CN114554779A - 一种散热装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种散热装置和车辆。该散热装置包括：通过管路依次连接的储液罐、液泵、第一换热器和第二换热器，以及散热风扇；其中，储液罐用于存储液体工质，液泵用于从储液罐抽取液体工质，对液体工质进行加压，使液体工质沿着储液罐、第一换热器和第二换热器的顺序循环流动；第一换热器用于与热源接触，从热源吸收热量，将热量传递给液体工质；散热风扇用于对第二换热器产生冷却风，加快第二换热器周围的空气流动；第二换热器用于从液体工质吸收热量，将热量挥发到空气中。该散热装置可用于为车辆的自动驾驶计算平台散热，其散热风扇可以安装于车辆外部，占用的车辆空间小，便于自动驾驶计算平台在车内安装，并且不会影响车辆的NVH指标。

Description

一种散热装置和车辆

技术领域

本申请涉及电子元件散热技术领域，尤其涉及一种散热装置和车辆。

背景技术

自动驾驶车辆的控制系统，尤其是高等级的自动驾驶车辆的控制系统一般包括自动驾驶计算平台(或车载计算模块)，例如移动数据中心(mobile data center，DMC)。自动驾驶计算平台能够通过摄像机、激光雷达、毫米波雷达、超声波等车载传感器来感知周围的环境，依据所获取的信息进行决策判断，由适当的工作模型来制定相应的策略，如预测本车与其他车辆、行人等在未来一段时间内的运动状态，并进行避免碰撞路径规划。

自动驾驶计算平台在运行时会产生热量，自动驾驶的等级越高，自动驾驶计算平台的功率也越高，产生的热量也越高，如果不配备有效的散热手段，自动驾驶计算平台会由于过热而影响正常运行。

目前，在传统的燃油车上，自动驾驶计算平台一般采用风冷散热方式。由于传统燃油车的前舱内布满了发动机、减速箱、电瓶等部件，并且温度较高，不适合放置自动驾驶计算平台，因此自动驾驶计算平台一般只能放置在驾驶舱内部。

然而，风冷散热的自动驾驶计算尺寸较大，在驾驶舱内难以找到合适的安装位置，并且风冷散热的自动驾驶计算平台放置于驾驶舱内，其风扇噪声必定会导致车辆的噪声，振动和粗糙度(noise、vibration、and harshness，NVH)指标变差，影响乘客的乘坐舒适性。

发明内容

本申请实施例提供了一种散热装置，可用于为自动驾驶平台散热，能够减小自动驾驶平台的尺寸，便于自动驾驶平台在车内安装，并且不会影响车辆的NVH指标。

第一方面，本申请实施例提供了一种散热装置，包括：储液罐，储液罐存储有液体工质；液泵，液泵与储液罐通过第一液冷管连接；第一换热器，第一换热器与液泵通过第一延长管路连接；第二换热器，第二换热器与第一换热器通过第二延长管路连接，以及，第二换热器与储液罐通过第二液冷管连接；散热风扇，散热风扇面向第二换热器设置；液泵用于从储液罐抽取液体工质，对液体工质进行加压，使液体工质沿着储液罐、第一换热器和第二换热器的顺序循环流动；第一换热器用于与热源接触，从热源吸收热量，将热量传递给液体工质；散热风扇用于对第二换热器产生冷却风，加快第二换热器周围的空气流动；第二换热器用于从液体工质吸收热量，将热量挥发到空气中。

本申请实施例提供的散热装置用于为车辆的自动驾驶计算平台散热，其中，散热装置的第一换热器可以设置于车内，与自动驾驶计算平台的发热元件接触，而散热装置的储液罐、液泵、第二换热器和散热风扇等部件可以通过第一延长管路和第二延长管路延伸到车外设置。在散热装置工作时，第一换热器吸收自动驾驶计算平台产生的热量，并将热量传递给流经第一换热器内部的液体工质；液体工质在液泵的压力作用下流向车外，将其携带的热量传递给位于车外的第二换热器；第二换热器中的热量在散热风扇的冷却风的作用下迅速释放到车外的空气中。由此可见，由于本申请实施例提供的散热装置只需要在自动驾驶计算平台上安装一个换热器，不需要安装风扇等其他部件，因此能减小自动驾驶计算平台的尺寸，并且，由于能够产生噪音的散热风扇设置于车外，乘客在车内不会感觉到散热风扇的噪音，因此本申请实施例的散热装置不会影响车辆的NVH指标，有利于提升乘客的乘坐舒适性。

在一种实现方式中，该散热装置还包括：壳体；储液罐、液泵、散热风扇和第二换热器设置于壳体内；第一换热器设置于壳体外，与壳体相互独立设置。这样，该散热装置在安装到车辆上时，只需要将第一换热器安装到车内，将壳体安装到车外即可，省时省力。

在一种实现方式中，第一换热器包括换热板，以及设置于换热板内部的第一导热管路；第一导热管路的两端均位于换热板的表面，一端为第一换热器的进液口，另一端为第一换热器的出液口；换热板用于与热源接触，从热源吸收热量，将热量传递给第一导热管路中的液体工质。

