雷达冷却装置及其组装方法、移动体与流程

本技术涉及雷达，尤其涉及一种雷达冷却装置、雷达冷却装置的组装方法及移动体。

背景技术：

1、目前，随着自动驾驶等技术的发展，在诸如车辆等移动体中搭载例如激光雷达的场景越来越多。雷达(例如激光雷达)为了实现对移动体周围环境的感测而配备有摄像装置，或是配备有激光发射模组、激光接收模组，还可能配备控制单元、图像处理单元等电气部分。这些光学模组、电气部分在工作中通常会发热，因此，为了确保它们正常稳定地工作，需要考虑诸如激光雷达等雷达的散热措施。

2、另外，在现有技术中，例如有将激光雷达配置在车顶上以探测车辆周围的障碍物等情况的场景。对于这样的场景，如何设计诸如激光雷达等雷达的散热系统成为课题。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题

2、如上所述，在现有技术中，有将激光雷达配置在车顶上使用(有时也称为“顶置雷达”)的情况。顶置例如，已有将雷达固定在车顶或是车身上部的车架上并利用外装板覆盖或遮盖该雷达的顶置方案。在这样的雷达顶置方案中，将雷达安置在车顶上一个较为密闭的环境中，然后利用车辆行驶时产生的空气流动从雷达上方带走雷达所产生的热量。但是，由于雷达安置在较为密闭的环境中，因此与外界空气进行热交换的效率低，存在雷达工作时产生的热量难以散发出去、散热效果差的情况。另外，目前还存在对顶置雷达顶置采用电机风扇散热或水冷散热等主动散热的方式，然而这样会带来雷达周边结构复杂、故障率高、nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动、声振粗糙度)差、成本高等缺点。

3、进一步地，上述顶置雷达的壳体大部分都安装在不可开启天窗(天幕)的车顶部，因此，无需考虑这样的顶置雷达所占据车顶部空间的大小。然而，随着激光雷达等雷达在车辆等中的广泛应用，针对具有天窗的车辆等配备激光雷达等雷达的需求变得越来越迫切。然而，若顶置雷达的安装壳体在车辆前后方向上的长度过长，则会对车顶的天窗产生一定的空间侵占，导致天窗开口不得不变小，还会有雷达周围的热空气经由开启的天窗进入车室内等不希望的情况出现。

4、本技术是为了解决上述技术问题中的至少一个而研发的，其目的在于提供一种雷达冷却装置、雷达冷却装置的组装方法及移动体，从而能够通过简单的结构实现顶置雷达的高效率散热。

5、解决技术问题的方案

6、本技术的第一方面提供一种雷达冷却装置，在一些实施例，雷达冷却装置包括：雷达安装底座，构成为具有用于承载雷达的能够导热的底板；和导风通道，导风通道的一部分设于雷达安装底座的底板的下方且沿着底板的面设置；导风通道构成为具有进风口和出风口，且进风口位于比底板靠下方的位置，出风口位于比底板靠上方的位置。

7、由于雷达安装底座具有用于承载雷达且能够导热的底板，因此在雷达置于该底板时，该底板能够将雷达产生的热量进行迅速而有效的传导，维持雷达的正常工作。由于导风通道设于雷达安装底座的底板的下方且沿着底板的面设置，因此在导风通道中有气体通过时，气体可以将底板的热量带走，使底板的温度迅速降低，有利于雷达的散热。

8、由于导风通道的进风口位于比底板靠下方的位置，出风口位于比底板靠上方的位置，因此在雷达位于底板上方时，移动体行走而引起的气流可以在该导风通道的引导下按照预定路径流动，从而能够确实地带走沿途热量。而且，位于比底板靠下方位置的进风口可以不影响雷达的工作，位于比底板靠上方位置的出风口可以减少雷达冷却装置在移动体的轴向方向(有时也称前后方向)上的占用空间，进而使雷达冷却装置安装在具有可开启天窗(通常具有翘起和打开的功能)移动体上时，能够避免对可开启天窗的干扰。即使是后来加装在移动体上，对移动体的适应性也很好。

9、在一些实施例，导风通道构成为包括进风侧通道部、出风侧通道部以及位于进风侧通道部与出风侧通道部之间的中间通道部，导风通道构成为具有进风侧通道部从中间通道部向前下方倾斜且出风侧通道部从中间通道部向上方弯折的截面形状。

10、由于导风通道具有进风侧通道部、出风侧通道部和中间通道部，因此能够实现气流由进风侧通道部经中间通道部后到达出风侧通道部，最后由出风侧通道部排出，形成完成的流通通路，由此能够顺畅地导入气流并使气流按照预定路径横亘雷达底部，确实地实现高效散热。由于导风通道具有进风侧通道部从中间通道部向前下方倾斜且出风侧通道部从中间通道部向上方弯折的截面形状，因此节省了雷达冷却装置的后部空间，使该装置结构更加紧凑。

