一種基于冷板的電源散熱裝置及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于冷板的電源散熱裝置及方法，特別地用于新能源電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)備中最能解決問(wèn)題。區(qū)別于傳統(tǒng)直流電源的強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方法，本發(fā)明的電源模塊包括如下：(6)是電源模塊整機(jī)，(2)是冷板裝置，(3)和(1)分別是冷板的導(dǎo)熱液體的輸入輸出接口，(4)是熱良好導(dǎo)體材料，電源模塊的輸入端口(9)和輸出端口(10)通過(guò)前面板插裝的方式進(jìn)行前維護(hù)。模塊散熱方式的工作原理如下：電源模塊內(nèi)部的主要發(fā)熱元器件(7)和次要發(fā)熱元器件(8)通過(guò)隔膜(12)進(jìn)行冷熱分離；可以通過(guò)內(nèi)部風(fēng)扇(11)將主要發(fā)熱腔體的熱量進(jìn)行均衡，防止局部過(guò)熱；內(nèi)部主要發(fā)熱元器件(7)通過(guò)良好導(dǎo)熱基板(5)，將熱量傳至機(jī)殼底部；通過(guò)熱良好導(dǎo)體(4)，將電源模塊導(dǎo)熱基板(5)和冷板(2)進(jìn)行良好接觸和熱傳遞，通過(guò)冷板的液冷方式將電源模塊的熱量散至冷板外部。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于冷板的電源散熱裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子功率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體涉及一種基于冷板的電源散熱裝置及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越普及，充電粧建設(shè)需求量急劇加大，大量充電粧和充電模塊迅速流入市場(chǎng)。目前大部分研發(fā)生產(chǎn)模塊化充電電源的廠家，其技術(shù)路線基本沿用兩個(gè)傳統(tǒng)行業(yè):(I)電力電源行業(yè)；(2)通信電源行業(yè)。
[0003]上述兩個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)，其設(shè)備大部分在室內(nèi)環(huán)境下運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境良好，沒(méi)有嚴(yán)重的灰塵和潮濕、鹽霧的問(wèn)題。電源模塊產(chǎn)品基本上采用風(fēng)冷方式進(jìn)行散熱，不可避免的將電路板及敏感的電子元器件暴露在空氣中。
[0004]電動(dòng)汽車(chē)充電站基本運(yùn)行在戶(hù)外環(huán)境?；覊m較大、晝夜溫差導(dǎo)致的凝露、沿海地帶鹽霧、加油站附近的硫化物等，必然對(duì)電路板和敏感元器件腐蝕嚴(yán)重。雖然目前戶(hù)外電動(dòng)汽車(chē)充電粧基本按照IP54的防護(hù)等級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)，因散熱和防護(hù)是一對(duì)矛盾，導(dǎo)致防護(hù)效果仍不明顯，需要經(jīng)常維護(hù)，同時(shí)充電設(shè)備的實(shí)際使用壽命大打折扣。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明提供了一種基于冷板的電源散熱裝置及方法，本發(fā)明在電源模塊的工作面貼有冷板，通過(guò)冷板對(duì)電源模塊進(jìn)行散熱，既保證了良好的散熱效果，又避免了電路板和敏感元器件和空氣直接接觸。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種基于冷板的電源散熱裝置，用于對(duì)電動(dòng)車(chē)充電提供的電源模塊，電源模塊的工作面上緊貼有冷板，冷板設(shè)置有冷板輸入接口和冷板輸出接口，冷卻介質(zhì)通過(guò)冷板輸入接口進(jìn)入到冷板內(nèi)部，電源模塊產(chǎn)生的熱量通過(guò)流經(jīng)冷板的冷卻介質(zhì)帶走。
[0008]進(jìn)一步，所述電源模塊采用密封的方式將電源內(nèi)部與空氣隔離。
[0009]進(jìn)一步，電源模塊與冷板的貼合面涂覆有導(dǎo)體材料，以增加傳熱效率。
[0010]進(jìn)一步，電源模塊的發(fā)熱源緊貼在電源模塊的導(dǎo)熱基板上。
[0011]進(jìn)一步，電源模塊內(nèi)部的主要發(fā)熱器件和次要發(fā)熱器件通過(guò)隔膜進(jìn)行冷熱分離。
[0012]進(jìn)一步，主要發(fā)熱器件的空間內(nèi)通過(guò)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)熱量均衡，防止局部過(guò)熱。
