具有可分离的导流挡板的冷板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及具有可分离的导流挡板的冷板。组件包括冷板外壳和从冷板外壳可分离的导流挡板。冷板外壳包括在其中的空腔、用于冷却液进入空腔中的入口和用于冷却液流出空腔的出口。挡板在空腔内附接至外壳。挡板包括导流特征部，使得挡板以规定的方式将冷却液流从入口经过空腔引导至出口。
【专利说明】
具有可分离的导流挡板的冷板
技术领域
[0001]本发明涉及一种冷板，该冷板具有用于引导冷却液穿过冷板的特征。
[0002]背景
[0003]冷板被用于冷却电子设备，例如电动交通工具或混合动力交通工具的电池充电器。这种电池充电器将来自输电网的交流(AC)电转变为直流(DC)电以用于为交通工具电池充电。电池充电器包括作用为将交流电转变为直流电的电子部件。当工作时，电子部件产生热量。附接至电池充电器外罩的冷板消散该热量。
[0004]概述
[0005]组件包括冷板外壳和从冷板外壳可分离的导流挡板。冷板外壳包括在其中的空腔、用于冷却液进入空腔中的入口和用于冷却液流出空腔的出口。挡板在空腔内附接至外壳。挡板包括导流特征部，使得挡板以规定的方式将冷却液流从入口经过空腔引导至出口。
[0006]用于制造冷板组件的方法包括铸造冷板外壳，该冷板外壳具有在其中的空腔、用于冷却液进入空腔中的入口和用于冷却液流出空腔的出口。该方法还包括形成非铸造挡板，该挡板是与外壳可分离的以用于在空腔内附接至外壳，挡板包括导流特征部，使得当挡板在空腔内附接至外壳时，该挡板以规定的方式将冷却液流从入口经过空腔引导至出口。
[0007]冷板外壳可以是金属的并且挡板可以是非金属的。例如，冷板外壳可以是铝的并且挡板可以是塑料的。通常，冷板外壳是铸造部件并且挡板是非铸造部件。例如，挡板是注塑模制部件。
[0008]挡板还可以包括流量计量特征部和阻流特征部，使得挡板以规定的方式将冷却液流从入口经过空腔引导至出口。挡板的导流特征部可包括阻流支柱、阻流障碍物、流斜坡、流桥、流槽和流漏斗中的一者或多者。
[0009]冷板外壳可包括盖和底座，盖和底座彼此附接，其中空腔在盖和底座之间。在这种情况下，空腔在底座的内表面和盖的内表面之间，并且挡板在指定的位置处附接至底座的内表面，使得挡板以规定的方式将冷却液流从入口经过空腔引导至出口。底座的外表面和盖的外表面中的至少一者配置为在其上接纳电子组件外罩。
[0010]附图简述
[0011 ]图1以看入底座中的视图示出了冷板的底座，其中用于底座的冷板的盖从底座移除；
[0012]图2A以看入底座中的视图示出了包括可分离的导流挡板的底座，其中盖从底座移除；
[0013]图2B以看入底座中的另一个视图示出了包括挡板的底座，其中盖从底座移除；
[0014]图3以从底座朝着盖看的视图示出了盖和挡板；
[0015]图4A以朝着盖的外表面看的视图示出了组装的冷板；以及
[0016]图4B以朝着底座的外表面看的视图示出了组装的冷板。
[0017]详细描述
[0018]本文公开了本发明的详细的实施方案;然而，应理解，所公开的实施方案对于本发明仅仅是示例性的，本发明可以以各种形式和可选择形式来体现。附图未必按比例绘制;一些特征可能被放大或缩小以显示特定部件的细节。因此，本文公开的特定的结构细节和功能细节不应被理解为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。
[0019]现在参考图1，其示出了冷板10的底座12。底座12是缺少顶板的外壳。冷板10还包括用于底座12的盖14(图3和图4A中所示)。附接至底座12的盖14提供用于底座的顶板并且从而使外壳完整。当底座12和盖14附接时，冷板10组装为完全封闭的外壳。
[0020]在具有彼此附接的底座12和盖14的组装的冷板10中，底座12的内表面16和盖14的内表面18彼此面对。冷板10包括在外壳内的空腔或歧管20。空腔20界定或形成在底座12的内表面16和盖14的内表面18之间。现有技术中已知的任何类型的冷却液可以循环进入空腔20中及离开空腔20。因此，冷板10是冷却液冷却的散热器。
