[发明专利]一种双面水冷板散热性能测试装置及测试方法

说明书

本发明涉及一种双面水冷板散热性能测试装置及测试方法，属于水冷板散热性能测试技术领域，解决了现有测试装置无法实现对水冷板的双面进行散热性能测试，且测试过程与实际应用环境差别大，测试效果准确度低的问题。该测试装置包括冷水机、测温组件和功率电源；冷水机的出水口、进水口分别与水冷板的进水口、出水口通过水管连接；测温组件的数量至少有2个，固定设于待测水冷板的上表面和下表面；测温组件包括铜块、电热棒、热电阻、隔热盖和温度测量记录仪，电热棒和热电阻为嵌入铜块，电热棒与功率电源连接，热电阻与温度测量记录仪连接，隔热盖扣设在铜块上。本发明实现了对水冷板的双面进行散热性能测试，测试结果更准确。

技术领域

本发明涉及散热性能测试技术领域，尤其涉及一种双面水冷板散热性能测试装置及测试方法。

背景技术

本发明应用于电力电子装置尤其是电动汽车电机控制器大功率IGBT模块的水冷散热领域，由于大功率IGBT在工作时产生的损耗转换成热量，热量需要及时散失，否则温度升高会导致IGBT模块损坏。常用的散热方式有自然冷却、强制风冷和水冷，由于自然冷却和强制风冷散热效率低，故在大功率电力电子领域常采用水冷散热方式，以达到高效的散热效果，保证IGBT模块工作温度不超过最大允许温度。不同的水冷散热板因其设计不同(如水道形状、散热齿形状等)而导致散热效果不同，所以设计出来的水冷散热板需要进行散热性能测试，通过测试了解水冷板设计的合理性。

测试水冷散热板性能时如果采用真实的IGBT模块工作工况，则会带来一系列问题，如搭建测试平台复杂，耗时长；需要给IGBT模块施加大电流，导致安全性减低；IGBT模块的工作温度无法精准测量，测试误差大。另外，目前双电机控制器及模块并联的大功率控制器一般采用将IGBT模块布置在双面水冷板上下两侧的方式进行散热，这种布置结构中，IGBT模块散热量极大，对水冷板的散热性能提出较高的要求，但是还没有有效的测试双面水冷板的有效方法。

为了解决以上问题，目前有一些可以模拟IGBT发热并测试水冷板性能的装置和方法，但存在一些缺点。比如现有测试装置的整个测试结构与实际应用场景差别较大，无法模拟真实的散热工况；采用陶瓷加热元件，功率较小，难以模拟大功率IGBT模块的热量，并且散热元件的热量恒定不可调整，无法模拟不同热量下的散热效果；没有说明热电阻放置的位置，无法准确测得发热元件的温度；隔热板没有完全覆盖发热元件，导致测量结果准确性差。还有的测试装置仅对水冷板水路部分进行了设计，但没有针对发热元件进行说明和设计。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种双面水冷板散热性能测试装置及测试方法，用以解决现有测试装置无法实现对水冷板的双面进行散热性能测试，且测试过程与实际应用环境差别大，测试效果准确度低的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种双面水冷板散热性能测试装置，包括冷水机、测温组件和功率电源；冷水机的出水口、进水口分别与水冷板的进水口、出水口连接；测温组件的数量至少有2个，固定设于水冷板的上表面和下表面；测温组件包括铜块、电热棒、热电阻、隔热盖和温度测量记录仪，电热棒和热电阻嵌设在铜块内，电热棒与功率电源连接，热电阻与温度测量记录仪连接，隔热盖扣设在铜块远离水冷板的一侧。

进一步地，铜块设有用于安装电热棒的第一安装孔、用于安装热电阻的第二安装孔；第一安装孔、第二安装孔与水冷板平行设置。

进一步地，第一安装孔的数量为2个，第二安装孔位于2个第一安装孔中间。

进一步地，隔热盖通过安装螺钉固定在铜块上，电热棒、热电阻能够从隔热盖的侧壁安装口穿出，或者，电热棒、与热电阻连接的导线能够从隔热盖的侧壁安装口穿出。

进一步地，铜块与水冷板之间涂覆有导热材料层；电热棒和热电阻的表面均涂覆导热材料层，或者，第一安装孔和第二安装孔的内壁设置有导热材料层。

进一步地，导热材料层为导热硅脂层。