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技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种用于发热设备的散热装置和一种具有该 散热装置的电动汽车。

背景技术

在相关技术中，电子设备主要通过自然风冷、强制风冷和液冷几种方式进行散热。但 是，相关技术存在的缺点是，为确保很好的散热效果，采用的散热结构成本较高；并且为 防止电子设备中的器件烧毁，需要选择参数更优的器件，因此在设计时需要为此预留出很 大空间余量来通风散热。然而，无论哪种散热方式，都无疑增加了整车的生产成本。

因此，相关技术需要进行改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个 目的在于提出一种用于发热设备的散热装置，该装置可实现低成本、高效率地散热。

本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车。

为了达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种用于发热设备的散热装置，所述 发热设备包括功率开关器件，所述散热装置包括半导体制冷器件，所述半导体制冷器件包 括冷端和热端，所述冷端对应所述功率开关器件设置，其中，所述半导体制冷器件与所述 功率开关器件反向并联以构成所述功率开关器件的续流支路，在所述续流支路有反向电流 通过时，所述半导体制冷器件进行制冷工作以通过所述冷端吸收所述功率开关器件产生的 热量，并通过所述热端散发。

根据本发明实施例提出的发热设备的散热装置，将半导体制冷器件与所述功率开关器 件反向并联以构成功率开关器件的续流支路，在续流支路有反向电流通过时，半导体制冷 器件进行制冷工作以通过冷端吸收功率开关器件产生的热量，并通过热端散发热量，从而， 可以快速主动为功率开关器件散热，散热效果良好，且有效节约能耗，无需单独用能。而 且，该装置减少了散热结构成本，有效降低了整车生产成本。

根据本发明的一个实施例，所述散热装置还包括：散热部件，其中，所述半导体制冷 器件的热端对应所述散热部件设置，以使所述热端的热量通过所述散热部件散发。

根据本发明的一个实施例，所述散热部件为电动汽车的底盘和/或车身。

根据本发明的一个实施例，所述散热装置还包括：二极管，所述二极管与所述半导体 制冷器件串联连接，以防止正向电流通过所述续流支路。

根据本发明的一个实施例，所述半导体制冷器件具有第一接线端子和第二接线端子， 所述半导体制冷器件的第一接线端子与所述功率开关器件的一端相连，所述半导体制冷器 件的第二接线端子与所述二极管的阴极相连，所述二极管的阳极与所述功率开关器件的另 一端相连。

根据本发明的一个实施例，所述发热设备为电机控制器，所述电机控制器的第一至第 三输出端分别与电机三相绕组对应相连。

根据本发明的一个实施例，所述电机控制器包括第一至第六功率开关器件，所述第一 至第六功率开关器件构成三相逆变桥，所述散热装置包括第一至第六半导体制冷器件和第 一至第六二极管，其中，所述第一至第六半导体制冷器件分别与所述第一至第六功率开关 器件对应，所述第一至第六半导体制冷器件还分别与所述第一至第六二极管对应，每个半 导体制冷器件的第一接线端子与对应的功率开关器件的一端相连，每个半导体制冷器件的 第二接线端子与对应的二极管的阴极相连，每个二极管的阳极与对应功率开关器件的另一 端相连。

根据本发明的一个实施例，所述功率开关器件为IGBT管或MOSFT管。

为了达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种电动汽车，包括：所述用于发 热设备的散热装置。

根据本发明实施例提出的电动汽车，通过上述用于发热设备的散热装置，可快速主动 为发热设备中的功率开关器件散热，散热效果良好，且有效节约能耗，无需单独用能。而 且，该装置减少了散热结构成本，有效降低了整车生产成本。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于发热设备的散热装置的方框示意图；

图2是根据本发明实施例的用于发热设备的散热装置的原理示意图；

图3是根据本发明一个实施例的用于发热设备的散热装置的方框示意图；

图4是根据本发明一个实施例的用于发热设备的散热装置的原理示意图；

图5是根据本发明一个具体实施例的用于发热设备的散热装置的电路原理图；以及

图6是根据本发明实施例的电动汽车的方框示意图。

附图标记：

发热设备1、功率开关器件2、半导体制冷器件3、散热部件4、二极管5、用于发热设 备的散热装置10和电动汽车100。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来详细描述本发明实施例提出的用于发热设备的散热装置以及具有其的 电动汽车。

图1是根据本发明实施例的用于发热设备的散热装置的方框示意图。如图1和2所示， 该发热设备1包括功率开关器件2，该散热装置包括半导体制冷器件3。

其中，半导体制冷器件3包括冷端和热端，冷端对应功率开关器件2设置，在本发明 的一个具体示例中，功率开关器件2可与导体制冷器件3的冷端贴合。其中，半导体制冷 器件3与功率开关器件2反向并联以构成功率开关器件2的续流支路，在续流支路有反向 电流通过时，半导体制冷器件3进行制冷工作以通过冷端吸收功率开关器件2产生的热量， 并通过热端散发。

具体来说，基于帕尔帖效应(当两种不同的导体组成电路且通有直流电时，在接头处 除焦耳热以外还会释放出某种其它的热量，而另一个接头处则吸收热量)，半导体制冷器件 3中半导体二极管堆的P型和N型半导体元件连接成电偶对，当电路接通直流电时，分别 在半导体制冷器件3的两端形成冷端和热端。

这样，功率开关器件2作为发热设备1的主要发热器件，当功率开关器件2关断时， 功率开关器件2通过半导体制冷器件3进行续流，续流的电流按照图2中箭头所示的方向 流过半导体制冷器件3，即言续流支路有反向电流-I流过，基于帕尔贴效应，半导体制冷 器件3在反向电流-I的作用下进行制冷工作以将功率开关器件2产生的热量转移出去，即 言半导体制冷器件3在制冷模式下通过冷端吸收热量并通过热端散发热量。

