本實(shí)用新型創(chuàng)造涉及機(jī)械構(gòu)件的技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種用于汽車(chē)級(jí)電機(jī)控制器內(nèi)部散熱的液冷結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

電機(jī)控制器（MCU）的主要作用是對(duì)電池電源發(fā)出的直流電流進(jìn)行調(diào)控，轉(zhuǎn)換為符合需求的三相交流電，從而對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的駕駛目的。對(duì)于汽車(chē)級(jí)的電機(jī)控制器而言，其通過(guò)的電流是很大的，特別是和輸出三相接口相連接的絕緣柵雙極型晶體管模塊（IGBT模塊），作為調(diào)控輸出電流的主要部件，具有很大的發(fā)熱量，如果不能及時(shí)將熱量發(fā)散出去，過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致IGBT模塊失效，對(duì)于高速行駛的汽車(chē)而言，動(dòng)力系統(tǒng)操控失靈將威脅駕駛?cè)撕统丝偷膸松碡?cái)產(chǎn)安全。因此，有必要圍繞IGBT模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻結(jié)構(gòu)，使IGBT具備良好的散熱效果，從而維持在正常的工作溫度范圍內(nèi)。

我們對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了考察，液冷結(jié)構(gòu)由于其成本低、效率高而被廣泛使用，從整體結(jié)構(gòu)上來(lái)看，適用于IGBT模塊的液冷結(jié)構(gòu)可以大致劃分為三大類別：

第一、單流道模式，例如，中國(guó)專利，電機(jī)控制器散熱結(jié)構(gòu)，公開(kāi)號(hào)：CN 205161005 U，公開(kāi)了一種電機(jī)控制器散熱結(jié)構(gòu)，包括:用于散熱的水冷板、芯片、帶有安裝槽的PCB板、散熱器，所述水冷板、所述芯片、所述PCB板、所述散熱器從下至上依次層疊設(shè)置，用于對(duì)作為發(fā)熱源的所述芯片散熱。這一類型的技術(shù)方案在結(jié)構(gòu)上限制比較大，由于要保證冷卻效率，因此，其進(jìn)出液口需要在結(jié)構(gòu)的兩側(cè)，不能適應(yīng)進(jìn)出液口在結(jié)構(gòu)同側(cè)的外部安裝結(jié)構(gòu)。

第二、單流道復(fù)合U型模式，例如，中國(guó)專利，一種柱狀鋰離子電池組高效水冷散熱裝置，公開(kāi)號(hào)：CN 106025437 A，公開(kāi)了一種柱狀鋰離子電池組水冷散熱裝置，包括入水口、出水口以及水冷夾套，其特征在于：還包括傳熱管，所述傳熱管與設(shè)置在所述水冷夾套上的冷卻孔套接，所述的水冷夾套內(nèi)設(shè)置有循環(huán)流腔以及隔流板，所述隔流板連接所述冷卻孔側(cè)壁外側(cè)，所述循環(huán)流腔被所述導(dǎo)流壁分隔成多個(gè)用于決定流體循環(huán)方向的導(dǎo)向流道以及用于延長(zhǎng)流體循環(huán)時(shí)間的延時(shí)流道，所述的導(dǎo)向流道與所述的延時(shí)流道間隔設(shè)置且互相聯(lián)通。這一類型的技術(shù)方案相對(duì)于第一類方案雖然實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出液口同側(cè)，但，對(duì)于IGBT模塊的結(jié)構(gòu)有一定的要求，特別是一些具有散熱齒結(jié)構(gòu)的IGBT模塊，其散熱齒需要能和流道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相配合才能使用，對(duì)于工藝水平要求較高，且在裝配過(guò)程中容易造成散熱齒的彎折、損壞。

此外，對(duì)于單流道復(fù)合U型模式，其均勻散熱和冷卻效率也是需要面對(duì)的問(wèn)題。

就均勻散熱而言，進(jìn)液口附近的散熱齒由于冷卻液溫度低，散熱效果好，而出液口附近的散熱齒由于冷卻液溫度高，散熱效果差，進(jìn)出液口同側(cè)將帶來(lái)進(jìn)液口和出液口附近的散熱齒相鄰較近但散熱效果相差較大，從而出現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)的大溫差，容易影響IGBT模塊的正常工作甚至對(duì)IGBT模塊造成損害。