在一种实现方式中，换热板包括第一板面，第一板面为平面结构，第一板面用于与热源接触。

在一种实现方式中，换热板还包括第二板面，第二板面背对于第一板面，第二板面包括多个间隔设置的散热片。这样，换热板能够通过散热片与空气形成较大的接触面积，从而具备一定的散热性能。

在一种实现方式中，第二换热器包括鳍片结构和第二导热管路；鳍片结构由多个金属薄片堆叠构成，相邻两个金属薄片之间具有缝隙；第二导热管路往复穿梭于多个金属薄片之间，第二导热管路的一端为第二换热器的进液口，另一端为第二换热器的出液口；鳍片结构用于吸收第二导热管路中的液体工质的热量，将热量挥发到空气中。

在一种实现方式中，金属薄片与散热风扇的风道方向平行设置。这样，散热风扇产生的冷却风能够从金属薄片之间的缝隙中穿过，带走金属薄片上的热量，避免热量在金属薄片附近聚集。

在一种实现方式中，第一延长管路包括：第三液冷管和第一延长管；第三液冷管一端与液泵连接；第一延长管一端与第一换热器的进液口连接；第三液冷管的另一端和第一延长管的另一端均设置有快速接头，第三液冷管和第一延长管通过快速接头连接。这样，通过快速结构，第三液冷管和第一延长管可以实现管路快速连通和断开，并且能够防止管路断开时漏液。

在一种实现方式中，第三液冷管的快速接头设置于壳体上，并且位于壳体的外侧。

在一种实现方式中，第二延长管路包括：第四液冷管和第二延长管；第四液冷管一端与第二换热器的进液口连接；第二延长管一端与第一换热器的进液口连接；第四液冷管的另一端和第二延长管的另一端均设置有快速接头，第四液冷管和第二延长管通过快速接头连接。这样，通过快速结构，第四液冷管和第二延长管可以实现管路快速连通和断开，并且能够防止管路断开时漏液。

在一种实现方式中，第四液冷管的快速接头设置于壳体上，并且位于壳体的外侧。

在一种实现方式中，第二换热器为外壳的一部分。

在一种实现方式中，热源包括自动驾驶计算平台的印刷电路板，印刷电路板包括至少一个发热元件，第一换热器用于与至少一个发热元件接触。

第二方面，本申请实施例提供了一种车辆，包括：自动驾驶计算平台和上述第一方面及其各种实现方式提供的散热装置；自动驾驶平台和散热装置的第一换热器设置于车辆的车身内，散热装置的储液罐、液泵、第二换热器和散热风扇设置于车身外；自动驾驶平台包括印刷电路板，印刷电路板包括至少一个发热元件，第一换热器与至少一个发热元件接触。

本申请实施例提供的车辆，由于散热装置只需要在自动驾驶计算平台上安装一个换热器，不需要安装风扇等其他部件，因此能减小自动驾驶计算平台的尺寸，并且，由于能够产生噪音的散热风扇设置于车外，乘客在车内不会感觉到散热风扇的噪音，因此本申请实施例的散热装置不会影响车辆的NVH指标，有利于提升乘客的乘坐舒适性。

附图说明

图1是目前自动驾驶计算平台的风冷散热结构的示意图；

图2示出了自动驾驶计算平台的在车辆中的安装场景；

图3是本申请实施例提供的散热装置的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的第一延长管路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的第二延长管路的结构示意图；

图6是本申请实施例示出的一种管路连接方式示意图；

图7是本申请实施例示出的另一种管路连接方式示意图；

图8是本申请实施例示出的第一换热器的结构示意图；

图9是本申请实施例示出的第一换热器的A向剖视图；

图10是本申请实施例提供的第一换热器与自动驾驶计算平台的PCB的安装示意图；

图11是本申请实施例示出的另第一换热器的结构示意图；

图12是本申请实施例示出的第一导热管路的截面形状示意图；

图13是本申请实施例提供的第二换热器的结构示意图；

图14是本申请实施例提供的带有壳体的散热装置的结构示意图；

图15是本申请实施例的散热装置在车辆中安装的示意图；

图16是本申请实施例提供的散热装置与自动驾驶计算平台为一体化结构的示意图。

其中：10-散热装置，21-自动驾驶计算平台，100-储液罐，110-液体工质，120-第一液冷管，200-液泵，230-第一延长管路，231-第三液冷管，232-第一延长管，233-管路接头，234-管路接头，300-第一换热器，330-接头，340-第二延长管路，341-第四液冷管，342-第二延长管，343-管路接头，344-管路接头，345-卡箍，350-换热板，351-第一板面，352-第二板面，353-散热片，360-第一导热管路，361-平面管壁，400-换热器，410-第二液冷管，450-金属薄片，460-第二导热管路，500-散热风扇，610-发热元件，620-导热介质，700-壳体，710-壳体底面，720-壳体侧面。

具体实施方式

自动驾驶汽车(autonomous vehicles；self-piloting automobile)，又称无人驾驶汽车、电脑驾驶汽车或轮式移动机器人，为一种运输动力的无人地面载具。作为自动化载具，自动驾驶汽车不需要人类操作即能感测其环境及导航。自动驾驶汽车能以雷达、光学雷达、卫星导航系统(global navigation satellite system，GNSS)及电脑视觉等技术感测其环境。自动驾驶汽车配备的控制系统能将感测资料转换成适当的导航道路，以及障碍与相关标志，以更新地图资讯，实时追踪自身的位置，并且实时控制或者辅助驾驶员控制车辆的驾驶行为。

