IGBT模块冷却装置的制作方法

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igbt模块冷却装置
技术领域
1.本实用新型涉及igbt冷却技术领域，尤其是涉及一种igbt模块冷却装置。

背景技术：

2.随着新能源汽车的大规模普及，对车用电机的控制技术提出了越来越严格的要求。控制器的控制精度正在新的挑战面前日益提高，随之而来的是igbt(芯片)的温度越来越高，其严重制约了控制器整体性能的提高。因此，加强控制器igbt的散热至关重要。
3.目前，大多数厂商控制器中igbt散热的水道装置都较为简单，将流体区域设置为简单的矩形装置，散热能力有限。

技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种igbt模块冷却装置，以解决现有技术中igbt冷却装置散热能力低下的问题。
5.根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置，包括：壳体，所述壳体上设有冷却流道，以及连通所述冷却流道的冷却液进口和冷却液出口，所述壳体具有中心面，所述中心面与所述冷却流道的流通方向保持同向，且在所述冷却流道的宽度方向上等分所述壳体，所述冷却流道内设有靠近所述中心面设置的扰流部。
6.根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置，通过在冷却流道内设有靠近中心面设置的扰流部，从而可以干预冷却液的流动状态，提高热量交换效率，降低igbt的温度。
7.一些实施例中，所述扰流部包括凸出部，所述凸出部设在所述冷却流道的靠近所述冷却液出口的一端，并与所述冷却流道之间形成有台阶。
8.一些实施例中，所述凸出部包括：第一部分，所述第一部分设在所述中心面的两侧，且具有靠近所述冷却液进口设置的第一扰流端，所述第一扰流端与所述中心面之间的距离沿所述冷却流道的流通方向逐渐减小；第二部分，所述第二部分与位于所述中心面的两侧的所述第一部分相连，所述第二部分具有靠近所述冷却液进口设置的第二扰流端，所述第二扰流端垂直于所述中心面。
9.一些实施例中，所述扰流部包括挡板，所述挡板包括两个子挡板，两个所述子挡板间隔开设置且位于所述中心面的两侧，两个所述子挡板的之间的距离沿所述冷却流道的流通方向逐渐减小。
10.一些实施例中，所述子挡板与所述第一扰流端保持平齐，所述子挡板的靠近所述中心面的一端延伸至所述第二扰流端。
11.一些实施例中，所述扰流部包括挡板，所述挡板包括两个子挡板，两个所述子挡板间隔开设置且位于所述中心面的两侧，两个所述子挡板的之间的距离沿所述冷却流道的流通方向逐渐减小。
12.一些实施例中，所述挡板沿所述冷却流道的流通方向间隔开地设有多组。
13.一些实施例中，所述子挡板的远离所述中心面的另一端延伸至所述冷却流道的侧壁，并与所述冷却流道的侧壁相连。
14.一些实施例中，所述子挡板的高度小于所述冷却流道的深度，并与所述冷却流道的上端部之间形成有过流间隙。
15.一些实施例中，igbt模块冷却装置还包括：基板，所述基板设在所述壳体上且封闭所述冷却流道，所述基板的靠近所述冷却流道的一端设有多个散热针，多个所述散热针位于所述冷却流道内，所述基板的远离所述冷却流道的另一端上设有用于安装igbt的安装位。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是本实用新型的一个实施例中igbt模块冷却装置的示意图；
19.图2是本实用新型中图1的仰视图；
20.图3是本实用新型的另一实施例中igbt模块冷却装置的示意图；
21.图4是本实用新型的又一实施例中igbt模块冷却装置的示意图；
22.图5是本实用新型的再一实施例中igbt模块冷却装置的示意图；
23.图6是本实用新型图5的爆炸图；
24.图7是本实用新型图5的剖面图。
25.附图标记：
26.100、igbt模块冷却装置；
27.10、壳体；101、冷却流道；102、冷却液进口；103、冷却液出口；104、扰流部；1041、凸出部；10411、第一部分；1041a、第一扰流端；10412、第二部分；1042b、第二扰流端；10413、台阶；1042、挡板；10421、子挡板；10422、开口；
28.20、基板；201、散热针；202、安装位；203、igbt。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，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，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
