CN219478428U - 一种用于智能座舱主机的水冷散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，包括第一控制器和水冷散热装置；第一控制器一侧端面与水冷散热装置对应端面触接并螺合固定；本实用新型由两个独立的部分可拆合构成，即控制器部分和水冷散热部分；采用分体式的布置和设计方式，实现了热源和散热装置的解耦，实现了车辆热源和散热器件、管路的统筹布置；在控制器因维修、测试等工作需要从车上拆卸下来时，可以仅拆掉控制器部分，而本专利所设计的水冷散热部分可仍然保持在车辆结构上，省去了拆卸水路的复杂操作工序，即简化了操作工序，降低操作难度，大大提升了维修方便性，也避免了冷却液洒落在车内，污染车内环境。

Description

一种用于智能座舱主机的水冷散热结构

技术领域

本实用新型涉及汽车散热技术领域，尤其涉及一种用于智能座舱主机的水冷散热结构。

背景技术

电动汽车时代，用户对汽车的智能化水平要求越来越高，而对于汽车厂商而言，电动化技术之外，智能化自然成为竞争的关键赛道；汽车智能化水平的不断提升，车用芯片算力和功率不断提高，发热量随着芯片功率的提升也不断加大，如果热量不能及时排出，各类元器件将会受到高温的影响，性能下降、运行卡滞、停机，甚至会烧毁损坏。

因此，电动车热管理系统是智能电动车的开发设计的关键技术，而作为车辆大脑，控制器的散热设计是其中重要一环；目前汽车车载控制器大多采用液冷散热方案，通常采用一体化水冷壳体，每个车型都是PCBA和壳体结构一同进行匹配设计，不同车型之间的设计过程以及零部件基本都相互独立，互不通用，一体化壳体结构的水冷控制器，除了电路线束，与周边系统多了进出水路的连接和布置，如果需要对控制器进行维修、升级等，需拆卸水冷管路，冷却液需断流或者排空，操作极其不便，且冷却液容易遗撒在车内，污染车内环境；尤其是在车辆开发测试阶段，需频繁拆卸控制器，以进行刷机、调试等操作，会耗费大量的时间和精力，影响开发效率。

部分现有的控制器水冷散热装置与控制器主机分立设计的方案，则存在结构复杂、工艺难度大，密封难度大等问题。

中国申请号202210308553.8，公开了一种水冷循环式智能座舱域散热系统，在控制器的上、下电路板中间布置了一个散热水箱，由上盖、中框、下盖等结构组成，水道中布置有可旋转的叶片，用于使水流温度均匀，并减慢水流速度；该方案结构复杂，成本较高，且体积较大，需占用控制器较大的空间，不利于控制器产品在整车上的布置；该冷却方案与控制器集成，对于不同控制器，需单独设计散热壳体和水道，无法通用；在车辆检修、拆装控制器时，需拆卸水路等。

中国申请号202210426179.1，公开了冷板组件集成域控制器及车辆，主要由第一侧板、第二侧板、底板、顶板、以及中间隔板等组成，待冷却的装置位于上下隔板中间，冷却液从侧板下方进入，经下隔板的水道、另一侧侧板水道、上隔板水道，最后从侧板上方流出；此方案结构复杂，各类侧板、隔板之间的水道连接方式未提及，工艺难度大，密封性较难保证；结构体积较大，不利于车辆总体布置；待冷却装置的装配方式，未提及，从现有实施例中看，仅能从前侧插入中间隔板之间，该方式需保证两者之间存在一定的间隙，否则无法插入，而因此导致待冷却表面与散热表面之间存在较大热阻，冷却散热的效率不高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其由两个独立的部分可拆合构成，即控制器部分和水冷散热部分；采用分体式的布置和设计方式，实现了热源和散热装置的解耦，实现了车辆热源和散热器件、管路的统筹布置；在控制器因维修、测试等工作需要从车上拆卸下来时，可以仅拆掉控制器部分，而本专利所设计的水冷散热部分可仍然保持在车辆结构上，省去了拆卸水路的复杂操作工序，即简化了操作工序，降低操作难度，大大提升了维修方便性，也避免了冷却液洒落在车内，污染车内环境。

