CN209343280U - 用于车载服务器的散热系统、车载服务器及自动驾驶汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于车载服务器的散热系统、车载服务器及自动驾驶汽车，其涉及自动驾驶技术领域，所述散热系统包括：至少一个散热单元，所述散热单元包括：导热机构、热管以及散热器，所述导热机构包括热管座和热管盖，所述热管座用于与车载服务器中的发热元器件相靠以吸收发热元器件的热量，所述热管座上具有第一凹槽，所述热管盖上具有第二凹槽，所述热管的一端夹设在所述第一凹槽和所述第二凹槽中，所述热管的另一端与散热器相连以将热量传递给散热器，所述热管的一端的末端伸出所述热管盖的长度大于0mm，小于等于30mm。本申请能够进一步提高热管对车载服务器中电子元器件进行散热的能力。

Description

用于车载服务器的散热系统、车载服务器及自动驾驶汽车

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种用于车载服务器的散热系统、车载服务器及自动驾驶汽车。

背景技术

目前，为实现车辆的自动驾驶通常会在自动驾驶车辆中设置一台车载服务器，该车载服务器与自动驾驶车辆上安装的图像采集设备相电性连接以及自动驾驶车辆的控制系统相电性连接。车载服务器用于对图像采集设备采集的及时路面图像或视频进行计算分析，进而进行决策以对自动驾驶车辆进行控制，最终实现安全可靠的自动驾驶。

实用新型内容

对于车载服务器而言，由于自动驾驶涉及的技术较为复杂，需要设置的车载端计算机服务器功能十分强大，其不仅计算能力强、处理效率高，因此，与普通的计算机服务器相比，车载端计算机服务器内部可能安装的电子元器件数量更加庞大。大量的电子元器件在高速运行时会产生大量的热量，进而使得电子元器件本身和车载服务器内部温度均大幅升高，尤其对于电子元器件而言，例如CPU、GPU等，其自身会产生大量热量致使自身温度急剧升高，之后会造成其运行速度的下降，甚至会导致该电子元器件的失常或损坏，因此，对该类电子元器件的散热显得尤为重要。

在现有技术中一般通过热管传热的方式对该类电子元器件进行散热，具体而言，将热管一端的末端与该类电子元器件相紧贴或通过导热硅脂相贴合，热管的另一端设置有不同类型的散热片，再加以风扇吹散热片。上述方式的散热能力能够满足普通条件下的电子元器件，但是对于自动驾驶车辆而言，其经常会在夏日高温天气下在户外阳光中行驶，整个车辆在太阳暴晒下温度都会急速升高。另外，自动驾驶车辆在行使过程中，电子元器件中的GPU为了满足自动驾驶车辆对采集的路面图像视频的算法处理而实现车辆的自动行使，其基本一直处于满载负荷的工作状态，因此散热量和升温速度极快。基于上述两点情况，所以还需进一步优化以提升和控制对电子元器件的散热能力，从而满足目前更高的散热要求。

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型实施例所要解决的技术问题是提供了一种用于车载服务器的散热系统、车载服务器及自动驾驶汽车，其能够进一步提高热管对车载服务器中电子元器件进行散热的能力。

本实用新型实施例的具体技术方案是：

一种用于车载服务器的散热系统，所述散热系统包括：

至少一个散热单元，所述散热单元包括：导热机构、热管以及散热器，所述导热机构包括热管座和热管盖，所述热管座用于与车载服务器中的发热元器件相靠以吸收发热元器件的热量，所述热管座上具有第一凹槽，所述热管盖上具有第二凹槽，所述热管的一端夹设在所述第一凹槽和所述第二凹槽中，所述热管的另一端与散热器相连以将热量传递给散热器，所述热管的一端的末端伸出所述热管盖的长度大于0mm，小于等于30mm。

