CN114423226B - 冷却系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种冷却系统及车辆，属于车辆散热技术领域。该冷却系统包括储液罐和控制器；控制器的内部具有散热管路和芯片组件，散热管路适于带走芯片组件产生的热量；储液罐的罐壁具有第一流出口和流入口，流入口所处的高度大于第一流出口所处的高度，第一流出口与散热管路的一端连通，散热管路的另一端与流入口连通；储液罐内充填有液体。该冷却系统利用液体循环对控制器进行冷却，散热快且散热效果好。

Description

冷却系统及车辆

技术领域

本申请属于车辆散热技术领域，特别涉及一种冷却系统及车辆。

背景技术

随着汽车电子技术的不断发展，控制器中芯片的个数越来越多。而芯片在工作过程中会释放热量，当芯片的个数增多时，控制器中的产热也不断增多。由于过高的热量会影响到芯片的计算能力，因此有必要对控制器进行散热。

相关技术中，控制器的散热是通过控制器外表面的多个金属片实现的，当控制器内产热时，热量会传导到金属片上，由于金属片与空气接触的面积较大，因而可以实现风冷散热。然而，通过设置多个金属片来进行散热的散热方式散热慢、散热效果较差。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种冷却系统及车辆，利用液体循环对控制器进行冷却，散热快且散热效果好。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本申请提供了一种冷却系统，所述冷却系统包括储液罐和控制器；

所述控制器的内部具有散热管路和芯片组件，所述散热管路适于带走所述芯片组件产生的热量；

所述储液罐的罐壁具有第一流出口和流入口，所述流入口所处的高度大于所述第一流出口所处的高度，所述第一流出口与所述散热管路的一端连通，所述散热管路的另一端与所述流入口连通；所述储液罐内充填有液体。

在一些实施例中，所述散热管路位于所述芯片组件的一侧，或者，所述散热管路环绕所述芯片组件。

在一些实施例中，所述储液罐还具有第二流出口，所述第二流出口所处的高度大于所述第一流出口所处的高度，且所述第二流出口与喷液管连通。

在一些实施例中，所述第一流出口位于所述储液罐的底部，所述第二流出口所处的高度与所述第一流出口所处的高度之间的高度差的取值范围为30mm～50mm。

在一些实施例中，所述储液罐还具有开口，所述开口位于所述储液罐的顶部，且所述液体为玻璃水。

在一些实施例中，所述冷却系统还包括散热器，所述散热器位于所述散热管路的一端与所述流入口之间。

在一些实施例中，所述散热器具有至少一个管路，且所述散热器的材质为金属。

在一些实施例中，所述冷却系统还包括泵体，所述泵体位于所述第一流出口与所述散热管路的一端之间或者位于所述散热管路的另一端与所述流入口之间。

另一方面，本申请实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括如上述一方面所述的冷却系统。

在一些实施例中，所述储液罐和所述散热器均位于前机舱内且远离发动机的一侧；所述控制器位于乘员舱。

本申请实施例提供的冷却系统，通过在控制器内部设置的散热管路，使得散热管路与储液罐连通构成冷却回路，在芯片组件工作产热而使得芯片组件的温度高于通过散热管路内的液体时，散热管路内的液体可以吸收热量，并通过冷却回路内液体的循环流动将热量带离控制器，实现对控制器的散热。因此，本申请实施例提供的冷却系统实现了利用液体循环对控制器进行冷却，散热快且散热效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种冷却系统结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1-储液罐；101-第一流出口；102-流入口；103-液体；104-第二流出口；105-开口；

2-控制器；21-散热管路；22-芯片组件；

4-散热器；

5-泵体；

6-前机舱；

7-发动机；

8-乘员舱；

9-翼子板；

10-第一连通管；10a-第一子连通管；10b-第二子连通管；

11-车辆侧围；

12-第二连通管；12a-第三子连通管；12b-第四子连通管。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中所涉及的方位名词，如“上”、“下”、“侧”等，一般以图1中所示方位的相对关系为基准，且采用这些方位名词仅仅是为了更清楚地描述结构和结构之间的关系，并不是为了描述绝对的方位。在产品以不同姿态摆放时，方位可能发生变化，例如“上”、“下”可能互换。

除非另有定义，本申请实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。下面对本申请实施例中出现的一些技术术语进行说明。

在本申请实施例中，所涉及的“翼子板”一般指的是遮盖车轮的车身外板，按照安装位置又分为前翼子板和后翼子板，前翼子板安装在前轮处，必须要保证前轮转动及上下跳动时的最大极限空间。

