[发明专利]功率散热装置及其散热控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热装置，特别涉及一种功率散热装置及其散热控制方 法。

背景技术

近几年来，电动车动力系统朝向大功率输出、小体积的方向发展，以应用 于车辆空间有限的车型。为了因应上述的需求，应用于电动车动力系统的驱控 器则需朝向高功率密度的方向发展。

现今在设计高功率密度的驱控器的散热系统时，除了会考量额定功率输出 外，亦会考量峰值输出的热损失。高功率密度的驱控器在峰值输出时所产生的 热量大于在额定功率输出时所产生的热量。因此，高功率密度的驱控器的散热 系统皆直接依据峰值输出下所产生的热量来进行散热设计，以避免高功率密度 的驱控器烧毁。然而，车辆在平常行驶状况下，高功率密度的驱控器的实际功 率输出多低于额定输出，导致散热系统的散热效能大于需求散热效能而造成效 益上的浪费。但若高功率密度的驱控器的散热系统是依据平常状况(低于额定 输出)下所产生的热量来进行散热设计，则当功率元件处于峰值输出时，散热 系统又无法负荷而让驱控器有烧毁的可能性。因此，如何兼顾驱控器于额定输 出下与峰值输出下的散热需求，又可避免浪费散热器的效益，则为研发人员应 解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功率散热装置及其散热控制方法，藉以兼顾驱 控器于额定输出下与峰值输出下的散热需求，又可避免浪费散热器的效益。

本发明所揭露的功率散热装置，包含一导热层、一散热器及至少一致冷芯 片。导热层具有相对的一吸热面及一放热面。散热器热接触于导热层的放热面。 致冷芯片嵌设于导热层。其中，导热层具有一有效导热区域，且有效导热区域 正交投影至吸热面的投影面与致冷芯片投影至吸热面的投影面的面积比值介 于0.15至0.58之间。

本发明所揭露的功率散热装置的散热控制方法，包含获得一马达装置的一 马达输出电流。当马达输出电流大于一预设输出电流时，则控制致冷芯片开启。

本发明所揭露的功率散热装置的散热控制方法，包含获得一马达装置的一 马达输出扭力。当马达输出扭力大于一预设输出扭力时，则控制致冷芯片开启。

本发明所揭露的功率散热装置的散热控制方法，包含感测功率元件的一马 达输出功率。当马达输出功率大于一预设输出功率时，则控制致冷芯片开启。

根据上述本发明所揭露的功率散热装置及其散热控制方法，导热层与致冷 芯片混合搭配，使得功率元件的工作温度高于高效率的工作温度上限值时，可 暂时开启致冷芯片来迫使功率元件降温，而当功率元件的工作温度降回至高效 率的温度范围内时，则又可关闭致冷芯片。上述依据功率元件的状态来选择致 冷芯片开启的时机除了有助于降低能量损耗外，更能避免致冷芯片长期开启而 额外产生热源。这些热源将会造成散热鳍片的散热负担，从长期来看，将有可 能重新导致功率元件的温度升高，进而降低功率元件的效能。

此外，致冷芯片正交投影至吸热面的投影面与有效导热区域正交投影至吸 热面的投影面的面积比值介于0.15至0.58之间，可避免因致冷芯片与导热层 的有效导热区域间的比例搭配不当，使得致冷芯片反而阻碍了功率元件的热能 传递的状况发生。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。

附图说明

图1为根据本发明一实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图2为图1的功率散热装置的俯视示意图；

图3为根据本发明一实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图4为根据本发明一实施例所述的功率散热装置的剖视示意图；

图5为一实施例的功率散热装置的散热控制系统的方框示意图。

其中，附图标记

10功率散热装置

20马达控制模块

22马达驱控器

24电流感测器

26电压感测器

28转速感测器

30马达装置

40车辆控制模块

100功率元件

200导热层

210吸热面

220放热面

230有效导热区域

300散热器

400致冷芯片

500致冷芯片控制模块

具体实施方式