优选地，所述热管的一端的末端伸出所述热管盖的长度大于等于10mm，小于等于18mm。

优选地，所述热管盖包括开设有所述第二凹槽的本体和用于散热的鳍片部。

优选地，所述发热元器件为GPU芯片或CPU芯片。

优选地，所述热管的一端沿水平方向延伸，所述热管的另一端沿竖直方向延伸，所述热管的一端与另一端之间具有折弯段。

优选地，所述热管的折弯段中至少包括距离所述热管一端最近的第一折弯部和距离所述散热器最近的第二折弯部，所述第一折弯部紧靠热管盖。

优选地，一个所述散热单元中的热管为多根，所述热管的直径范围在6mm至10mm之间。

优选地，所述热管的直径的范围在6mm至8mm之间。

优选地，所述散热系统还包括:第一风扇组，其安装在机箱外壳的进风口；第二风扇组，其安装在机箱外壳的出风口，所述进风口和所述出风口相对设置，所述第一风扇组和第二风扇组使得所述进风口与所述出风口之间形成由所述进风口向所述出风口方向的高压风流，所述热管盖的鳍片部之间具有间隙，所述高压风流穿过鳍片部之间的间隙。

优选地，所述热管座与所述发热元器件之间填充有导热硅脂。

优选地，所述散热器设置在所述出风口处，所述散热器包括多个散热鳍片，所述散热鳍片沿水平方向延伸并沿竖直方向排列，以使所述高压风流穿过所述散热鳍片之间的间隙。

一种车载服务器，包括：发热元器件，以及如上述中任一所述的用于车载服务器的散热系统。

优选地，所述发热元器件为GPU芯片或CPU芯片。

一种自动驾驶汽车，所述自动驾驶汽车上安装有如上述任一所述的车载服务器。

本实用新型的技术方案具有以下显著有益效果：

通过将所述热管的一端的末端伸出所述热管盖，该伸出长度需要大于0mm，小于等于30mm，该伸出长度具体指除去热管端部加工过程中存在的半圆球部后热管伸出热管盖的长度距离。通过上述方式，热管中工质即使在无法达到热管的一端的末端情况下，也可以达到整个热管盖下的范围，使得热管盖的所有区域不存在热量积累现象，从而提升了热管对发热元器件的散热效果，使得热管的传热功率得到增大。

参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本申请实施例中车载服务器机箱外壳内部的立体示意图；

图2为本申请实施例散热系统中导热机构、热管处的剖面图。

以上附图的附图标记：

1、机箱；11、进风口；12、出风口；2、发热元器件；3、热管；31、第一折弯部；32、第二折弯部；4、散热器；5、导热机构；51、热管座；511、第一凹槽；52、热管盖；521、本体；5210、第二凹槽；522、鳍片部；6、第一风扇组；7、第二风扇组。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了能够进一步提高热管对车载服务器中电子元器件进行散热的能力，在本申请中提出了一种用于车载服务器的散热系统，图1为本申请实施例中车载服务器机箱外壳内部的立体示意图，图2为本申请实施例散热系统中导热机构、热管处的剖面图，如图1至图2所示，该用于车载服务器的散热系统可以包括：至少一个散热单元，散热单元包括：导热机构5、热管3以及散热器4，导热机构5包括热管座51和热管盖52，热管座51用于与车载服务器中的发热元器件2相靠以吸收发热元器件2的热量，热管座51上具有第一凹槽511，热管盖52上具有第二凹槽5210，热管3的一端夹设在第一凹槽511和第二凹槽5210中，热管3的另一端与散热器4相连以将热量传递给散热器4，热管3的一端的末端伸出热管盖52的长度在大于0mm，小于等于30mm。

由于车载服务器中的电路板上设置有各种发热元器件2，在运行时，发热元器件2产生大量的热量，为了避免发热元器件2因高温而出现损坏或效率下降，需要采用热管3将发热元器件2产生的热量快速、高效的向散热器4传导，从而再通过散热器4将这部分热量散发至空气中。由于热管3的横截面为圆形，为了能够使得发热元器件2的热量高效率的先传递至热管3的一端，因此采用了热管座51和热管盖52的形式，通过热管座51与发热元器件2相贴合，从而增加发热元器件2和热管座51的接触面积，使得发热元器件2的热量先传导至热管座51上。然后再通过热管座51的第一凹槽511和热管盖52的第二凹槽5210夹设住热管3，确保热管3与热管座51、热管盖52的接触面积，从而使得热管座51的热量快速高效的传递至热管3上，进而最终通过热管3传递至散热器4。在热管3中通过内部填充的工质在发热元器件2处一端蒸发以吸取热量，然后呈气态的工质流动至热管3的散热器4处那端进行冷凝放热，热量被散热器4吸收走，通过散热器4释放至空气中，而冷凝的工质则呈液态，其通过热管3内壁的设置的吸液芯回流至热管3的发热元器件2处一端。但是，在工质回流的过程中，热管3位于发热元器件2处一端被热管座51和热管盖52夹持着，若发热元器件2产生的热量较多，温度较高，那么整个热管座51、热管盖52以及热管3的一端均会处于较高的温度下，当工质在热管3内的吸液芯中回流时，其未达到热管3该端的端末，仅刚流至热管座51、热管盖52处或流至热管座51、热管盖52的中部时，由于热管座51、热管盖52的高温已经使得工质完全蒸发了。这种情况下，工质蒸发所吸收的热量大部分为热管座51、热管盖52中部的热量，而工质完全没有流至热管3该端的端末，因此，热管3该端的端末位置处的热管座51、热管盖52上的热量无法完全的被吸收掉，这会导致该处热量的积累，使得发热元器件2靠近热管3该端的端末的位置处温度偏高，从而在一定程度上降低了热管3对发热元器件2的散热效果，热管3的传热功率也受到了限制。