所涉及的“车辆侧围”一般指的是车门所在侧的车身。

为使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

随着经济的发展和社会的进步，汽车逐渐成为人们日常生活中不可缺少的交通工具，车辆使人们的出行更加舒适、便捷，不仅仅提高了人们的生活质量，还提高了人们工作和生活的效率，人们对汽车的安全性、舒适性，以及便捷性也提出了更高的要求，随着汽车电子技术的不断发展，自动驾驶技术可以将驾乘人员从繁重的、机械的驾驶操作中解脱出来，并且可以降低由于驾乘人员人为因素引起的交通安全事故、提高车辆通行的效率，逐渐成为汽车市场的未来趋势。

据测算，平均每辆车搭载半导体约为1600个，这些半导体器件分布于汽车各个设备与系统，主导这些半导体器件协同工作的正是汽车芯片，如逻辑计算芯片、存储芯片等。从应用的角度，汽车上小到胎压监测系统、摄像头、大到整车控制器、自动驾驶域控制器，都离不开各式各样的芯片，可以说汽车的智能化就是芯片的智能化。传统汽车的芯片数量大约在500～600个，随着自动驾驶、新能源等功能的增加，现在芯片的数量大约为1000～1200个，而一些以智能为主打的车型，则需要的芯片数量更多。

智能驾驶域控制器是车辆自动驾驶功能的大脑，对自动驾驶功能的安全性、稳定性、多样性起到了决定性作用，智能驾驶域控制器的计算能力越来越高，内部芯片的个数越来越多，控制器体积也越来越大，芯片在工作过程中会释放热量，当芯片的个数增多时，控制器中的产热也不断增多，由于过高的热量会影响到芯片的计算能力，因此有必要对控制器进行散热。

相关技术中，控制器的散热是通过在控制器外表面设置多个金属片实现的，当控制器内的芯片产热时，控制器内温度比位于控制器外表面的多个金属片的温度高，热量会从控制器内传导到位于控制器外表面的多个金属片上，由于金属片与空气接触的面积较大，因而可以实现风冷散热。然而，通过设置多个金属片来进行散热的散热方式散热慢、散热效果较差，并且容易受到环境的影响，例如，夏日环境温度较高，金属片周围空气温度与金属片温度差值较小，散热效果较差。

为了解决相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种冷却系统，其结构示意图如图1所示。

参见图1，该冷却系统包括储液罐1和控制器2。

其中，控制器2的内部具有散热管路21和芯片组件22，散热管路21适于带走芯片组件22产生的热量，以实现为芯片组件22的散热。

储液罐1的罐壁具有第一流出口101和流入口102，在沿储液罐1的高度方向上，流入口102所处的高度大于第一流出口101所处的高度，第一流出口101与散热管路21的一端连通，散热管路21的另一端与流入口102连通；储液罐1内充填有液体103，该液体103可以在散热管路21与储液罐1连通构成的冷却回路内循环流动。

本申请实施例提供的冷却系统，通过在控制器2内部设置的散热管路21，使得散热管路21与储液罐1连通构成冷却回路，在芯片组件22工作产热而使得芯片组件22的温度高于通过散热管路21内的液体时，散热管路21内的液体可以吸收热量，并通过冷却回路内液体的循环流动将热量带离控制器2，实现对控制器2的散热。

因此，本申请实施例提供的冷却系统实现了利用液体循环对控制器进行冷却，散热快且散热效果好。

下面对本申请实施例提供的冷却系统各部分之间的相互位置、连接关系以及各部分的作用进行进一步地描述说明：

对于控制器2而言，控制器2包括壳体、位于壳体内部的散热管路21和芯片组件22。

可以理解的是，芯片组件22中具有多个芯片，芯片组件22工作时会释放热量，如果不及时散热芯片组件22的温度过高会影响芯片组件22的计算能力，因此设置散热管路21可以为芯片组件22散热。

在一些实施例中，散热管路21位于芯片组件22的一侧，便于设置散热管路21，实现对芯片组件22快速、均匀地散热。

在另一些实施例中，散热管路21环绕芯片组件22，使得芯片组件22被散热管路21所环绕。例如，螺旋盘绕芯片组件22设置，可以尽可能多地利用控制器2壳体内部空间，尽可能覆盖芯片组件22，实现对芯片组件22快速、均匀地散热。

