CN115460895B - 基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法 - Google Patents

基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆散热技术领域，公开了一种基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，包括如下步骤：A）获取电子水泵控制器的温度场图像，并将其转化为二值化图；B）对二值化图进行网格化，取得含有黑色区域的网格图；C）对网格图内的黑色区域进行矩形逼近，形成若干个矩形的散热区域，网格图内的黑色区域均位于散热区域内；D）根据导热硅脂的性质扩大散热区域的面积，取得最终的散热区域；E）在电子水泵控制器上对应的散热区域覆盖导热硅脂，连接至水泵的外壳上。本发明基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，能加速电子水泵的冷却，将其PCB和元器件的热量及时导出到电子水泵的壳体上，从而达到增大散热的效果。

Description

基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法
技术领域
本发明涉及车辆散热技术领域，具体涉及一种基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法。
背景技术
随着能源转型、节能减排的需求日益高涨，全球对汽车油耗、废气排放的要求越来越高，对下一代发动机是严峻的考验，传统车型向混动车型的转变趋势已经开始明朗。
现有技术中，汽车水泵的冷却方式都是水冷方式，通过冷却水泵将冷却液泵入循环管道，途径发动机吸热，然后经过节温器后进入散热器，在散热器经过降温后返回水泵，不断循环重复上述过程，以实现发动机冷却功能。
但传统的发动机冷却水泵使用的是机械水泵，通过齿轮、传送带等机械结构传动，依靠曲轴的旋转获取动力。这种机械结构的水泵散热性能较差，对于复杂路况的适应性不好，最主要的缺点是不能主动控制，需要发动机达到一定转速后才能工作，大大影响了冷却系统的性能的效率。
因此，越来越多的车型使用电子水泵，其主要作用是通过其内部的冷却系统对汽车进行降温等操作，但电子水泵的大功率PCB板及其内部的各种大功耗电子元器件工作的功率较大，其自身也有很大的散热需求，将热量排出。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，能加速电子水泵的冷却，将其PCB和元器件的热量及时导出到电子水泵的壳体上，从而达到增大散热的效果。
为实现上述目的，本发明所设计的基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，包括如下步骤：
A）获取电子水泵控制器的温度场图像，并将其转化为二值化图；
B）对二值化图进行网格化，取得含有黑色区域的网格图；
C）对网格图内的黑色区域进行矩形逼近，形成若干个矩形的散热区域，网格图内的黑色区域均位于散热区域内；
D）根据导热硅脂的性质扩大散热区域的面积，取得最终的散热区域；
E）在电子水泵控制器上对应的最终的散热区域覆盖导热硅脂，连接至水泵的外壳上。
优选地，所述步骤A）中，将所述温度场图像转化为灰度图，将灰度值与温度一一对应，设定温度阈值，将高于温度阈值的灰度值赋0设为黑色，将低于温度阈值的灰度值赋255设为白色，完成图像二值化，形成二值化图。
优选地，所述步骤B）中，将二值化图进行网格化，若网格内的某个点的灰度值为0，则将该网格内的所有点的灰度值赋0设为黑色，取得含有黑色区域的网格图。
优选地，所述步骤C）中，对网格图内的黑色区域进行矩形逼近时，每个散热区域的边均与其内部的黑色区域相切。
优选地，所述步骤D）中，取得导热硅脂的厚度L，导热系数λ，末端温度T2，终端温度 T1，则导热硅脂的热阻
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
，计算取得在一个散热区域内的导热硅脂的面 积S，将导热硅脂的面积S圆化取得半径r，然后将散热区域的长和宽的两端均向外延伸r，取 得最终的散热区域。
优选地，若散热区域的长或宽向外延伸r后超出温度场图像的范围，则其延伸至温度场图像的边界，散热区域的长或宽的另一端向外延伸2r。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、针对于该散热区域进行了优化，只需将对应的温度场图像上传至系统，即可自动计算出优化后的散热区域，然后对该散热区域覆盖导热硅脂，将温度传导至水泵壳体，这样做不仅有效解决了水泵其本身的散热问题，同时也降低了水泵的开发成本；
2、可针对于不同电子水泵或不同的大功率发热体的热量传导区域进行计算，形成了对应的散热骨架设计，对水泵的散热性差等缺点进行了弥补，具有较强的适配性。
附图说明
图1是本发明基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法的流程图；
图2是本发明中对温度场图像进行二值化的流程图；
图3是本发明中对二值化图进行网格化的流程图；
图4是本发明中对网格图进行矩形逼近的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，一种基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，包括如下步骤：
A）获取电子水泵控制器的温度场图像，并将其转化为二值化图；
B）对二值化图进行网格化，取得含有黑色区域的网格图；
C）对网格图内的黑色区域进行矩形逼近，形成若干个矩形的散热区域，网格图内的黑色区域均位于散热区域内；
D）根据导热硅脂的性质扩大散热区域的面积，取得最终的散热区域；
E）在电子水泵控制器上对应的最终的散热区域覆盖导热硅脂，连接至水泵的外壳上。
其中，步骤A）中，将温度场图像转化为灰度图，将灰度值与温度一一对应，设定温度阈值，将高于温度阈值的灰度值赋0设为黑色，将低于温度阈值的灰度值赋255设为白色，完成图像二值化，形成二值化图。
本实施例中，如图2所示，具体采用如下步骤进行二值化：
A1）输入温度场图像；
A2）转化为灰度图；
A3）将灰度值与温度一一对应，并设定温度阈值；
A4）获取温度场图像的大小，将像素点按照行和列划分；
A5）按照行依次判断该行每个像素点对应的温度与温度阈值的大小；
A6）如果该像素点对应的温度大于温度阈值，则将其灰度值赋0设为黑色，否则将其灰度值赋255设为白色，遍历当前行的所有像素点；
A7）若当前像素点的行数小于灰度图的像素点总行数，返回步骤A5），并进入下一行；
A8）若当前像素点的行数等于灰度图的像素点总行数，完成二值化，得到二值化图。
步骤B）中，将二值化图进行网格化，若网格内的某个点的灰度值为0，则将该网格内的所有点的灰度值赋0设为黑色，取得含有黑色区域的网格图。
本实施例中，如图3所示，具体采用如下步骤进行网格化：
B1）输入二值化图；
B2）将二值化图网格化，本实施例中网格尺寸为100*100像素点；
B3）按行对网格开始循环；
B4）若当前列的网格内的像素点的灰度值均为255，则不进行任何操作，若当前列的网格内存在灰度值为0的像素点，则将当前玩个内的所有像素点的灰度值均赋0，遍历当前行的所有网格；
B5）以网格的行数为循环因子，返回至步骤B3），直至遍历所有行，进入下一步；
B6）得到网格图。
步骤C）中，对网格图内的黑色区域进行矩形逼近时，每个散热区域的边均与其内部的黑色区域相切。
本实施例中，如图4所示，具体采用如下步骤进行矩形逼近：
C1）输入网格图；
C2）以每个网格为一个坐标，按照行开始循环；
C3）判断每列网格的灰度值，若均不是0，返回步骤C2）进入下一行，若为0，则将该网格的坐标保存到二维数组中，并将该网格的灰度值赋255，当该行所有网格的灰度值均有0赋值255时，返回步骤C2）进入下一行，记录该行每列数组值中的最大值；
C4）当每行网格循环到最大值时，如灰度值为0，返回步骤C2）进入下一行，否则进入下一步；
C5）结束循环，输出二维数组，得出行和列的最大值和最小值，即为矩形的边界值；
C6）根据边界值画出矩形并进行二值化；
C7）得到逼近后的矩形。
其中，行和列的最大值和最小值之差分别对应矩形的长和宽。
步骤D）中，取得导热硅脂的厚度L，导热系数λ，末端温度T2，终端温度T1，则导热硅 脂的热阻
Figure 10311DEST_PATH_IMAGE001
，计算取得在一个散热区域内的导热硅脂的面积S，即为每 个点所需散热的面积，将导热硅脂的面积S圆化取得半径r，然后将散热区域的长和宽的两 端均向外延伸r，取得最终的散热区域。
另外，若散热区域的长或宽向外延伸r后超出温度场图像的范围，则其延伸至温度场图像的边界，散热区域的长或宽的另一端向外延伸2r。
本发明基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，针对于该散热区域进行了优化，只需将对应的温度场图像上传至系统，即可自动计算出优化后的散热区域，然后对该散热区域覆盖导热硅脂，将温度传导至水泵壳体，这样做不仅有效解决了水泵其本身的散热问题，同时也降低了水泵的开发成本；可针对于不同电子水泵或不同的大功率发热体的热量传导区域进行计算，形成了对应的散热骨架设计，对水泵的散热性差等缺点进行了弥补，具有较强的适配性。

