CN113251691A - 制冷设备及车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种制冷设备及车辆，涉及车辆技术领域，其中，制冷设备设于车辆的后备箱内，制冷设备包括：半导体制冷片，具有相对设置的冷端和热端，半导体制冷片的热端与后备箱的内壁贴合设置，半导体制冷片的冷端朝向后备箱的内部空间设置。根据本公开的技术，可以满足对安装于后备箱内的制冷对象特定的制冷需求，且半导体制冷片在制冷过程中没有噪声，有利于提高驾乘人员的乘坐体验；再者，降低了对车身进行二次加工的成本，提高了制冷设备在后备箱内的安装便利性。
Description
技术领域
本公开涉及车辆技术领域，尤其涉及制冷设备技术领域。
背景技术
自动驾驶车辆的车载智能设备通常设置于后备箱内，由于车载智能设备在工作过程中发热量较大，为了提高车载智能设备的工作稳定性，需要在后备箱内加装辅助散热设备对车载智能设备进行散热。
相关技术中，辅助散热设备通常采用风扇，利用风扇形成的气流对车载智能设备进行风冷散热。但是该种散热方式的散热效率较低且散热效果较差，并且需要在车身上设置通风孔，以将后备箱内的热量排出，导致对车身的改动较大、加工成本较高。
发明内容
本公开提供了一种制冷设备及车辆。
根据本公开的一方面，提供了一种制冷设备，设于车辆的后备箱内，制冷设备包括：
半导体制冷片，具有相对设置的冷端和热端，半导体制冷片的热端与后备箱的内壁贴合设置，半导体制冷片的冷端朝向后备箱的内部空间设置。
根据本公开的另一方面，还提供了一种车辆，包括根据本公开上述实施例的制冷设备。
根据本公开的技术，可以满足对安装于后备箱内的制冷对象特定的制冷需求，且半导体制冷片在制冷过程中没有噪声，有利于提高驾乘人员的乘坐体验；再者，降低了对车身进行二次加工的成本，提高了制冷设备在后备箱内的安装便利性。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
图1示出根据本公开实施例的制冷设备在后备箱内的安装示意图；
图2示出根据本公开实施例的制冷设备在后备箱内的安装示意图；
图3示出根据本公开实施例的制冷设备的半导体制冷片的结构示意图。
附图标记说明：
车辆1；后备箱1a；底壁1b；
制冷设备100；
半导体制冷片10；冷端10a；热端10b；第一绝缘导热片111；第二绝缘导热片112；N型半导体元件121；P型半导体元件122；第一金属导体131；第二金属导体132；
风扇20；
导冷翅片30；
制冷对象200。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
下面参照图1和图2描述根据本公开实施例的制冷设备100。
如图所示，根据本公开实施例的制冷设备100设于车辆1的后备箱1a内。
具体地，制冷设备100包括半导体制冷片10，半导体制冷片10具有相对设置的冷端10a和热端10b，半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的内壁贴合设置，半导体制冷片10的冷端10a朝向后备箱1a的内部空间设置。
在本公开实施例中，后备箱1a内可以放置有制冷对象200，制冷对象200可以是任意设备，例如可以是安装于后备箱1a内的车载智能设备等。
可以理解的是，半导体制冷片10包括N型半导体材料和P型半导体材料，N型半导体材料和P型半导体材料联结形成热电偶对。当热电偶对有电流通过时，半导体制冷片10的两端发生热量转移，即热量从热电偶对的一端向另一端转移，以使半导体制冷片10的两端产生温差，从而在半导体制冷片10的两端分别形成冷端10a和热端10b。
如图3所示，在一个具体示例中，半导体制冷片10包括两个间隔设置的绝缘导热片，两个绝缘导热片之间设置有多个N型半导体元件121和多个P型半导体元件122，N型半导体元件121与P型半导体元件122交替排布，且相邻的N型半导体元件121和P型半导体元件122的端部通过金属导体连接，以使多个半导体元件依次电导通从而形成完整的线路。其中，金属导体的材质可以为铜、铝等其他金属材质。
更为具体地，多个金属导体包括第一金属导体131和第二金属导体132。在电流的流通方向上，第一金属导体131连接于N型半导体元件121的第一端和P型半导体元件122的第一端之间，且多个第一金属导体131与第一绝缘导热片111相贴合；第二金属导体132连接于P型半导体元件122的第二端和N型半导体元件121的第二端之间，且多个第二金属导体132与第二绝缘导热片112相贴合。在电流从N型半导体元件121向P型半导体元件122流经二者之间的第一金属导体131的过程中，第一金属导体131吸收热量；在电流从P型半导体元件122向N型半导体元件121流经二者之间的第二金属导体132的过程中，第二金属导体132释放热量。由此，在半导体制冷片10接通电流的过程中，与多个第一金属导体131相贴合的第一绝缘导热片111形成半导体制冷片10的冷端10a，与多个第二金属导体132相贴合的第二绝缘导热片112形成半导体制冷片10的热端10b。