在一些实施例中，散热管路21的材质为金属。

可以理解的是，金属的导热性较好，即金属吸收或散发热量的性能较好，散热管路21的材质为金属，可以使得芯片组件22的热量较快地传导至散热管路21的表面；同时，散热管路21表面吸收热量后温度升高，当高于散热管路21中液体的温度时，热量可以从温度较高的散热管路21的表面较快地传递至温度较低的液体中，实现对芯片组件22的快速散热。

在一些实施例中，散热管路21的材质可以为铝或铜。

可选的，当散热管路21的材质为铝时，由于铝的重量比较轻且热导率较高较好，因而可以使得散热管路21具有重量轻、散热性能好的优点；同时，由于铝一旦遇到空气中的氧，便会发生反应，继而生成一层坚韧且致密的氧化膜，该氧化膜耐腐蚀性较好，因而还可以使散热管路21具有耐用性。

可选的，当散热管路21的材质为铜时，由于铜的化学性质不活泼，常温下难与空气中的氧气和水发生反应，并且铜的导热率高，因而使得散热管路21具有较好的散热性和耐用性。

在一些实施例中，参见图1，储液罐1还具有第二流出口104，第二流出口104所处的高度大于第一流出口101所处的高度，且第二流出口104与喷液管连通。

通过设置第二流出口104，可以实现储液罐1的复用，即储液罐1可以为冷却回路和雨刮组件共用的储液容器，最大程度地利用原车的液体循环系统和车辆空间，便于布置安装。

可以理解的是，第二流出口104与喷液管连通，喷液管与雨刮喷口连通，当需要对车辆前挡风玻璃进行喷液清洗时，在驾乘人员打开雨刮喷水的开关后，位于储液罐1中的液体103依次通过第二流出口104、喷液管和雨刮喷口，喷出到车辆前挡风玻璃上。由此可见，前挡风玻璃进行喷液清洗会消耗储液罐1中的液体103，为了保证储液罐1中留有液体103供给冷却系统使用，第二流出口104所处的高度大于第一流出口101所处的高度。

在一些实施例中，喷液管的材质包括塑料。举例来说，喷液管的材质可以为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等。

在一些实施例中，储液罐1包括圆柱体或立方体。

在一些实施例中，第一流出口101和第二流出口104可以位于储液罐1的同一侧，也可以位于储液罐1的不同侧。

举例来说，参见图1，第一流出口101和第二流出口104可以位于储液罐1的不同侧，即第一流出口101位于储液罐1的底部所在侧，第二流出口104位于储液罐1的侧壁所在侧。

可选的，参见图1，第一流出口101位于储液罐1的底部，以可以实现对储液罐1中液体103的最大化利用。

可选的，参见图1，第二流出口104所处的高度与第一流出口101所处的高度之间的高度差的取值范围为30mm～50mm，可以保证储液罐1中留有足够的液体供冷却系统使用。

当储液罐1中液体103的液位大于或等于第二流出口104所处的高度时，在驾乘人员打开雨刮喷水的开关后，液体可以从第二流出口104流出，当储液罐1中液体103的液位小于第二流出口104所处的高度时，在驾乘人员打开雨刮喷水的开关后，液体无法从第二流出口104流出，此时需要对储液罐1中的液体103进行补充。而通过将第二流出口104所处的高度与第一流出口101所处的高度之间的高度差设置为30mm～50mm，可以确保储液罐1中留有足够的液体供冷却系统使用。

在一些实施例中，参见图1，储液罐1还具有开口105，开口105位于储液罐1的顶部。

设置开口105，方便操作人员通过该开口105向储液罐1内添加液体103；同时，通过开口105与外部大气连通，可以起到平衡储液罐1内液体压力的作用。另外，通过将开口105设置在储液罐1的顶部，可以最大化利用储液罐1的空间。

在一些实施例中，液体103为玻璃水，不仅对车辆前挡风玻璃具有较好的清洁效果，还可以起到冷却液的作用。

在一些实施例中，储液罐1具有盖体，盖体用于封盖开口105，以避免因车辆晃动而导致液体103从储液罐1中溢出。

在一些实施例中，参见图1，冷却系统还包括散热器4，散热器4位于散热管路21的一端与流入口102之间。

在吸收控制器2中的芯片产出的热量后，散热管路21中的液体的温度升高。当液体流入与散热管路21连通的散热器4中，液体可以在散热器4中散热，进而实现温度的降低。

在一些实施例中，散热器4具有至少一个管路，且散热器4的材质为金属。

通过在散热器4内设置材质为金属的管路，由于金属的导热性较好，即金属吸收或散发热量的性能较好，因而可以使得散热器4中液体的热量较快地传导至散热器4的表面。

另外，由于热量会从温度高的地方向温度低的地方传递，并且温度差越大传热速率越快，因而当散热器4的温度高于散热器4外空气的温度，散热器4可以将热量传递给散热器4外的空气，实现对散热器的散热。