申请人通过实验研究发现需要将热管3的一端的末端伸出热管盖52，该伸出长度需要控制在大于0mm，小于等于30mm的范围中，作为优选地，可以控制在大于等于10mm，小于等于18mm的范围中，该伸出长度具体指除去热管3端部加工过程中存在的半圆球部后热管3伸出热管盖52的长度。通过上述方式，热管3中工质即使在无法达到热管3的一端的末端情况下，也可以达到整个热管盖52覆盖下的范围，使得热管盖52的所有区域不存在热量积累现象，从而提升热管3对发热元器件2的散热效果，使得热管3的传热功率得到增大。

如图1所示，车载服务器的机箱1外壳沿水平方向的两侧具有进风口11和出风口12，进风口11和出风口12相对设置。散热系统还可以包括:第一风扇组6，其安装在机箱1外壳的进风口11；第二风扇组7，其安装在机箱1外壳的出风口12。通过进风口11和出风口12相对设置的方式，第一风扇组6和第二风扇组7使得进风口11与出风口12之间形成由进风口11向出风口12方向的高压风流。

如图1所示，热管盖52可以包括开设有第二凹槽5210的本体521和沿竖直方向延伸的用于散热的鳍片部522。第二凹槽5210位于本体521的下端面，鳍片部522位于本体521的上端面上。热管盖52的鳍片部522之间具有间隙，高压风流穿过鳍片部522之间的间隙。通过上述方式，高压风流能够加快空气与鳍片部522之间的热对流换热，从而加速热管盖52上的热量通过鳍片部522散发至空气中，在一定程度上提升对发热元器件2的散热效果。

如图1所示，在一个散热单元中，可以采用多根热管3的形式，从而可以加速导热机构5与散热器4之间的热量传递。所采用的热管3的直径可以选择在6mm至10mm之间，其中包括6mm和10mm，作为优选的，可以选择在6mm至8mm之间，其中包括6mm和8mm，如此可以便于热管座51和热管盖52夹设住热管3，不会使得热管座51和热管盖52的厚度太大，也可以便于在热管座51和热管盖52之间夹设多根热管3。

如图2所示，热管座51的下端面紧靠着车载服务器中的发热元器件2，为了提高两者之间的接触程度以加强热传导，在热管座51的下端面与发热元器件2之间可以涂设或填充有导热硅脂。热管座51上具有第一凹槽511，热管盖52上具有第二凹槽5210，通过第一凹槽511和第二凹槽5210夹设住热管3，为了提高热管3与热管盖52、热管座51之间的接触程度，在热管3与热管盖52、热管座51之间也可以涂设或填充导热硅脂，以加强热管3与热管盖52、热管座51之间的热传导。热管座51与热管盖52之间可以通过螺丝、螺栓等方式固定连接在一起，由于需要通过热管盖52也进行了一定的散热，因此，热管盖52在高压风流方向上的长度会远大于热管座51的长度。

如图1所示，散热器4设置在出风口12处。散热器4可以包括多个散热鳍片，散热鳍片沿水平方向延伸并沿竖直方向排列，以使高压风流穿过散热鳍片之间的间隙，从而提高散热鳍片与热管3之间的热对流强度。

