【技术实现步骤摘要】
本申请涉及功率元件的散热，特别是涉及一种换热装置及热管理系统。
技术介绍
1、随着新能源技术快速发展，功率元件的散热量迅速提升，对功率元件热管理的要求也越来越高。在各类功率元件中，以igbt模块为例，其应用的电压也越来越高，因此在igbt模块的散热面侧通常会有陶瓷绝缘层，陶瓷绝缘层一方面需要起到较好的电磁屏蔽效果，另一方面还需要具备较高的导热性能。
2、但是，虽然目前市场上的具备高导热能力的陶瓷材料(如氮化铝)的导热系数通常可以达到100w/mk-200w/mk，但此类高导热能力的陶瓷材料的成本极其高昂，不适用于一般工业品的大规模量产。
3、与之对应地，普通陶瓷材料(如三氧化二铝)的导热系数基本不超过30w/mk，也即，普通陶瓷材料虽具有电磁屏蔽，但热阻较高。又因为igbt模块通过焊接或者导热硅脂粘接于dbc衬底，dbc衬底再通过导热硅脂粘接于散热器，而dbc衬底通常由上下两层铜基板中间夹一层陶瓷基板组成。因此，现有的igbt模块的散热需要经过至少一层导热硅脂、两层铜基板和一层陶瓷基板才能与散热器的表面进行接触传热，如此，导致现有的igbt模块的散热性较差，无法匹配其自身越来越大的功率。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种换热装置及热管理系统，以在确保能够对igbt模块进行有效电磁屏蔽的前提下，解决现有的igbt模块散热性较差且结构复杂的问题。
2、本申请提供的换热装置用于对功率元件进行散热，换热装置包括金属屏蔽罩、绝缘导热胶体、绝缘支架、
3、在其中一个实施例中，金属屏蔽罩的数量为多个，且多个金属屏蔽罩层层叠套设置，相邻金属屏蔽罩之间设有绝缘支撑体，以使相邻金属屏蔽罩间隔设置。
4、在其中一个实施例中，定义每一金属屏蔽罩朝向冷凝段的端面为出气回流面，沿着从蒸发段至冷凝段的方向，相邻金属屏蔽罩的出气回流面上的穿孔对齐并同轴设置。
5、在其中一个实施例中，出气回流面的穿孔设有锥形的导流管，导流管的一端连接于内层金属屏蔽罩的出气回流面，并连通内层出气回流面上的穿孔，另一端朝向外层金属屏蔽罩的出气回流面上对应的穿孔延伸，并且，沿着从蒸发段至冷凝段的方向，导流管的流通面积呈减小的趋势。
6、在其中一个实施例中，沿着从蒸发段至冷凝段的方向，各个出气回流面上的穿孔的流通面积呈减小的趋势。
7、在其中一个实施例中，金属屏蔽罩为多面体结构。
8、在其中一个实施例中，金属屏蔽罩为多孔板结构。
9、在其中一个实施例中，金属屏蔽罩为弧面状结构。
10、在其中一个实施例中，换热装置还包括绝缘密封盖板和紧固件，蒸发段侧壁设有通孔，绝缘密封盖板通过紧固件密封盖设于通孔处，绝缘密封盖板设有一个或多个穿线孔，以使接地线以及功率元件的引线能够分别密封穿设于穿线孔。
11、本申请还提供一种热管理系统，该热管理系统包括以上任意一个实施例所述的换热装置，且多个换热装置呈阵列式分布。
12、与现有技术相比，本申请提供的换热装置及热管理系统，一方面，通过设置绝缘导热胶体，使功率元件通过绝缘导热胶体安装于金属屏蔽罩，且功率元件和屏蔽腔的内壁间隔设置，如此，使得金属屏蔽罩能够对功率元件起到较好的电磁屏蔽作用。
13、进一步地，通过设置绝缘支架，能够防止金属屏蔽罩的电荷传递至热管换热器。并且，通过设置接地线，使得金属屏蔽罩上的电荷能够通过接地线传递至大地环境，避免金属屏蔽罩集聚过多的电荷。
14、另一方面，由于金属屏蔽罩设有连通屏蔽腔的穿孔，因此，蒸发段内的液态工质能够穿过穿孔进入金属屏蔽罩内部并接触功率元件，当功率元件放热时，液态工质吸热气化并进入冷凝段，之后，气态工质在冷凝段内放热液化并重新回流至蒸发段内。
15、由以上可知，本申请巧妙地利用了金属屏蔽罩的电磁屏蔽特性以及对液态工质的通过性，使得功率元件既能够受到金属屏蔽罩的电磁屏蔽作用，又不会影响功率元件和液态工质的直接接触，相比于现有技术中dbc衬底结构需要通过多层结构才能接触到液冷板进行散热，本申请中的换热装置对功率元件的散热效果大大提高。
16、进一步地，相比于现有技术中dbc衬底结构，本申请中的换热装置既不需要设置双层铜基板，也不需要设置陶瓷基板，只需设置包覆式的金属屏蔽罩，显然，本申请中的换热装置的结构更加简单且体积大大缩小，有利于大幅降低换热装置的制造成本。
17、并且，由于不需要进行铜基板和液冷板(通常为铝合金)的焊接，因此，本申请中的换热装置的装配难度也大幅降低。
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1.一种换热装置，其特征在于，用于对功率元件(100)进行散热，所述换热装置包括金属屏蔽罩(200)、绝缘导热胶体(300)、绝缘支架(400)、接地线(500)和热管换热器(600)，所述金属屏蔽罩(200)设有屏蔽腔(210)，且所述金属屏蔽罩(200)的外壁设有多个连通所述屏蔽腔(210)的穿孔(220)，功率元件(100)设置于所述屏蔽腔(210)内，功率元件(100)通过所述绝缘导热胶体(300)固定连接于所述屏蔽腔(210)的内壁，且功率元件(100)和所述屏蔽腔(210)的内壁间隔设置；