11、在一些实施例，中间通道部设于雷达安装底座的底板的下方且沿着底板的面设置，中间通道部具有中部开口，中部开口构成为朝向底板的下表面开口且开口边缘抵接于底板的下表面。

12、由于采用导风通道的中间通道部设于雷达安装底座的底板的下方且沿着底板的面设置的结构，因此能够实现导风通道与雷达安装底座的组装拼接。由于中间通道部具有中部开口且该中部开口朝向底板的下表面并使开口边缘抵接该下表面，因此底板能够实现通过中部开口与经过导风通道的空气或冷却液体直接接触，有益于雷达的散热。

13、在一些实施例，雷达安装底座的底板的下表面设有翅片，翅片经由中部开口伸入导风通道，中部开口的开口边缘以包围翅片的方式抵接于底板的下表面。

14、由于采用底板下表面设有翅片的结构，因此可以有效增加底板散热的面积，提高散热效率。由于翅片经由中部开口伸入导风通道且中部开口的开口边缘以包围翅片的方式抵接于底板的下表面，因此可以增加翅片与空气或冷却液体的接触面积，加速翅片的散热。

15、在一些实施例，中部开口的开口边缘与所抵接的底板的下表面之间通过密封材料或密封件而密封。

16、由于中部开口的开口边缘与所抵接的底板的下表面之间通过密封材料或密封件而密封，因此可以形成密封的通路，确保引入的气流沿着且仅沿着导风通道流动，进而确保冷却效率；而且能够防止气流逸出产生的噪声振动等。另外，即使雨水等进入该导风通道，也不会发生雨水进入车室内或越过雷达安装底座而到达所承载的雷达等不良情况。

17、在一些实施例，进风侧通道部构成为沿着导风通道中气体流动的方向截面积逐渐减小，出风侧通道部构成为沿着导风通道中气体流动的方向截面积逐渐增大，并且，进风口的开口截面积大于出风口的开口截面积，进风口构成为朝向前方或前上方开口，出风口构成为朝向上方或后上方开口。

18、由于导风通道具有进风侧通道部的截面积逐渐减小而出风侧通道部的截面积逐渐增大的结构，即导风通道具有中间部截面积较小的结构。那么，根据流体连续性方程可知，气体经过导风通道的中部(例如包括中间通道部的通道中段)时，会具有更快的流速。更快的流速可以将底板的热量快速带走，提高散热效率。而且，由于导风通道具有进风口的开口截面积大于出风口的开口截面积的结构，因此可以使更多的空气从进风口进入，增加风量，确保流速。另外，出风口为朝向上方或后上方开口，能够使出风口使导风通道具有在雨水天气收集雨水的功能，雨水可进入导风通道内与翅片接触，并作为冷却液体帮助翅片散热；而且，还能够将从出风口排出的气体引导成朝向远离天窗的方向排出。

19、在一些实施例，雷达冷却装置还包括导热板，导热板安装于雷达安装底座的底板的上表面且与底板紧密接触。

20、由于导热板安装于雷达安装底座的底板的上表面且与底板紧密接触，因此雷达散发出的热量可以经由导热板快速地传递至雷达安装底座的底板，并进一步由底板下方的导风通道中的气流带走。

21、在一些实施例，导热板与雷达的底面以直接接触的方式紧密接触，或者，导热板与雷达的底面以夹置有导热凝胶或导热硅脂的方式紧密接触。

22、由于导热板与雷达的底面紧密接触，因此能够确保雷达侧产生的热量迅速地传递给导热板。夹置热凝胶或导热硅脂能够进一步提高导热板与雷达的底面之间的贴合度，进一步确保高效的热传递。

23、在一些实施例，导热板安装于雷达安装底座的底板的上表面且与底板紧密接触，并且导热板与翅片在上下方向至少部分重叠。

24、由于翅片有助于底板的散热，因此将导热板与翅片在上下方向至少部分重叠的设置，谋求导热板到翅片的热传递距离最短，使导热板的热量尽快地经由翅片散失掉，提高散热的效率。

25、在一些实施例，雷达安装底座还具有安装凸缘，雷达安装底座经由安装凸缘而安装于目标部位。

26、由于雷达安装底座设有安装凸缘，且雷达安装底座经由安装凸缘而安装于目标部位，因此可以使雷达安装底座与移动体的定位连接，且不影响底板的散热。通过这样的安装结构可以对已有的移动体加装本技术的雷达冷却装置。