可选的，散热器4具有一个管路；当然，散热器4还可以具有多个管路，在此不作具体限定。

在一些实施例中，散热器4包括多个串联的S型管路，该多个串联的S型管路的一端与散热管路21的一端连通，另一端与流入口102连通。

由于该多个串联的S型管路具有较大的面积，可以充分与空气接触进行热量交换，因而使得散热器4具有较好的散热效果。

在一些实施例中，散热器4的材质可以为铝或铜。

在一些实施例中，参见图1，冷却系统还包括泵体5，泵体5位于第一流出口101与散热管路21的一端之间或者位于散热管路21的另一端与流入口102之间，也就是说，只要将泵体5设置在储液罐1和控制器2之间即可。

通过设置泵体5，以为冷却回路中的液体循环提供动力。

本申请实施例提供的冷却系统的工作过程如下：

当冷却系统运行时，泵体5开启，为冷却回路中的液体循环提供动力，位于储液罐1中的液体103经第一流出口101流出，并流入与第一流出口101连通的散热管路21中，位于散热管路21中的液体吸收控制器2中芯片组件22释放的热量，然后进入与散热管路21连通的散热器4中，吸收热量后的液体在散热器4中释放热量，随后经流入口102流回储液罐1中。

本申请使用车辆原有的液体系统对控制器2进行散热，即本申请使用车辆原有的雨刮组件中的储液罐1储存的玻璃水作为冷却系统的冷却液，储液罐1位于前机舱6的边缘，远离发动机7、发动机7散热用水箱等温度较高的装置，具有良好的应用前景。

本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括如上述实施例中所限定的冷却系统。

基于使用了上述冷却系统，通过在控制器2内部设置的散热管路21，使得散热管路21与储液罐1连通构成冷却回路，因而当芯片组件工作产热时，由于冷却回路内的液体的温度低于芯片组件的温度，因而冷却回路内的液体可以吸收热量，并通过循环流动将热量带离控制器2，实现对控制器2的散热。

在一些实施例中，参见图2，储液罐1和散热器4均位于前机舱6内，且储液罐1和散热器4的布设位置远离发动机7；控制器2位于乘员舱8。

由于发动机7工作时会产生大量的热量，使得发动机7的温度较高，通过将储液罐1和散热器4的布设位置设置在远离发动机7处，使得储液罐1和散热器4受发动机7产热的影响较小。

可选的，散热器4位于翼子板9远离发动机7的一侧。

通过将散热器4设置在翼子板9远离发动机7的一侧，可以使得散热器4避免受到发动机7产热的影响，散热效果更好。除此之外，车辆在行驶的过程中，翼子板9远离发动机7的一侧风速较快，散热量更多，散热器4的散热效果更好。

在一些实施例中，冷却系统还包括风扇，风扇位于散热器4的一侧。

通过将风扇设置在散热器4的一侧，在开启风扇的情况下，可以加快散热器4周围空气的流速，从而提升散热器4的散热效果。

在一些实施例中，冷却系统还包括第一连通管10，第一连通管10用于连通第一流出口101、散热器4和散热管路21。

其中，第一连通管10包括第一子连通管10a和第二子连通管10b，第一子连通管10a位于翼子板9远离发动机7的一侧，第二子连通管10b位于车辆侧围11远离发动机7的一侧，并且第二子连通管10b位于车底钣金的上侧。

通过将第一子连通管10a设置在翼子板9远离发动机7的一侧，第二子连通管10b设置在车辆侧围11远离发动机7的一侧，并且位于车底钣金的上侧，可以使得第一子连通管10a和第二子连通管10b避免受到发动机7产热的影响，散热效果更好。

在一些实施例中，第一连通管10的材质包括塑料。

举例来说，第一连通管10的材质可以为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等。

第一连通管10的材质可以与原雨刮组件使用的塑料一致，不仅可以节省成本还可以减轻第一连通管10的重量。

在一些实施例中，该冷却系统还包括第二连通管12，第二连通管12用于连通流入口102和散热管路21。

其中，第二连通管12包括第三子连通管12a和第四子连通管12b，第三子连通管12a位于翼子板9远离发动机7的一侧，第四子连通管12b位于车辆侧围11远离发动机7的一侧，并且第四子连通管12b位于车底钣金的上侧。