[0021]冷板10提取、移除、消散等(“消散”)由容纳在外罩(未示出)中的附接至底座12的外表面32和/或盖14的外表面34的电子组件产生的热量。例如，电子组件是电动交通工具或混合动力交通工具的电池充电器，该电池充电器用于将来自输电网的交流电转变为直流电以用于为交通工具电池充电。这种电池充电器包括作用为将交流电转变为直流电的各种电子部件。例如，当电池充电器是3.3KW至3.6KW的电池充电器时，电子部件在工作时产生相对大量的热量。电池充电器的电子部件可容纳在附接至底座12的外表面32和/或盖14的外表面34的一个或多个外罩中。这将被统称为附接至底座12或盖14的外表面的电子组件。电子组件附接至冷板10的底座12或盖14的外表面以消散由该电子组件产生的热量。
[0022]冷板10充当并还可以被称为吸热器或散热器。冷板10通过将热量从电子组件吸收至底座和盖中来消散来自附接至底座12或盖14的外表面的电子组件的热量。吸收的热量从底座和盖向外辐射到空腔20内的冷却液中。热的冷却液循环离开空腔20。
[0023]底座12和盖14是具有相对高的热传导能力的铸造金属部件。例如，底座12和盖14由铝制造。从附接至底座12的外表面32和盖14的外表面34的电子组件产生的热量传导至这些外表面中并且然后传导到底座的内表面16和盖的内表面18中。热量从底座12的内表面16和盖14的内表面18辐射到空腔20中。在空腔20内的冷却液吸收辐射到空腔内的热量并且升温。升温的冷却液从空腔20排出并且用注入到空腔中的冷的冷却液替换。随着该过程的继续，在空腔20内的冷的冷却液随着源自电子组件的更多的热量而升温。
[0024]图1的视图看入底座12中，其中盖14从该底座移除。因此，图1中示出了底座12的内表面16。底座12的内表面16包括在其上的各种特征部，例如，翅片或突起22。突起22从底座12的内表面16突出到空腔20中。突起22起作用以增加底座12的内表面16的热传导表面面积。因此，吸收到底座12的内表面16中的热量从底座12的内表面16更有效地辐射到空腔20中。同样，盖14的内表面18可以包括这样的突起。
[0025]如图1中所示，突起22成组布置在底座12的内表面16的相应的区域上。突起22以这种方式布置为每组突起22与相应的电子组件对应。特别是，在底座12的内表面16的区域上的一组突起要辐射由电子组件产生的热量，该电子组件附接至底座12的与底座12的内表面16的该区域相对的外表面32。
[0026]冷却液循环进入空腔20中及离开空腔20以吸收在空腔内的热量并使热量消散离开空腔以及远离冷板10。底座12包括用于冷却液进入到空腔20中及离开空腔20的一对端口24和26。例如，端口 24是入口端口且端口 26是出口端口。加压的冷却液注入到入口端口 24中并经过空腔20循环至出口端口 26并且从出口端口排出。入口端口 24和出口端口 26可被配置为附接到用于该目的的入口 /出口配件28、30。
[0027]空腔20需要经过整个空腔的足够的冷却液流以用于从空腔的所有部分有效地吸收热量。值得关注的是，由于由底座12的内表面16和盖14的内表面20界定的空腔20的结构，所以冷却液的流量可能比最理想的流量小。冷却液在从入口端口 24达到出口端口 26时采用经过空腔20阻力最小的路径。因此，除非空腔20使用适当的导流特征部设计，否则不希望的湍流冷却液流、在空腔20内的某些部分中的冷却液停滞、在空腔内的某些部分中的不足量的冷却液流或体积、或其它不期望的状况可能发生。这些因素导致冷板10没有最佳散热性會K。
[0028I 现在参考图2A和图2B，并继续参考图1，示出了底座12包括可分离的导流挡板(或隔离物)36。如图1的视图，图2A和图2B的两个视图看入底座12中，其中盖14从底座移除。
