散热器及电动车的制作方法

1.本申请属于散热装置技术领域，具体涉及一种散热器及电动车。


背景技术：

2.igbt(insulated gate bipolar transistor)即绝缘栅双极型晶体管，其是由 bjt(双极型三极管)和mos(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，其兼有mosfet的高输入阻抗和gtr的低导通压降两方面的优点。igbt模组具有驱动功率小、导通电阻低、饱和压降低等优点。非常适合应用于直流电压为600v及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。目前，igbt模组在电动车、铁路机车及机动车组的交流电电动机的输出控制方面有着广泛的应用。随着新能源汽车的迅速发展，功率模块中igbt功率元件的功率越来越大，体积越来越小。由于 igbt功率元件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时将产生的热量散发出去，就会直接影响到大功率元器件的正常工作，甚至可能直接影响到大功率元器件的使用寿命，因此，igbt功率元件在运行时的散热至关重要。目前，用于为igbt散热的装置在散热腔体内设置翅片来强化传热效果，这种散热装置结构复杂、零部件较多，并且成本较高。
3.有鉴于此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本申请实施例的目的是提供一种散热器及电动车。
5.为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
6.第一方面，本申请实施例提供了一种散热器，所述散热器用于为igbt模块散热，所述散热器包括：
7.散热板及底板，所述散热板具有相背设置的第一侧及第二侧，所述第一侧一体成型形成有多个第一凸包；
8.第一散热单元，所述第一散热单元包括两片相互连接的散热板，且两片所述散热板的第一侧相对设置；
9.第二散热单元，所述第二散热单元包括相互连接的散热板及底板，且所述散热板的第一侧与所述底板相对设置；
10.所述散热器包括至少一个所述第一散热单元及一个所述第二散热单元，所述第一散热单元与所述第二散热单元沿第一方向层叠设置形成层叠结构，所述层叠结构沿第二方向的一侧设置有供冷却液流入的进水口，所述层叠结构沿第二方向的另一侧设置有供冷却液流出的出水口；所述第二方向与所述第一方向相垂直；
11.所述散热板上开设有与所述进水口相连通的第一通孔及与所述出水口相连通的第二通孔；所述第一散热单元中的两片散热板之间形成用于容纳冷却液的第一容纳腔体，且两片所述散热板的所述第一凸包之间形成用于对冷却液扰流的通道；
12.所述第二散热单元中的散热板与底板之间形成用于容纳冷却液的第二容纳腔体，
且所述底板位于所述层叠结构沿所述第一方向的最后侧。
13.可选地，所述散热板在所述第一通孔处设置有第一连接结构，且在所述第二通孔处设置有第二连接结构；所述第二散热单元的散热板与相邻所述第一散热单元的散热板在所述第一连接结构处相互压合，且在所述第二连接结构处也相互压合；在所述第一散热单元设置至少两个的情况下，相邻两个所述第一散热单元的散热板在所述第一连接结构处相互压合，且在所述第二连接结构处也相互压合。
14.可选地，所述第一连接结构呈圆台形，所述第一连接结构在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第一连接结构的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢；所述第二连接结构呈圆台形，所述第二连接结构在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第二连接结构的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢。
15.可选地，所述第一凸包分布在所述第一通孔与所述第二通孔之间；所述第一侧还一体成型形成有多个第二凸包，所述第二凸包分布在所述第一通孔周边以及所述第二通孔周边；所述第一凸包及所述第二凸包均为冲压成型；在所述散热板的第二侧，与所述第一凸包相对应的位置处形成有第一凹坑，且与所述第二凸包相对应的位置处形成有第二凹坑。
16.可选地，所述散热器还包括第三散热单元，所述第三散热单元设置一个；所述第三散热单元包括相互连接的散热板及顶板，且所述散热板的第一侧与所述顶板相对设置；所述顶板位于所述层叠结构沿所述第一方向的最前侧，所述第三散热单元中的散热板与顶板之间形成用于容纳冷却液的第三容纳腔体；所述顶板上开设有与所述进水口相连通的第三通孔及与所述出水口相连通的第四通孔。
17.可选地，所述散热器还包括进水管及出水管，所述顶板上与所述第三通孔相对应的位置处设置有第一套管，所述第一套管与所述进水管连接；所述顶板上与所述第四通孔相对应的位置处设置有第二套管，所述第二套管与所述出水管连接。