2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述金属屏蔽罩(200)的数量为多个，且多个所述金属屏蔽罩(200)层层叠套设置，相邻所述金属屏蔽罩(200)之间设有绝缘支撑体(900)，以使相邻所述金属屏蔽罩(200)间隔设置。
3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，定义每一所述金属屏蔽罩(200)朝向所述冷凝段(620)的端面为出气回流面(230)，沿着从所述蒸发段(610)至所述冷凝段(620)的方向，相邻所述金属屏蔽罩(200)的出气回流面(2
4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述出气回流面(230)的穿孔(220)设有锥形的导流管(231)，所述导流管(231)的一端连接于内层所述金属屏蔽罩(200)的出气回流面(230)，并连通内层所述出气回流面(230)上的穿孔(220)，另一端朝向外层所述金属屏蔽罩(200)的出气回流面(230)上对应的所述穿孔(220)延伸，并且，沿着从所述蒸发段(610)至所述冷凝段(620)的方向，所述导流管(231)的流通面积呈减小的趋势。
5.根据权利要求4所述的换热装置，其特征在于，沿着从所述蒸发段(610)至所述冷凝段(620)的方向，各个所述出气回流面(230)上的穿孔(220)的流通面积呈减小的趋势。
6.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述金属屏蔽罩(200)为多面体结构。
7.根据权利要求6所述的换热装置，其特征在于，所述金属屏蔽罩(200)为多孔板结构。
8.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述金属屏蔽罩(200)为弧面状结构。
9.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，还包括绝缘密封盖板(700)和紧固件(800)，所述蒸发段(610)侧壁设有通孔，所述绝缘密封盖板(700)通过所述紧固件(800)密封盖设于所述通孔处，所述绝缘密封盖板(700)设有一个或多个穿线孔(710)，以使所述接地线(500)以及功率元件(100)的引线(110)能够分别密封穿设于所述穿线孔(710)。
10.一种热管理系统，其特征在于，包括如权利要求1-权利要求9任意一项所述的换热装置，且多个所述换热装置呈阵列式分布。
...【技术特征摘要】
1.一种换热装置，其特征在于，用于对功率元件(100)进行散热，所述换热装置包括金属屏蔽罩(200)、绝缘导热胶体(300)、绝缘支架(400)、接地线(500)和热管换热器(600)，所述金属屏蔽罩(200)设有屏蔽腔(210)，且所述金属屏蔽罩(200)的外壁设有多个连通所述屏蔽腔(210)的穿孔(220)，功率元件(100)设置于所述屏蔽腔(210)内，功率元件(100)通过所述绝缘导热胶体(300)固定连接于所述屏蔽腔(210)的内壁，且功率元件(100)和所述屏蔽腔(210)的内壁间隔设置；
2.根据权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述金属屏蔽罩(200)的数量为多个，且多个所述金属屏蔽罩(200)层层叠套设置，相邻所述金属屏蔽罩(200)之间设有绝缘支撑体(900)，以使相邻所述金属屏蔽罩(200)间隔设置。
3.根据权利要求2所述的换热装置，其特征在于，定义每一所述金属屏蔽罩(200)朝向所述冷凝段(620)的端面为出气回流面(230)，沿着从所述蒸发段(610)至所述冷凝段(620)的方向，相邻所述金属屏蔽罩(200)的出气回流面(230)上的穿孔(220)对齐并同轴设置。
4.根据权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述出气回流面(230)的穿孔(220)设有锥形的导流管(231)，所述导流管(231)的一端连接于内层所述金属屏蔽罩(200)的出气回流面(230...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆国栋，柴中华，奚俊彬，史婷婷，
申请(专利权)人：浙江银轮机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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