散热器及功率模块的制作方法

本实用新型涉及电力电子
技术领域：
，特别涉及一种散热器及功率模块。
背景技术：
：以igbt为代表的功率电子模块是电动汽车中电机驱动与控制的核心部件之一。随着人们对车用电机逆变器的性能需求越来越高，对功率电子模块在高效散热方面也提出了更高的要求。相关技术中，功率模块通过冷却液散热，冷却液的流道沿功率芯片的排布方向延伸，这种方式导致最后一块与冷却液换热的功率芯片散热效果较差，降低了功率模块的整体散热效果。技术实现要素：本实用新型的主要目的是提出一种散热器，旨在解决如何提高功率模块的散热效果的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提出的散热器包括：第一散热件，所述第一散热件设有第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口与所述第一出液口的第一流道；第二散热件，所述第二散热件设有第二进液口、第二出液口以及连通所述第二进液口与第二出液口的第二流道；所述第一散热件与所述第二散热件并排相对独立设置，二者之间形成散热空间，所述第一流道内的冷却液的流动方向，相对于所述第二流道内的冷却液的流动方向相反。可选地，所述第一散热件及第二散热件呈板状结构，且所述第一散热件及第二散热件的板面朝向所述散热空间。可选地，所述第一流道沿所述第一散热件的长度方向延伸，所述第一进液口和第一出液口分别开设于所述第一散热件长度方向的两端；所述第二流道沿所述第二散热件的长度方向延伸，所述第二进液口和第二出液口分别开设于所述第二散热件长度方向的两端。可选地，所述第一进液口、第一出液口、第二进液口及第二出液口均背离所述散热空间设置。可选地，所述散热器还包括多个管接头，多个管接头分别设于所述第一进液口、第一出液口、第二进液口及第二出液口。可选地，所述第一散热件及第二散热件采用铜材料或铝材料制成。可选地，所述散热器还包括进液三通管及出液三通管，所述进液三通管的两个管口分别与所述第一进液口和第二进液口连通，所述出液三通管的两个管口分别与所述第一出液口和第二出液口连通。可选地，所述第一散热件和第二散热件还开设有固定孔，所述固定孔避位所述第一流道和第二流道设置。本实用新型还提出一种功率模块，包括功率芯片及一种散热器，该散热器包括：第一散热件，所述第一散热件设有第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口与所述第一出液口的第一流道；第二散热件，所述第二散热件设有第二进液口、第二出液口以及连通所述第二进液口与第二出液口的第二流道；所述第一散热件与所述第二散热件并排相对独立设置，二者之间形成散热空间，所述第一流道内的冷却液的流动方向，相对于所述第二流道内的冷却液的流动方向相反。可选地，所述功率芯片与所述第一散热件及第二散热件固定连接。本实用新型散热器通过使第一散热件和第二散热件的流道并排，并使第一进液口与第二进液口相互远离，第一出液口与第二出液口相互远离，从而既使第一流道和第二流道相互独立，又使第一流道和第二流道的内冷却液的流向相反；由此，散热空间的两端能分别与刚流进第一进液口和第二进液口的冷却液换热，提高了散热空间的散热效果和散热均匀性，而相互独立的第一流道和第二流道能减少冷却液在流道内的流动时间，以更快地带走热量，提高散热效率。附图说明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示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型散热器一实施例的结构示意图；图2为本实用新型散热器一实施例的流道示意图；图3为现有技术散热器一实施例的流道示意图；图4为现有技术散热器另一实施例的流道示意图；图5为本实用新型散热器与现有技术散热效果对比图。附图标号说明：标号名称标号名称标号名称10第一散热件11第一进液口12第一出液口13第一流道20第二散热件21第二进液口22第二出液口23第二流道30散热空间40管接头50功率芯片本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。本实用新型提出一种散热器。