此外，半导体制冷片10的制冷效果与导通电流的大小以及N型半导体元件121和P型半导体元件122组成的热电偶对的数量有关，导通电流的大小以及N型半导体元件121和P型半导体元件122组成的热电偶对的数量可以根据实际的制冷需求进行相应设置，本公开实施例对此不作具体限定。
半导体制冷片10的冷端10a和热端10b分别形成于半导体制冷片10相对设置的两个外表面。半导体制冷片10的冷端10a朝向后备箱1a的内部空间设置，以对后备箱1a的内部空间以及制冷对象200进行制冷。
可以理解的是，车辆1的后备箱1a通常由车身限定出，且车身的材质通常为金属，半导体制冷片10的热端10b可以与形成后备箱1a内壁的金属车身直接贴合设置。其中，后备箱1a的内壁具体可以是后备箱1a的底壁1b，也可以是后备箱1a的侧壁或顶壁。
根据本公开实施例的制冷设备100，通过将制冷设备100设于车辆1的后备箱1a内，且通过设置半导体制冷片10对后备箱1a内的制冷对象200进行制冷，尤其是针对安装于后备箱1a内的车载智能设备，由于半导体制冷片10具有无噪声、无振动、不需制冷剂、体积小、重量轻等特点，并且具有工作可靠、操作简便、冷量调节方便的优点，因此，一方面可以满足对安装于后备箱1a内的制冷对象200特定的制冷需求，且半导体制冷片10在制冷过程中没有噪声，有利于提高驾乘人员的乘坐体验；另一方面，有利于减小制冷设备100的外形尺寸，从而减少对后备箱1a空间的占用，保证了后备箱1a的空间利用率。
再者，通过将半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的内壁贴合设置，可以使半导体制冷片10的热端10b散发的热量直接传导至形成后备箱1a内壁的车身，并通过金属车身将热量散发至外界，由此，一方面可以提高半导体散热片的热量发散效果，从而提高制冷设备100的制冷效率；另一方面，相比于通过在后备箱1a内设置风扇20对制冷设备100进行制冷的现有技术方案，本公开实施例的制冷设备100对制冷对象200进行制冷的过程中，无需在后备箱1a上设置通风孔等其他结构，从而降低了对车身进行二次加工的成本，提高了制冷设备100在后备箱1a内的安装便利性。
如图1和图2所示，在一种实施方式中，半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的底壁1b贴合设置。
示例性地，半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的底壁1b之间可以设有导热硅胶，以提高半导体制冷片10与后备箱1a的底壁1b之间的导热性能及导热效率。
本公开实施例对半导体制冷片10在后备箱1a的底壁1b上的连接固定方式不作具体限定，例如，可以通过与后备箱1a的底壁1b连接的固定支座将半导体制冷片10固定于后备箱1a的底壁1b。
可以理解的是，半导体制冷片10的冷端10a与热端10b相对设置，半导体制冷片10的热端10b向下设置并且与后备箱1a的底壁1b相贴合，相应地半导体制冷片10的热端10b向上设置且朝向后备箱1a的内部空间，以使半导体制冷片10的冷端10a产生的冷量对后备箱1a的内部空间进行制冷。
根据上述实施方式，通过将半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的底壁1b贴合设置，一方面可以保证半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的内壁之间具有较大的接触面积，另一方面可以提高半导体制冷片10在后备箱1a内的固定效果，保证结构稳定性。
如图1所示，在一种实施方式中，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200间隔预设距离设置。
换而言之，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200之间非接触设置，且半导体制冷片10的冷端10a通过对后备箱1a的内部空间整体进行制冷，以降低制冷对象200的工作环境的温度，从而达到对制冷对象200进行制冷的目的。