[0029]挡板36起作用为引导在空腔20内的冷却液流。挡板36引导在空腔20内的冷却液流，使得冷却液以最佳的模式流经空腔，借此冷板10具有最佳散热性能。例如，挡板36配置为引导冷却液流，使得足够的冷却液流经过整个空腔20发生以用于从空腔的所有部分有效地吸收热量。以这种方式，挡板36最小化或消除在空腔20内的不希望的湍流冷却液流、冷却液停滞和不足的冷却液流或体积。这些特性可能与缺少由挡板36提供的适当的导流特征部的冷板相关联，如上文描述的。挡板36改善冷板10的冷却液流特性且因此改善冷板10的冷却的一种方式是通过阻断“短路”，该“短路”将允许冷却液通过流经入口 28和出口 30之间的低流动阻力的路径而避免流经突起22。挡板36也可以肯定地通过本文描述的挡板36的各种导流特征部引导液流经过突起22。
[0030]挡板36具有预定的结构，其被调整为与底座12的内表面16(和盖14的内表面18)相互作用以使得冷却液以合意的方式从入口端口 24经过空腔20流至出口端口 26。挡板36可包括各种导流特征部、流量计量特征部和阻流特征部，其起作用以使得冷却液以合意的方式流经空腔20。例如，挡板36包括一个或多个阻流支柱38、阻流障碍物40、流斜坡42、流桥44、流槽46和流漏斗48。由于挡板36配置为提供经过空腔20的有效的冷却液流，因此底座12的内表面16(和盖14的内表面18)可能能够以更佳的方式不同地设计。例如，由于引导有效的冷却液流经过空腔20的挡板36的存在，因此可以减小从底座12的内表面16进入空腔中的突起22的突出高度。
[0031 ]挡板36在指定的位置中附接至底座12的内表面16，在该指定的位置处挡板以合意的方式引导冷却液流。例如，挡板36附接至底座12的内表面16的特征部，例如翅片或定位突出部。挡板36的结构和指定的位置(连同底座12的内表面16和盖14的内表面18的结构)界定挡板36引导冷却液流的方式。挡板36基于这些变量预先设计以提供穿过空腔20的所需的冷却液流。在其它的实施方案中，像挡板36—样的挡板附接至盖14的内表面18以用于引导冷却液流。
[0032]挡板36是与底座12和盖14分离的元件。尽管挡板36附接至底座12的内表面16，但是挡板是与底座12 “可分离的”(即，能够分离或单独地处理)。由于挡板36是可分离的，因此挡板不与底座12—起铸造并且挡板可由不同于底座12的金属的材料制造。例如，挡板36是由非金属部件例如塑料制造的。在这种情况下，冷板10包括由铝铸造的底座12和盖14以及单独地由塑料形成的挡板36。
[0033]由于底座12和盖14由金属铸造而挡板36可由塑料制作，因此挡板36可以比底座12和盖14更容易地制造。由于挡板是由与金属完全不同的塑料制作的，因此在挡板36的结构或布局上的设计改变可以容易地进行。也就是说，塑料导流挡板36可以比在其上具有在底座12的内表面16上铸造的冷却液导流特征部的底座12的制作更容易制作。
[0034]因为挡板36是可分离的部件，所以不同设计的挡板可以与底座12的内表面16互换。以这种方式，适当地设计的挡板可以通过尝试错误法(trial and error)确定，并且随后的改进的挡板设计可以容易地实施到空腔20中。以这种方式，相比于铸造具有铸造到底座的内表面16上的冷却液导流特征部的底座12，设计灵活性被提高。
[0035]相比于具有铸造导流特征部的冷板，带有塑料挡板36的冷板10的重量和材料厚度被减小。
[0036]总之，(塑料)挡板36造成冷板10的更轻的重量、冷板的压铸部分中的更少的复杂性和易于制造冷板。冷却液流可以使用挡板36引导至所需的地方，而不增加冷板10的金属(铝)部分的复杂性。由于挡板可以通过注塑模制工艺制作，因此挡板36的复杂形状是可能的。
[0037]现在参考图3，并继续参考图1、图2A和图2B，示出了盖14和挡板36。图3的视图朝着盖14的外表面34向下看，其中在盖14的内表面18之下的挡板36以轮廓形式被示出。如图3中所示，盖14的外表面34包括凹进部分，例如凹进部分50和52。凹进部分50和52提供用于电子组件的外罩附接至盖14的外表面34的相应区域。以这种方式，来自电子组件的热量被传递到盖14的外表面34的凹进部分50和52进入空腔20中。