本实用新型的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，包括第一控制器和水冷散热装置；

第一控制器一侧端面与水冷散热装置对应端面触接并螺合固定；控制器和水冷散热装置分别进行装配，组成各自独立的总成结构，安装过程中，水冷散热装置可预先安装固定在车辆上，连接好相应的水冷管路，之后将导热硅胶片预装在控制器上，然后一起装在水冷散热装置上，紧固相应螺栓；当在主机故障检修、车辆测试刷机等需要拆卸控制器主机的情况下，只需要将控制器与散热装置之间的螺栓拆卸，即可取出控制器，而无需拆卸水冷散热装置，大大简化了液冷方式散热的控制器拆装过程，也避免了拆卸过程的液体泄露风险；

所述水冷散热装置包括散热底座和盖板，散热底座上表面向下设有矩形凹槽，矩形凹槽底部沿长度方向突设有挡水条，该挡水条一端固定连接于矩形凹槽一侧的短侧壁上，挡水条另一端与矩形凹槽另一侧的短侧壁相邻，挡水条长度方向的前后侧壁上，对称突设有若干挡水板，每个挡水板的前端面与对应的矩形凹槽长侧壁相邻，每侧的矩形凹槽长侧壁上突设有挡水凸块，挡水凸块与挡水板均错位设置，挡水板、挡水凸块、挡水条以及矩形凹槽的两长侧壁构成矩形凹槽内的两条蛇形液体冷却流道，与挡水条一端固定连接的矩形凹槽一侧的短侧壁上设置有进水口和出水口，进水口和出水口分别对应一条蛇形液体冷却流道位置设置，挡水条另一端端部前后侧壁上设置的挡水板与对应相邻的矩形凹槽短侧壁之间构成两条蛇形液体冷却流道的连通冷却流道，盖板嵌设密封焊接固定于散热底座上表面矩形凹槽上沿处，防止两条蛇形液体冷却流道内的冷却液由开口处泄露。

所述第一控制器包括第一控制器底座、第一控制器盖板以及第一PCBA(PrintedCircuit Board Assembly，PCB空板经过SMT上件，或经过DIP插件的整个制程，简称PCBA)；第一控制器底座和第一控制器盖板均为压铸成型，导热效率高，结构简单，模具设计和加工难度较低，第一控制器底座为呈台阶结构下端开口的壳体，以便容置第一PCB电路板上焊接的第一发热器件以及第一连接器，第一控制器盖板形状和大小与第一控制器底座下端开口匹配，该第一控制器盖板内表面设有第一PCBA容置凹槽，第一控制器底座内表面和第一控制器盖板的内表面构成第一PCBA容置腔体，以保护容置于其内的PCBA，第一PCBA容置固定于第一PCBA容置腔体内，第一PCBA、第一控制器盖板与第一控制器底座通过螺栓固定，第一控制器底座对应第一PCBA上的第一连接器位置设有第一连接器露设口。

所述第一PCBA包括第一PCB板、第一发热器件以及第一连接器，第一发热器件焊接于第一PCB板的上表面中部，第一连接器焊接固定于第一PCB板的上表面一侧，第一控制器底座内表面对应于第一PCBA上的第一发热器件位置设有第一散热凸台，以便于将第一发热器件(例如高发热器件CPU或MCU等)散发的热量由第一散热凸台传导至第一控制器底座的金属壳体，进而将热量热传导至与之触接的水冷散热装置。

所述第一散热凸台上端面涂覆有第一导热硅脂，第一散热凸台通过第一导热硅脂与第一发热器件紧密触接，用于降低第一散热凸台和第一发热器件接触表面的热阻，利于热量快速导出。

第一控制器和水冷散热装置触接面之间夹设固定有第一导热硅胶片，水冷散热结构的导热路径：热源(第一发热器件)→第一导热硅脂→第一散热凸台→第一控制器底座→第一导热硅胶片→散热底座→冷却液，以便第一控制器和水冷散热装置通过第一导热硅胶片充分贴合，降低接触面的热阻，快速将第一PCBA上的第一发热器件散发的热量通过相互触接的热传导材料传递至水冷散热装置内。

第一导热硅胶片四个角位置处分别开设有第一硅胶片定位孔，水冷散热装置的散热底座正面或/和反面对应第一硅胶片定位孔位置分别设有底座定位孔，第一控制器底座对应第一硅胶片定位孔位置分别设有第一定位凸柱，每个第一定位凸柱分别穿过对应的第一硅胶片定位孔和底座定位孔，将第一导热硅胶片夹设定位于第一控制器与水冷散热装置之间。

