CN213187061U - 车路协同设备及车路协同系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车路协同设备及车路协同系统，涉及智能交通技术领域。其中，车路协同设备包括：壳体，内部限定有封闭式腔体，封闭式腔体内设有液态的导热介质；主板，设于封闭式腔体内，主板安装有元器件，且元器件浸没于导热介质内；热管散热器，包括冷凝部和蒸发部，蒸发部贴合设置于元器件，冷凝部贴合设置于壳体的内壁。通过采用上述技术方案，本申请实施例的车路协同设备具有较好的密封性及散热性能，且工作稳定性及可靠性较高、后续的维护成本较低。

Description

车路协同设备及车路协同系统

技术领域

本申请涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种车路协同设备及车路协同系统。

背景技术

车路协同设备应用于智能交通技术领域，用于向车端提供车路协同服务。车路协同设备通常部署在道路旁就近工作，以减少延时和宽带的影响。

相关技术中，车路协同设备通常采用风冷散热方式，由于车路协同设备部署于室外环境，因此受室外环境因素影响较大，例如受环境温度、湿度、空气质量(硫化物、粉尘杂质等)等因素的影响，可能导致车路协同设备内部的元器件老化或失效，从而导致车路协同设备的工作可靠性较差、后续的维护成本较高。

实用新型内容

本申请提供了一种车路协同设备及车路协同系统。

第一方面，本申请实施例提供了一种车路协同设备，包括

壳体，内部限定有封闭式腔体，封闭式腔体内设有液态的导热介质；

主板，设于封闭式腔体内，主板安装有元器件，且元器件浸没于导热介质内；

热管散热器，包括分离设置的冷凝部和蒸发部，蒸发部贴合设置于元器件，冷凝部贴合设置于壳体的内壁。

第二方面，本申请实施例提供了一种车路协同系统，包括根据本申请上述实施例的车路协同设备。

本申请实施例的车路协同设备通过采用上述技术方案，具有较好的密封性及散热性能，且工作稳定性及可靠性较高、后续的维护成本较低。

应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请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，本申请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是根据本申请实施例的车路协同设备的透视图；

图2是根据本申请实施例的车路协同设备的局部结构示意图；

图3是根据本申请实施例的车路协同设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请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，而不会背离本申请的范围和精神。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。

如图1所示，本申请实施例的车路协同设备1包括：壳体10、主板20和热管散热器30。

具体地，壳体10的内部限定有封闭式腔体10a，封闭式腔体10a内设有液态的导热介质。也就是说，壳体10的内部构造为封闭式结构，以使腔体10a的内部与外界隔离。由此，可以避免外部环境的水或粉尘等杂质进入腔体10a内部，从而起到防水、防尘以及防腐蚀的作用。并且，可以避免液态的导热介质由腔体10a的内部泄漏到壳体10的外部。

示例性地，导热介质可以采用具有绝缘性以及良好的化学惰性的液体，具体地，导热介质可以采用电子氟化液、硅油、矿物油(例如白油)或其他液体。优选地，可以采用电子氟化液作为导热介质，电子氟化液具有极低的表面张力和运动粘度，并且具有不燃特性。

示例性地，可以根据需要向腔体10a内补充导热介质或将导热介质排出。具体地，壳体10的顶壁设有输入孔且底壁设有输出孔，输入孔和输出孔均连通腔体10a的内部与外部，导热介质可以通过输入孔补充至腔体10a内，或通过输出孔由腔体10a排出。由此，一方面可以根据元器件21在主板20上的位置调整导热介质的液位，以保证元器件可以浸没于导热介质。另一方面可以将换热后高温的导热介质排出并注入低温的导热介质。排出后的高温的导热介质冷却后可以再输入至腔体10a内循环使用。

主板20设于封闭式腔体10a内，主板20安装有元器件21，且元器件21浸没于导热介质内。示例性地，导热介质的液位高度可以高于主板20设置，以使主板20上的元器件21浸没在导热介质内。作为元器件21的支撑体，主板20可以为印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)。

示例性地，如图2所示，元器件21可以为多个且包括第一元器件211和第二元器件212。第一元器件211可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)等其他发热量较大的元器件，中央处理器以及图形处理器可以分别设置有一个或多个；第二元器件212可以为存储器等其他发热量较小的元器件。