由此，本发明实施例提出的发热设备的散热装置，半导体制冷器件3作为功率开关器 件2的制冷器件，并兼作功率开关器件2的续流器件，从而可以快速主动为功率开关器件 散热，散热效果良好，且有效节约能耗，无需单独用能。而且，该装置减少了散热结构成 本，有效降低了整车生产成本。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图3所示，散热装置还包括散热部件4，其中， 半导体制冷器件3的热端对应散热部件4设置，以使热端的热量通过散热部件4散发。即 言，半导体制冷器件3设在功率开关器件2与散热部件4之间。

在本发明的一个具体实施例中，散热部件4可为电动汽车的底盘和/或车身。可以理解 的是，电动汽车的底盘和/或车身的金属体积大、分布范围广，通过将半导体制冷器件3热 端的热量转移到底盘和/或车身，可实现更佳的散热效果。

根据本发明的一个实施例，如图3和图4所示，散热装置还包括二极管5，其中，二极 管5与半导体制冷器件3串联连接，以防止正向电流通过续流支路。

具体地，如图4所示，半导体制冷器件3具有第一接线端子和第二接线端子，半导体 制冷器件3的第一接线端子与功率开关器件2的一端相连，半导体制冷器件3的第二接线 端子与二极管5的阴极K相连，二极管5的阳极A与功率开关器件2的另一端相连。

由此，在续流期间，功率开关器件2通过半导体制冷器件3和二极管5进行续流，续 流的电流从功率开关器件2的另一端流出，依次流经二极管5和半导体制冷器件3，从而 有反向电流流过半导体制冷器件3和二极管5；而在非续流器件，因二极管5的反向截止 特性，二极管5在正向电流作用下截止，从而防止正向电流通过半导体制冷器件3。

在本发明的一个具体实施例中，功率开关器件2可为绝缘栅双极型晶体管IGBT管或金 属-氧化物半导体场效应晶体管MOSFT管等。以IGBT管为例，IGBT管的集电极作为功率开 关器件2的一端，IGBT管的发射极作为功率开关器件2的另一端。

需要说明的是，本发明实施例的散热装置对于集中发热的功率开关器件最为有效，以 电动汽车上的电机控制器为例，可以选用参数更低一级的MOSFET管或IGBT管，成本可降 低六百元，散热装置的成本也可降低二百元，大幅降低整车生成成本。

在本发明的一个实施例中，功率开关器件2、半导体制冷器件3和二极管5均可设置在 发热设备1之内，散热部件4可设置在发热设备1之外。

下面结合图5所示的一个具体实施例来描述用于发热设备的散热装置。

如图5所示，发热设备1可为电机控制器6，电机控制器6的第一至第三输出端a、b 和c分别与电机三相绕组8A、8B和8C对应相连。

并且，如图5所示，电机控制器6包括第一至第六功率开关器件2a-2f，第一至第六功 率开关器件2a-2f构成三相逆变桥，三相逆变桥用于将直流电逆变为交流电以供给电机三 相绕组。需要说明的是，三相逆变桥的电路结构、工作原理等均已为现有技术，且为本领 域普通技术人员所熟知，这里出于简洁的目的，不再一一详细赘述。

散热装置包括第一至第六半导体制冷器件3a-3f和第一至第六二极管5a-5f，其中，第 一至第六半导体制冷器件3a-3f分别与第一至第六功率开关器件2a-2f对应，第一至第六 半导体制冷器件3a-3f还分别与第一至第六二极管5a-5f对应，每个半导体制冷器件的第 一接线端子与对应的功率开关器件的一端相连，每个半导体制冷器件的第二接线端子与对 应的二极管的阴极相连，每个二极管的阳极与对应功率开关器件的另一端相连。

具体来说，当电机控制器6接通工作电源时，电机控制器6控制电机进行工作，此时 电机控制器6通过上述三相逆变桥为电机供电。三相逆变桥中功率开关器件2a-2f为主要 的发热器件。并且，电机绕组属于感性负载，所以功率开关器件2a-2f分别并联有续流支 路以防止任一功率开关器件关断时感性负载产生的高压反过来击穿该功率开关器件。

本发明实施例的散热装置利用半导体制冷器件3等构造续流支路，当任一功率开关器 件例如功率开关器件2a关断时，功率开关器件2a通过续流支路中相应的半导体制冷器件 3a和相应的续流二极管5a将电能消耗掉，并且半导体制冷器件3a在有续流的反向电流流 过时进行制冷工作，以将功率开关器件2a产生的热量散发出去。

综上，根据本发明实施例提出的发热设备的散热装置，将半导体制冷器件与所述功率 开关器件反向并联以构成功率开关器件的续流支路，在续流支路有反向电流通过时，半导 体制冷器件进行制冷工作以通过冷端吸收功率开关器件产生的热量，并通过热端散发热量， 从而，可以快速主动为功率开关器件散热，散热效果良好，且有效节约能耗，无需单独用 能。而且，该装置减少了散热结构成本，有效降低了整车生产成本。

图6是根据本发明实施例的电动汽车的方框示意图。如图6所示，该电动汽车100包 括上述的用于发热设备的散热装置10。

根据本发明实施例提出的电动汽车，通过上述用于发热设备的散热装置，可快速主动 为发热设备中的功率开关器件散热，散热效果良好，且有效节约能耗，无需单独用能。而 且，该装置减少了散热结构成本，有效降低了整车生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发 明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两 个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是 机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两 个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通 技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第 一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或 斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、 “下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特 征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者 特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述 不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领 域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。