Claims (2)

1.一种基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，其特征在于：包括如下步骤：
A）获取电子水泵控制器的温度场图像，并将其转化为二值化图：将所述温度场图像转化为灰度图，将灰度值与温度一一对应，设定温度阈值，将高于温度阈值的灰度值赋0设为黑色，将低于温度阈值的灰度值赋255设为白色，完成图像二值化，形成二值化图；
B）对二值化图进行网格化，取得含有黑色区域的网格图：将二值化图进行网格化，若网格内的某个点的灰度值为0，则将该网格内的所有点的灰度值赋0设为黑色，取得含有黑色区域的网格图；
C）对网格图内的黑色区域进行矩形逼近，形成若干个矩形的散热区域，网格图内的黑色区域均位于散热区域内，对网格图内的黑色区域进行矩形逼近时，每个散热区域的边均与其内部的黑色区域相切；
D）根据导热硅脂的性质扩大散热区域的面积，取得最终的散热区域：取得导热硅脂的 厚度L，导热系数λ，末端温度T2，终端温度T1，则导热硅脂的热阻
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，计 算取得在一个散热区域内的导热硅脂的面积S，将导热硅脂的面积S圆化取得半径r，然后将 散热区域的长和宽的两端均向外延伸r，取得最终的散热区域；
E）在电子水泵控制器上对应的最终的散热区域覆盖导热硅脂，连接至水泵的外壳上。
2.如权利要求1所述基于温度场图像信息的电子水泵控制器散热方法，其特征在于：若散热区域的长或宽向外延伸r后超出温度场图像的范围，则其延伸至温度场图像的边界，散热区域的长或宽的另一端向外延伸2r。
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