热管散热器30包括冷凝部32和蒸发部31，蒸发部31贴合设置于元器件21，冷凝部32贴合设置于壳体10的内壁。

示例性地，热管散热器30可以采用分离式热管，热管散热器30还包括在冷凝部32和蒸发部31之间往复流动的冷媒。具体地，冷媒在蒸发部31吸热蒸发并由液态转化为气态，以吸收与蒸发部31贴合设置的元器件21所散发的热量，从而及时地对元器件21进行冷却降温。液态的冷媒进入冷凝部32后通过与冷凝部32贴合设置的壁体与外界进行热交换，从而将元器件21散发的热量最终传导至外界，冷媒由气态转化为液态后再进入蒸发部31吸热蒸发，以此循环。由此，通过冷媒在冷凝部32和蒸发部31之间的循环流动，可以将元器件21工作过程中产生的热量导出至外界。

在一个具体示例中，如图2所示，热管散热器30可以包括多个蒸发部31，且多个蒸发部31与多个第一元器件211一一对应设置。蒸发部31可以贴合设置于发热量较大的第一元器件211，以将第一元器件211工作过程中产生的热量直接传导至冷凝部32，再通过与冷凝部32贴合的壁体传导至外界。第二元器件212浸没设置于导热介质内，第二元器件212在工作过程中产生的热量可以直接传导至液态导热介质，吸热升温后的导热介质的密度发生变化，并且导热介质内部发生自然对流实现热量转移，转移后的热量再通过与液态导热介质相接触的壁体传导至外界。由此，针对各元器件21发热量的不同，通过设置与第一元器件211数量对应的蒸发部31，不仅可以保证对发热量较大的第一元器件211具有较好的散热效果，还可以减少蒸发部31的数量，以使蒸发部31的设置数量更加合理，从而降低热管散热器30的设备成本。

需要说明的是，相关技术中的车路协同设备通常采用风冷散热方式，即在主板的发热芯片的热界面上设置材料硅脂(或导热垫片)以及设置翅片式风冷散热器，通过风扇将外界冷风引入，与散热翅片及板卡等其他部件进行强制对流换热实现热量转移。该种散热方式无法规避室外环境因素导致的诸多弊端，致使车路协同设备的可靠性较低，且后续的运行维护成本较高。

根据本申请实施例的车路协同设备1，通过在壳体10内限定出封闭式腔体10a且在封闭式腔体10a内设有液态的导热介质，主板20上的元器件21浸没设置于导热介质内，这样，在满足对内部元器件21的密封性的同时，由于液态导热介质的比热容较大，通过元器件21与液态的导热介质之间的自然对流换热实现热量转移，从而实现对元器件21的冷却降温。由此，一方面可以屏蔽室外环境因素的影响，减少粉尘杂质、环境温湿度及风扇震动等因素的影响，为元器件21提供更为稳定的运行环境，从而降低元器件21的故障率，降低运维频率以及运维成本，提高整机系统稳定性；另一方面，该车路协同设备1还可以为后续更新换代的元器件21提供散热需求，有利于模块化部署以及快速交付。

再者，通过设置热管散热器30，且热管散热器30的蒸发部31与元器件21贴合设置，一方面可以针对发热量较大的元器件21实现快速导热，且热量传导过程中的热阻较低；另一方面，通过将冷凝部32与壳体10的内壁贴合设置，可以提高热管散热器30的散热面积，从而快速地将热量由密闭式腔体传导至外界，进而保证了元器件21工作环境的恒温性，进一步提高了车路协同设备1的工作可靠性。

此外，相比于相关技术中的车路协同设备采用风冷散热方式，本申请实施例的车路协同设备1无需设置风冷散热器即可实现对元器件21的自然散热，从而节省了能耗，降低了运行成本。

因此，根据本申请实施例的车路协同设备1具有较好的密封性及散热性能，且工作稳定性及可靠性较高、后续的维护成本较低。

在一个示例中，参考图1至图3以及本申请各实施例描述的车路协同设备1，本申请实施例的车路协同设备1可以为边缘计算服务器。

在另一个示例中，车路协同设备1可以就近设置于道路旁，用于向无人驾驶车辆提供车路协同服务。

在一种实施方式中，热管散热器30还包括冷媒输送部33，冷媒输送部33连接于冷凝部32和蒸发部31之间，冷媒输送部33的外表面设有隔热层。

示例性地，如图2所示，冷媒输送部33可以构造为管状且连接于冷凝部32和蒸发部31之间。具体地，冷媒输送部33包括第一冷媒输送管和第二冷媒输送管，第一冷媒输送管用于将冷媒由蒸发部31输送至冷凝部32，第二冷媒输送管用于将冷媒由冷凝部32输送至蒸发部31。第一冷媒输送管和第二冷媒输送管的外部均设有隔热层，且隔热层采用隔热材料制成。这样，冷媒在第一冷媒输送管或第二冷媒输送管内流动的过程中可以避免与外部的导热介质发生热交换。