在本实用新型实施例中，如图1和图2所示，该散热器包括：第一散热件10，所述第一散热件10设有第一进液口11、第一出液口12以及连通所述第一进液口11与所述第一出液口12的第一流道13；第二散热件20，所述第二散热件20设有第二进液口21、第二出液口22以及连通所述第二进液口21与第二出液口22的第二流道23；所述第一散热件10与所述第二散热件20并排相对独立设置，二者之间形成散热空间30，所述第一流道13内的冷却液的流动方向，相对于所述第二流道内23的冷却液的流动方向相反。在本实施例中，第一散热件10和第二散热件20的形状可为管状，也可为盘状，在此不做限制，只需满足第一散热件10和第二散热件20的冷却效率大致相同即可。第一进液口11和第二进液口21用以供冷却液进入第一流道13和第二流道23，第一出液口12和第二出液口22用以供冷却液流出第一流道13和第二流道23。第一流道13和第二流道23的延伸方向可为直线延伸，也可为曲线延伸，在此不做限制，只需满足第一流道13和第二流道23并排即可。需要说明，第一流道13和第二流道23并排指的是第一流道13和第二流道23的延伸方向大致相同，且第一流道13的两端与第二流道23的两端分别邻近。散热空间30用以放置待散热物，如功率芯片50，功率芯片50在散热空间30会与第一散热件10和第二散热件20接触，第一流道13和第二流道23靠近散热空间30，以使冷却液通过散热件的表面与散热空间30内的功率芯片50换热，以带走热量，实现功率芯片50的降温。由于第一流道13和第二流道23各自具有进液口和出液口，即第一流道13和第二流道23是相互独立的，第一流道13和第二流道23中的冷却液在换热后会直接流出，这就缩短了冷却液在第一流道13和第二流道23中的流动时间，提高了第一流道13和第二流道23中冷却液的流通速率，以更快地带走热量，提高换热效率。第一进液口11和第二进液口21的具体位置不做限制，只需满足相互远离即可，举例而言，第一进液口11设于第一流道13延伸方向上的一端，则第二进液口21设于第二流道23延伸方向上远离第一进液口11的一端，同理可得出第一出液口12和第二出液口22的相对位置。通过使第一进液口11和第二进液口21相互远离，第一出液口12和第二出液口22相互远离，可使第一流道13和第二流道23内的冷却液流向相反，即互为逆流。功率芯片50通常三块为一组排布于散热空间30，其中包括靠近第一进液口11的第一芯片、靠近第二进液口21的第三芯片，以及位于第一芯片与第三芯片之间的第二芯片。在散热过程中，从第一进液口11流进第一流道13的冷却液最先与第一芯片换热，而从第二进液口21流进第二流道23的冷却液最先与第三芯片换热，由此可避免第一芯片或第三芯片总是最后与冷却液换热造成换热效果不佳。因此，第一流道13和第二流道23内的冷却液流向相反，可使对散热空间30内不同位置的功率芯片50的散热效果更加均匀。本实施例还列举了现有技术中两种散热器的流道方案，并通过测量功率芯片50在两种现有技术方案中的温度与在本实用新型散热器中的温度，来对比本实用新型散热器与现有技术的散热效果。图3为现有技术方案一的冷却液流道，该方案具有并排的两流道，但两流道内冷却液的流向相同，导致靠近出液口的功率芯片50总是最后与冷却液换热，导致对三个功率芯片50的换热不均匀。图4为现有技术方案二的冷却液流道，该方案中并排的两流道虽然实现了冷却液流向相反，但冷却液是从其中一个流道进入另外一个流道后再流出，这就延长了冷却液在流道内的流动路径和流动时间，导致冷却液流通速率低，对功率芯片50的整体换热效率较低。图5为三个功率芯片50在本申请与现有技术两种散热器中的测量温度，正面和背面即为功率芯片50抵接于第一散热件10和第二散热件20的两个面。由图5可知，相比现有技术，三个功率芯片50在本实用新型散热器中的温度更低，且温度更加均匀。本实用新型散热器通过使第一散热件10和第二散热件20的流道并排，并使第一进液口11与第二进液口21相互远离，第一出液口12与第二出液口22相互远离，从而既使第一流道13和第二流道23相互独立，又使第一流道13和第二流道23的内冷却液的流向相反；由此，散热空间30的两端能分别与刚流进第一进液口11和第二进液口21的冷却液换热，提高了散热空间30的散热效果和散热均匀性，而相互独立的第一流道13和第二流道23能减少冷却液在流道内的流动时间，以更快地带走热量，提高散热效率。在一实施例中，如图1所示，所述第一散热件10及第二散热件20呈板状结构，且所述第一散热件10及第二散热件20的板面朝向所述散热空间30。