所述散热底座对应的两外侧壁上分别对称突设有与第一控制器连接凸部以及与车身连接凸部。

所述第一控制器对应于与第一控制器连接凸部位置处分别设有与水冷散热装置连接凸部。

一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，还包括第二控制器与第二导热硅胶片，第二控制器的结构与第一控制器完全相同，第一控制器通过夹设的第一导热硅胶片与水冷散热装置一侧端面触接，第二控制器通过夹设的第二导热硅胶片与水冷散热装置另一侧端面触接，第一控制器和第二控制器通过螺栓螺合固定，且第一控制器和第二控制器是反对称设置；在车型的开发设计过程中，基于本实用新型设计的水冷散热结构，将不同的控制器布置在水冷散热装置的上下表面，水冷散热装置固定在车身上，第一控制器和第二控制器分别布置在水冷散热装置的上下表面，通过螺栓将两个控制器连接紧固，并压紧位于散热器上下两侧的两片导热硅胶片，实现对两个控制器冷却散热的目的，减少了零部件数量和重量，大大节约了车辆布置空间；将常规车辆控制器中的散热功能独立出来，构建了独立的水冷散热装置。本实用新型中的控制器，脱离散热装置的限制，自身结构布置灵活性提高，结构精简，实现了超薄设计，提升了密封性和屏蔽效果；散热器实现了集约化和模块化和平台化，大大节约了设计成本和模具成本。

所述第一控制器的第一控制器底座、第二控制器的第二控制器底座、散热底座以及盖板的材质均为铝合金材质。

有益效果

本实用新型由两个独立的部分可拆合构成，即控制器部分和水冷散热部分；采用分体式的布置和设计方式，实现了热源和散热装置的解耦，实现了车辆热源和散热器件、管路的统筹布置。

在控制器因维修、测试等工作需要从车上拆卸下来时，可以仅拆掉控制器部分，而本专利所设计的水冷散热部分可仍然保持在车辆结构上，省去了拆卸水路的复杂操作工序，即简化了操作工序，降低操作难度，大大提升了维修方便性，也避免了冷却液洒落在车内，污染车内环境。

水冷结构可以从平台规划和车型开发阶段进行通用化设计，不同车型的控制器主机均采用一种水冷散热结构，同一车型的不同控制器，也可以规划使用一种独立的水冷散热模块；因此可节约大量的设计成本和模具费用，并可以降低单件成本。

水冷结构上下两面均可以作为冷却表面使用，对与统一车辆上的不同功能控制器，可以进行匹配性设计，从而实现组合散热架构，即在本专利的水冷结构上下两面均布置控制器发热表面和相应的导热硅胶片，从而减少车辆零部件数量，实现减重、降本等目的。

控制器主机采用压铸铝合金的上下盖板组成，结构设计精简小巧，厚度薄，工艺性较为简单，设计和模具成本都比较低。密封性和屏蔽行都比较好。

控制器结构和散热结构之间的导热硅胶片，降低了发热表面和散热表面之间的热阻，保证了散热效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一整体结构示意图。

图2是本实用新型实施例一分解结构示意图。

图3是本实用新型的水冷散热装置分体结构示意图。

图4是本实用新型的第一控制器分体结构示意图。

图5是图1的A-A向剖面结构示意图。

图6是本实用新型实施例二整体结构示意图。

图7是本实用新型实施例二分体结构示意图。

图中：

1、第一控制器；11、第一控制器底座；111、第一连接器露设口；112、第一散热凸台；113、第一导热硅脂；114、第一定位凸柱；115、与水冷散热装置连接凸部；12、第一控制器盖板；121、第一PCBA容置凹槽；13、第一PCBA；131、第一PCB板；132、第一发热器件；133、第一连接器；14、第一PCBA容置腔体；

2、水冷散热装置；21、散热底座；211、挡水条；212、挡水板；213、挡水凸块；214、底座定位孔；215、与第一控制器连接凸部；216、与车身连接凸部；22、盖板；23、蛇形液体冷却流道；24、进水口；25、出水口；26、连通冷却流道；

3、第一导热硅胶片；31、第一硅胶片定位孔；

4、第二控制器；41、第二控制器底座；

5、第二导热硅胶片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参见图1-图5所示，一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，包括第一控制器1和水冷散热装置2；