在一种实施方式中，壳体10的壁体构造为中空结构以限定出冷媒流道(图中未示出)，冷媒流道与冷凝部32的内部腔体连通。

示例性地，冷媒流道可以设于壳体10顶部的壁体，冷媒流道具有输入端和输出端，输入端与冷凝部32的内部腔体连通，输出端通过第二冷媒输送管与蒸发部31的内部腔体连通。冷凝部32内的气态冷媒进入冷媒流道后，通过壳体10顶部的壁体与外界进行热交换，冷媒放热冷凝后由气态转化为液态，并在自身重力作用下通过冷媒输送部33回流至蒸发部31；液态冷媒在蒸发部31内和与蒸发部31贴合设置的元器件21进行热交换，吸热蒸发后由液态转化为气态，并通过第二冷媒输送管流动至冷凝部32，以此循环。

通过在壳体10的壁体内设置与冷凝部32的内部腔体流通的冷媒流道，以使冷凝部32内的气态冷媒进入冷媒流道并与外界进行热交换，由此可以提高气态冷媒的流动路径、增大气态冷媒的散热面积，从而提高气态冷媒的冷凝效率，进而提高热管散热器30的散热效率。

在一种实施方式中，蒸发部31的外表面设有散热肋片311，多个散热肋片311间隔设置。

示例性地，蒸发部31的第一侧面与元器件21贴合设置，多个散热肋片311可以设于蒸发部31的远离元器件21的第二侧面上，和/或，多个散热肋片311可以设于蒸发部31的至少一个第三侧面上，第三侧面为与第一侧面相邻接的侧面。并且，多个散热肋片311可以等间距间隔设置。由此，可以增大蒸发器与导热介质的接触面积，提高蒸发器与导热介质的换热效率，从而降低元器件21以及元器件21周围的导热介质的温度，为元器件21提高较为稳定的工作温度。

可选地，散热肋片311的高度小于或等于15mm，相邻散热肋片311之间的间距大于或等于5mm。

需要说明的是，如果散热肋片311的高度大于15mm且相邻散热肋片311之间的间距小于5mm，则会使相邻散热肋片311之间形成的过道的横截面积过大，同时相邻两个散热肋片311之间的间距过小，由于导热介质具有一定的表面张力和流动粘度，从而致使导热介质沿相邻两个散热肋片311所形成的过道流动的速率过低，进而影响导热介质的对流速度，降低导热介质的热扩散效率。因此，通过将散热肋片311的高度设置为小于或等于15mm且相邻散热肋片311之间的间距大于或等于5mm，可以保证导热介质沿相邻两个散热肋片311所形成的过道流动时具有较大的速率，从而保证导热介质的对流速度以及热扩散效率。

示例性地，散热肋片311可伸缩地设置在蒸发部31上，即散热肋片311相对蒸发部31的高度可调节。由此，可以根据换热需求调节散热肋片311的伸缩量，即调节散热肋片311的高度。

在一种实施方式中，主板20为多个且间隔设置，主板20的端部与壳体10的内壁可拆卸连接。热管散热器30为多个，且与多个主板20对应设置。

在一个示例中，如图1所示，主板20沿竖向设置，且多个主板20在水平方向上等间距间隔设置。主板20的下端与壳体10的底壁可拆卸连接，以在元器件21发生故障时，可以将主板20由壳体10内拆卸下来并对元器件21进行维修或更换。热管散热器30的蒸发部31贴合设置于主板20的元器件21上，且冷凝部32与壳体10的底壁贴合设置。

在其他示例中，主板20也可以沿水平方向设置，且多个主板20在竖直方向上等间距间隔设置，主板20的侧端与壳体10的侧壁可拆卸连接。热管散热器30的冷凝部32与壳体10的侧壁贴合设置。

在一种实施方式中，壳体10的外表面设有导热涂层。

示例性地，导热涂层可以采用具有较好导热性能的材料喷涂于壳体10的外表面形成，例如，导热涂层可以采用石墨烯材料。由此，可以降低壳体10的热阻，提高壳体10的导热性能，从而提高壳体10与外界环境的热交换效率。