[0013]進(jìn)一步，電源模塊的輸入端口和輸出端口采用前面板維護(hù)。
[0014]—種基于冷板的電源散熱方法，包括以下步驟:
[0015](I)在電源模塊的工作面緊貼冷板；
[0016](2)施加作用力，使電源模塊與冷板緊密接觸；
[0017](3)通過(guò)冷板的輸入接口通入冷卻介質(zhì)；
[0018](4)電源模塊產(chǎn)生的熱量傳遞到冷板后，被冷卻介質(zhì)通過(guò)冷板輸出接口帶到外部環(huán)境。
[0019]進(jìn)一步，冷卻介質(zhì)的冷卻方式為水冷或液冷。
[0020]進(jìn)一步，電源模塊內(nèi)部的主要發(fā)熱器件和次要發(fā)熱器件通過(guò)隔膜進(jìn)行冷熱分離，所述主要發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量首先通過(guò)風(fēng)扇進(jìn)行熱量均衡，然后通過(guò)冷板進(jìn)行降溫。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果:本發(fā)明在電源模塊的工作面貼有冷板，通過(guò)冷板的輸入接口通有冷卻介質(zhì)，這樣，電源模塊產(chǎn)生的熱量首先傳遞到冷板，然后被流經(jīng)冷板的冷卻介質(zhì)帶走。
【【附圖說(shuō)明】】
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明另一種變形的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為本發(fā)明的多個(gè)電源模塊與冷板的連接結(jié)構(gòu)示示意圖；
[0025]圖4為本發(fā)明的多個(gè)電源模塊與冷板的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]其中，I和3分別是冷板的冷卻介質(zhì)的輸出接口和輸入接口，2是冷板，4是導(dǎo)體材料，5是電源模塊導(dǎo)熱基板，6是電源模塊，7是主要發(fā)熱器件，8是次要發(fā)熱器件，9是電源模塊輸入〗而口，10是電源1?塊輸出?而口，11是風(fēng)扇，12是隔月旲。
【【具體實(shí)施方式】】
[0027]本發(fā)明的目的在于提供一種基于冷板的大功率模塊化電源的散熱方式，以克服現(xiàn)有技術(shù)手段存在的缺陷。本發(fā)明同時(shí)解決大功率電源的散熱和防護(hù)問(wèn)題，有效提高了電源模塊的防護(hù)效果，具有延長(zhǎng)電源使用壽命、生命周期內(nèi)免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0028]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0030]實(shí)施例1
[0031]請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于冷板的大功率模塊化電源的散熱方式，包括電源模塊6、冷板2和熱良好的導(dǎo)體材料4;其中，電源模塊2的輸入端口 9和輸出端口 10采用前面板維護(hù)的方式。
[0032]電源模塊內(nèi)部采用冷熱分離的方法，即主要發(fā)熱器件7和次要發(fā)熱器件8通過(guò)隔膜12進(jìn)行冷熱分離;主要發(fā)熱器件空間，采用內(nèi)部的風(fēng)扇11進(jìn)行熱量均衡，防止局部過(guò)熱。
[0033]主要發(fā)熱元器件7包括但不僅限于功率半導(dǎo)體器件、磁性元器件等，這些主要發(fā)熱器件7以一定的方式緊密切合電源模塊的導(dǎo)熱基板5，將熱量傳導(dǎo)至電源模塊6的底部。
[0034]電源模塊的底部通過(guò)熱良好的導(dǎo)體材料4與冷板2進(jìn)行緊密貼合和熱量傳導(dǎo)，冷板的輸入接口3和輸出接口 I將冷板的熱量傳導(dǎo)至冷板外部。
[0035]實(shí)施例2
[0036]實(shí)施例2與實(shí)施例1的區(qū)別在于:實(shí)施例1中，隔膜12將主要發(fā)熱器件7和次要發(fā)熱器件8分為兩部分，而主要發(fā)熱器件7沿著周?chē)囊恢苜N在導(dǎo)熱基板上。而在實(shí)施例2中，隔膜12雖然將主要發(fā)熱器件7和次要發(fā)熱器件8分開(kāi)了，但是在主要發(fā)熱器件7的空間內(nèi)，借由導(dǎo)熱基板又將主要發(fā)熱器件分為上下兩個(gè)空間，在兩個(gè)空間內(nèi)，均放置有風(fēng)扇11。
[0037]請(qǐng)參閱圖3所示，為本發(fā)明的多個(gè)電源模塊與冷板的連接方式，具體地說(shuō)，當(dāng)存在多個(gè)電源模塊時(shí)，多個(gè)電源模塊疊層放置，那么冷板沿著電源模塊的疊層方向放置，且冷板沿疊層方向的尺寸長(zhǎng)度至少大于疊放在一起的多個(gè)電源模塊的相應(yīng)尺寸。
[0038]這樣，無(wú)論哪個(gè)電源模塊產(chǎn)生熱量，均可以通過(guò)流經(jīng)的冷卻介質(zhì)進(jìn)行散熱、降溫。而每個(gè)電源模塊的輸入端口和輸出端口位于與冷板相對(duì)的面上。
