一种逆变器模组的制作方法

1.本实用新型涉及逆变器技术领域，更具体地说，涉及一种逆变器模组。


背景技术：

2.目前，大功率逆变器散热方式多为强迫风冷和液冷两种方式。其中，强迫风冷为强迫气流经过发热表面，从而将热量带走，该种方法散热能力相对较差，且易受环境温度影响，难以满足大功率等级热流密度较高的逆变器的散热器要求，不能满足高湿、高盐雾等场景的应用要求；液冷冷却技术则是通过液体介质的循环，将热量传导至热交换器后采用风冷集中散热，液冷技术散热能力强，但是液冷技术成本高，相对可靠性较差，且普遍存在渗漏风险，导致全生命周期维护费用很高。
3.而热虹吸相变换热技术给出一个很好的选择，因为涉及相变换热，其散热效率要比强迫风冷散热器技术要高；热虹吸相变换热的内部冷媒介质的循环动力为热虹吸和重力作用，从而不需要一系列的外部驱动，成本比液冷要低。
4.但现有的热虹吸相变换热器的第一换热器和第二换热器大都采用分体式布置结构，中间通过循环管路连接，该种布置方式，容易造成逆变器模组的整体尺寸较大。
5.综上所述，如何解决逆变器模组存在整体尺寸较大的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种逆变器模组，以解决逆变器模组存在整体尺寸较大的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种逆变器模组，包括发热元件和用于对所述发热元件进行散热的散热器，所述散热器包括第一换热器和第二换热器，所述第一换热器的内腔与所述第二换热器的内腔相互贯通形成贯通腔体，且所述第二换热器集成于所述第一换热器的上部，所述贯通腔体内装载有冷却介质，所述发热元件贴合于所述第一换热器的外壁布置，所述第一换热器吸热能够促使位于所述第一换热器内的冷却介质吸热汽化进入所述第二换热器，所述第二换热器散热能够促使所述第二换热器内的冷却介质散热冷凝液化而回流至所述第一换热器。
9.优选地，所述第一换热器的内腔壁面和所述第二换热器的内腔壁面这两个内腔壁面中的至少一者设有翅片或者毛细结构。
10.优选地，所述第一换热器为水平布置的蒸发冷板，所述第二换热器集成于所述蒸发冷板的顶面，所述发热元件贴合于所述蒸发冷板的底面和/或贴合于所述蒸发冷板除集成所述第二换热器以外的顶面。
11.优选地，所述第二换热器包括至少一个冷凝器，且所述冷凝器的外部所形成的散热通道呈水平布置。
12.优选地，当所述第二换热器包括多个冷凝器时，任意相邻两个所述冷凝器的内腔
之间通过平衡管连通。
13.优选地，所述第一换热器为竖直布置的蒸发冷板，所述第二换热器设置于所述蒸发冷板的侧部且靠近所述蒸发冷板的顶端布置，所述发热元件贴合于所述蒸发冷板的侧面且靠近所述蒸发冷板的下部布置。
14.优选地，所述第二换热器包括至少一个冷凝器，且所述冷凝器的外部所形成的散热通道呈竖直布置；当所述冷凝器为多个时，所述冷凝器自上而下依次布置。
15.优选地，所述第一换热器包括竖直部和水平部，所述水平部衔接于所述竖直部的顶部，所述第二换热器集成于所述水平部的顶面，所述发热元件贴合于所述竖直部的侧面布置。
16.优选地，所述第二换热器包括至少一个冷凝器，且所述冷凝器的外部所形成的散热通道呈水平布置。
17.优选地，所述第一换热器包括自上而下依次布置的多个竖向布置的蒸发冷板，各个所述蒸发冷板之间相互不连通，各个所述蒸发冷板靠近其上部的位置均集成有第二换热器，且各个所述第二换热器相互独立。
18.相比于背景技术介绍内容，上述逆变器模组，包括发热元件和用于对发热元件进行散热的散热器，散热器包括第一换热器和第二换热器，第一换热器的内腔与第二换热器的内腔相互贯通形成贯通腔体，且第二换热器集成于第一换热器的上部，贯通腔体内装载有冷却介质，发热元件贴合于第一换热器的外壁布置，第一换热器吸热能够促使位于第一换热器内的冷却介质吸热汽化进入第二换热器，第二换热器散热能够促使第二换热器内的冷却介质散热冷凝液化而回流至第一换热器。上述逆变器模组，通过第一换热器和第二换热器构成虹吸式相变换热器的结构，并且第一换热器与第二换热器为集成布置，二者的内腔相互贯通，省去了中间循环管路的布置，大大缩减了散热器的占用空间，从而有效降低了逆变器模组的整体尺寸。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的散热器的内部相变原理示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的散热器的外侧布置强制风冷结构的示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的水平布置的蒸发冷板的顶面集成第二换热器的第一种布置角度结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的水平布置的蒸发冷板的顶面集成第二换热器的第二种布置角度结构示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的水平布置的蒸发冷板的顶面集成第二换热器的第三种布置角度结构示意图；
