雷达散热结构、车辆、车灯、后视镜及车身总成的制作方法

1.本实用新型涉及雷达技术领域，具体提供一种雷达散热结构、车辆、车灯、后视镜及车身总成。


背景技术：

2.激光雷达是采用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动距离探测设备。激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。
3.激光雷达的壳体为密闭结构，其内部的激光发射器，电机等部件工作中会产生较大的发热量，且热量主要集中在激光发射器所在区域。激光雷达的散热性能直接影响激光雷达工作的稳定性和可靠性。高温的工作环境容易导致器件工作在自身的许用温度之外，使用寿命降低，并最终影响整个雷达的使用寿命。另外，一些器件需要工作在相对合适的温度环境中，使用温度过高会使器件本身的性能下降，从而导致整个雷达的精度和测距受到影响。
4.为了解决激光雷达的散热问题，现有技术中，通常会在激光雷达内部设置散热风扇等进行散热，但是，这势必会增加激光雷达的体积，改变激光雷达的外形，不仅增加了工艺难度以及制造成本，而且不利于将其安装于车辆的某些具有限制空间的部件中。
5.相应的，本领域需要一种新的雷达散热结构及车辆来解决如何在不改变激光雷达内部结构的条件下实现激光雷达散热的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型提出了一种适用于车辆外饰部件的雷达散热方案，能够在不改变激光雷达内部结构的条件下实现激光雷达的有效散热，并且使激光雷达可以安装在车辆的外饰部件的有限空间中。
7.在第一方面，本实用新型提供一种雷达散热结构，应用于车辆的外饰部件，雷达散热结构包括雷达、热电制冷器和散热装置，所述雷达包括外壳，所述热电制冷器包括冷端与热端，所述冷端设置于所述外壳的外侧面，且位于所述雷达的非扫描区域，所述热端与所述散热装置相连，所述散热装置匹配地安装于所述外饰部件。
8.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述散热装置包括散热本体和翅片，所述散热本体的截面呈l型设置，所述热端贴设于所述散热本体的第一侧板上，且位于所述散热本体的内侧，所述翅片设置于所述散热本体的第二侧板上，且位于所述散热本体的内侧或外侧。
9.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述散热装置包括散热本体和翅片，所述散热本体呈板状，所述热端贴设于所述散热本体的一侧，所述翅片设置于所述散热本体的另一侧。
10.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述散热装置为所述外饰部件的结构件，所述热端贴设于所述结构件上。
11.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述外壳呈圆柱状，所述雷达的透光窗位于所述外壳的周侧，所述冷端贴设于所述外壳的顶部或底部。
12.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述冷端与所述外壳之间设有导热材料。
13.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述热端与所述散热装置之间设有导热材料。
14.在上述雷达散热结构的优选技术方案中，所述导热材料为导热硅脂、导热垫片或导热凝胶。
15.此外，本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆包括上述实施方式中任一项所述的雷达散热结构。
16.此外，本实用新型还提供了一种车灯，所述车灯包括灯体和灯罩，所述灯体安装在所述灯罩内，所述车灯还包括上述优选技术方案中任一项所述的雷达散热结构，所述灯罩内形成有安装结构，所述散热装置匹配地与所述安装结构连接。
17.此外，本实用新型还提供了一种后视镜，包括外壳、镜面和设置于所述外壳内的支架，所述支架固定设置于所述外壳内，所述镜面活动连接于所述支架，所述后视镜还包括上述优选技术方案中任一项所述的雷达散热结构，所述支架形成有安装位，所述热端贴设于所述安装位。
18.此外，本实用新型还提供了一种车身总成，包括车顶，所述车顶形成有安装腔，所述车身总成还包括上述优选技术方案中任一项所述的雷达散热结构，所述雷达安装于所述安装腔内。
19.可以理解的是，本实用新型的雷达散热结构，包括雷达、热电制冷器和散热装置，雷达包括外壳，热电制冷器包括冷端与热端，冷端设置于外壳的外侧面，且位于雷达的非扫描区域，热端与散热装置相连，散热装置匹配地安装于外饰部件。
20.上述设置方式的优点在于：无需使用风扇或者水冷设备等可靠性要求低或寿命较短的器件，不需要增加雷达的体积，不改变雷达的外形和内部结构，还能够对外壳温度进行精准控制，具有高的可靠性，且工作时无噪音污染，体积小巧，可以安装于车辆的具有空间限制的外饰部件中。
21.方案1、一种雷达散热结构，应用于车辆的外饰部件，其特征在于，所述雷达散热结构包括雷达、热电制冷器和散热装置，所述雷达包括外壳，所述热电制冷器包括冷端与热端，所述冷端设置于所述外壳的外侧面，且位于所述雷达的非扫描区域，所述热端与所述散热装置相连，所述散热装置匹配地安装于所述外饰部件。