32.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.下面参考图1-图7，描述根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置100。
35.如图1所示，根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置100，包括壳体10。
36.壳体10上设有冷却流道101，以及连通冷却流道101的冷却液进口102和冷却液出口103。壳体10具有中心面，中心面与冷却流道101的流通方向保持同向，且在冷却流道101的宽度方向上等分壳体10。冷却流道101内设有靠近中心面设置的扰流部104。
37.参考图1和图2，壳体10上设有冷却流道101，冷却流道101的流通方向可以是指图1中的左右方向，则冷却流道101的宽度方向可以是指图1中的前后方向，在壳体10的最左端设有冷却液进口102，最右端设有冷却液出口103，冷却液从冷却液进口102流入冷却流道101中，最后从冷却液出口103流出。扰流部104可以是指能够扰乱冷却液流通的部件，使经过扰流部104的冷却液发生湍流，通过在冷却液流经的冷却流道101内设置扰流部104，同时扰流部104靠近与冷却流道101的流通方向保持同向的壳体10中心面，从而扰流部104可以干预冷却液的流动状态，即打破冷却液的层流状态，使冷却液形成湍流状态，使冷却液在中心面两侧的流速降低，在靠近中心面处的流速增加，从而有助于冷却液和igbt 203的热量交换，有效降低igbt 203的温度。
38.根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置100，通过在冷却流道101内设有靠近中心面设置的扰流部104，从而可以干预冷却液的流动状态，提高热量交换效率，降低igbt 203的温度。
39.一些实施例中，参考图1，扰流部104包括凸出部1041，凸出部1041设在冷却流道101的靠近冷却液出口103的一端，并与冷却流道101之间形成有台阶10413。可以理解为，冷却液在流经凸出部1041时，凸出部1041对冷却液的流动具有阻挡作用，从而冷却液形成湍流状态。同时凸出部1041靠近冷却液出口103设置可以对冷却液出口103附近温度相对较高的igbt 203进行冷却降温，提高降温效果。
40.一些实施例中，参考图1，凸出部1041包括第一部分10411和第二部分10412，第一部分10411设在中心面的两侧，且具有靠近冷却液进口102设置的第一扰流端1041a，第一扰流端1041a与中心面之间的距离沿冷却流道101的流通方向逐渐减小；第二部分10412与位于中心面的两侧的第一部分10411相连，第二部分10412具有靠近冷却液进口102设置的第二扰流端1042b，第二扰流端1042b垂直于中心面。可以理解为，第一扰流端1041a向中心面一侧倾斜设置，冷却液流经凸出部1041时，先接触第一扰流端1041a，即在第一扰流端1041a处形成湍流，同时也在第一扰流端1041a的引导下向第二扰流端1042b集聚，并在第二扰流端1042b处形成湍流，此时第二扰流端1042b的湍流效果更明显，由于温度较高的igbt 203位于第二部分10412的右上方(参考图3中的方向)，从而更多湍流状态的冷却液可以与温度较高的igbt 203实现热量交换，较好地降低igbt 203的温度。
41.一些实施例中，参考图3，扰流部104包括挡板1042，挡板1042包括两个子挡板10421，两个子挡板10421间隔开设置且位于中心面的两侧，两个子挡板10421的之间的距离沿冷却流道101的流通方向逐渐减小。可以理解为，两个子挡板10421之间具有开口10422，大部分冷却液会从开口10422流过，其余较少的冷却液会越过子挡板10421，从而增加了冷却液在冷却流道101的两侧流动的阻力，增大了冷却液在中心面附近的流速，然后冷却液向前流动经过凸出部1041，使得冷却液形成向上的冲击，凸出部1041和挡板1042结构的组合，可以较好地提高了位于中心面附近的igbt 203与冷却液之间的热量交换效率。
42.一些实施例中，参考图3，子挡板10421与第一扰流端1041a保持平齐，子挡板10421的靠近中心面的一端延伸至第二扰流端1042b。可以理解为，子挡板10421抵靠在第一扰流端1041a上，且子挡板10421的一端延伸至第二扰流端1042b，从而使得冷却流道101两侧的冷却液受到的阻力较大，且保证第二扰流端1042b处的冷却液的流速较大，从而较好地降低igbt 203的温度。