需要说明的是，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200之间的预设距离可以根据实际情况进行调整。例如，可以综合考量后备箱1a的实际尺寸、制冷对象200所需的制冷量以及制冷设备100的制冷效果对二者之间的距离进行设定，只要满足半导体制冷片10的冷量可以满足制冷对象200的制冷需求即可。
通过上述实施方式，可以使半导体制冷片10对后备箱1a的内部空间进行整体制冷，进而对制冷对象200的工作环境实现制冷，有利于保证制冷对象200的工作环境长时间处于稳定地工作温度，从而提高制冷对象200的工作稳定性。
如图1所示，在一种实施方式中，该制冷设备100还包括风扇20。风扇20邻近半导体制冷片10的冷端10a设置，且风扇20的出风方向朝向制冷对象200设置。
示例性地，制冷设备100还包括导热翅片，且导热翅片安装于半导体制冷片10的冷端10a，用于传导半导体制冷片10的冷量。风扇20安装于导热翅片，且风扇20的出风方向朝向制冷对象200设置。
由此，可以使半导体制冷片10的冷端10a产生的冷量在风扇20形成的气流的带动下形成冷风，并且冷风的流向朝向制冷对象200设置，以满足对制冷对象200特定的制冷需求，提高对制冷对象200的制冷效果。
如图2所示，在一种实施方式中，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200的至少部分贴合设置。
示例性地，半导体制冷片10的热端10b贴合于后备箱1a的底壁1b设置，且制冷对象200安装于半导体制冷片10的冷端10a的上方，即制冷对象200的下表面与半导体制冷片10的冷端10a的外表面相贴合。其中，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200的贴合区域设置有导热硅胶，以提高半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200之间的导热性能。
此外，半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200之间可以通过紧固件或其他方式固定连接，以提高二者之间的连接稳定性，确保二者之间可以稳定贴合。
根据上述实施方式，通过将半导体制冷片10的冷端10a与制冷对象200贴合设置，可以使半导体制冷片10的冷端10a直接吸收制冷对象200散发的热量，从而实现对制冷对象200的快速制冷，并且保证了制冷设备100对制冷对象200的制冷效果，实现对制冷对象200的特定制冷。再者，实现了对制冷设备100和制冷对象200的集成设置，从而减少了对后备箱1a的内部空间的占用，有利于提高后备箱1a的空间利用率。
在一种实施方式中，半导体制冷片10为多个，且多个半导体制冷片10在预设方向上间隔设置。
在一个示例中，多个半导体制冷片10的热端10b均贴设于后备箱1a的底壁1b，且多个半导体制冷片10可以阵列排布，以使多个半导体制冷片10形成均匀的制冷效果。制冷对象200的外表面可以同时贴合设置于多个半导体制冷片10的冷端10a设置。
在另一个示例中，多个半导体制冷片10的冷端10a贴设于制冷对象200的外表面。其中，多个半导体制冷片10中的部分半导体制冷片10的热端10b与后备箱1a的内壁贴合设置，其他半导体制冷片10的热端10b在后备箱1a的内部空间中隔空设置。由此，可以使多个半导体制冷片10的冷端10a充分吸收制冷对象200产生的热量，从而提高对制冷对象200的制冷效果。
需要说明的是，多个半导体制冷片10在制冷对象200外表面上的排布方式，可以根据制冷对象200不同区域的发热量进行相应设置。例如，针对制冷对象200的发热量较大的区域，半导体制冷片10的排布密度相应较大；针对制冷对象200的发热量较小的区域，半导体制冷片10的排布密度相应减小。
在一种实施方式中，半导体制冷片10与车辆1的供电系统电连接。
示例性地，半导体制冷片10与车辆1供电系统中的直流供电模块电连接，以通过直流供电模块向半导体制冷片10进行供电。
进一步地，车辆1的控制装置可以通过调节直流供电模块对制冷片的供电电流的大小，调节半导体制冷片10的制冷量。
由此，可以针对不同的温度条件，对制冷设备100的制冷量进行相应调节，以使制冷对象200处于温度相对稳定的工作环境中。
在一种实施方式中，制冷设备100还包括直流供电装置，与半导体制冷片10电连接。
示例性地，直流供电装置可以为电池，例如可以为原电池、锌锰干电池、锂电池等其他任意种类的电池，只要可以满足半导体制冷片10的直流供电需求即可。
通过上述实施方式，可以使制冷设备100单独进行工作，无需外接电源，从而提高了制冷设备100的使用便利性，并且有利于提高制冷设备100的适用场景和适用范围。
根据本公开另一方面的实施例，还提供了一种车辆1。
如图1和图2所示，根据本公开实施例的车辆1包括本公开上述实施例的制冷设备100。