通过将第三子连通管12a设置在翼子板9远离发动机7的一侧，第四子连通管12b设置在车辆侧围11远离发动机7的一侧，并且位于车底钣金的上侧，可以使得第三子连通管12a和第四子连通管12b避免受到发动机7产热的影响，散热效果更好。

在一些实施例中，第二连通管12的材质包括塑料。

举例来说，第二连通管12的材质可以为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚酰胺等。

可选的，第二连通管12的材质可以与原雨刮组件使用的塑料相同。如此设置，不仅可以节省成本，还可以减轻第二连通管12的重量。

参见图2，液体103的流动顺序可以描述为：从位于翼子板9远离发动机7一侧的储液罐1出发，经第一流出口101流入到位于翼子板9远离发动机7一侧的第一子连通管10a中，再经位于车底钣金上侧的第二子连通管10b，流入位于控制器2中的散热管路21中，随后经位于车辆侧围11远离发动机7一侧的第四子连通管12b和第三子连通管12a，流回至储液罐1中。

在本申请中，术语“第一”和“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。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的本申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种冷却系统，其特征在于，所述冷却系统包括储液罐(1)、控制器(2)、散热器(4)、第一连通管(10)和第二连通管(12)；

所述控制器(2)的内部具有散热管路(21)和芯片组件(22)，所述散热管路(21)环绕所述芯片组件(22)，所述散热管路(21)适于带走所述芯片组件(22)产生的热量，所述储液罐(1)为所述散热管路(21)和雨刮组件共用的储液容器；

所述储液罐(1)的罐壁具有第一流出口(101)、流入口(102)和第二流出口(104)，所述第一流出口(101)位于所述储液罐(1)的底部，所述流入口(102)所处的高度大于所述第一流出口(101)所处的高度，所述第一流出口(101)与所述散热管路(21)的一端连通，所述散热管路(21)的另一端与所述流入口(102)连通，所述散热器(4)位于所述散热管路(21)的一端与所述流入口(102)之间，所述第一连通管(10)连通所述第一流出口(101)和所述散热管路(21)，所述第二连通管(12)连通所述流入口(102)和所述散热管路(21)；所述储液罐(1)内充填有液体(103)，所述第二流出口(104)所处的高度大于所述第一流出口(101)所处的高度，且所述第二流出口(104)与喷液管连通，所述第二流出口(104)所处的高度与所述第一流出口(101)所处的高度之间的高度差的取值范围为30mm～50mm；

其中，所述散热器(4)包括多个串联的S型管路，所述多个串联的S型管路的一端与所述散热管路(21)的一端连通，另一端与所述流入口(102)连通，所述控制器(2)用于安装至乘员舱(8)内，所述储液罐(1)用于安装至前机舱(6)内，所述散热器(4)位于所述前机舱(6)内，所述第一连通管(10)包括第一子连通管(10a)和第二子连通管(10b)，所述前机舱(6)具有发动机(7)和翼子板(9)，所述乘员舱(8)具有车辆侧围(11)，所述散热器(4)位于所述翼子板(9)远离所述发动机(7)的一侧，所述第一子连通管(10a)位于所述翼子板(9)远离所述发动机(7)的一侧，所述第二子连通管(10b)位于所述车辆侧围(11)远离所述发动机(7)的一侧，所述第二连通管(12)包括第三子连通管(12a)和第四子连通管(12b)，所述第三子连通管(12a)位于所述翼子板(9)远离所述发动机(7)的一侧，所述第四子连通管(12b)位于所述车辆侧围(11)远离所述发动机(7)的一侧；

所述液体(103)的流动顺序为：从所述储液罐(1)出发，经所述第一流出口(101)流入到所述第一子连通管(10a)中，再经位于车底钣金上侧的所述第二子连通管(10b)，流入所述散热管路(21)中，随后经所述第四子连通管(12b)和所述第三子连通管(12a)，流回至所述储液罐(1)中。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述储液罐(1)还具有开口(105)，所述开口(105)位于所述储液罐(1)的顶部，且所述液体(103)为玻璃水。

3.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述散热器(4)的材质为金属。

4.根据权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，所述冷却系统还包括泵体(5)，所述泵体(5)位于所述第一流出口(101)与所述散热管路(21)的一端之间或者位于所述散热管路(21)的另一端与所述流入口(102)之间。

5.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1～4任一项所述的冷却系统。