在一种实施方式中，如图3所示，壳体10的外表面设有多个散热翅片11，且多个散热翅片11间隔设置。

示例性地，多个散热翅片11构造为长条形状，且多个散热翅片11等间距间隔设置。壳体10的顶面、底面以及多个侧表面可以分别设置有多个散热翅片11。其中，散热翅片11的形状及尺寸可以根据元器件21的功率及散热需求具体设置。

在一种实施方式中，如图3所示，壳体10包括本体和顶板12，本体的顶部设有开口，顶板12可拆卸地安装于本体的顶部以开闭开口。

本体包括底板和连接于底板边缘的多个侧板，底板和多个侧板可以为一体件。顶板12与侧板的上边缘可以通过卡扣连接或紧固件等其他方式可拆卸连接。在车路协同设备1的装配过程中可以将元器件21由本体顶部的开口安装至本体的内部，再将顶板12安装于本体的顶部以封闭开口，以使壳体10的内部形成封闭式腔体10a。由此，通过在本体的顶部设置可拆卸连接的顶板12，主板20及元器件21在腔体10a内的安装和拆卸较为方便，便于元器件21的维护或更换。优选地，顶板12与多个侧板的上边缘之间设有密封件，以密封顶板12与多个侧板之间的间隙，从而可以进一步提升壳体10内部腔体10a的密封性。

根据本申请实施例的车路协同系统，包括根据本申请上述实施例的车路协同设备1。

在一种实施方式中，车路协同系统还包括云端服务器和车端服务器，车路协同设备1、云端服务器以及车端服务器中的任意两个之间均可以进行信息交互。具体地，车路协同设备1可以实时接收云端服务器记录的路况拥堵情况、红绿灯时间以及车道级拥堵时间等信息，无人车行驶过程中通过车端服务器感知道路环境，自动规划行车路线，通过每一交通路口时会与车路协同设备1进行信号交互并控制车辆。

根据本申请实施例的车路协同系统，通过采用根据本申请上述实施例的车路协同设备，可以提高无人驾驶车辆自动行驶的安全性和可靠性，且设备成本较低。

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申请和简化描述，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申请的限制。

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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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申请中的具体含义。

在本申请中，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申请的不同结构。为了简化本申请的公开，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申请。此外，本申请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，并不构成对本申请保护范围的限制。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。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车路协同设备，其特征在于，包括：

壳体，内部限定有封闭式腔体，所述封闭式腔体内设有液态的导热介质；

主板，设于所述封闭式腔体内，所述主板安装有元器件，且所述元器件浸没于所述导热介质内；

热管散热器，包括冷凝部和蒸发部，所述蒸发部贴合设置于所述元器件，所述冷凝部贴合设置于所述壳体的内壁。

2.根据权利要求1所述的车路协同设备，其特征在于，所述壳体的壁体构造为中空结构以限定出冷媒流道，所述冷媒流道与所述冷凝部的内部腔体连通。

3.根据权利要求1所述的车路协同设备，其特征在于，所述蒸发部的外表面设有多个散热肋片，多个所述散热肋片间隔设置。

4.根据权利要求3所述的车路协同设备，其特征在于，所述散热肋片的高度小于或等于15mm，且相邻所述散热肋片之间的间距大于或等于5mm。

5.根据权利要求1所述的车路协同设备，其特征在于，所述主板为多个且间隔设置，所述主板与所述壳体的内壁可拆卸连接；

所述热管散热器为多个，多个所述热管散热器分别与多个所述主板对应设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车路协同设备，其特征在于，所述热管散热器还包括冷媒输送部，所述冷媒输送部连接于所述冷凝部和蒸发部之间，所述冷媒输送部的外表面设有隔热层。

7.根据权利要求1-5任一项所述的车路协同设备，其特征在于，所述壳体的外表面设有导热涂层。

8.根据权利要求1-5任一项所述的车路协同设备，其特征在于，所述壳体的外表面设有散热翅片，多个所述散热翅片间隔设置。

9.根据权利要求1-5任一项所述的车路协同设备，其特征在于，所述壳体包括本体和顶板，所述本体的顶部设有开口，所述顶板可拆卸地安装于所述本体的顶部以打开或关闭所述开口。

10.一种车路协同系统，其特征在于，包括根据权利要求1至9任一项所述的车路协同设备。

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