18.可选地，所述散热器还包括垫片，所述垫片上开设有与所述进水口相连通的第五通孔及与所述出水口相连通的第六通孔；每个所述散热板的第二侧均连接一个所述垫片。
19.可选地，所述第一凸包分布在所述第一通孔与所述第二通孔之间；所述第一侧还一体成型形成有多个第二凸包，所述第二凸包分布在所述第一通孔周边以及所述第二通孔周边；所述第一凸包及所述第二凸包均为冲压成型；在所述散热板的第二侧，与所述第一凸包相对应的位置处形成有第一凹坑，且与所述第二凸包相对应的位置处形成有第二凹坑；所述垫片上设置有第三凸包，所述第三凸包分布在所述第五通孔周边以及所述第六通孔周边，所述第三凸包与所述第二凹坑对应设置。
20.可选地，所述散热板在所述第一通孔处设置有第一连接结构，且在所述第二通孔处设置有第二连接结构；所述第三散热单元的散热板与相邻所述第一散热单元的散热板在所述第一连接结构处相互压合，且在所述第二连接结构处也相互压合；所述第一连接结构呈圆台形，所述第一连接结构在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第一连接结构的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢；所述第二连接结构呈圆台形，所述第二连接结构在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第二连接结构的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢。
21.第二方面，本申请实施例还提供了一种电动车，所述电动车包括如第一方面所述
的散热器。
22.本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
23.在本申请实施例提供的散热器中，无需单独设置翅片强化传热效果，散热板上一体成型形成的第一凸包完全可以替代翅片，增强流体扰动，实现强化传热效果，因此该散热器减少了相应的零部件、结构简单、安装步骤少、成本得以降低。
附图说明
24.图1为本申请实施例提供的散热器的整体结构示意图；
25.图2为本申请实施例提供的散热器的分解结构示意图；
26.图3为本申请实施例提供的散热器中散热板的示意图一；
27.图4为本申请实施例提供的散热器中散热板的示意图二；
28.图5为散热板的连接结构的示意图；
29.图6为散热板的连接结构变形前后的对比示意图；
30.图7为本申请实施例提供的散热器中顶板的示意图；
31.图8为本申请实施例提供的散热器中垫片的示意图；
32.图9为本申请实施例提供的散热器中底板的示意图；
33.图10为igbt模块的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
35.本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
36.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的轨道交通系统进行详细地说明。
37.参照图1、图2、图9所示，本申请实施例提供了一种散热器，所述散热器用于为igbt模块01散热，所述散热器包括散热板1及底板2、第一散热单元011及第二散热单元012；所述散热板1具有相背设置的第一侧及第二侧，所述第一侧一体成型形成有多个第一凸包101；所述第一散热单元011包括两片相互连接的散热板1，且两片所述散热板1的第一侧相对设置；所述第二散热单元012包括相互连接的散热板1及底板2，且所述散热板1的第一侧与所述底板2相对设置；所述散热器包括至少一个所述第一散热单元011及一个所述第二散热单元012，所述第一散热单元011与所述第二散热单元012沿第一方向层叠设置形成层叠结构，所述层叠结构沿第二方向的一侧设置有供冷却液流入的进水口013，所述层叠结构沿第二方向的另一侧设置有供冷却液流出的出水口014；所述第二方向与所述第一方向相垂直；所
述散热板1上开设有与所述进水口013相连通的第一通孔110及与所述出水口014相连通的第二通孔 111；所述第一散热单元011中的两片散热板1之间形成用于容纳冷却液的第一容纳腔体，且两片所述散热板1的所述第一凸包101之间形成用于对冷却液扰流的通道；所述第二散热单元012中的散热板1与底板2之间形成用于容纳冷却液的第二容纳腔体，且所述底板2位于所述层叠结构沿所述第一方向的最后侧。
