一种功率模块散热器及其制作方法与流程

本发明涉及功率散热，尤其涉及一种功率模块散热器及其制作方法。

背景技术：

1、随着科技发展，节能降耗成为各领域产业发展关注的焦点。变频技术在节能低碳方面的应用举足轻重，极大地推动了其核心部件-功率模块的发展。第三代半导体即宽禁带半导体是指禁带宽度大于3.0ev的半导体材料，其中碳化硅(sic)材料得到了广泛的关注，与第一代半导体材料硅(si)相比，sic材料有更大的禁带宽度，更高的击穿场强与更高的热导率。

2、sic虽然功能强大，但同时也是电驱系统的“发热大户”，其工作时的热量来源主要是功率模块中的电子器件(如芯片、电阻、电容、电感等)在电流通过时所产生的焦耳热，以及电子元件之间的相互作用和转换过程中的能量损失。以芯片为例，工作时温度最高可达175℃。这些热量会导致功率模块的温度升高，如果不进行有效的散热，会降低电子器件的工作效率，甚至可能导致电子器件过热而损坏。因此，功率模块通常搭配水冷型散热器使用。水冷散热方式作为一种有效的散热方式，它通过冷却液循环散热，具有结构简单、散热效率高的特点，但是水冷型散热器具有重量大、散热不均等问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种功率模块散热器及其制作方法，以使散热器散热更加均匀且重量较小。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种功率模块散热器，包括：散热底板；

3、多个散热片，设置于所述散热底板的一侧；所述散热片沿垂直于所述散热底板所在平面的方向延伸；

4、所述功率模块散热器包括冷媒入口和冷媒出口，以使冷媒由所述冷媒入口经由所述散热片之间间隙流至所述冷媒出口；靠近所述冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近所述冷媒入口的所述散热片的高度；所述散热片的高度为所述散热片在垂直与所述散热底板的方向上的尺寸。

5、第二方面，本发明实施例还提供了一种功率模块散热器的制作方法，用于形成本发明任意实施例提供的功率模块散热器，包括：

6、搭建标准功率模块散热器的模型并设置流体边界条件，以获取所述标准功率散热器在平行于散热底板所在平面的温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图；所述标准功率模块散热器为散热片的高度均相等的功率模块散热器；所述流体边界条件至少包括冷媒状态、环境状态以及冷媒与所述功率模块散热器的摩擦系数；所述冷媒状态至少包括冷媒密度、冷媒流速和冷媒温度和冷媒压力；所述环境状态至少包括环境温度和环境压力；

7、根据所述温度场分布图、速度场分布图以及压力场分布图设置所述散热底板上不同区域的散热片的高度；且靠近冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近冷媒入口的所述散热片的高度。

8、本发明中，散热底板上设置有多个散热片，在散热过程中，冷媒由功率模块散热器的冷媒入口，经由散热片之间的间隙流入冷媒出口，靠近冷媒出口的散热片的高度大于靠近冷媒入口的散热片的高度。因为冷媒在传输过程中，冷媒流速、冷媒温度以及冷媒压力均有所变化，致使越靠近冷媒出口的冷媒散热效果越差，本实施例将靠近冷媒入口的散热片的高度降低，从而有效缓解冷媒入口处散热片对冷媒的消耗，提升冷媒出口处冷媒的散热效果，解决冷媒入口和冷媒出口散热不均的问题，且冷媒入口的散热片高度降低后，能够减轻整个功率散热器的重量，减轻整车动力的负载损耗，并降低功率散热器的制作成本。

技术特征：

1.一种功率模块散热器，其特征在于，包括：散热底板；

2.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向，所述散热片分为多个散热片组；每个散热片组包括多个所述散热片；所述第一方向平行于所述散热底板；

3.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向，所述散热片的高度依次增大。

4.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，所述散热底板包括：热瓶颈区域；所述热瓶颈区域为所述散热片的热瓶颈参数大于参数阈值的区域；

5.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，沿所述冷媒入口指向所述冷媒出口的第一方向，所述散热片远离所述散热底板的一侧表面形成波浪状。

6.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，所述散热片为沿垂直于所述散热底板的方向延伸的柱状结构；

7.根据权利要求1所述的功率模块散热器，其特征在于，还包括：流道结构；所述散热底板和所述散热片设置于所述流道结构的腔内；

8.一种功率模块散热器的制作方法，其特征在于，用于形成上述权利要求1-7任一项所述的功率模块散热器，包括：

9.根据权利要求8所述的功率模块散热器的制作方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的功率模块散热器的制作方法，其特征在于，根据热瓶颈参数获取所述散热底板的热瓶颈区域，包括：

技术总结
本发明公开了一种功率模块散热器及其制作方法，功率模块散热器包括：散热底板；多个散热片，设置于所述散热底板的一侧；所述散热片沿垂直于所述散热底板所在平面的方向延伸；所述功率模块散热器包括冷媒入口和冷媒出口，以使冷媒由所述冷媒入口经由所述散热片之间间隙流至所述冷媒出口；靠近所述冷媒出口的所述散热片的高度大于靠近所述冷媒入口的所述散热片的高度；所述散热片的高度为所述散热片在垂直与所述散热底板的方向上的尺寸。本发明提供的技术方案，可使散热器散热更加均匀且重量较小。

技术研发人员：王德平,赵永强,解锟,任志恒
受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17