27、在一些实施例，雷达冷却装置还包括罩盖，罩盖构成为不遮挡雷达的前窗口地覆盖在雷达安装底座的上方且使导风通道的进风口和出风口分别与外部环境连通。

28、由于雷达冷却装置还具有罩盖，因此能够保护雷达不受外部环境影响。同时罩盖不影响导风通道的工作，保证了雷达热量由内部向外部散发。

29、在一些实施例，罩盖具有使进风口和雷达的前窗口露出的前开口部和与出风口对置地设置的格栅开口部。

30、由于罩盖具有与使导风通道的进风口、雷达的前窗口露出的前开口部和与导风通道的出风口对置设置的格栅开口部，因此能够快速定位罩盖与雷达安装底座的装配位置，节省装配时间。而且，格栅开口部能够在允许气流、雨水等通过的同时阻挡异物进入。

31、在一些实施例，雷达安装底座为金属制的构件；导风通道为树脂制的构件；翅片为金属制的构件；导热板为金属制的构件，且与雷达安装底座相比具有高导热系数。

32、由于雷达安装底座、翅片、导热板都可以为金属材料，因此具有良好的导热性能，可以实现对雷达产生的热量进行传导。由于导风通道可以为树脂材料，因此尽管导风通道具有复杂的形状，也易于制造和量产。

33、在第二方面，本技术提供了一种移动体。该移动体包括：如第一方面及其可能的实施例中的雷达冷却装置，和设于雷达安装底座的雷达，雷达的前窗口朝向移动体的移动方向的前方。

34、由于雷达的前窗口朝向移动体的移动方向的前方，因此雷达可以探测到移动体在移动过程中位于前方的固定障碍物和移动障碍物等，为移动体感知周围环境提供有利的信息。当移动体向着移动方向前方行走时，气流会从进风口进入导风通道并高效地带走雷达散发的热量。

35、在一些实施例，雷达冷却装置安装于移动体的顶部。

36、由于雷达冷却装置安装于移动体的顶部，因此雷达冷却装置具有较高的高度角，使雷达能够探测到更大的视场。

37、在一些实施例，移动体为车辆。

38、在一些实施例，雷达为激光雷达。

39、在第三方面，本技术提供了一种雷达冷却装置的组装方法，用于将雷达冷却装置组装于移动体，其中，雷达冷却装置包括：雷达安装底座，构成为具有用于承载雷达的能够导热的底板；和导风通道，导风通道的一部分设于雷达安装底座的底板的下方且沿着所述底板的面设置；导风通道构成为具有进风口和出风口，且进风口位于比底板靠下方的位置，出风口位于比底板靠上方的位置。组装方法包括：将雷达安装于雷达安装底座的底板的上表面的步骤；将导风通道以使得进风口位于比底板靠下方的位置且出风口位于比底板靠上方的位置的方式安装于雷达安装底座的底板的下表面的步骤；和将雷达安装底座安装固定于移动体的步骤。雷达的前窗口的朝向与移动体的行进前方一致，并且，进风口位于比雷达安装底座及雷达靠行进前方侧的位置，出风口位于比雷达安装底座及雷达靠行进后方侧的位置。

40、在一些实施例，雷达冷却装置还包括导热板。在将雷达安装于雷达安装底座的底板的上表面的步骤中，以使导热板被夹置于雷达与底板之间的方式将雷达和导热板安装于雷达安装底座的底板的上表面，并且使导热板与底板紧密接触。

41、在一些实施例，雷达冷却装置还包括罩盖，组装方法还包括：在将雷达安装底座安装固定于移动体之后，用罩盖从上方覆盖雷达安装底座，并将罩盖卡合于移动体。

42、本技术的有益效果至少包括：

43、1.低成本低故障率：本技术不同于现有的靠风扇实现散热的风冷方案和需要走水路的水冷方案，本技术不采用主动散热方式，在简化结构、缩减成本的同时减少故障率，且不会占用大量空间。

44、2.散热效率高：本技术能够保证雷达冷却装置随时与外界发生热交换，具有较高的散热效率。

45、3.不受雨水影响：本技术中的雷达冷却装置安装于移动体之上，在有雨水的天气情况下，水滴无论是从导风通道的入风口还是出风口进入导风通道，都不会进入移动体内部，即不会对移动体内部造成影响。同时，雨水进入导风通道后不会引起雷达冷却装置的故障等，反而可以作为冷却介质的一部分参与散热，在一定程度上提高雷达冷却装置的散热性能。

46、4.体积小造型好：本技术中，雷达冷却装置具有紧凑的结构，因此雷达冷却装置所占的空间较小，不易与汽车天窗等其他功能构件发生干涉，在移动体上的设置自由度高。

47、5.制造难度低：本技术中的所有构件对于加工精度的要求不高，且没有复杂的机械结构，制造难度低。

48、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。