[0039]請(qǐng)參閱圖4所示，為本發(fā)明的多個(gè)電源模塊與冷板的另一種連接方式，其與圖3所述的連接方式的區(qū)別在于:在圖3中，所有電源模塊均是自下而上疊層放置，而在圖4中，電源模塊分為兩列放置，在每一列，電源模塊疊層放置，所述冷板放置在相鄰兩列電源模塊之間，且與兩列的電源模塊的工作面均緊密接觸，電源模塊的輸入端口和輸出端口位于與冷板相對(duì)的另一面。
[0040]綜上所述，本發(fā)明采用整機(jī)密封的方式將電源模塊的電源內(nèi)部和空氣隔離，通過(guò)具有良好熱傳導(dǎo)功能的導(dǎo)熱基板5將電源內(nèi)部的主要發(fā)熱器件7產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至電源底部，避免積灰水汽對(duì)電路板及元器件的腐蝕;同時(shí)通過(guò)液冷(水冷)冷板進(jìn)行集中散熱，電源模塊的溫度可以得到很好的控制。該發(fā)明可以顯著提升電源模塊的使用壽命。
[0041]本發(fā)明通過(guò)采用熱良好的導(dǎo)體材料將電源模塊底部和冷板進(jìn)行緊密切合和熱量傳遞。
[0042]冷板上的熱量，通過(guò)流過(guò)冷板的冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到電源模塊整體散熱的目的。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:將電源模塊內(nèi)部完全與空氣隔絕。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于冷板的電源散熱裝置，用于對(duì)電動(dòng)車(chē)充電提供的電源模塊，其特征在于，電源模塊(6)的工作面上緊貼有冷板(2)，冷板(2)設(shè)置有冷板輸入接口( 3)和冷板輸出接口(I)，冷卻介質(zhì)通過(guò)冷板(2)輸入接口(3)進(jìn)入到冷板(2)內(nèi)部，電源模塊產(chǎn)生的熱量通過(guò)流經(jīng)冷板的冷卻介質(zhì)帶走。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:所述電源模塊采用密封的方式將電源內(nèi)部與空氣隔離。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:電源模塊與冷板的貼合面涂覆有導(dǎo)體材料(4)，以增加傳熱效率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:電源模塊的發(fā)熱源(7、8)緊貼在電源模塊(6)的導(dǎo)熱基板(5)上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:電源模塊內(nèi)部的主要發(fā)熱器件(7)和次要發(fā)熱器件(8)通過(guò)隔膜(12)進(jìn)行冷熱分離。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:主要發(fā)熱器件的空間內(nèi)通過(guò)風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)熱量均衡，防止局部過(guò)熱。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種基于冷板的電源散熱裝置，其特征在于:電源模塊的輸入端口和輸出端口采用前面板維護(hù)。8.一種基于冷板的電源散熱方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在電源模塊(6)的工作面緊貼冷板(2); (2)施加作用力，使電源模塊(6)與冷板(2)緊密接觸； (3)通過(guò)冷板(2)的輸入接口(3)通入冷卻介質(zhì)； (4)電源模塊產(chǎn)生的熱量傳遞到冷板后，被冷卻介質(zhì)通過(guò)冷板輸出接口帶到外部環(huán)境。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于冷板的電源散熱方法，其特征在于:冷卻介質(zhì)的冷卻方式為水冷或液冷。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于冷板的電源散熱方法，其特征在于:電源模塊內(nèi)部的主要發(fā)熱器件(7)和次要發(fā)熱器件(8)通過(guò)隔膜(12)進(jìn)行冷熱分離，所述主要發(fā)熱器件產(chǎn)生的熱量首先通過(guò)風(fēng)扇進(jìn)行熱量均衡，然后通過(guò)冷板進(jìn)行降溫。
【文檔編號(hào)】H05K7/20GK105916357SQ201610398529
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月7日
【發(fā)明人】袁慶民, 趙剛, 黃炎, 衛(wèi)建榮, 趙綠化, 李強(qiáng)
【申請(qǐng)人】西安特銳德智能充電科技有限公司