43.另一些实施例中，参考图4，扰流部104包括挡板1042，挡板1042包括两个子挡板10421，两个子挡板10421间隔开设置且位于中心面的两侧，两个子挡板10421的之间的距离沿冷却流道101的流通方向逐渐减小。可以理解为，扰流部104可以只包括挡板1042，不包括凸出部1041，在此种方案中，也可以实现降低igbt 203温度的技术效果。
44.一些实施例中，参考图3，挡板1042沿冷却流道101的流通方向间隔开地设有多组。通过设置多组挡板1042，从而形成对冷却液在冷却流道101两侧流动过程中的多次阻挡，使得冷却液更多地向中心面附近流动，从而有利于降低igbt 203的温度。需要说明的是，挡板1042设置的组数并不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要进行设定。例如，挡板1042可以沿冷却流道101的流通方向间隔设置有3组，冷却液依次要通过第一组的挡板1042、第二组的挡板1042和第三组的挡板1042。
45.一些实施例中，参考图3，子挡板10421的远离中心面的另一端延伸至冷却流道101的侧壁，并与冷却流道101的侧壁相连。可以理解为，子挡板10421和冷却流道101的侧壁之间没有间隙，冷却液在冷却流道101两侧的流动受到的阻力较大，从而大部分位于冷却流道101两侧的冷却液会流向中心面附近，更好地降低igbt 203的温度。
46.一些实施例中，参考图3，子挡板10421的高度小于冷却流道101的深度，并与冷却流道101的上端部之间形成有过流间隙。可以理解为，通过此方案可以使得冷却液从过流间隙中流过，可以增强对子挡板10421处igbt 203的冷却散热效果。
47.一些实施例中，参考图5、图6和图7，igbt模块冷却装置100还包括基板20，基板20设在壳体10上且封闭冷却流道101，基板20的靠近冷却流道101的一端设有多个散热针201，多个散热针201位于冷却流道101内，基板20的远离冷却流道101的另一端上设有用于安装igbt 203的安装位202。
48.可以理解为，igbt模板包括壳体10和基板20，基板20封闭冷却流道101形成密闭的腔体，基板20的下表面设有多个间隔设置的位于冷却流道101内的散热针201，igbt 203设在基板20的安装位202上，冷却液从冷却液进口102流入冷却流道101中，流经散热针201，挡板1042靠近散热针201的一端高于散热针201的底部，使得冷却液可以与散热针201更好地接触换热，通过散热针201与igbt 203进行热量交换，从而带走igbt 203产生的热量，实现对igbt 203冷却降温。
49.需要说明的是，散热针201的具体数量并不受特别限定，本领域技术人员根据实际需要进行设定即可。
50.下面结合附图，描述本实用新型igbt模块冷却装置100的一个具体实施例。
51.参考图1-图7，根据本实用新型实施例的igbt模块冷却装置100，包括壳体10和基板20，壳体10上设有冷却流道101，以及连通冷却流道101的冷却液进口102和冷却液出口103，壳体10具有中心面，中心面与冷却流道101的流通方向保持同向，且在冷却流道101的宽度方向上等分壳体10，冷却流道101内设有靠近中心面设置的扰流部104。基板20设在壳体10上且封闭冷却流道101，基板20的靠近冷却流道101的一端设有多个散热针201，多个散热针201位于冷却流道101内，基板20的远离冷却流道101的另一端上设有用于安装igbt 203的安装位202。
52.扰流部104包括凸出部1041，凸出部1041设在冷却流道101的靠近冷却液出口103的一端，并与冷却流道101之间形成有台阶10413。凸出部1041包括第一部分10411和第二部分10412，第一部分10411设在中心面的两侧，且具有靠近冷却液进口102设置的第一扰流端1041a，第一扰流端1041a与中心面之间的距离沿冷却流道101的流通方向逐渐减小；第二部分10412与位于中心面的两侧的第一部分10411相连，第二部分10412具有靠近冷却液进口102设置的第二扰流端1042b，第二扰流端1042b垂直于中心面。
53.扰流部104包括挡板1042，挡板1042包括两个子挡板10421，两个子挡板10421间隔开设置且位于中心面的两侧，两个子挡板10421的之间的距离沿冷却流道101的流通方向逐渐减小。子挡板10421与第一扰流端1041a保持平齐，子挡板10421的靠近中心面的一端延伸至第二扰流端1042b。
54.挡板1042沿冷却流道101的流通方向间隔开地设有3组。子挡板10421的远离中心面的另一端延伸至冷却流道101的侧壁，并与冷却流道101的侧壁相连。子挡板10421的高度小于冷却流道101的深度，并与冷却流道101的上端部之间形成有过流间隙。