自动驾驶车辆的控制系统，尤其是高等级的自动驾驶车辆的控制系统一般包括自动驾驶计算平台(或车载计算模块)，例如移动数据中心(mobile data center，MDC)。自动驾驶计算平台能够通过摄像机、激光雷达、毫米波雷达、超声波等车载传感器来感知周围的环境，依据所获取的信息进行决策判断，由适当的工作模型来制定相应的策略，如预测本车与其他车辆、行人等在未来一段时间内的运动状态，并进行避免碰撞路径规划。

目前，美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)将自动驾驶划分成为6个等级，这6个等级由低到高依次包括：

L0：无自动化配置，完全是驾驶员自己驾驶车辆，没有任何主动安全配置。

L1：驾驶辅助，车辆有一定的功能协助驾驶员执行横向或者纵向的车辆运动的特定任务(但不是同时能完成并线超车这种复杂的任务)，驾驶员承担大部分车辆控制能力。

L2：高级驾驶辅助，车辆能够有一定能力协助驾驶员执行包括横向纵向的车辆运动任务(车辆能自主实现特定地复杂任务)，但驾驶员需要实时监控车辆完成这些任务。

L3：特定场景下的自动驾驶，在车主同意下，自动驾驶系统能完全介入车辆行驶。当然，车主可以随时对车辆在自动驾驶行驶时出现的错误进行修正。

L4：高级自动驾驶，车辆行驶时全部操作都通过自动驾驶系统实现，在执行场景下车辆没有不合逻辑的表现(不会出错)，完全不需要车主的操作介入。

L5：无论是否在特定的执行场景，车辆无需车主操作通过自动驾驶即可到达目的地。

可以看出，从L1等级～L5等级，由车辆自主完成的驾驶行为越来越多，相应地对自动驾驶计算平台的算力需求越大。随着自动驾驶计算平台算力的提升，自动驾驶计算平台的功耗也逐渐升高，从较低的几瓦，升高到几十瓦甚至上百瓦。自动驾驶计算平台功耗的升高随之带来的是发热量的提升，对自动驾驶计算平台的散热能力提出了更高的要求。

针对自动驾驶计算平台，可选择的散热方式主要包括自然散热(即被动散热)、风冷散热和水冷散热。其中，自然散热是指利用自动驾驶计算平台自身与环境进行热交换的散热，这种方式的散热效率较低，最大散热能力在20瓦(W)左右，无法满足L3及以上等级的自动驾驶计算平台的散热需求，因此L3及以上等级的自动驾驶计算平台主要采用风冷散热和水冷散热的方式。

目前，自动驾驶计算平台的风冷散热和水冷散热方式一般可以借助汽车的热管理系统实现。然而，对于不同动力种类的汽车，其可用的散热方式也存在区别。

例如：新能源汽车的热管理系统一般包括四个部分：电池冷却系统、空调系统、电机冷却系统和减速器冷却系统。其中，电池冷却系统和电机冷却系统采用水冷散热，最高水温分别在45℃和64℃左右。因此，在新能源汽车中，电池冷却系统或电机冷却系统也可以为自动驾驶计算平台进行水冷散热，实现自动驾驶计算平台的散热具有天然的优势。

与新能源汽车不同的是，传统燃油车的热管理系统一般包括两部分：空调热管理系统和发动机热管理系统。其中，空调热管理系统无液冷管路，而发动机热管理系统的水温可以高达90℃以上，如此高的水温使其无法为自动驾驶计算平台进行水冷散热。因此，在传统的燃油车上，针对高算力的自动驾驶计算平台，一般采用风冷散热方式。

传统燃油车的前舱内布满了发动机、减速箱、电瓶等部件，一般没有足够的空间安装自动驾驶计算平台设备。另外，传统燃油车前舱的工作温度一般在-40℃-140℃之间，面临极寒或者高温，因此除电子控制单元(electronic control unit，ECU)等一些小尺寸、低功耗、高规格的车载电子器件以外，基本不考虑放置其他车载电子器件，也不适合放置大尺寸、高功耗的车载电子器件，例如自动驾驶计算平台等。

由此可见，受限于安装空间和环境因素的影响，即使是风冷散热的自动驾驶计算平台也不适合放置在传统燃油车的前舱内。因此，在传统燃油车中，自动驾驶计算平台只能设置在驾驶舱内部。

图1是目前自动驾驶计算平台的风冷散热结构的示意图。如图1所示，风冷散热结构包括壳体11，自动驾驶计算平台的主板设置于壳体11内，主板12上的发热元件13通过导热介质14与壳体11连接。壳体11的与发热元件13连接的部分包括散热器15。位于发热元件13上方的壳体11顶部设置有风扇16，用于向壳体11内部送风，一般来说，风扇16可以在壳体11顶部居中设置，以便于送风气流到达靠近发热元件13一侧后，沿着散热器15向壳体11两侧分流，形成如图1所示的风道，主板12上各个发热元件13产生的热量传递给散热器15之后，在风道气流的作用下扩散到空气中。

