模塊化快速成型水冷板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種模塊化快速成型水冷板，其特征在于：包括主集流室、至少一個主腔體和與所述主腔體相匹配的集流室；所述主腔體內設有多條貫穿于所述主腔體且用于冷卻液流動的流道；所述主集流室與所述主腔體固定的一側設有冷卻液容納槽Ⅰ，所述集流室與所述主腔體固定的一側設有冷卻液容納槽Ⅱ；所述主集流室和所述集流室分別通過攪拌摩擦焊固定在所述主腔體的兩側。本發(fā)明的模塊化的水冷板在滿足熱阻的同時降低加工難度，降低了加工成本，提高了安全性，更有利于功率模塊的正常工作。
【專利說明】模塊化快速成型水冷板
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及換熱【技術領域】，具體地說是一種模塊化快速成型水冷板。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，水冷板工作模式如下:功率模塊工作時產(chǎn)生的熱量，通過其安裝接觸面以導熱的方式傳遞給主腔體外表面，再以導熱的方式將熱量從主腔體外表面擴散到主腔體內表面，最終以對流換熱的方式熱量由循環(huán)的冷卻液從水冷板轉移至外界環(huán)境中，當整個系統(tǒng)達到熱平衡后，主腔體表面溫度會維持在功率模塊能夠正常工作溫度。
[0003]目前，隨著電子元器件的高功率、高集成的飛速發(fā)展，其工作時產(chǎn)生的熱量越來越大，對水冷板的要求越來越苛刻，且釬焊形式的水冷板在一定程度上存在泄漏的安全隱患，同時焊接成本非常高，改善水冷板的安全性及降低成本至關重要。

【發(fā)明內容】

[0004]根據(jù)上述提出的技術問題，而提供一種模塊化快速成型水冷板。本發(fā)明主要采用一體拉制的主腔體通過攪拌摩擦焊與集流室成型，從而達到水冷板模塊化快速組裝的作用。
[0005]本發(fā)明采用的技術手段如下:
[0006]一種模塊化快速成型水冷板，其特征在于:包括主集流室、至少一個主腔體和與所述主腔體相匹配的集流室；
[0007]所述主腔體內設有多條貫穿于所述主腔體且用于冷卻液流動的流道；
[0008]所述主集流室與所述主腔體固定的一側設有冷卻液容納槽I，所述集流室與所述主腔體固定的一側設有冷卻液容納槽II ;
[0009]所述主集流室和所述集流室分別通過攪拌摩擦焊固定在所述主腔體的兩側。
[0010]作為優(yōu)選，當所述主腔體的個數(shù)大于等于2時，所述主腔體兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述主腔體的總長度等于所述主集流室的長度；與所述主腔體相匹配的所述集流室兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述集流室的總長度等于所述主集流室的長度。
[0011]作為優(yōu)選，所述流道的橫截面至少為圓形、三角形或矩形中的一種或以上。
[0012]作為優(yōu)選，所述流道至少為流道內設有翅片的流道、增加縱向渦的內螺旋流道或流道內設有肋片的異型流道中的一種或以上。
[0013]上述的流道的橫截面形式并不僅限于上述的三種或三種的任意組合，流道的截面形式，以及上述的流道內部的散熱翅片的設置或流道成內螺旋管形式等等均可通過數(shù)值仿真分析技術確認是否滿足需求后設定。數(shù)值仿真分析技術需根據(jù)給定的冷卻液流量及電子功率元件產(chǎn)生的熱量進行分析，根據(jù)對水冷板的熱阻、流阻及安裝空間的需求，確定流道布
置的方案。
[0014]作為優(yōu)選，所述主腔體的背面設有用于安裝電子功率元件的螺紋孔。[0015]較現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的模塊化快速成型水冷板，是根據(jù)電子功率元件的不同散熱需求，快速的設計水冷板并實現(xiàn)快速組裝的技術方案；在保證正常工作和延長工作壽命的前提下，水冷板成型不采用真空釬焊或氣體保護焊工藝等工藝，而是采用一體拉制及攪拌摩擦焊成型，避免了硬釬焊的高額費用；并且根據(jù)不同工況要求，通過在主腔體內部布置異形流道增加水冷板的熱性能，根據(jù)不同的需要設計水冷板的難易程度，方便調節(jié)流道布置，設計靈活簡便，克服了成本高及泄漏的難題。
[0016]基于上述理由本發(fā)明可在元器件換熱領域廣泛推廣。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0018]圖1是本發(fā)明實施例1提供的兩個主腔體和兩個集流室的結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例2提供的一個主腔體和一個集流室的結構示意圖。
