冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及功率器件冷却技术领域，具体涉及一种冷却装置。


背景技术：

2.功率器件工作时，会因功率损耗引起器件发热、升温。器件温度过高将缩短寿命，甚至烧毁，这是限制电力电子器件电流、电压容量的主要原因。为此，必须考虑器件的冷却问题。
3.现有的冷却装置一般采用s型盘管的结构，但这种结构冷却液在s 型盘管中的循环阻力较大，迂回的结构会导致部分热量反方向传递，削弱冷却效果，即现有的冷却装置冷却性能较差。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种冷却装置，解决了现有的冷却装置冷却性能较差的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
8.第一方面，本实用新型提供一种冷却装置，包括外壳和多个通道隔板；
9.所述外壳为具体内部空腔的盒体结构，所述外壳左右两侧的外壳壁分别设有冷媒进口和冷媒出口；
10.所述多个通道隔板设置在外壳的内部空腔中，从上至下排列，形成多个从左至右的直通的冷却通道；
11.其中，靠近冷媒进口和冷媒出口的冷却通道的内径小于远离冷媒进口和冷媒出口的冷却通道。
12.优选的，所述冷媒进口和冷媒出口处于同一水平处，与冷媒进口持平的冷却通道最小。
13.优选的，所述冷却通道的内壁截图呈椭圆形。
14.优选的，所述冷却通道的内壁截图呈弧形。
15.优选的，所述通道隔板的截面为弧形，形成的多个冷却通道均为渐变形通道；同一冷却通道中，靠近冷媒进口和冷媒出口的内壁小于远离冷媒进口和冷媒出口的内壁。
16.第二方面，本实用新型提供一种冷却装置，包括外壳和多个冷却柱，
17.所述外壳为具体内部空腔的盒体结构，所述外壳左右两侧的外壳壁分别设有冷媒进口和冷媒出口；
18.所述冷却柱为点柱状，所述多个冷却柱设置在外壳的内部空腔中，所述冷却柱与外壳之间形成纵横交错的冷却通道；
19.所述冷却通道采用渐变方式布局，离冷媒进口和冷媒出口越近的冷却通道越小。
20.优选的，所述冷却通道的内壁截图呈椭圆形或弧形。
21.第三方面，本实用新型提供一种冷却装置，包括外壳和分层隔板，
22.所述外壳为具体内部空腔的盒体结构，所述外壳左右两侧的外壳壁分别设有冷媒进口和冷媒出口；
23.所述分层隔板设置在外壳的内部空腔中，将外壳的内部空腔分成包括上下两个通道的双层冷却通道。
24.优选的，所述分层隔板的截面为弧形。
25.优选的，所述双层冷却通道的通道壁的截图呈锯齿状或圆角锯齿状。
26.(三)有益效果
27.本实用新型提供了一种冷却装置。与现有技术相比，具备以下有益效果：
28.本实用新型的一种冷却装置，包括外壳和多个通道隔板。外壳为具体内部空腔的盒体结构，所述外壳左右两侧分别设有冷媒进口和冷媒出口，所述冷媒进口和冷媒出口正对设置。所述多个通道隔板设置在外壳的内部空腔中，与外壳的前后两侧衔接，从上至下排列，形成多个从左至右的直通的冷却通道，越靠近冷媒进口的冷却通道越小。本实用新型采用直通的方式减小冷却液的循环阻力，减小热量反向传递，实现提升冷却装置的冷却性能。同时，采用越靠近冷媒进口的冷却通道越小的布局设置，有利于冷却液的均匀的向多个冷却通道进行流通。流通通道为弯向出入口的弧形设计，可以减小涡流引起的热积累。
附图说明
29.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。
30.图1为实施例1中的冷却装置俯视图的截面图；
31.图2是实施例1中冷却装置外壳内壁采用圆角时俯视图的截面图；
32.图3为实施例1中的冷却装置的主视图；
33.图4为冷却通道的轮廓为椭圆形时图3中a-a方向的剖视图；
34.图5为冷却通道的轮廓为弧形时图3中a-a方向的剖视图；
35.图6为冷却通道的轮廓为矩形时图3中a-a方向的剖视图；
36.图7为多个冷却通道连通时图3中a-a方向的剖视图；
37.图8为实施例1中通道隔板的截面为弧形时的冷却装置俯视图的截面图；
38.图9为实施例2中的冷却装置俯视图的截面图；
39.图10为实施例3中分层隔板截图为内凹的弧形时的冷却装置截面图；
40.图11为实施例3中分层隔板截图为外凸的弧形时的冷却装置截面图；
41.图12为实施例3中双层冷却通道的通道壁锯齿化时的冷却装置截面图。
42.其中，外壳1，通道隔板2，冷却柱201，分层隔板202，冷媒进口3，冷媒出口4，冷却通道5。
具体实施方式
43.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
44.本技术实施例通过提供一种冷却装置，解决了现有的冷却装置冷却性能较差的技术问题，实现减小冷却液的循环阻力，减小热量反向传递，提升冷却性能。
45.本技术实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