25.图6为本实用新型实施例提供的水平布置的蒸发冷板的顶面集成多个冷凝器的结构示意图；
26.图7为本实用新型实施例提供的水平布置的蒸发冷板的顶面集成的多个冷凝器采用平衡管连通的结构示意图；
27.图8为本实用新型实施例提供的竖直布置的蒸发冷板的顶面集成第二换热器的结构示意图；
28.图9为本实用新型实施例提供的第一换热器采用竖向部和水平部且第二换热器集成于水平部的立体结构示意图；
29.图10为本实用新型实施例提供的第一换热器采用竖向部和水平部且第二换热器集成于水平部的侧部视角的结构示意图；
30.图11为本实用新型实施例提供的第一换热器采用竖向部和水平部且第二换热器集成于水平部的俯视结构示意图；
31.图12为本实用新型实施例提供的第二换热器集成于竖直布置的蒸发冷板的侧部的侧视结构示意图；
32.图13为本实用新型实施例提供的第二换热器集成于竖直布置的蒸发冷板的侧部的立体视角结构示意图；
33.图14为本实用新型实施例提供的多个冷凝器自上而下依次集成于竖直布置的蒸发冷板的侧部的侧视结构示意图；
34.图15为本实用新型实施例提供的各个冷凝器分别连通于独立的第一换热器的结构示意图；
35.图16为本实用新型实施例提供的各个冷凝器均连通于同一第一换热器的结构示意图。
36.其中，图1-图16中：
37.第一换热器1、竖直部11、水平部12、第二换热器2、冷凝器21、平衡管22、发热元件3、强迫风冷腔4、风机5。
具体实施方式
38.本实用新型的核心在于提供一种逆变器模组，以解决逆变器模组存在整体尺寸较大的问题。
39.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
40.请参阅图1-图16，本实用新型实施例提供一种逆变器模组，包括发热元件3和用于对发热元件3进行散热的散热器，散热器包括第一换热器1和第二换热器2，第一换热器1的内腔与第二换热器2的内腔相互贯通形成贯通腔体，且第二换热器2集成于第一换热器1的上部，贯通腔体内装载有冷却介质，发热元件3贴合于第一换热器1的外壁布置，第一换热器1吸热能够促使位于第一换热器1内的冷却介质吸热汽化进入第二换热器2，第二换热器2散热能够促使第二换热器2内的冷却介质散热冷凝液化而回流至第一换热器1。
41.上述逆变器模组，通过第一换热器和第二换热器构成虹吸式相变换热器的结构，并且第一换热器与第二换热器为集成布置，二者的内腔相互贯通，省去了中间循环管路的
布置，大大缩减了散热器的占用空间，从而有效降低了逆变器模组的整体尺寸。
42.这里需要说明的是，第一换热器与第二换热器之间的集成方式，可以采用螺栓固定连接，又或者是本领域技术人员常用的其他方式进行集成，比如，焊接连接的方式等，在此不做更具体的限定。
43.另外需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解第一换热器和第二换热器构成虹吸式相变换热器的基本工作原理：发热元件(如功率模块igbt)安装在第一换热器(比如蒸发冷板)上，当发热元件产热，蒸发冷板受热，其内部腔体的液态冷媒受热形成温度较高汽态冷媒，由于汽态冷媒密度较小，可沿着蒸发冷板的腔室上升到第二换热器(一般为冷凝器)的腔室，而冷凝器外部设有强迫风冷风道，以给冷凝器散热，导致冷凝器腔内部温度较高的汽态冷媒受冷，液化成液态冷媒小液滴，该液态冷媒可沿着冷凝器内腔的壁面回流至蒸发腔体内部，从而满足该换热器内腔冷媒的传热循环，其中，第一换热器和第二换热器具有一定的高度差，第二换热器在上，便于冷媒的重力汇流。
44.此外，一般为了提升第二换热器的散热效率，第二换热器一般还可以设置有强迫风冷机构，具体可以在第二换热器设置强迫风冷腔4和安装于强迫风冷腔4的通风口的风机5，从而能够增强第二换热器的散热效率。
45.进一步的实施方案中，上述第一换热器1的内腔壁面和第二换热器2的内腔壁面这两个内腔壁面中的至少一者设有翅片或者毛细结构，通过在内腔壁面上设置翅片或毛细结构，使得第一换热器1的内腔和第二换热器的内腔中的换热介质的换热效率更高，从而使得冷媒在腔体内部蒸发和液化冷凝更加方便，更加便于冷媒的蒸发和回流等。
46.在一些具体的实施方案中，上述第一换热器1为水平布置的蒸发冷板，第二换热器2集成于蒸发冷板的顶面，发热元件3贴合于蒸发冷板的底面和/或贴合于蒸发冷板除集成第二换热器2以外的顶面。通过将第一换热器设计成水平布置的蒸发冷板，由于蒸发冷板的顶面空间更加充足，使得第二换热器2具有更大的布置空间，更加方便第二换热器2集成于蒸发冷板的顶面。