38.本申请实施例提供的散热器在使用时，将igbt模块01夹设在第一散热单元与第二散热单元之间；在第一散热单元设置至少两个的情况下，每两个相邻的第一散热单元之间均夹设一个igbt模块01。冷却液从层叠结构的进水口 013流入后进入到第一容纳腔体以及第二容纳腔体内，对igbt模块01从上下两侧进行散热，使igbt模块01上下的两个侧面都得到冷却。当冷却液在第一散热单元的第一容纳腔体内流动时，两个散热板1的第一凸包101对齐形成的柱体结构会对冷却液具有一定的扰动作用，这样可以起到强化传热的效果，使得冷却液与igbt模块01的换热更加充分。当冷却液在第二散热单元的第二容纳腔体流动时，虽然第二散热单元中只设置了一个散热板1，但该散热板 1的第一凸包101也可以对冷却液形成扰动作用，同样也能起到强化传热的效果，使得冷却液与igbt模块01的换热更加充分。冷却液对igbt模块01进行换热冷却后，最终从层叠结构的出水口014流出。在本申请实施例提供的散热器中，无需在第一容纳腔体与第二容纳腔体内单独设置翅片强化传热效果，散热板1上一体成型形成的第一凸包101完全可以替代翅片，增强流体扰动，起到强化对流换热的效果，因此该散热器减少了相应的零部件、结构简单、安装步骤少、成本得以降低。
39.参照图3、图4所示，在一个实施例中，所述散热板1在所述第一通孔110 处设置有第一连接结构102，且在所述第二通孔111处设置有第二连接结构 103；所述第二散热单元012的散热板1与相邻所述第一散热单元011的散热板1在所述第一连接结构102处相互压合，且在所述第二连接结构103处也相互压合；在所述第一散热单元011设置至少两个的情况下，相邻两个所述第一散热单元011的散热板1在所述第一连接结构102处相互压合，且在所述第二连接结构103处也相互压合。
40.由于在第二散热单元与相邻的第一散热单元之间、以及每两个相邻的第一散热单元之间均夹设有igbt模块01，因此，通过在散热板1上设置的第一连接结构102相互之间的压合作用，以及第二连接结构103相互之间的压合作用，可以将igbt模块01夹得更紧密，减小换热过程中的接触热阻，这样可以实现冷却液与igbt模块01更好的传热效果。
41.参照图3、图4所示，在一个实施例中，进一步地，所述第一连接结构102 呈圆台形，所述第一连接结构102在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第一连接结构102的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢。所述第二连接结构103呈圆台形，所述第二连接结构103在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第二连接结构103的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢。
42.具体地，在该实施例中，第一连接结构102是一个在散热板1的第一侧凹陷、第二侧凸起的圆台形结构，当然在该圆台形结构中，沿其轴向开设有通孔结构，分别对应于所述的第一通孔110及第二通孔111。并且，参照图5、图6 所示，在该圆台形结构中设置有第一倒圆结构1021及第二倒圆结构1022，在压装igbt模块01时，将igbt模块01插入到第二散热单元012与相邻的第一散热单元011之间、以及每两个相邻的第一散热单元011之间，然后对层叠结构施加均匀的压力，该压力传递至散热板1后，散热板1上设置的第一连接结构102沿轴向
产生一定的变形量，第一倒圆结构1021及第二倒圆结构1022 发生变形，圆台形结构的侧壁倾斜程度减小，并且整体高度也减小，亦即第二散热单元012与相邻的第一散热单元011之间、以及每两个相邻的第一散热单元011之间相互连接的两块散热板1的间距减小，由此igbt模块01被夹紧。 igbt模块01起先装配时属于间隙配合，通过对层叠结构施加一定的压力，第一连接结构102产生一定量的变形，使igbt模块01被夹紧。第二连接结构 103的情况亦是如此，这里不再赘述。
43.参照图3所示，在一个实施例中，所述第一凸包101分布在所述第一通孔 110与所述第二通孔111之间；所述第一侧还一体成型形成有多个第二凸包 104，所述第二凸包104分布在所述第一通孔110周边以及所述第二通孔111 周边。
44.具体可选地，第一凸包101的形状可以为四角倒圆的矩形或者正方形，或者其他形状；同样地，第二凸包104的形状也可以为四角倒圆的矩形或者正方形，或者其他形状。第一凸包101及第二凸包104的设置可以形成数量较多的供冷却液流动的通道，使冷却液与igbt模块01之间的换热更加充分。此外，第二凸包104的设置还可以增强结构强度。
45.参照图4所示，所述第一凸包101及所述第二凸包104均为冲压成型；在所述散热板1的第二侧，与所述第一凸包101相对应的位置处形成有第一凹坑 105，且与所述第二凸包104相对应的位置处形成有第二凹坑106。采用冲压成型的方式在散热板1的第一侧冲压形成所述第一凸包101及第二凸包104的同时，在散热板1的第二侧冲压形成了第一凹坑105及第二凹坑106。冲压成型的方式工艺简单易操作，制作方便。可选地，散热板1采用冲压铝件。