然而，例如图1所示的风冷散热的自动驾驶计算平台在实际应用中存在以下问题：

1、系统可靠性差，如果系统中的某个风扇出现故障而失效，则风冷散热能力会骤降，导致自动驾驶计算平台出现芯片过热降频、触发过热自保护、元器件过热损坏等情况，严重的，会导致自动驾驶计算平台宕机。

2、风扇压力损失大，在自动驾驶计算平台的壳体内部，由于风道风向的改变和结构阻力影响，风道的压力损失，一般只能满足100W功率级别的散热需求，无法满足未来L4等级以上的自动驾驶计算平台的散热需求。

3、设备尺寸大，自动驾驶计算平台加装风冷散热结构之后，设备尺寸由于壳体、散热器、风扇等器件的加入会变大，在车身内难以找到可容纳的安装位置。

4、另外，车辆的噪声，振动和粗糙度(noise、vibration、and harshness，NVH)是评价车辆乘坐舒适性的一个重要指标，也是各大汽车厂商努力改善的一个重要指标，然而，如果将风冷散热的自动驾驶计算平台放置于驾驶舱内，其风扇噪声必定会导致NVH指标变差。

为解决上述问题，本申请实施例提供了一种散热装置，该装置独立于车辆的热管理系统，可用于包括自动驾驶计算平台在内的各类车载的发热模块散热，并且可以同时应用于新能源汽车和传统的燃油车中。

为便于本领域技术人员深刻理解本申请的技术方案，图2示出了自动驾驶计算平台的在车辆中的安装场景。如图2所示，自动驾驶计算平台21一般安装在车身内，例如中控台内或者座椅下等位置。与自动驾驶计算平台21协同地，车辆还安装有各类型的传感器，例如激光雷达22、摄像头23、毫米波雷达24等，以探测车辆所处的环境、车辆自身状态等、并将探测到的数据反馈给自动驾驶计算平台21。自动驾驶计算平台21利用其内置的人工智能(artificial intelligence，AI)芯片，例如神经网络处理器(neural-network processingunit，NPU)对接收到的数据进行实时推理运算，并且根据运算结果生成操作指令下发给整车控制器(vehicle control unit，VCU)25。VCU根据操作指令控制车辆制动，例如刹车、减速等，实现各种级别的自动驾驶功能。计算模块还可以通过车载通信终端(telematicsbox，T-BOX)26将数据上传到网络后端的云数据中心。一般来说，自动驾驶计算平台21与摄像头23之间可以通过吉比特多媒体串行链路(gigabit multimedia serial link，GMSL)进行信息传输；自动驾驶计算平台21与激光雷达22之间可以通过车载以太链路进行信息传输；自动驾驶计算平台21与VCU25或者电机控制器(motor control unit，MCU)和电池管理系统(battery management system，BMS)之间可以通过控制器局域网(controller areanetwork，CAN)总线进行信息传输；自动驾驶计算平台21与毫米波雷达24之间可以通过CAN总线进行信息传输；自动驾驶计算平台21与超声波雷达(图2中未示出)之间可以通过本地互联网络(local interconnect network，LIN)总线进行信息传输；自动驾驶计算平台21与T-BOX26之间可以通过以太链路进行信息传输。

图3是本申请实施例提供的散热装置的结构示意图。如图3所示，该散热装置可以包括：储液罐100、液泵200、第一换热器300、第二换热器400和散热风扇500。其中，储液罐100中存储有液体工质110，液泵200与储液罐100通过第一液冷管120连接，第一换热器300与液泵200通过第一延长管路230连接，第二换热器400与第一换热器300通过第二延长管路340连接，储液罐100与第二换热器400通过第二液冷管410连接。由此，通过上述管路连接关系，散热装置形成了使液体工质110从储液罐100途径第一液冷管120流向液泵200，再途径第一延长管路230流向第一换热器300，在途径第二延长管路340流向第二换热器400，再途径第二液冷管410回流进储液罐100的循环回路。

下面进一步结合图3对本身请实施例的散热装置的各部件的结构和功能进行描述。

储液罐100可以是一个密闭的中空罐体，储液罐100可以被制作成各种形状，例如立方体形、球形、圆筒形等，本申请实施例对此不做限定。储液罐100可以采用金属制成，例如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等，也可以采用耐热的非金属制成，本申请实施例对此不做限定。储液罐100可以包括至少一个进液口130和至少一个出液口140，其中，储液罐100的进液口130用于第二换热器400的液体工质110流入储液罐100内，而储液罐100的出液口140用于储液罐100内的液体工质110流入到液泵200中。

本申请实施例中，液体工质110例如可以是氟利昂、氨、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷和水等物质以及上述物质的组合物，本申请实施例对此亦不做限定。

本申请实施例中的液泵200包括至少一个进液口210和至少一个出液口220。其中，液泵200的进液口210与储液罐100的出液口140通过第一液冷管120连接。液泵200用于通过第一液冷管120从储液罐100中抽取液体工质110，并且液体工质110进行加压，使液体工质110在压力作用下从液泵200的出液口220流出到第一延长管路230中。

