，所述翅片设计为多层，用于增加流道散热面积。
10.进一步，所述翅片在负载布置集中部位增加波浪形结构，所述翅片所设计的波浪形结构集成横向和纵向的弧度结构。所述负载集中的部位位于进、出水口1/4处位置，在此
位置一侧为驱动电机控制器，一侧为油泵电机控制器。
11.所述水道在进水口和所述出水口处均采用倾斜设计，减小口端阻力，防止涡流形成。
12.上述液冷型集成式电力电子单元，其所述散热器主体和所述盖板设有安装孔，用于安装所述负载部件。所述驱动电机控制器和油泵控制器分别布置于液冷散热器两侧，以有利于散热的方式布置。
13.下面的技术方案，对本申请作进一步的限定或优化。
附图说明
14.图1为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之实施例结构示意图。
15.图2为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之散热器结构示意图。
16.图3为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之水道结构示意图。
17.图4为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之水道局部结构意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
19.本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之实施例结构示意图，如图1所示，包括负载部件2和液冷散热器1，所述负载部件2包括驱动电机控制器14，油泵电机控制器11等。所述液冷散热器1布置于所述负载部件2之间，主要包括散热器主体10，进水口17、出水口18、水道12以及盖板16。如图3所示，所述进水口17和出水口18设计于散热器主体10上，通过水道12连通，外部安装有进水嘴45和出水嘴46。所述进水嘴45和出水嘴46通过散热器主体10固定，用于连接外部循环水管（图中未示出）。
20.所述散热器主体10和盖板16上设置有安装孔19，负载部件2通过安装孔19固定于液冷散热器1上，并通过螺栓15锁紧固定。所述驱动电机控制器14和油泵电机控制器11分别布置于液冷散热器1两侧，以有利于散热的方式布置。
21.如图2所示，为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之散热器结构示意图，所述散热器之水道12为一个供液体流动的椭圆形凹槽，采用s型设计（如图3所示），以增加流道覆盖面积。所述s型水道12包括翅片，所述翅片设计为3层结构，用于增加流道散热面积。
22.所述水道12通过主体和盖板16进行封装，并通过密封结构3密封，防止液体与负载部件2接触。所述盖板16为铝制材料，以实现轻量化，而且提高整个液冷散热器1的热容。所述密封结构3采用密封条25形式，主要包括设计于散热器主体10上的一个密封槽26，所述密封条25卡入密封槽26内，通过盖板16压紧实现密封。所述密封条25为带密封性且耐温的pvc材质或者橡胶材质，其截面设计为圆形。
23.如图4所示，为本发明所提供的液冷型集成式电力电子单元之水道12局部结构意图。所述水道12在所述进水口17和出水口18位置均设计为倾斜结构12a，以减小口端阻力，防止涡流形成。
24.所述水道12翅片在负载布置集中部位增加波浪形结构12b，所述翅片所设计的波浪形结构12b集成横向和纵向的波纹结构。所述负载集中的部位位于进、出水口（17、18）1/4
处位置，在此位置一侧为驱动电机控制器14，一侧为油泵电机控制器11。
25.上述实施例仅用于说明本发明的实质，但并不限制本发明。在未背离本发明原理的情况下，所作的任何修改，简化等替换方式，都包括在本发明的保护范围之内。
26.本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。


技术特征：
1.一种液冷型集成式电力电子单元，包括负载部件和液冷散热器，所述负载部件驱动电机控制器，油泵电机控制器，dc-dc转换器，所述液冷散热器布置于所述负载部件之间，其特征在于，所述液冷散热器包括散热器主体，进水口、出水口以及水道，所述水道采用s型设计，以增加流道覆盖面积。2.如权利要求1所说的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述s型水道包括翅片，所述翅片设计为多层，用于增加流道散热面积。3.如权利要求2所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述翅片在负载布置集中部位增加波浪形结构。4.如权利要求3所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述进水口和所述出水口处倾斜设计，减小口端阻力，防止涡流形成。5.如权利要求1-4之一项所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，包括一个盖板，所述盖板为铝材结构。6.如权利要求5所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述盖板与主体将所述水道封装于内部，主体与盖板之间通过密封结构进行密封。7.如权利要求6所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述密封结构采用密封条形式，所述主体包括一个密封槽，所述密封条卡入密封槽内，通过盖板压紧实现密封。8.如权利要求7所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述密封条为带密封性且耐温的pvc材质或者橡胶材质。9.如权利要求6所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述散热器主体和所述盖板设有安装孔，用于安装所述负载部件。10.如权利要求9所述的液冷型集成式电力电子单元，其特征在于，所述驱动电机控制器和油泵控制器分别布置于液冷散热器两侧，以有利于散热的方式布置。

技术总结
一种集成式电力电子单元采用液冷型散热器，尤其是针对混合动力汽车电机控制器、油泵电机控制器等多项负载部件合一的集成动力单元的液体冷却技术。整个散热器安装于控制器的中间部分，散热器可双面安装，分别安装双电机控制模块和动力单元。散热器的主体包括冷却液体流动槽，盖板，液体进出口，盖板与散热器之间的密封结构，液体流动槽的主要特点是液体流动槽为椭圆型凹槽，分别嵌入翅片以形成S形回转水道，并分别在凹槽嵌入多段弧形翅片以减小流阻，避免涡流，同时，在进出水口部位增加斜坡以减小流阻。本发明公开的液冷散热器结构，流阻小，热容量大且液体流速快的特点，提高了散热效率。效率。效率。


技术研发人员：耿祥 陈学永 米彦青 谢莲 刘昌文
受保护的技术使用者：无锡恒和环保科技有限公司 天津内燃机研究所（天津摩托车技术中心）
技术研发日：2020.08.31
技术公布日：2022/2/28