55.在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、装置、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、装置、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种igbt模块冷却装置，其特征在于，包括：壳体(10)，所述壳体(10)上设有冷却流道(101)，以及连通所述冷却流道(101)的冷却液进口(102)和冷却液出口(103)，所述壳体(10)具有中心面，所述中心面与所述冷却流道(101)的流通方向保持同向，且在所述冷却流道(101)的宽度方向上等分所述壳体(10)，所述冷却流道(101)内设有靠近所述中心面设置的扰流部(104)。2.根据权利要求1所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述扰流部(104)包括凸出部(1041)，所述凸出部(1041)设在所述冷却流道(101)的靠近所述冷却液出口(103)的一端，并与所述冷却流道(101)之间形成有台阶(10413)。3.根据权利要求2所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述凸出部(1041)包括：第一部分(10411)，所述第一部分(10411)设在所述中心面的两侧，且具有靠近所述冷却液进口(102)设置的第一扰流端(1041a)，所述第一扰流端(1041a)与所述中心面之间的距离沿所述冷却流道(101)的流通方向逐渐减小；第二部分(10412)，所述第二部分(10412)与位于所述中心面的两侧的所述第一部分(10411)相连，所述第二部分(10412)具有靠近所述冷却液进口(102)设置的第二扰流端(1042b)，所述第二扰流端(1042b)垂直于所述中心面。4.根据权利要求3所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述扰流部(104)包括挡板(1042)，所述挡板(1042)包括两个子挡板(10421)，两个所述子挡板(10421)间隔开设置且位于所述中心面的两侧，两个所述子挡板(10421)的之间的距离沿所述冷却流道(101)的流通方向逐渐减小。5.根据权利要求4所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述子挡板(10421)与所述第一扰流端(1041a)保持平齐，所述子挡板(10421)的靠近所述中心面的一端延伸至所述第二扰流端(1042b)。6.根据权利要求1所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述扰流部(104)包括挡板(1042)，所述挡板(1042)包括两个子挡板(10421)，两个所述子挡板(10421)间隔开设置且位于所述中心面的两侧，两个所述子挡板(10421)的之间的距离沿所述冷却流道(101)的流通方向逐渐减小。7.根据权利要求4或6所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述挡板(1042)沿所述冷却流道(101)的流通方向间隔开地设有多组。8.根据权利要求4或6所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述子挡板(10421)的远离所述中心面的另一端延伸至所述冷却流道(101)的侧壁，并与所述冷却流道(101)的侧壁相连。9.根据权利要求4或6所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，所述子挡板(10421)的高度小于所述冷却流道(101)的深度，并与所述冷却流道(101)的上端部之间形成有过流间隙。10.根据权利要求1所述的igbt模块冷却装置，其特征在于，还包括：基板(20)，所述基板(20)设在所述壳体(10)上且封闭所述冷却流道(101)，所述基板(20)的靠近所述冷却流道(101)的一端设有多个散热针(201)，多个所述散热针(201)位于所述冷却流道(101)内，所述基板(20)的远离所述冷却流道(101)的另一端上设有用于安装igbt(203)的安装位(202)。

技术总结

本实用新型公开了一种IGBT模块冷却装置，包括：壳体，壳体上设有冷却流道，以及连通冷却流道的冷却液进口和冷却液出口，壳体具有中心面，中心面与冷却流道的流通方向保持同向，且在冷却流道的宽度方向上等分壳体，冷却流道内设有靠近中心面设置的扰流部。本实用新型的IGBT模块冷却装置可以提高热量交换效率，降低IGBT的温度。IGBT的温度。IGBT的温度。