本申请实施例对液泵200的类型不做具体限定，例如液泵200可以是容积泵，也可以是动力式泵。其中，容积泵例如可以包括各种结构的往复泵(如柱塞泵)、转子泵(如螺杆液泵)等，动力式泵例如可以包括各种结构的离心泵、旋涡泵等。考虑到本申请实施例的散热装置可以应用于车辆的自动驾驶计算平台，而车辆一般比较容易得到直流电源作为液泵200的动力来源，因此本申请实施例的液泵200优选采用直流电机驱动的离心泵，以便于方案的实施。

本申请实施例的第一换热器300可使用导热性能优良的金属材质制成，例如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。第一换热器300包括至少一个进液口310和至少一个出液口320。其中，第一换热器300的进液口310与液泵200的出液口220通过第一延长管路230连接，第一换热器300在其进液口310和出液口320之间设置有容纳液体工质110的内部管路或者腔体。从液泵200的出液口220流出的液体工质110，在液泵200的压力作用下通过第一延长管路230，从第一换热器300的进液口310流入第一换热器300的内部管路或者腔体中，并从第一换热器300的出液口320流出到第二延长管路340中。

本申请实施例的第二换热器400可使用导热性能优良的金属材质制成，例如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等。第二换热器400包括至少一个进液口420和至少一个出液口430。其中，第二换热器400的进液口420与第一换热器300的出液口320通过第二延长管路340连接，第二换热器400的出液口430与储液罐100的进液口130通过第二液冷管410连接，第二换热器400在其进液口420和出液口430之间设置有容纳液体工质110的内部管路或者腔体，并且第二换热器400在内部管路或者腔体外部还可以设置有散热片，该散热片例如是鳍片型结构的散热片等。从第一换热器300的出液口320流出的液体工质110，在液泵200的压力作用下通过第二延长管路340，从第二换热器400的进液口420流入第二换热器400的内部管路或者腔体中，并从第二换热器400的出液口430流出到第二液冷管410中，最终通过第二液冷管410回流到储液罐100中。

本申请实施例中的散热风扇500可以包括一个单风扇，或者包括一个由多个风扇组成的风扇组。当散热风扇500包括多个风扇时，多个风扇可以并列设置，使它们产生的冷却风的风向相同。第二换热器400设置于散热风扇500的风道下行方向，这样，当散热风扇500工作时，其产生的冷却风直吹第二换热器400，能够加速第二换热器400周围的空气流动，带走热量。本申请实施例的散热装置可以应用于车辆的自动驾驶计算平台，而车辆一般比较容易得到直流电源，因此散热风扇500可以采用车辆的直流电源供电。

图4是本申请实施例提供的第一延长管路230的结构示意图。如图4所示，第一延长管路230包括第三液冷管231和第一延长管232。第三液冷管231一端与液泵200的出液口连接，另一端设置有管路接头233。第一延长管232优选采用可自由弯曲的软管材料制成，可以是金属材料，也可以使非金属材料。第一延长管232一端与第一换热器300的进液口310连接，另一端设置有能够与第三液冷管231的管路接头233相互对接的管路接头234，第三液冷管231和第一延长管232通过管路接头233与管路接头234的对接实现连接。

图5是本申请实施例提供的第二延长管路340的结构示意图。如图5所示，第二延长管路340包括第四液冷管341和第二延长管342。第四液冷管341一端与第二换热器400的进液口420连接，另一端设置有管路接头343。第二延长管342优选采用可自由弯曲的软管材料制成，可以是金属材料，也可以使非金属材料。第二延长管342一端与第一换热器300的出液口320连接，另一端设置有能够与第四液冷管341的管路接头343相互对接的管路接头344，第四液冷管341和第二延长管342通过管路接头343与管路接头344的对接实现连接。

本申请实施例中，第一液冷管120、第二液冷管410、第三液冷管231和第四液冷管341优选为金属材质，例如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等，管体形状可以是圆管或者其他异形管体，例如：扁管、椭圆形管、矩形管、波纹管等，本申请实施例对上述液冷管的管体形状不做具体限定。

本申请实施例中，第三液冷管231的管路接头233、第四液冷管341的管路接头343、第一延长管232的管路接头234和第二延长管342的管路接头344优选采用快速接头。快速接头也称快接头，是一种不需要工具就能实现管路连通或断开的接头。当快速接头处于未连接状态时，快速接头能够通过其内部的阀门等结构将管路封闭，防止漏液，当快速接头处于连接状态时，快速接头能够将管路连通，使液体在管路中流动。

本申请实施例中，第一液冷管120与储液罐100的出液口140、第一液冷管120与液泵200的进液口210、第二液冷管410与储液罐100的进液口130、第二液冷管410与第二换热器400的出液口430、第三液冷管231与液泵200的出液口220、第一延长管232与第一换热器300的进液口310、第二延长管342与第一换热器300的出液口320、第四液冷管341与第二换热器400的进液口420可以使用任意可实现的管路连接方式进行连接。

作为一种可选择的实现方式，上述任意需要连接的两个部件可通过焊接的方式实现管路连接，该方式优选适用于需要连接的两个部件均为金属材质的场景中，例如：第一液冷管120与储液罐100的出液口140的连接等。焊接可采用例如气焊、电弧焊(如：氩气保护焊)、电阻焊、激光焊接和感应焊接等工艺，本申请实施例对此不做限定。