就冷卻效率而言，由于進(jìn)出液口相鄰較近且溫度相差較大，如果流道隔板采用了隔熱材料，那么不僅在裝配和制造工藝方面增加了難度（流道隔板和散熱結(jié)構(gòu)的材料不同，其制造、組裝都是新問(wèn)題），而且增加了成本（材料成本、裝配成本）；如果流道隔板不采用隔熱材料，冷卻液在進(jìn)出液口附近將會(huì)通過(guò)流道隔板直接發(fā)生熱傳遞，進(jìn)液口附近的冷卻液相當(dāng)于要對(duì)出液口附近的冷卻液進(jìn)行冷卻，而出液口的冷卻液實(shí)際上已經(jīng)不參與散熱冷卻工作了，從而降低了冷卻效果。

第三、雙流道模式，例如，中國(guó)專利，液冷散熱器，公開(kāi)號(hào)：CN 201204783Y，公開(kāi)了一種液冷散熱器，用于與安裝在其上的功率模塊進(jìn)行熱交換，包括良導(dǎo)熱散熱主體，在所述散熱主體內(nèi)至少設(shè)有分層排列的、并串聯(lián)連接的兩層流道;串聯(lián)連接后的流道包括有進(jìn)液口和出液口。通過(guò)分層排列并串聯(lián)連接的兩層流道，實(shí)現(xiàn)了散熱器雙面安裝應(yīng)用。但是涉及汽車(chē)級(jí)IGBT模塊，出液口一側(cè)的IGBT模塊由于冷卻液液溫較高，散熱效率低，相對(duì)于常規(guī)的冷卻結(jié)構(gòu)而言，這一面需要設(shè)計(jì)更有效的冷卻流道結(jié)構(gòu)才能滿足需要；如果考慮到整體散熱效率的問(wèn)題，還需要在進(jìn)液口一側(cè)設(shè)計(jì)一些結(jié)構(gòu)降低散熱效率，這樣才能在滿足出液口一側(cè)IGBT模塊散熱需求的同時(shí)，保證出液口的冷卻液溫度不至于太低，散熱結(jié)構(gòu)整體效率符合需求。但，這樣做會(huì)導(dǎo)致成本增加，可用性降低。

同時(shí)，由于IGBT非散熱面一般接驅(qū)動(dòng)板，驅(qū)動(dòng)板由印刷電路板和一些板上的電子元件構(gòu)成，雙流道模式會(huì)導(dǎo)致冷卻結(jié)構(gòu)兩側(cè)都是電子電路結(jié)構(gòu)，這在裝配上會(huì)帶來(lái)極大的困難和問(wèn)題，裝配過(guò)程中，無(wú)論是放置、還是和電機(jī)控制器內(nèi)的其它部件組裝，都需要專門(mén)的工裝，而且容易帶來(lái)部件的損壞。

實(shí)用新型創(chuàng)造內(nèi)容

本實(shí)用新型創(chuàng)造的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，設(shè)計(jì)一款用于有齒IGBT模塊散熱的液冷結(jié)構(gòu)，該液冷結(jié)構(gòu)支持同側(cè)進(jìn)出冷卻液，能解決現(xiàn)有技術(shù)中散熱不均勻、冷卻效率低的問(wèn)題，同時(shí)，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)更適合工業(yè)裝配生產(chǎn)。

一種液冷結(jié)構(gòu)， 包括支撐架和封閉板，支撐架的一面設(shè)有槽并口和封閉板之間密封配合；

所述的支撐架的中部設(shè)有分隔板，封閉板的一端設(shè)有分流橋，分隔板的一端和分流橋的橋面之間密封配合，分隔板的另一端和支撐架之間設(shè)有循環(huán)通口，分隔板和分流橋的橋面將支撐架和封閉板之間的空間分割為第一流道和第二流道，第一流道和第二流道通過(guò)循環(huán)通口串聯(lián)連通；

封閉板上設(shè)有第一進(jìn)出液口和第二進(jìn)出液口，第二進(jìn)出液口和第二流道連通；

分流橋中設(shè)有引流通道，引流通道的一端在分流橋的橋面和第一流道相連通，引流通道的另一端和第一進(jìn)出液口相連通。

優(yōu)選的，可以采用如下技術(shù)方案：

分流橋和封閉板一體成型；或者分流橋包括橋柱和橋面，橋柱和封閉板一體成型，橋面固定在橋柱上。

前者的優(yōu)勢(shì)在于裝配工藝簡(jiǎn)單，后者的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，報(bào)廢率低。