在本实施例中，第一散热件10和第二散热件20朝向散热空间30的板面形成两散热面，第一流道13和第二流道23分别邻近两散热面设置。功率芯片50通常呈片状，因此呈板状设置的第一散热件10和第二散热件20，其散热面能与功率芯片50有效搭接，以增加换热面积，提高换热效率。具体地，如图1所示，所述第一流道13沿所述第一散热件10的长度方向延伸，所述第一进液口11和第一出液口12分别开设于所述第一散热件10长度方向的两端；所述第二流道23沿所述第二散热件20的长度方向延伸，所述第二进液口21和第二出液口22分别开设于所述第二散热件20长度方向的两端。在本实施例中，第一流道13和第二流道23的延伸方向与散热空间30的延伸反向一致，既可保证冷却液与散热空间30内的功率芯片50有效换热，又可简化冷却液的流动路径，以缩短冷却液在第一流道13和第二流道23内的流动时间，提高换热效率。进液口和出液口可开设于散热件板面的两端，也可开设于散热件的两端面，在此不做限制。在实际应用中，如图2所示，所述第一进液口11、第一出液口12、第二进液口21及第二出液口22均背离所述散热空间30设置。在本实施例中，进液口和出液口背离散热空间30，以便于进液口和出液口与冷却液管道的接通。举例而言，如图1所示，所述散热器还包括多个管接头40，多个管接头40分别设于所述第一进液口11、第一出液口12、第二进液口21及第二出液口22。在本实施例中，管接头40用以接通冷却液管与进液口和出液口，进液口和出液口可开设于散热件的端面，只需满足管接头40的接口背离散热空间30即可。由此，可简化散热件的加工工序，提高生产效率，并便于管接头40与散热件的对接安装。在一实施例中，所述第一散热件10及第二散热件20采用铜材料或铝材料制成。铜材料或铝材料相对其他材料而言热传递效率更高，且成本更低，既可提高散热器的散热效果，也可降低散热器的生产成本。具体地，所述散热器还包括进液三通管及出液三通管，所述进液三通管的两个管口分别与所述第一进液口11和第二进液口21连通，所述出液三通管的两个管口分别与所述第一出液口12和第二出液口22连通。在本实施例中，进液三通管的第三个管口与冷却液箱的输出口连通，出液三通管的第三个管口与冷却液箱的输入口连通。三通管可由三通接头外接软管组成，以便于延伸至与第一进液口11和第二进液口21连通。冷却液从冷却液箱流入进液三通管后分流至第一进液口11和第二进液口21，在分别流经第一流道13和第二流道23后在汇流至出液三通管，最后流回冷却液箱。需要说明，在此过程中，第一流道13和第二流道23依旧保持相互独立，只是通过三通管可减少散热器与冷却液箱之间的管路，以简化散热器的管路结构。在实际应用中，所述第一散热件10和第二散热件20还开设有固定孔，所述固定孔避位所述第一流道13和第二流道23设置。在本实施例中，固定孔用以将第一散热件10和第二散热件20固定在功率芯片50所应用设备的部件上，以使散热器整体更加稳固地安装在所应用的设备内，提高安装稳定性。可以理解，第一散热件10和第二散热件20也可通过紧固件相互固定，以提高散热器的一体性，强化散热器的整体结构强度。在一实施例中，第一流道13和第二流道23内可分别安装单向阀，以将冷却液朝出液口导通，避免用户搞混进液方向而无法有效发挥散热器的散热效果。本实用新型还提出一种功率模块，该功率模块包括功率芯片50和一种散热器，该散热器的具体结构参照上述实施例，由于本功率模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述功率芯片50设于所述散热器的散热空间30，并抵接于第一散热件10和第二散热件20。具体地，所述功率芯片50与所述第一散热件10及第二散热件20固定连接。在本实施例中，功率芯片50与第一散热件10及第二散热件20可通过卡簧卡接，也可通过压环压接，在此不做限制，只需满足功率芯片50与第一散热件10和第二散热件20连接固定即可；由此，可使功率芯片50与散热器保持稳定抵接，以提高散热稳定性。在安装功率模块时，先将功率芯片50通过与第一散热件10和第二散热件20连接固定于散热空间30，再将组装好的功率模块整体固定于应用设备中，以提高安装效率。以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页12