作为一种可选择的实现方式，上述任意需要连接的两个部件的连接处可以设置接头(例如快速接头)，从而通过接头连接。

作为一种可选择的实现方式，上述任意需要连接的两个部件的连接处可以设置相互配合的内丝螺纹和外丝螺纹，从而实现螺纹连接。以第二液冷管410与第二换热器400的出液口210为例，如图6所示，第二液冷管410用于与第二换热器400连接的一端可以设置有带有内丝螺纹的接头411，第二换热器400的出液口430也可以设置有与接头411相配合的带有外丝螺纹的接头440，这样，第二液冷管410与第二换热器400的出液口就可以实现螺纹连接。

作为一种可选择的实现方式，上述任意两个需要连接的部件可通过卡箍实现管路连接，该方式优选适用于需要连接的两个部件包含软管材质的场景中。以第二延长管342与第一换热器300的出液口320为例，如图7所示，当第二延长管342是软管时，第一换热器300的出液口320可以设置与第二延长管342的内径相匹配的接头330，第二延长管342可以套接在接头330之上，形成过盈配合或者间隙配合，然后通过卡箍345实现第二延长管342与接头330的固定和密封连接。

图8是本申请实施例示出的第一换热器300的结构示意图。如图8所示，第一换热器300包括换热板350。换热板350优选为平板结构，包括一个用于与热源接触的第一板面351，以及背对于第一板面351设置的第二板面352。其中，第一板面351为光滑平整的平面结构，第二板面352设置有散热结构，该散热结构例如可以包括多个在第二板面352上间隔设置的散热片353，这样，换热板350能够通过散热片353与空气形成较大的接触面积，从而具备一定的散热性能。

换热板350可以选用导热性能良好的金属材料制成，例如铜、铝、碳钢、不锈钢、合金钢等，优选采用轻质金属，例如：铝、铝镁合金等，以减轻重量。

图9是本申请实施例示出的第一换热器300的A向剖视图。如图9所示，换热板350优选为实心结构。换热板350内部设置有第一导热管路360。第一导热管路360的两端均位于换热板350的表面，一端形成第一换热器300的进液口310，另一端形成第一换热器300的出液口320。第一导热管路360在第一换热器300内部呈蛇形往复布置，这样，第一导热管路360在换热板350内部的长度较长，从而能够与换热板350形成较大的接触面积，有利于换热板350将热量传递给所述第一导热管路360中的所述液体工质110。

本申请实施例中，换热板350的形状和尺寸可以根据热源的面积确定，使得换热板350的第一板面351能够与热源充分接触。具体应用中，热源可以是自动驾驶计算平台的印刷电路板(printed circuit board，PCB)上的半导体芯片、电阻、电容等发热元件。

图10是本申请实施例提供的第一换热器300与自动驾驶计算平台的PCB的安装示意图。如图4所示，第一换热器300设置在PCB的安装有发热元件610的一面，并且可以通过螺钉、夹具或者卡扣连接等方式固定在PCB之上，使得换热板350的第一板面351贴合于发热元件610之上，这样，发热元件610产生的热量可以传导至换热板350，进而由换热板350传导至第一导热管路360中的液体工质。

可以理解的是，当PCB上安装有多个发热元件610时，这些发热元件610的高度可能不同，因此一些发热元件610于第一换热器300之间可能会有缝隙。因此，为了填充缝隙，并且提高发热元件610与第一换热器300之间的热传递效率，本领域技术人员在将第一换热器300固定在PCB之前，可以在发热元件610之上增加导热介质620，例如在发热元件610之上涂抹导热膏，例如导热硅脂、液态金属等，或者在发热元件610之上贴放导热垫，例如石蜡或硅氧树脂等，以填充缝隙。这样，第一换热器300固定在PCB之上固定之后，第一板面351可以通过导热介质620与发热元件610贴合，发热元件610产生的热量可以通过导热介质620传递给第一换热器300。

图11是本申请实施例示出的另第一换热器300的结构示意图。如图11所示，第一导热管路360可以有一部分或者全部的管壁裸露于第一板面351，这样，第一导热管路360的裸露于第一板面351的管壁可以直接与热源接触，从而直接将热源的热量传递给液体工质，提高热量从热源向液体工质110传递的效率。

另外，进一步如图12所示，第一导热管路360优选可以设置成扁管，该扁管具体可以由圆管通过压力挤压形成，与圆管相比，在相同的管壁周长的情况下，扁管可以包括宽度接近于管壁周长一半的平面管壁361。第一导热管360的平面管壁361可以裸露于第一板面351，并且可以与第一板面351在同一平面内。这样，第一导热管360的平面管壁361与热源可以形成更大的接触面积，有利于进一步提高热量从热源向液体工质110传递的效率。

图13是本申请实施例提供的第二换热器400的结构示意图。如图13所示，第二换热器400包括鳍片结构和第二导热管路460。其中，鳍片结构由多个金属薄片450堆叠而成，并且相邻两个金属薄片450之间具有一定缝隙。第二导热管路460一端为第二换热器400的进液口420，另一端为第二换热器400的出液口430，第二导热管路460呈蛇形往复穿梭于多个金属薄片450之间，因此可以向多个金属薄片450传递热量。另外，金属薄片450优选与散热风扇500的风道方向平行，这样，散热风扇500产生的冷却风能够从金属薄片450之间的缝隙中穿过，带走金属薄片450上的热量，避免热量在金属薄片450附近聚集。