[0038]图4A以朝着盖14的外表面34看的视图示出了组装的冷板10。如所示的，盖14的外表面34还包括衬垫54。衬垫54配置为接纳安装在其上的电子组件的外罩。
[0039]图4B以朝着底座12的外表面32看的视图示出了组装的冷板。像盖14的外表面34—样，底座12的外表面32包括凹进部分56和用于接纳电子组件的外罩的衬垫58。以这种方式，来自电子组件的这些外罩的热量被传递到底座12的外表面32并进入空腔20中。
[0040]尽管以上描述了示例性的实施方案，但是其不意在这些实施方案描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，本说明书中使用的词汇是描述性的词汇而不是限制性的词汇，并且应理解，可做出各种变化而不偏离本发明的精神和范围。另外，各种实施的实施方案的特征可被组合以形成本发明的另外的实施方式。
【主权项】
1.一种组件，包括: 冷板外壳，其具有在其中的空腔、用于冷却液进入所述空腔中的入口和用于冷却液流出所述空腔的出口；以及 挡板，其是与所述外壳可分离的并且在所述空腔内附接至所述外壳，所述挡板包括导流特征部，使得所述挡板以规定的方式将冷却液流从所述入口经过所述空腔引导至所述出□ O2.根据权利要求1所述的组件，其中: 所述冷板外壳是金属的并且所述挡板是非金属的。3.根据权利要求2所述的组件，其中: 所述挡板是塑料的。4.根据权利要求1所述的组件，其中: 所述冷板外壳是铸造部件并且所述挡板是非铸造部件。5.根据权利要求4所述的组件，其中: 所述挡板是注塑模制部件。6.根据权利要求1所述的组件，其中: 所述挡板还包括流量计量特征部和阻流特征部，使得所述挡板以所述规定的方式将冷却液流从所述入口经过所述空腔引导至所述出口。7.根据权利要求1所述的组件，其中: 所述挡板的所述导流特征部包括阻流支柱、阻流障碍物、流斜坡、流桥、流槽和流漏斗中的一者或多者。8.根据权利要求1所述的组件，其中: 所述冷板外壳包括盖和底座，所述盖和所述底座彼此附接，其中所述空腔在所述盖和所述底座之间。9.根据权利要求8所述的组件，其中: 所述空腔在所述底座的内表面和所述盖的内表面之间，并且所述挡板在指定的位置处附接至所述底座的所述内表面，使得所述挡板以所述规定的方式将冷却液流从所述入口经过所述空腔引导至所述出口。10.根据权利要求9所述的组件，其中: 所述底座的所述内表面包括在其上的铸造导流特征部，并且所述挡板与在所述底座的所述内表面上的所述铸造导流特征部配合，使得所述挡板以所述规定的方式将冷却液流从所述入口经过所述空腔引导至所述出口。11.根据权利要求9所述的组件，其中: 所述底座的外表面和所述盖的外表面中的至少一者配置为在其上接纳电子组件外罩。12.一种用于制造冷板组件的方法，所述方法包括: 铸造冷板外壳，所述冷板外壳具有在其中的空腔、用于冷却液进入所述空腔中的入口和用于冷却液流出所述空腔的出口；以及 形成非铸造挡板，所述挡板是与所述外壳可分离的以用于在所述空腔内附接至所述外壳，所述挡板包括导流特征部，使得当所述挡板在所述空腔内附接至所述外壳时，所述挡板以规定的方式将冷却液流从所述入口经过所述空腔引导至所述出口。13.根据权利要求12所述的方法，其中: 所述冷板外壳是金属的并且所述挡板是非金属的。14.根据权利要求13所述的方法，其中: 所述挡板是塑料的。15.根据权利要求12所述的方法，其中: 所述冷板外壳是铸造部件并且所述挡板是非铸造部件。16.根据权利要求15所述的方法，其中: 所述挡板是注塑模制部件。17.根据权利要求12所述的方法，其中: 所述挡板的所述导流特征部包括阻流支柱、阻流障碍物、流斜坡、流桥、流槽和流漏斗中的一者或多者。
【文档编号】H05K7/20GK105979752SQ201610137867
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】鲁图恩·雷, 帕明德·布拉尔, 迈克尔·斯科特·杜科, 贾瑞德·派克尼克
【申请人】李尔公司