支撐架一體成型。

第一流道和第二流道均設(shè)置在封閉板設(shè)有分流橋的一端。

進(jìn)一步優(yōu)選的，就不同散熱位置和散熱需求，可以選用如下技術(shù)方案：

當(dāng)我們將第一流道作為冷卻流道時(shí)：

第一進(jìn)出液口設(shè)置在封閉板設(shè)有分流橋的一端，引流通道在分流橋橋面的開(kāi)口位于分流橋和分隔板共同的中軸線上。

支撐架上設(shè)有冷卻槽口，冷卻槽口可供帶有散熱齒結(jié)構(gòu)的散熱器件插入。

當(dāng)散熱器件設(shè)置在液冷結(jié)構(gòu)的上部時(shí)，所述的第一進(jìn)出液口為出液口，冷卻液經(jīng)第二進(jìn)出液口進(jìn)入液冷結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)第二流道，到達(dá)第一流道對(duì)附著在支撐架上的散熱器件進(jìn)行冷卻，工作后的冷卻液通過(guò)引流通道，到達(dá)第一進(jìn)出液口后排出。

當(dāng)我們將第二流道作為冷卻流道時(shí)：

第二進(jìn)出液口設(shè)置在封閉板設(shè)有分流橋的一端且位于封閉板的中軸線上。

封閉板上設(shè)有冷卻槽口，冷卻槽口可供帶有散熱齒結(jié)構(gòu)的散熱器件插入。

當(dāng)散熱器件設(shè)置在液冷結(jié)構(gòu)的上部時(shí)，第二進(jìn)出液口為出液口，冷卻液經(jīng)第一進(jìn)出液口，穿過(guò)引流通道，到達(dá)第一流道，再進(jìn)入第二流道對(duì)附著在封閉板上的散熱器件進(jìn)行冷卻，工作后的冷卻液達(dá)到第二進(jìn)出液口后排出。

再進(jìn)一步優(yōu)選的，為了更好地提升液冷結(jié)構(gòu)在裝配工藝上的優(yōu)勢(shì)，還可以選用如下技術(shù)方案：

支撐架和封閉板之間可采用螺栓、粘合、熔焊等方式中的一種或多種組合進(jìn)行固定。

第一進(jìn)出液口和第二進(jìn)出液口處設(shè)有不少于一層的密封圈，用來(lái)保證第一進(jìn)出液口和第二進(jìn)出液口與外界冷卻液循環(huán)系統(tǒng)之間的密封配合。

為了進(jìn)一步提升液冷結(jié)構(gòu)的裝配便捷性，我們?cè)谥渭苌线€設(shè)有工藝柱，用于在進(jìn)行加工安裝時(shí)，工裝的固定。

當(dāng)分流橋的橋面和橋柱不是一體成型時(shí)，分流橋的橋面和橋柱之間也可以采用螺栓、粘合、熔焊等方式中的一種或多種組合進(jìn)行固定。

有益效果：

1、相對(duì)于背景技術(shù)中所描述的單通道模式，本實(shí)用新型創(chuàng)造所涉及冷卻結(jié)構(gòu)具備位于結(jié)構(gòu)同側(cè)進(jìn)出液口，滿足設(shè)計(jì)生產(chǎn)的需要。

2、相對(duì)于背景技術(shù)中所描述的單流道復(fù)合U型模式，本實(shí)用新型創(chuàng)造散熱均勻，避免了局部大溫差的出現(xiàn)。

3、相對(duì)于背景技術(shù)中所描述的雙流道模式，本實(shí)用新型創(chuàng)造的成本更低，工藝裝配更簡(jiǎn)單，廢品率更小。

4、此外，在對(duì)進(jìn)出液進(jìn)行分離時(shí)，本實(shí)用新型創(chuàng)造專門(mén)設(shè)計(jì)了分流槽和分流橋，從而在一個(gè)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出冷卻液的區(qū)分，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)出雙管架構(gòu)，結(jié)構(gòu)更緊湊。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型創(chuàng)造的液冷結(jié)構(gòu)的半俯視示意圖。