[0020]圖中:1、主集流室2、集流室3、主腔體31、流道
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，一種模塊化快速成型水冷板，根據(jù)給定的冷卻液流量及電子功率元件產(chǎn)生的熱量，分析水冷板的熱阻、流阻及安裝空間后采用主集流室1、兩個主腔體3和與所述主腔體3相匹配的兩個集流室2的散熱結構形式。
[0023]所述主腔體3采用鋁材拉制成型，再對主腔體3加工至目標尺寸。主腔體3內設有多條貫穿于所述主腔體3且用于冷卻液流動的流道31，流道31的可根據(jù)需要制成橫截面至少為圓形、三角形或矩形中的一種或以上，至少為流道內設有翅片的流道、增加縱向渦的內螺旋流道或流道內設有肋片的異型流道中的一種或以上；所述主集流室I與所述集流室2采用機械加工直接成型，即在與所述主腔體3固定的一側設有冷卻液容納槽I和冷卻液容納槽II ；
[0024]所述主腔體3兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述主腔體3的總長度等于所述主集流室I的長度；所述集流室2兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述集流室2的總長度等于所述主集流室I的長度。所述主集流室I和所述集流室2分別通過攪拌摩擦焊固定在所述主腔體3的兩側。所述主腔體3的背面設有用于安裝電子功率元件的螺紋孔。
[0025]實施例2
[0026]如圖2所示，一種模塊化快速成型水冷板，根據(jù)給定的冷卻液流量及電子功率元件產(chǎn)生的熱量，分析水冷板的熱阻、流阻及安裝空間后采用主集流室1、一個主腔體3和與所述主腔體3相匹配的一個集流室2的散熱結構形式。
[0027]所述主腔體3采用鋁材拉制成型，再對主腔體3加工至目標尺寸。主腔體3內設有多條貫穿于所述主腔體3且用于冷卻液流動的流道31，流道31的可根據(jù)需要制成橫截面至少為圓形、三角形或矩形中的一種或以上，至少為流道內設有翅片的流道、增加縱向渦的內螺旋流道或流道內設有肋片的異型流道中的一種或以上；所述主集流室I與所述集流室2采用機械加工直接成型，即在與所述主腔體3固定的一側設有冷卻液容納槽I和冷卻液容納槽II;
[0028]所述主集流室I和所述集流室2分別通過攪拌摩擦焊固定在所述主腔體3的兩偵U。所述主腔體3的背面設有用于安裝電子功率元件的螺紋孔。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種模塊化快速成型水冷板，其特征在于:包括主集流室(I)、至少一個主腔體(3)和與所述主腔體(3)相匹配的集流室(2)； 所述主腔體(3)內設有多條貫穿于所述主腔體(3)且用于冷卻液流動的流道(31)；所述主集流室(I)與所述主腔體(3 )固定的一側設有冷卻液容納槽I，所述集流室(2 )與所述主腔體(3)固定的一側設有冷卻液容納槽II ； 所述主集流室(I)和所述集流室(2)分別通過攪拌摩擦焊固定在所述主腔體(3)的兩側。
2.根據(jù)權利要求1所述的模塊化快速成型水冷板，其特征在于:當所述主腔體(3)的個數(shù)大于等于2時，所述主腔體(3)兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述主腔體(3)的總長度等于所述主集流室(I)的長度；與所述主腔體(3)相匹配的所述集流室(2)兩兩之間通過攪拌摩擦焊焊接固定成一體，焊接后的所述集流室(2)的總長度等于所述主集流室(I)的長度。
3.根據(jù)權利要求1所述的模塊化快速成型水冷板，其特征在于:所述流道(31)的橫截面至少為圓形、三角形或矩形中的一種或以上。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的模塊化快速成型水冷板，其特征在于:所述流道(31)至少為流道內設有翅片的流道、增加縱向渦的內螺旋流道或流道內設有肋片的異型流道中的一種或以上。
5.根據(jù)權利要求1所述的模塊化快速成型水冷板，其特征在于:所述主腔體(3)的背面設有用于安裝電子功率元件的螺紋孔。
【文檔編號】H05K7/20GK103533815SQ201310526549
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權日:2013年10月29日
【發(fā)明者】劉俊杰, 王碩 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司