电机控制器的散热装置及飞轮储能系统的电机控制器的制作方法

1.本发明属于电机控制器散热领域，具体涉及电机控制器的散热装置及飞轮储能系统的电机控制器。


背景技术：

2.飞轮储能电机控制器用于控制电机启停、运行，实现飞轮储能单元充放电。飞轮储能的电机控制器通常需要几百安培的大电流来控制飞轮的高功率运行，因此igbt会产生大量的热量，这些热量需及时散热，否则将会烧毁igbt。目前电机控制器采用风冷 热管散热器的散热方式，热管是一个高导热的相变元件，嵌套在散热器中，组成热管散热器，igbt与热管散热器紧密接触，igbt的热量传导至热管散热器，热管散热器的热量再由风扇强制对流散出。但此散热方式仅满足最大电流120a(环境温度50℃)，远达不到200a以上的大电流要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种电机控制器的散热装置及飞轮储能系统的电机控制器，该散热装置采用液冷系统散热的双层非独立风道设计，在环境温度50℃、飞轮储能电机控制器使用200a以上的大电流时，igbt处于温度阈值(90℃)以下，满足控制器的安全可靠性要求。
4.为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：电机控制器的散热装置，设置在控制器风道位置，控制器风道设有通过导风孔上下连通的顶层风道和底层风道，底层风道内设有液冷板，液冷板内设置有能够导热的冷却介质盘管，冷却介质盘管与设置在底层风道进风口处的冷凝器连通，形成冷却介质的循环，控制器风道的进风口设置有向冷凝器吹风的风扇，控制器风道的出风口分别设置在顶层风道的出风端和底层风道的出风端；所述顶层风道上朝向控制器风道进风口的一端设有导风板；所述液冷板上设置有电机控制器的温度敏感元件；所述顶层风道内设有电机控制器的耐温元件。
5.所述冷却介质盘管为金属管，并呈蛇形嵌套在液冷板内，金属管的两端伸出液冷板与冷凝器连通。
6.所述金属管为铜管。
7.所述冷却介质为水。
8.所述冷凝器为管翅式冷凝器或微通道冷凝器。
9.所述顶层风道和底层风道之间以分隔板上下分隔，在分隔板上靠近冷凝器的一端设有若干个导风孔。
10.飞轮储能系统的电机控制器，包括控制器本体和所述的散热装置，控制器本体设有控制器风道。
11.所述温度敏感元件为igbt。
12.所述耐温元件为电容和电阻。
13.本发明的原理是：本发明中利用导风板和分隔板将控制器风道划分成双层非独立风道，分隔板上有导风孔。将耐热元件(电阻、电容)放置在顶层风道，温度敏感元件(igbt)放置底层风道的液冷板上。风扇吹风先经过冷凝器，为铜管中的冷却介质降温，风流出冷凝器后，一部分风量经导风孔向顶层风道流动，为耐温元件散热，如电阻、电容，另一部分风量在底层风道流动，与液冷板的冷却介质配合共同为温度敏感元件散热，两层风道的风量最后经各自的出风口流出。
14.本发明的有益效果是：本发明采用一种具有液冷系统散热的双层非独立风道技术，将耐热元件放置顶层风道，温度敏感元件(igbt)放置底层风道的液冷板上，可大大提高散热效率，确保igbt在通最大电流200a以上时的安全可靠性。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图；
16.图2为本发明在俯视状态下的示意图；
17.图中标记：1、控制器壳体，2、导风板，3、风扇，4、冷凝器，5、铜管，6、导风孔，7、igbt，8、液冷板，9、底层风道，10、出风口，11、电阻，12、电容，13、顶层风道，14、分隔板。
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详细说明，但并不作为对发明做任何限制的依据。
19.实施例1：参照附图1、2所示，一种控制器的散热装置，设置在控制器风道内，控制器风道为控制器壳体1内的空间，两端与外界连通，在进风侧安装有向控制器壳体1内吹风的风扇3，出风侧设有出风口10。散热装置包括液冷系统和双层非独立风道系统。
20.所述的双层非独立风道系统包括导风板2、分隔板14和导风孔6，所述导风板2竖直设置在控制器壳体1内，将控制器风道分为前后两部分空间，与控制器风道进风口直接连通的空间为后室，与出风口10直接连通的空间为前室，所述分隔板14水平设置在前室内，将前室分隔为顶层风道13和底层风道9，分隔板14上在靠近导风板2的一端沿其宽度方向开设导风孔6，导风孔6设置为两个，并沿分隔板14长度间隔设置；导风板2上部对顶层风道13的端部形成封闭，导风板2的下部设有与底层风道9对应连通的导风板开口，作为底层风道9的进风口，同时也是后室唯一的进风口；由于分隔板14的设置，使得控制器风道的出风口10被分隔板分为两部分，分别对应顶层风道13和底层风道9。出风口10均为上下间隔排列的格栅式的出风口。
21.所述的风扇3并排设置两个，并均靠下设置，以使得大部分的风量可以直接进入底层风道9，其余部分风量被导风板2上半部分阻挡后再进入底层风道9。
22.所述液冷系统包括液冷板8、蛇形嵌套在液冷板8内的金属管和冷凝器4。所述冷凝器4为管翅式结构或微通道冷凝器，冷凝器4嵌设在导风板2下部的开口处，使得进入底层风道9的风先经过冷凝器4，对冷凝器4内的冷却介质降温。所述液冷板8设置在底层风道9的底部，液冷板8内靠近上表面的位置嵌套有呈蛇形布置的金属管，金属管一般选择导热性良好的金属，如可以选择铜管5，铜管5的两端伸出液冷板8与冷凝器4连通，并且铜管5一端经过泵与冷凝器4连通，使得冷却介质可以在铜管5和冷凝器4之间形成循环流动。所述冷却介质
可以选择水。
23.在液冷板8的上表面设置热敏感元件，热敏感元件和液冷板8之间涂覆高导热系数的导热硅脂，以便热敏感元件的热量传导至液冷板8上，再传导至铜管5内的冷却介质，冷却介质温度升高后，流入冷凝器4降温，再次流回液冷板8，形成循环。冷凝器4放出的热量经底层风道9被风扇3吹出的风带走。
24.所述顶层风道13内的分隔板14上表面设有耐温元件，耐温元件设置在出风口10的前方，并位于导风孔6的下游，经导风孔6进入顶层风道13的风量将耐温元件的热量带走，起到对耐温元件的降温作用。
25.实施例2：飞轮储能系统的电机控制器，包括控制器本体和实施例1所述的散热装置，控制器本体包括控制器壳体1。所述的热敏感元件主要是指igbt，所述的耐温元件主要是电阻11和电容12。
26.本发明在对控制器散热时，风扇3向控制器壳体1内送风，在导风板2的引导下，风扇3吹出的风经冷凝器4的缝隙进入底层风道9，在经过冷凝器4时，可以对冷凝器4内的冷却介质降温，经过冷凝器4的风一部分沿底层风道9流动，在经过igbt时，还可以带走一部分igbt的热量，从底层风道9对应的出风口10吹出；经冷凝器4的另一部分风通过导风孔6进入顶层风道13，对其中的电阻11和电容12降温，最后从顶层风道13对应的出风口10吹出；所述igbt的热量主要是经过液冷板8的冷却介质降温，冷却介质携带igbt传导的热量流入冷凝器4被外界吹入的源源不断的冷空气所降温，再回流到液冷板8内，继续对igbt降温。
27.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。