在一个实施例中，如图14所示，散热装置还可以包括壳体700，用于容纳散热装置的一部分部件，例如储液罐100、液泵200、第一液冷管120、第二液冷管410、第三液冷管231、第四液冷管341和散热风扇500等。其他部件，例如第一换热板300、第一延长管232、第二延长管342则设置于壳体700外。壳体700可以被制作成各种形状，本申请实施例对此不做限定。以矩形壳体为例，其可以包括一个壳体底面710，以及围绕壳体底面710设置的壳体侧面720。其中，储液罐100、液泵200、散热风扇500可以通过螺钉、卡扣、胶粘等方式固定在壳体底面710或者壳体侧面720。例如在图13示出的结构中，液泵200设置于壳体底面710，储液罐100、散热风扇500则设置在壳体侧面720。

在一种实现方式中，第二换热器400可以设置于壳体700内部，例如第二换热器400可以通过螺钉、卡扣、胶粘等方式固定在壳体侧面720，并且位于散热风扇500的风道下行方向。

在一种实现方式中，第二换热器400还可以与壳体700设置成一体结构，成为壳体700的一部分，例如第二换热器400可以成为壳体侧面720的一部分。

当散热装置包括壳体700时，管路接头233设置于壳体700上，并且位于壳体700外侧，与设置于壳体700内部的第三液冷管231连接，这样，第一延长管232可以在壳体700外通过管路接头233与第三液冷管231连接；另外，管路接头343设置于壳体700上，并且位于壳体700外侧，与设置于壳体700内部的第四液冷管341连接，这样，第二延长管342可以在壳体700外通过管路接头343与第四液冷管341连接。

当散热装置包括壳体700时，第一延长管232、第二延长管342和第一换热器300可以设置于壳体700外部，这样，第一换热器300就可以远离壳体700被设置在任意有热源的地方，即热源和壳体700可以分离设置。

结合图3-图14所示，本申请实施例提供的在散热装置工作时，液体工质110在液泵200的压力作用下沿着储液罐100→第一液冷管120→液泵200→第一延长管路230→第一换热器300→第二延长管路340→第二换热器400→第二液冷管410→液泵200→储液罐100的顺序形成循环。在第一换热器300处，第一换热器300吸收热源产生的热量，一小部分热量经由第一换热器300传递到空气中，其余部分热量则传递给流经第一换热器300内部的液体工质110，使液体工质110的温度升高。温度升高后的液体工质110流经第二换热器400时，能够将其携带的热量传递给第二换热器400，使液体工质110的温度下降，并回流至储液罐100，继续参与循环。第二换热器400中的热量则在散热风扇500的冷却风的作用下迅速挥发到空气中。

本申请实施例的散热装置可以用于为自动驾驶计算平台进行散热。图15是本申请实施例的散热装置在车辆中安装的示意图。如图15所示，自动驾驶计算平台安装于车内的座椅下方，包括至少一块PCB。散热装置的第一换热器300设置于自动驾驶计算平台的PCB的设置有芯片等发热元件的一侧，与发热元件贴合。散热装置的壳体以及壳体内部的其他部件设置于车外，例如设置车辆的底盘下方，壳体内部的其他部件与第一换热器300之间通过第一延长管路230和第二延长管路340连接。这样，在散热装置工作时，第一换热器300吸收自动驾驶计算平台产生的热量，并将热量传递给流经第一换热器300内部的液体工质；液体工质在液泵的压力作用下流向车外，将其携带的热量传递给位于车外壳体上的第二换热器400；第二换热器400中的热量在散热风扇的冷却风的作用下迅速释放到车外的空气中。

由此，本申请实施例的散热装置，实现了将自动驾驶计算平台产生的热量从车内向车外的转移和释放，与例如图1所示的传统的散热方案相比，本申请实施例的散热装置具有以下技术效果：

1、采用水冷散热和分布式结构设计，将散热装置的一部分部件转移到车外，在车内的自动驾驶计算平台中只需要安装一块换热器，不需要安装风扇灯额外占用车内空间的部件。因此，本身请实施例的散热装置在满足高等级自动驾驶的自动驾驶计算平台的散热需求的同时，减小了自动驾驶计算平台的模块尺寸，使得在车身内更容易找到自动驾驶计算平台的安装空间，降低车身结构的设计难度。

2、能够产生噪音的散热风扇设置于车外，乘客在车内不会感觉到散热风扇的噪音，因此本申请实施例的散热装置不会影响车辆的NVH指标，有利于提升乘客的乘坐舒适性。

3、将自动驾驶计算平台产生的热量从车内转移到了车外，由于车外的空气流动性更好，更有利于散热，不会使热量产生聚集，因此本申请实施例的散热装置的散热性能更好。

4、将自动驾驶计算平台产生的热量从车内转移到了车外，热量不会在车内聚集，从而整体上降低了自动驾驶计算平台及其周围的车内温度，使自动驾驶计算平台不会出现芯片过热降频、触发过热自保护、元器件过热损坏等情况，提高系统可靠性。