圖2是本實(shí)用新型創(chuàng)造的液冷結(jié)構(gòu)的半仰視示意圖。

圖3是本實(shí)用新型創(chuàng)造的液冷結(jié)構(gòu)的切面示意圖，其中切面通過(guò)第一進(jìn)出液口。

圖4是本實(shí)用新型創(chuàng)造的液冷結(jié)構(gòu)的切面示意圖，其中切面位于第一進(jìn)出液口和第二進(jìn)出液口之間。

圖5是本實(shí)用新型創(chuàng)造的支撐架的半仰視示意圖。

圖6是本實(shí)用新型創(chuàng)造的封閉板的半俯視示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1、支撐架；2、封閉板；3、冷卻槽口；4、分隔板；5、循環(huán)通口；

6、分流橋；6-1、橋面；6-2橋柱；

7、第一流道；8、第二流道；9、第一進(jìn)出液口；10、第二進(jìn)出液口；11、引流通道；12、工藝柱。

具體實(shí)施方式

我們選取了常用的一個(gè)工作模式狀態(tài)作為實(shí)施例進(jìn)行描述，在本實(shí)施例中，待散熱器件為IGBT模塊。

我們將IGBT模塊相對(duì)于液冷結(jié)構(gòu)所在的方向設(shè)為上方，將分流橋6或進(jìn)出液口所在的方向設(shè)為左方，其它方形依次類推。

液冷結(jié)構(gòu)， 包括支撐架1和封閉板2，支撐架1的底部設(shè)有槽口，槽口方向向下，支撐架1的槽口和封閉板2之間密封配合，并采用螺栓、粘合、熔焊等方式中的一種或多種組合進(jìn)行固定。

支撐架1的內(nèi)部中空，其上表面設(shè)有冷卻槽口3，IGBT模塊的下表面和支撐架1的上表面之間密封配合，IGBT模塊的下表面設(shè)有散熱齒，散熱齒探入支撐架1內(nèi)。

支撐架1的中部設(shè)有分隔板4，分隔板4的前后兩端和支撐架1固定，分隔板4的左端和支撐架1之間留有一長(zhǎng)方形通口，我們將之命名為循環(huán)通口5。

封閉板2的左端設(shè)有分流橋6，分流橋6橋面6-17的右端和分隔板4的左端密封配合，分流橋6橋面6-17的其它邊緣和支撐架1的內(nèi)側(cè)密封配合。

通過(guò)分流橋6加分隔板4的結(jié)構(gòu)，將支撐架1和封閉板2之間的空間進(jìn)行上下分層，上層設(shè)為第一流道7，下層設(shè)為第二流道8，第一流道7和第二流道8之間通過(guò)循環(huán)通口5串聯(lián)連通。

封閉板2的底部開(kāi)有第一進(jìn)出液口9和第二進(jìn)出液口10。

其中，第一進(jìn)出液口9設(shè)置在分流橋6的橋底，且位于封閉板2的中軸線上，分流橋6的橋面6-17上設(shè)有引流通口，引流通口的位置位于分流橋6橋面6-17和分隔板4共同的中軸線上，且和第一進(jìn)出液口9相對(duì)應(yīng)，第一進(jìn)出液口9和引流通口之間設(shè)有引流通道11，這樣，第一流道7在密封狀態(tài)下，穿過(guò)第二流道8和第一進(jìn)出液口9相連通。

第二進(jìn)出液口10設(shè)在第一進(jìn)出液口9的一邊，并和第二流道8直接連通。

實(shí)際工作時(shí)，我們一般采用所述的第一進(jìn)出液口9為出液口，冷卻液經(jīng)第二進(jìn)出液口10進(jìn)入液冷結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)第二流道8，到達(dá)第一流道7對(duì)附著在支撐架1上的散熱器件進(jìn)行冷卻，工作后的冷卻液通過(guò)引流通道11，到達(dá)第一進(jìn)出液口9后排出。

當(dāng)然，也可以將第一進(jìn)出液口9作為進(jìn)液口，第二進(jìn)出液口10作為出液口進(jìn)行工作，這樣冷卻液在液冷結(jié)構(gòu)中相對(duì)于上一段描述的工作模式是反向的；這樣的工作模式存在兩個(gè)問(wèn)題：