第一控制器1一侧端面与水冷散热装置2对应端面触接并螺合固定；

所述水冷散热装置2包括散热底座21和盖板22，散热底座21上表面向下设有矩形凹槽，矩形凹槽底部沿长度方向突设有挡水条211，该挡水条211一端固定连接于矩形凹槽一侧的短侧壁上，挡水条211另一端与矩形凹槽另一侧的短侧壁相邻，挡水条211长度方向的前后侧壁上，对称突设有四组挡水板212，每个挡水板212的前端面与对应的矩形凹槽长侧壁相邻，每侧的矩形凹槽长侧壁上突设有挡水凸块213，挡水凸块213与挡水板212均错位设置，挡水板212、挡水凸块213、挡水条211以及矩形凹槽的两长侧壁构成矩形凹槽内的两条蛇形液体冷却流道23，与挡水条211一端固定连接的矩形凹槽一侧的短侧壁上设置有进水口24和出水口25，进水口24和出水口25分别对应一条蛇形液体冷却流道23位置设置，挡水条211另一端端部前后侧壁上设置的挡水板212与对应相邻的矩形凹槽短侧壁之间构成两条蛇形液体冷却流道23的连通冷却流道26，盖板22嵌设密封焊接固定于散热底座21上表面矩形凹槽上沿处。

所述第一控制器1包括第一控制器底座11、第一控制器盖板12以及第一PCBA13；第一控制器底座11和第一控制器盖板12均为压铸成型，第一控制器底座11为呈台阶结构下端开口的壳体，第一控制器盖板12形状和大小与第一控制器底座11下端开口匹配，该第一控制器盖板12内表面设有第一PCBA容置凹槽121，第一控制器底座11内表面和第一控制器盖板12的内表面构成第一PCBA容置腔体14，第一PCBA13容置固定于第一PCBA容置腔体14内，第一PCBA13、第一控制器盖板12与第一控制器底座11通过螺栓固定，第一控制器底座11对应第一PCBA13上的第一连接器位置设有第一连接器露设口111。

所述第一PCBA13包括第一PCB板131、第一发热器件132以及第一连接器133，第一发热器件132焊接于第一PCB板131的上表面中部，第一连接器133焊接固定于第一PCB板131的上表面一侧，第一控制器底座11内表面对应于第一PCBA13上的第一发热器件132位置设有第一散热凸台112。

所述第一散热凸台112上端面涂覆有第一导热硅脂113，第一散热凸台112通过第一导热硅脂113与第一发热器件132紧密触接。

第一控制器1和水冷散热装置2触接面之间夹设固定有第一导热硅胶片3。

第一导热硅胶片3四个角位置处分别开设有第一硅胶片定位孔31，水冷散热装置2的散热底座21正面对应第一硅胶片定位孔31位置分别设有底座定位孔214，第一控制器底座11对应第一硅胶片定位孔31位置分别设有第一定位凸柱114，每个第一定位凸柱114分别穿过对应的第一硅胶片定位孔31和底座定位孔214，将第一导热硅胶片3夹设定位于第一控制器1与水冷散热装置2之间。

所述散热底座21对应的两外侧壁上分别对称突设有与第一控制器连接凸部215以及与车身连接凸部216。

所述第一控制器1对应于与第一控制器连接凸部215位置处分别设有与水冷散热装置连接凸部115。

所述第一控制器1的第一控制器底座11、第二控制器4的第二控制器底座41、散热底座21以及盖板22的材质均为铝合金材质。

实施例2

参见图6-图7所示，一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其与实施例1不同之处在于，还包括第二控制器4与第二导热硅胶片5，第二控制器4的结构与第一控制器1完全相同，第一控制器1的第一控制器底座11通过夹设的第一导热硅胶片3与水冷散热装置2一侧端面触接，第二控制器4的第二控制器底座41通过夹设的第二导热硅胶片5与水冷散热装置2另一侧端面触接，第一控制器1的与水冷散热装置连接凸部位置处和第二控制器4的与水冷散热装置连接凸部位置处通过螺栓螺合固定，且第一控制器1和第二控制器4是反对称设置。

水冷散热装置2的散热底座21正面和反面对应第一硅胶片定位孔31和第二硅胶片定位孔位置分别设有底座定位孔214。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：包括第一控制器(1)和水冷散热装置(2)；

