本實(shí)用新型涉及汽車電子技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
隨著石油資源的日趨枯竭以及大氣污染、全球氣溫上升的危害加劇,發(fā)展新能源汽車已是大勢(shì)所趨。IGBT模塊憑借開關(guān)速度快,導(dǎo)通效率小等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于新能源汽車電機(jī)控制器。研究發(fā)現(xiàn),由于IGBT模塊內(nèi)部發(fā)熱元件集成度非常高,在大電流或冷卻不足的情況下易造成控制器燒毀。嚴(yán)重影響控制器的質(zhì)量和可靠性。在探討IGBT故障的型式實(shí)驗(yàn)中,超過55%的失效是由于溫度過高引起的。
目前新能源汽車電機(jī)控制器的冷卻方式主要有強(qiáng)迫風(fēng)冷和液冷兩種。研究表明,液冷效果較好。其中,油冷的相對(duì)冷卻能力是強(qiáng)迫風(fēng)冷的20倍以上,水冷的冷卻能力為強(qiáng)迫風(fēng)冷的50倍以上。因而,采用液冷系統(tǒng)是新能源汽車電機(jī)和控制器系統(tǒng)的主要趨勢(shì)。
控制器冷卻水道結(jié)構(gòu)對(duì)IGBT模塊散熱有重大影響。優(yōu)良的水道結(jié)構(gòu)提高控制器使用壽命和可靠性,同等容量情況下縮小控制器體積。通過多種水道結(jié)構(gòu)的仿真對(duì)比以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,圓柱陣列水道結(jié)構(gòu)在同等條件下散熱效果最優(yōu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷,本實(shí)用新型目的在于提供一種提高散熱效果的新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu)。
為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型提供一種新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu),包括:箱體;冷卻水道,所述冷卻水道設(shè)置在所述箱體內(nèi),多段所述冷卻水道之間通過圓弧段連接;冷卻域,所述冷卻域設(shè)置在所述冷卻水道內(nèi);水道蓋板,所述水道蓋板設(shè)置在所述箱體上,所述水道蓋板遮蓋在所述冷卻水道上;IGBT模塊,所述IGBT模塊設(shè)置在所述水道蓋板上。
優(yōu)選地,在所述水道蓋板與所述箱體之間設(shè)有密封圈。
優(yōu)選地,所述IGBT模塊的位置與所述冷卻域的位置相對(duì)應(yīng)。
優(yōu)選地,所述冷卻域由冷卻單元構(gòu)成,所述冷卻單元平行交錯(cuò)排列。
優(yōu)選地,所述冷卻單元由多個(gè)間隔設(shè)置的冷卻柱構(gòu)成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):冷卻液從進(jìn)水口進(jìn)入水道扇形區(qū)域分流,然后流入IGBT模塊安裝表面下方的圓柱陣列區(qū)域(冷卻域)。兩排冷卻單元錯(cuò)開排列,一方面增加了散熱面積,另一方面水流在圓柱陣列不斷分流匯合,使冷卻液溫度均衡,提高散熱效率。當(dāng)冷卻液流出IGBT模塊區(qū)域(冷卻域)時(shí),用圓弧連接水道,沒有圓柱陣,可降低水道流阻。流經(jīng)3個(gè)IGBT后的冷卻液經(jīng)出水口回到冷卻循環(huán)系統(tǒng)。原箱體水道在峰值功率工況下,IGBT模塊芯片最高溫度156℃;使用圓柱陣列冷卻水道,在相同條件下,IGBT模塊芯片最高溫度140℃,降溫效果明顯。
附圖說明
通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述,本實(shí)用新型的其它特征目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。
圖1為本實(shí)用新型新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu)冷卻水道結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本實(shí)用新型新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu)冷卻域局部放大圖;
圖3為本實(shí)用新型新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu)IGBT模塊安裝示意圖;
圖4為圖3的A-A剖面圖。
圖中:
1-箱體 2-冷卻水道 3-冷卻域
4-水道蓋板 5-IGBT模塊 6-密封圈
7-冷卻柱 8-圓弧段
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型,但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變化和改。
如圖1~圖4所示,本實(shí)用新型提供一種新能源汽車電機(jī)控制器冷卻結(jié)構(gòu),密封圈6放在箱體1的密封槽中,蓋上水道蓋板4;并用14顆M5×16外六角螺栓組合件鎖緊水道蓋板4。IGBT模塊5安裝在箱體1水道的頂部(與冷卻域3的位置相對(duì)應(yīng));用12顆M5×16內(nèi)六角螺栓組合件鎖緊IGBT模塊5,冷卻液從冷卻水道2的進(jìn)水口進(jìn)入水道扇形區(qū)域分流,然后流入IGBT模塊5安裝表面下方的圓柱陣列區(qū)域(冷卻域3)。兩排冷卻單元錯(cuò)開排列,一方面增加了散熱面積,另一方面水流在圓形冷卻柱7陣列不斷分流匯合,使冷卻液溫度均衡,提高散熱效率。當(dāng)冷卻液流出IGBT模塊5區(qū)域(冷卻域3)時(shí),用圓弧段8連接水道,沒有圓形冷卻柱7陣,可降低水道流阻。流經(jīng)3個(gè)IGBT模塊5后的冷卻液經(jīng)出水口回到冷卻循環(huán)系統(tǒng)。原箱體1水道在峰值功率工況下,IGBT模塊5芯片最高溫度156℃;使用圓形冷卻柱7陣列冷卻水道2,在相同條件下,IGBT模塊5芯片最高溫度140℃,降溫效果明顯。
以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是,本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改,這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下,本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。