47.进一步的实施方案中，当第一换热器1设计成水平布置的蒸发冷板时，第二换热器2包括至少一个冷凝器21，且冷凝器21的外部所形成的散热通道呈水平布置。其中，水平放置的蒸发冷板上方具体可以设有一个或者多个冷凝器，并且冷凝器的位置和形状不限。需要说明的是，此处所指的散热通道呈水平布置，如图3-图5所示，可以是水平面内的任意方向，比如第一散热通道和第二散热通道组合的方式，可以根据相变换热器的具体安装环境而定，在此不做更具体的限定。
48.进一步的实施方案中，当第一换热器1设计成水平布置的蒸发冷板，且第二换热器2包括多个冷凝器21时，任意相邻两个冷凝器21的内腔之间可以通过平衡管22连通。通过平衡管的设计，使各冷凝器内腔压力相当，从而保证各冷凝器内部冷媒的冷媒温度相当，可避免后一级冷凝器过热。
49.在一些具体的实施方案中，上述第一换热器1为竖直布置的蒸发冷板，第二换热器2设置于蒸发冷板的侧部且靠近蒸发冷板的顶端布置，发热元件3贴合于蒸发冷板的侧面且靠近蒸发冷板的下部布置，具体地发热元件可以置于蒸发冷板的两侧或者单侧。第二换热器设置于蒸发冷板的上部，且两者连接方式不限，如图8所示。通过将第一换热器设计成竖直布置的蒸发冷板结构，使得发热元件的布置空间更大，更加利于大面积布置发热元件。
50.需要说明的是，如图12-图16所示，当第一换热器1采用竖直布置的蒸发冷板时，第二换热器2具体可以包括至少一个冷凝器21，且冷凝器21的外部所形成的散热通道呈竖直布置；当冷凝器21为多个时，冷凝器21自上而下依次布置。通过将第二换热器设计于竖直布置的蒸发冷板的侧部，使得冷凝器可以做的更厚，并镶在蒸发冷板上，使其冷凝风道为竖直方向，其结构外形呈“7”字形。这样整个相变换热器在高度方向尺寸做的更小，且冷凝风道方向可做成竖直方向。
51.在一些具体的实施方案中，上述第一换热器1还可以包括竖直部11和水平部12，水平部12衔接于竖直部11的顶部，第二换热器2集成于水平部12的顶面，发热元件3贴合于竖直部的侧面布置，具体可以是单侧也可以双侧。通过将第一换热器1设计成竖直部和水平部两部分，且第二换热器集成于水平部，使得保证第一换热器竖直布置的前提下，第二换热器的布置空间更大，有利于将第二换热器在水平部上布置成任意所需的角度，如图9-图11所示，冷凝器与蒸发冷板在竖直垂面视角上，设有一定角度，这样便于冷凝风道的设计，即冷凝风道方向不限制与垂直蒸发冷板方向，比如第一散热通道和第二散热通道组合的方式。
52.需要说明的是，当第一换热器1包括竖直部11和水平部12，且第二换热器2集成于水平部12时，第二换热器2包括至少一个冷凝器21，且冷凝器21的外部所形成的散热通道呈水平布置，具体可以如图11所示，包括第一散热通道和第二散热通道，实际应用过程中，可以根据实际布置需求布置成水平面内的任意角度，在此不做更具体的限定。
53.由于蒸发冷板上发热器件的发热量的不同和蒸发冷板的尺寸限制，可能会导致蒸发冷板腔体内的冷媒到冷凝器的路径较长，而限制其散热性能。因此，在一些更具体的实施方案中，如图15所示，上述第一换热器1具体可以包括自上而下依次布置的多个竖向布置的蒸发冷板，各个蒸发冷板之间相互不连通，各个蒸发冷板靠近其上部的位置均集成有第二换热器2，且各个第二换热器2相互独立。通过将相变换热器设计成多个竖向布置的第一换热器自上而下依次布置且相互独立的结构形式，而且各个第一换热器分别连接各自的第二换热器的方式，使得各个第二换热器不受路径过长的限制，均能保证较高的换热效率。
54.当然可以理解的是，实际应用过程中，当冷凝器到蒸发器冷板的路径对于换热效率影响不大时，也可以设计成如图16所示，多个冷凝器均设计于同一个蒸发冷板的侧部，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择布置，在此不做更具体的限定。
55.以上对本实用新型所提供的逆变器模组进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
56.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
57.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
58.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以
表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
59.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
60.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
61.还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
62.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。