在另一些实施例中，散热装置与自动驾驶计算平台，也可以采用一体化的结构设计。如图16所示，散热装置10各个部件与自动驾驶计算平台21的PCB等部件可以设置在同一个壳体之内，或者，散热装置10的壳体与自动驾驶计算平台21的壳体可以固定连接在一起。散热装置10与自动驾驶计算平台21的一体化结构设计可以应用于对NVH指标要求不高的车辆中，例如：卡车、工程机械等。

本申请实施例还提供了一种车辆，该车辆包括本申请上述各个实施例提供的散热装置，用于使用上述散热装置为车辆中的任意发热元件或者模块散热，例如：自动驾驶计算平台、ECU、VCU等。其中，该车辆包括但不限于燃油机动车、油电混动机动车、纯电机动车、具备行驶能力的工程机械、自动导引车AGV、具备行驶能力的机器人等。

以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种散热装置，其特征在于，包括：

储液罐；

液泵，所述液泵与所述储液罐通过第一液冷管连接；

第一换热器，所述第一换热器与所述液泵通过第一延长管路连接；

第二换热器，所述第二换热器与所述第一换热器通过第二延长管路连接，以及，所述第二换热器与所述储液罐通过第二液冷管连接；

散热风扇，所述散热风扇面向所述第二换热器设置；

所述第一换热器用于与热源接触，从所述热源吸收热量，将热量传递给流经的液体工质；

所述散热风扇用于对所述第二换热器产生冷却风，加快所述第二换热器周围的空气流动；

所述第二换热器用于从流经的所述液体工质中吸收热量，将热量挥发到空气中。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，还包括：

壳体；所述储液罐、所述液泵、所述散热风扇和所述第二换热器设置于所述壳体内；

所述第一换热器设置于所述壳体外，与所述壳体相互独立设置。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，

所述第一换热器包括换热板，以及设置于所述换热板内部的第一导热管路；

所述第一导热管路的两端均位于所述换热板的表面，一端为所述第一换热器的进液口，另一端为所述第一换热器的出液口；

所述换热板用于与热源接触，从所述热源吸收热量，将热量传递给所述第一导热管路中的所述液体工质。

4.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述换热板包括第一板面，所述第一板面为平面结构，所述第一板面用于与热源接触。

5.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述换热板还包括第二板面，所述第二板面背对于所述第一板面，所述第二板面包括多个间隔设置的散热片。

6.根据权利要求3-5任一项所述的散热装置，其特征在于，

所述第二换热器包括鳍片结构和第二导热管路；

所述鳍片结构由多个金属薄片堆叠构成，相邻两个所述金属薄片之间具有缝隙；

所述第二导热管路往复穿梭于多个所述金属薄片之间，所述第二导热管路的一端为所述第二换热器的进液口，另一端为所述第二换热器的出液口；

所述鳍片结构用于吸收所述第二导热管路中的所述液体工质的热量，将热量挥发到空气中。

7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述金属薄片与所述散热风扇的风道方向平行设置。

8.根据权利要求3-5任一项所述的散热装置，其特征在于，所述第一延长管路包括：第三液冷管和第一延长管；

所述第三液冷管一端与所述液泵连接；

所述第一延长管一端与所述第一换热器的进液口连接；

所述第三液冷管的另一端和所述第一延长管的另一端均设置有快速接头，所述第三液冷管和所述第一延长管通过所述快速接头连接。

9.根据权利要求8所述的散热装置，其特征在于，所述第三液冷管的快速接头设置于所述壳体上，并且位于所述壳体的外侧。

10.根据权利要求6或7所述的散热装置，其特征在于，所述第二延长管路包括：第四液冷管和第二延长管；

所述第四液冷管一端与所述第二换热器的进液口连接；

所述第二延长管一端与所述第一换热器的进液口连接；

所述第四液冷管的另一端和所述第二延长管的另一端均设置有快速接头，所述第四液冷管和所述第二延长管通过所述快速接头连接。

11.根据权利要求10所述的散热装置，其特征在于，所述第四液冷管的快速接头设置于所述壳体上，并且位于所述壳体的外侧。

12.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述第二换热器为所述外壳的一部分。

13.根据权利要求1-12任一项所述的散热装置，其特征在于，所述热源包括自动驾驶计算平台的印刷电路板，所述印刷电路板包括至少一个发热元件，所述第一换热器用于与所述至少一个发热元件接触。

14.根据权利要求1-13任一项所述的散热装置，其特征在于，所述液泵用于从所述储液罐抽取液体工质，对所述液体工质进行加压，使所述液体工质沿着所述储液罐、所述第一换热器和所述第二换热器的顺序循环流动。

15.一种车辆，其特征在于，包括：

自动驾驶计算平台和权利要求1-14任一项所述的散热装置；

所述自动驾驶平台和所述散热装置的第一换热器设置于所述车辆的车身内，所述散热装置的所述储液罐、所述液泵、所述第二换热器和所述散热风扇设置于所述车身外；

所述自动驾驶平台包括印刷电路板，所述印刷电路板包括至少一个发热元件，所述第一换热器与所述至少一个发热元件接触。

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