示例性地，本公开实施例的车辆1可以为普通车辆、自动驾驶车辆或者驾驶培训车辆等其他任意车辆。
根据本公开实施例的车辆1，通过利用根据本公开上述实施例的制冷设备100，一方面可以满足对安装于后备箱1a内的制冷对象200特定的制冷需求，且半导体制冷片10在制冷过程中没有噪声，有利于提高驾乘人员的乘坐体验；另一方面，有利于减小制冷设备100的外形尺寸，从而减少对后备箱1a空间的占用，保证了后备箱1a的空间利用率。再者，相比于通过在后备箱1a内设置风扇20对制冷设备100进行制冷的现有技术方案，本公开实施例的车辆1无需在后备箱1a上设置通风孔等其他结构，从而降低了对车身进行二次加工的成本，提高了制冷设备100在后备箱1a内的安装便利性。
在一种实施方式中，该车辆1还包括车载智能设备，设于车辆1的后备箱1a内，车载智能设备为与制冷设备100对应的制冷对象200。
在一个具体示例中，车辆1可以为自动驾驶车辆，车载智能设备可以为车载计算单元。车载计算单元用于执行相关计算处理，以实现车辆1的自动驾驶功能。具体地，车载计算单元可以包括中央处理器、图形处理器)以及现场可编程逻辑门阵列等计算机硬件，各计算机硬件在高负荷运转的情况下会产生大量的热量。车载计算单元可以与制冷设备100集成设置，例如，车载计算单元可以与制冷设备100的半导体制冷片10的冷端10a贴合设置，以满足车载计算单元的特定制冷需求。
本公开实施例的车辆1的其他构成，可以采用本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，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公开和简化描述，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公开的限制。
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一个或者多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，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，还可以是通信；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。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公开中的具体含义。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种制冷设备，其特征在于，设于车辆的后备箱内，所述制冷设备包括：
半导体制冷片，具有相对设置的冷端和热端，所述半导体制冷片的热端与所述后备箱的内壁贴合设置，所述半导体制冷片的冷端朝向所述后备箱的内部空间设置。
2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述半导体制冷片的热端与所述后备箱的底壁贴合设置。
3.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述后备箱内放置有制冷对象，所述半导体制冷片的冷端与所述制冷对象间隔预设距离设置。
4.根据权利要求3所述的制冷设备，其特征在于，还包括：
风扇，邻近所述半导体制冷片的冷端设置，且所述风扇的出风方向朝向所述制冷对象设置。
5.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述后备箱内放置有制冷对象，所述半导体制冷片的冷端与所述制冷对象的至少部分贴合设置。
6.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，所述半导体制冷片为多个，且多个所述半导体制冷片在预设方向上间隔设置。
7.根据权利要求1至6任一项所述的制冷设备，其特征在于，所述半导体制冷片与所述车辆的供电系统电连接。
8.根据权利要求1至6任一项所述的制冷设备，其特征在于，还包括：
直流供电装置，与所述半导体制冷片电连接。
9.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1至8任一项所述的制冷设备。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，还包括：
车载智能设备，设于所述车辆的后备箱内，所述车载智能设备为与所述制冷设备对应的制冷对象。
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