如图1所示，热管3与热管座51、热管盖52接触的一端沿水平方向延伸，热管3与散热器4接触的另一端沿竖直方向延伸，热管3的一端与另一端之间具有折弯段。热管3的折弯段中包括有多个折弯部，热管3的折弯段至少包括距离热管3一端最近的第一折弯部31和距离散热器4最近的第二折弯部32。其中，第一折弯部31紧靠热管盖52。由于第一折弯部31和第二折弯部32的高度均高于热管3与热管座51、热管盖52接触的一端，因此，热管3中的工质在热管3的一端进行吸热转变成气态后需要尽早的通过第一折弯部31上升，再经过第二折弯部32到达热管3的另一端进行放热转变成液态。如果第一折弯部31与热管盖52较远，呈气态的工质可能在未到达第一折弯部31，该部分就会受温度影响转变成液态，该部分液态的工质由于重力就不能向气态的工质一样上升通过第一转弯部最终到达热管3的另一端，这样会降低热管3的传热功率，不利于热管3对发热元器件2的散热。

一般而言，在本实施方式中的发热元器件2为GPU芯片或CPU芯片。由于这两种芯片在高速运行时会瞬间产生大量的热量，其温度会急剧上升，且这两种芯片的运行速率对温度具有一定的要求，因此必须配合散热单元将其进行冷却。

在本申请中还提出了一种车载服务器，该车载服务器可以包括：发热元器件，以及如上所述的用于车载服务器的散热系统。该发热元器件可以为GPU芯片或CPU芯片。

在本申请中还提出了一种自动驾驶汽车，该自动驾驶汽车可以包括：如上述任一的车载服务器。

本申请所称的“自动驾驶汽车”是指利用自动驾驶技术实现的具有载人(如家用轿车、公共汽车等类型)、载货(如普通货车、厢式货车、封闭货车、罐式货车、平板货车、集装厢车、自卸货车、特殊结构货车等类型)或者特殊救援功能(如消防车、救护车等类型)的车辆。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

以上仅为本实用新型的几个实施方式，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述散热系统包括：

至少一个散热单元，所述散热单元包括：导热机构、热管以及散热器，所述导热机构包括热管座和热管盖，所述热管座用于与车载服务器中的发热元器件相靠以吸收发热元器件的热量，所述热管座上具有第一凹槽，所述热管盖上具有第二凹槽，所述热管的一端夹设在所述第一凹槽和所述第二凹槽中，所述热管的另一端与散热器相连以将热量传递给散热器，所述热管的一端的末端伸出所述热管盖的长度大于0mm，小于等于30mm。

2.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管的一端的末端伸出所述热管盖的长度大于等于10mm，小于等于18mm。

3.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管盖包括开设有所述第二凹槽的本体和用于散热的鳍片部。

4.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述发热元器件为GPU芯片或CPU芯片。

5.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管的一端沿水平方向延伸，所述热管的另一端沿竖直方向延伸，所述热管的一端与另一端之间具有折弯段。

6.根据权利要求4所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管的折弯段中至少包括距离所述热管一端最近的第一折弯部和距离所述散热器最近的第二折弯部，所述第一折弯部紧靠热管盖。

7.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，一个所述散热单元中的热管为多根。

8.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管的直径的范围在6mm至10mm之间。

9.根据权利要求8所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管的直径的范围在6mm至8mm之间。

10.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括:第一风扇组，其安装在机箱外壳的进风口；第二风扇组，其安装在机箱外壳的出风口，所述进风口和所述出风口相对设置，所述第一风扇组和第二风扇组使得所述进风口与所述出风口之间形成由所述进风口向所述出风口方向的高压风流，所述热管盖的鳍片部之间具有间隙，所述高压风流穿过鳍片部之间的间隙。

11.根据权利要求1所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述热管座与所述发热元器件之间填充有导热硅脂。

12.根据权利要求10所述的用于车载服务器的散热系统，其特征在于，所述散热器设置在所述出风口处，所述散热器包括多个散热鳍片，所述散热鳍片沿水平方向延伸并沿竖直方向排列，以使所述高压风流穿过所述散热鳍片之间的间隙。

13.一种车载服务器，其特征在于，包括：发热元器件，以及如权利要求1至12中任一所述的用于车载服务器的散热系统。

14.根据权利要求13所述的车载服务器，其特征在于，所述发热元器件为GPU芯片或CPU芯片。

15.一种自动驾驶汽车，其特征在于，所述自动驾驶汽车包括：如权利要求13至14中任一所述的车载服务器。