46.半导体模块在功率转换装置中使用非常广泛。在这种构成用于节能的控制装置的半导体模块中，包括有控制大电流的功率半导体元件。普通的功率半导体元件在控制大电流时会发热，并且随着功率转换装置的小型化、高输出化的不断发展，其发热量不断集中。因此，在具备多个功率半导体元件的半导体模块中，功率半导体元件的冷却方法成为较大的问题。本实用新型实施例采用直通的方式减小冷却液的循环阻力，减小热量反向传递，实现提升冷却装置的冷却性能。
47.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
48.实施例1：
49.本实用新型实施例的一种冷却装置，如图1所示，包括外壳1和多个通道隔板2。
50.外壳1为具体内部空腔的盒体结构。所述外壳1左右两侧分别设有冷媒进口3和冷媒出口4，所述冷媒进口3和冷媒出口4正对设置。
51.所述多个通道隔板2设置在外壳1的内部空腔中，与外壳1的前后两侧衔接，从上至下排列，形成多个从左至右的冷却通道5。越靠近冷媒进口3的冷却通道5越小。如图1和图2所示。在该实施例中，冷媒进口3和冷媒出口4设置在外壳1的左右两侧的中间位置，中间的冷却通道5最小，从中间往两侧的冷却通道5逐渐变大。采用越靠近冷媒进口的冷却通道越小的布局设置，有利于冷却液的均匀的向多个冷却通道进行流通，减小涡流引起的热积累。
52.需要说明的是，图中仅画了一个冷媒进口和出口的情况，在具体实施过程中可以接入多个进出口，原理同样是靠近冷媒进口的冷却通道最小。同样冷却通道的数量也是一个示意，可以根据具体实施需要，生产不同通道冷却通道个数的冷却装置。通道隔板和外壳可以是一体成型的结构，也可以是组装结构。通道隔板和外壳可以是相同材质，也可以是不同材质。在具体实施过程，可以选择全陶瓷，铜或金属挂瓷等其他材质，本实用新型实施例不做限制。实施例2和3同样适用上述描述，此后不再赘述。
53.在具体实施过程中，冷却通道5轮廓采用矩形，弧形，椭圆形等形状。当冷却装置的主视图如图3所示时，图3所示的a-a方向的剖视图能很好的体现出冷却通道5的轮廓。如图4所示，冷却通道5的轮廓优选为椭圆形，带有弧度的截面可以提高冷却装置的力学性能，从而使上下表面可以做的更薄，减小热源和冷却液间的热阻。如图5～7 所示，冷却通道5轮廓还可为弧形或者矩形或多个冷却通道5连通，可以理解的是，冷却通道5轮廓还可为其他形状，此处不再一一例举。
54.如图8所示，为了进一步减小涡流引起的热积累，提升冷却性能。该实施例中的通道隔板2的截面为弧形，形成的多个冷却通道5均为渐变形通道；同一冷却通道5中，靠近冷
媒进口3和冷媒出口4的内壁小于远离冷媒进口3和冷媒出口4的内壁。
55.在具体实施例过程中，理想结构为外壳为高耐压的绝缘材料，通道隔板为高导热的材料。
56.实施例2
57.如图9所示，该实施例中的冷却柱201为点柱状，冷却柱201与外壳1之间形成纵横交错的冷却通道5，与实施例1类似，靠近冷媒进口3和冷媒出口4的冷却通道5较小，即冷却通道5采用渐变方式布局，离冷媒进口3和冷媒出口4越近的冷却通道5越小。增加垂直于流向的横向通道增加散热面积。冷媒进口3和冷媒出口4附近由于压力较大横向通道的宽度逐渐减小，以维持外侧通道的回流压力。
58.实施例3
59.如图10所示，该实施例中的冷却装置包括外壳1和分层隔板202。
60.外壳1为具体内部空腔的盒体结构。所述外壳1左右两侧分别设有冷媒进口(附图中未画出)和冷媒出口(附图中未画出)，所述冷媒进口3和冷媒出口4正对设置。
61.所述分层隔板202设置在外壳1的内部空腔中，形成直通的双层冷却通道5。如图10所示，在具体实施过程中，为了增加换热面积，分层隔板202的上下两侧为内凹的弧面。如图11所示，为了进一步增加换热面积，改变分层隔板202的上下两侧的弧形形状，将分层隔板202的上下两侧设置为外凸的弧面，截图为外凸的弧形。如图12所示，为了进一步增加换热面积，可以对双层冷却通道5的通道壁进行锯齿化。在具体实施过程中，可在锯齿状截面用圆角过渡，防止应力集中。
62.综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：
63.1、本实用新型实施例采用直通的方式减小冷却液的循环阻力，减小热量反向传递，实现提升冷却装置的冷却性能。
64.2、本实用新型实施例采用越靠近冷媒进口的冷却通道越小的布局设置，有利于冷却液的均匀的向多个冷却通道进行流通。流通通道为弯向出入口的弧形设计，可以减小涡流引起的热积累。
65.3、本实用新型实施例采用双层冷却通道，进一步提升冷却性能。且为了增加换热面积，可以对双层冷却通道的通道壁进行锯齿化。锯齿状截面可以用圆角过渡，防止应力集中。
66.需要说明的是，在本文中，术语“上”、“下”、“左”、“右”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，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过程、方法、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过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些
修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。