46.参照图1、图7所示，在一个实施例中，所述散热器还包括第三散热单元 015，所述第三散热单元015设置一个；所述第三散热单元015包括相互连接的散热板1及顶板3，且所述散热板1的第一侧与所述顶板3相对设置；所述顶板3位于所述层叠结构沿所述第一方向的最前侧，所述第三散热单元015中的散热板1与顶板3之间形成用于容纳冷却液的第三容纳腔体；所述顶板3上开设有与所述进水口013相连通的第三通孔33及与所述出水口014相连通的第四通孔34。
47.当冷却液在第三散热单元015的第三容纳腔体流动时，散热板1的第一凸包101也会对冷却液形成扰动作用，起到强化传热的效果，使得冷却热与igbt 模块01的换热更加充分。当压装igbt模块01时，在顶板3处对整个层叠结构施加压力，由于顶板3的中部呈平板状，因此便于压力的施加。
48.参照图1所示，在一个实施例中，进一步地，所述顶板3上与所述第三通孔33相对应的位置处连接有进水管4，所述顶板3上与所述第四通孔34相对应的位置处连接有出水管5。
49.进水管4和出水管5的设置可以方便冷却液进出层叠结构。
50.参照图7所示，在一个实施例中，进一步地，所述顶板3上与所述第三通孔33相对应的位置处设置有第一套管31，所述第一套管31与所述进水管4 连接；所述顶板3上与所述第四通孔34相对应的位置处设置有第二套管32，所述第二套管32与所述出水管5连接。
51.具体可选地，第一套管31与进水管4通过焊接连接，第二套管32与出水管5通过焊接连接；这样进水管4及出水管5便可牢靠地安装在顶板3上，从而使冷却液顺利地流进第三容纳腔体中，进而充满整个散热器的第一容纳腔体及第二容纳腔体中，达到为igbt模块01散热降温的目的。
52.参照图2、图8所示，在一个实施例中，所述散热器还包括垫片6，所述垫片6上开设
有与所述进水口013相连通的第五通孔61及与所述出水口014 相连通的第六通孔62；每个所述散热板1的第二侧均连接一个所述垫片6。
53.在该实施例中，由于在散热板1的第二侧设置了垫片6，在安装igbt模块01时，igbt模块01并没有直接与散热板1接触，而是与垫片6直接接触。具体地，参照图10所示，igbt模块01上具有相对设置的两个台阶001，两个台阶001之间的距离与垫片6的宽度相当，在装配时利用两个台阶001对垫片6进行限位。可选地，将导热硅脂均匀地涂抹于igbt模块01的两个侧面，用于减少igbt与垫片6之间的接触热阻。设置垫片6可以提高平面度，并且能够有效避免igbt模块01与散热板1第二侧的第一凹坑105直接接触，从而导致igbt模块01局部温度过高的情况发生。
54.在一个实施例中，进一步地，所述第一凸包101分布在所述第一通孔110 与所述第二通孔111之间；所述第一侧还一体成型形成有多个第二凸包104，所述第二凸包104分布在所述第一通孔110周边以及所述第二通孔111周边；所述第一凸包101及所述第二凸包104均为冲压成型；在所述散热板1的第二侧，与所述第一凸包101相对应的位置处形成有第一凹坑105，且与所述第二凸包104相对应的位置处形成有第二凹坑106；所述垫片6上设置有第三凸包 601，所述第三凸包601分布在所述第五通孔61周边以及所述第六通孔62周边，所述第三凸包601与所述第二凹坑106对应设置。
55.垫片6上设置的第三凸包601的位置及尺寸与第二凹坑106相对应匹配，在装配时，第三凸包601和第二凹坑106起到了限位的作用，使垫片6能够紧贴散热板1的第二侧。
56.在一个实施例中，所述散热板1在所述第一通孔110处设置有第一连接结构102，且在所述第二通孔111处设置有第二连接结构103；所述第三散热单元015的散热板1与相邻所述第一散热单元011的散热板1在所述第一连接结构102处相互压合，且在所述第二连接结构103处也相互压合；所述第一连接结构102呈圆台形，所述第一连接结构102在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第一连接结构102的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢；所述第二连接结构103呈圆台形，所述第二连接结构103在所述第一侧呈凹陷状且在所述第二侧呈凸起状，所述第二连接结构103的侧壁在从所述第一侧朝向所述第二侧的方向逐渐收拢。
57.在设置第三散热单元015的实施例中，同样地，第三散热单元015的散热板1上也设置有第一连接结构102及第二连接结构103，其作用和效果与前述相同，这里不再赘述。
58.在一个实施例中，进一步地，每两个相邻所述散热板1通过钎焊连接。
59.每两个相邻的散热板1之间，以及底板2与相邻的散热板1之间、顶板3 与相邻的散热板1之间均采用钎焊进行连接，这样的整体焊接结构密封性能更高，同时提高了装配效率，便于进行批量生产。本申请实施例还提供了一种电动车，所述电动车包括如上所述的散热器。
60.上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。