第一、冷卻液在完成冷卻工作后，要經(jīng)過(guò)一個(gè)比較長(zhǎng)的回流路徑，在這一路徑中，如果分隔板4采用的是導(dǎo)熱較好的材質(zhì)，那么完成工作的冷卻液就會(huì)不斷利用正在工作的冷卻液進(jìn)行冷卻，產(chǎn)生的問(wèn)題就是當(dāng)冷卻液流出時(shí)其溫度大大低于可接受最高溫度，這樣實(shí)際上是一種浪費(fèi)；

第二、如果冷卻液在進(jìn)入液冷結(jié)構(gòu)時(shí)有一個(gè)較快的流速，那么很可能在液冷機(jī)構(gòu)中的氣體沒(méi)有被完全排出的情況下，冷卻液就充滿了液冷結(jié)構(gòu)，那么這部分未排出的氣體就會(huì)明顯占用液冷結(jié)構(gòu)中的空間，對(duì)冷卻效果產(chǎn)生影響。

在各部件的生產(chǎn)加工過(guò)程中，分流橋6和封閉板2可以是一體成型；也可是分流橋6包括橋柱6-2和橋面6-17，橋柱6-2和封閉板2一體成型，橋面6-17固定在橋柱6-2上；針對(duì)后一種方式，分流橋6的橋面6-17和橋柱6-2之間也可以采用螺栓、粘合、熔焊等方式中的一種或多種組合進(jìn)行固定，橋面6-17的材質(zhì)也可以選用隔熱效果好的材料，以提升工作效率。

上述兩種部件的加工方式，前者的優(yōu)勢(shì)在于裝配工藝簡(jiǎn)單，但是由于封閉板2上存在分流橋6這一結(jié)構(gòu)，其生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，報(bào)廢率會(huì)比較高；而后者的優(yōu)勢(shì)在于生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，報(bào)廢率低，但相應(yīng)的，在裝配工序上，會(huì)增加固定橋面6-17這一步驟。

一般地，支撐架1一體成型。

一般地，第一進(jìn)出液口9和第二進(jìn)出液口10處均設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)密封圈，用來(lái)保證第一進(jìn)出液口9和第二進(jìn)出液口10與外界冷卻液循環(huán)系統(tǒng)之間的密封配合。

為了進(jìn)一步提升液冷結(jié)構(gòu)的裝配便捷性，我們?cè)谥伟迳线€設(shè)有工藝柱12，用于在進(jìn)行加工安裝時(shí)，工裝的固定。

除了附圖中實(shí)施例展示的情況外，也可以將第二流道8作為冷卻流道，將散熱器件設(shè)置在液冷結(jié)構(gòu)的上部，對(duì)應(yīng)的，第二進(jìn)出液口10設(shè)置在封閉板2設(shè)有分流橋6的一端且位于封閉板2的中軸線上。

封閉板2上設(shè)有冷卻槽口3，冷卻槽口3可供帶有散熱齒結(jié)構(gòu)的散熱器件插入。

第二進(jìn)出液口10為出液口，冷卻液經(jīng)第一進(jìn)出液口9，穿過(guò)引流通道11，到達(dá)第一流道7，再進(jìn)入第二流道8對(duì)附著在封閉板2上的散熱器件進(jìn)行冷卻，工作后的冷卻液達(dá)到第二進(jìn)出液口10后排出。

特別的，如果在外部結(jié)構(gòu)工裝設(shè)計(jì)方面有需求的話，例如在外部的液冷系統(tǒng)要求進(jìn)液口在冷卻結(jié)構(gòu)的底部、左側(cè)、右側(cè)等其它位置時(shí)，可以對(duì)進(jìn)液口的位置進(jìn)行調(diào)整。

特別的，本實(shí)用新型創(chuàng)造的設(shè)計(jì)初衷雖然是圍繞汽車(chē)級(jí)電機(jī)控制器的散熱需求，但設(shè)計(jì)完成的方案不僅僅適用于電機(jī)控制器，對(duì)于其它器件，特別是功率器件結(jié)構(gòu)，如DCDC、DCAC、ACDC等均適用。

以上對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造的限制，凡依本實(shí)用新型創(chuàng)造設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。