第一控制器(1)一侧端面与水冷散热装置(2)对应端面触接并螺合固定；

所述水冷散热装置(2)包括散热底座(21)和盖板(22)，散热底座(21)上表面向下设有矩形凹槽，矩形凹槽底部沿长度方向突设有挡水条(211)，该挡水条(211)一端固定连接于矩形凹槽一侧的短侧壁上，挡水条(211)另一端与矩形凹槽另一侧的短侧壁相邻，挡水条(211)长度方向的前后侧壁上，对称突设有若干挡水板(212)，每个挡水板(212)的前端面与对应的矩形凹槽长侧壁相邻，每侧的矩形凹槽长侧壁上突设有挡水凸块(213)，挡水凸块(213)与挡水板(212)均错位设置，挡水板(212)、挡水凸块(213)、挡水条(211)以及矩形凹槽的两长侧壁构成矩形凹槽内的两条蛇形液体冷却流道(23)，与挡水条(211)一端固定连接的矩形凹槽一侧的短侧壁上设置有进水口(24)和出水口(25)，进水口(24)和出水口(25)分别对应一条蛇形液体冷却流道(23)位置设置，挡水条(211)另一端端部前后侧壁上设置的挡水板(212)与对应相邻的矩形凹槽短侧壁之间构成两条蛇形液体冷却流道(23)的连通冷却流道(26)，盖板(22)嵌设密封焊接固定于散热底座(21)上表面矩形凹槽上沿处。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述第一控制器(1)包括第一控制器底座(11)、第一控制器盖板(12)以及第一PCBA(13)；第一控制器底座(11)和第一控制器盖板(12)均为压铸成型，第一控制器底座(11)为呈台阶结构下端开口的壳体，第一控制器盖板(12)形状和大小与第一控制器底座(11)下端开口匹配，该第一控制器盖板(12)内表面设有第一PCBA容置凹槽(121)，第一控制器底座(11)内表面和第一控制器盖板(12)的内表面构成第一PCBA容置腔体(14)，第一PCBA(13)容置固定于第一PCBA容置腔体(14)内，第一PCBA(13)、第一控制器盖板(12)与第一控制器底座(11)通过螺栓固定，第一控制器底座(11)对应第一PCBA(13)上的第一连接器位置设有第一连接器露设口(111)。

3.根据权利要求2所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述第一PCBA(13)包括第一PCB板(131)、第一发热器件(132)以及第一连接器(133)，第一发热器件(132)焊接于第一PCB板(131)的上表面中部，第一连接器(133)焊接固定于第一PCB板(131)的上表面一侧，第一控制器底座(11)内表面对应于第一PCBA(13)上的第一发热器件(132)位置设有第一散热凸台(112)。

4.根据权利要求3所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述第一散热凸台(112)上端面涂覆有第一导热硅脂(113)，第一散热凸台(112)通过第一导热硅脂(113)与第一发热器件(132)紧密触接。

5.根据权利要求4所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：第一控制器(1)和水冷散热装置(2)触接面之间夹设固定有第一导热硅胶片(3)。

6.根据权利要求5所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：第一导热硅胶片(3)四个角位置处分别开设有第一硅胶片定位孔(31)，水冷散热装置(2)的散热底座(21)正面或/和反面对应第一硅胶片定位孔(31)位置分别设有底座定位孔(214)，第一控制器底座(11)对应第一硅胶片定位孔(31)位置分别设有第一定位凸柱(114)，每个第一定位凸柱(114)分别穿过对应的第一硅胶片定位孔(31)和底座定位孔(214)，将第一导热硅胶片(3)夹设定位于第一控制器(1)与水冷散热装置(2)之间。

7.根据权利要求6所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述散热底座(21)对应的两外侧壁上分别对称突设有与第一控制器连接凸部(215)以及与车身连接凸部(216)。

8.根据权利要求7所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述第一控制器(1)对应于与第一控制器连接凸部(215)位置处分别设有与水冷散热装置连接凸部(115)。

9.根据权利要求8所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：还包括第二控制器(4)与第二导热硅胶片(5)，第二控制器(4)的结构与第一控制器(1)完全相同，第一控制器(1)的第一控制器底座(11)通过夹设的第一导热硅胶片(3)与水冷散热装置(2)一侧端面触接，第二控制器(4)的第二控制器底座(41)通过夹设的第二导热硅胶片(5)与水冷散热装置(2)另一侧端面触接，第一控制器(1)的与水冷散热装置连接凸部位置处和第二控制器(4)的与水冷散热装置连接凸部位置处通过螺栓螺合固定，且第一控制器(1)和第二控制器(4)是反对称设置。

10.根据权利要求9所述的一种用于智能座舱主机的水冷散热结构，其特征在于：所述第一控制器(1)的第一控制器底座(11)、第二控制器(4)的第二控制器底座(41)、散热底座(21)以及盖板(22)的材质均为铝合金材质。