22.方案2、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述散热装置包括散热本体和翅片，所述散热本体的截面呈l型设置，所述热端贴设于所述散热本体的第一侧板上，且位于所述散热本体的内侧，所述翅片设置于所述散热本体的第二侧板上，且位于所述散热本体的内侧或外侧。
23.方案3、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述散热装置包括散热本体和翅片，所述散热本体呈板状，所述热端贴设于所述散热本体的一侧，所述翅片设置于所述散热本体的另一侧。
24.方案4、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述散热装置为所述外饰部
件的结构件，所述热端贴设于所述结构件上。
25.方案5、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述外壳呈圆柱状，所述雷达的透光窗位于所述外壳的周侧，所述冷端贴设于所述外壳的顶部或底部。
26.方案6、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述冷端与所述外壳之间设有导热材料。
27.方案7、根据方案1所述的雷达散热结构，其特征在于，所述热端与所述散热装置之间设有导热材料。
28.方案8、根据方案6或7所述的雷达散热结构，其特征在于，所述导热材料为导热硅脂、导热垫片或导热凝胶。
29.方案9、一种车辆，其特征在于，所述车辆包括方案1至8中任一项所述的雷达散热结构。
30.方案10、一种车灯，其特征在于，所述车灯包括灯体和灯罩，所述灯体安装在所述灯罩内，所述车灯还包括方案1至8中任一项所述的雷达散热结构，所述灯罩内形成有安装结构，所述散热装置匹配地与所述安装结构连接。
31.方案11、一种后视镜，其特征在于，包括外壳、镜面和设置于所述外壳内的支架，所述支架固定设置于所述外壳内，所述镜面活动连接于所述支架，所述后视镜还包括方案1至8中任一项所述的雷达散热结构，所述支架形成有安装位，所述热端贴设于所述安装位。
32.方案12、一种车身总成，其特征在于，包括车顶，所述车顶形成有安装腔，所述车身总成还包括方案1至8中任一项所述的雷达散热结构，所述雷达安装于所述安装腔内。
附图说明
33.参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明目的，而并非意在对本实用新型的保护范围造成限制。其中：
34.图1示出了本实用新型的雷达散热结构的第一种可能的实施方式的结构示意图；以及
35.图2示出了本实用新型的雷达散热结构的第二种可能的实施方式的结构示意图；以及
36.图3示出了本实用新型的雷达散热结构的第三种可能的实施方式的结构示意图；以及
37.图4示出了本实用新型的雷达散热结构的第四种可能的实施方式的结构示意图；以及
38.图5示出了本实用新型的第四种可能的实施方式的雷达散热结构安装在后视镜中的结构示意图。
39.附图标记列表
40.1-雷达；2-热电制冷器；3-散热装置；31-散热本体；32-翅片；4-导热材料；5-后视镜。
具体实施方式
41.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的
是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
42.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“内侧”、“外侧”、“顶部”、“底部”、“侧面”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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。
43.如图1至5所示，为了解决如何在不改变激光雷达内部结构的条件下实现激光雷达散热的问题。本实用新型提供了一种雷达散热结构，应用于车辆的外饰部件，包括雷达1、热电制冷器2和散热装置3，雷达1包括外壳(未图示)，热电制冷器2包括冷端与热端，冷端设置于外壳的外侧面，且位于雷达1的非扫描区域，热电制冷器2的热端与散热装置3相连，散热装置3匹配安装于外饰部件。可以理解的是，散热装置匹配安装于外饰部件，指的是散热装置对应于外饰部件对应的安装空间来设计安装；作为一种优选的实施方式，该激光雷达用于车辆上并且由车辆对热电制冷器2供电，本实用新型对其设置在车辆上的外饰部件不做限制，例如，可以设置于车辆的外后视镜的内部，或者设置于车辆的前大灯/后尾灯内部或者车顶等位置处。
44.其中，本实用新型的雷达1优选为激光雷达，当然也可以为毫米波雷达、红外线雷达等。雷达1的类型可以为半固态雷达，或者mems激光雷达。此外，可以理解的是，雷达1的扫描区域指的是雷达1发出的光束的扫描范围，例如，激光雷达的激光器发射出的激光束的扫描范围，如，激光雷达的fov角度为150度，则在该fov角度扫描范围内的区域为扫描区域，其余区域则为非扫描区域。
45.上述设置方式的优点在于：通过在热电制冷器2的两端加载一个较低的直流电压，热量就会从热电制冷器2的一端流向另一端，热电制冷器2的一端温度就会降低(冷端)，另一端的温度会同时上升(热端)；而雷达1在工作时，产生的热量会传导至外壳上，由于冷端设置于外壳的外侧面，传导至外壳上的热量会通过热电制冷器2的冷端传至热端，然后经过热端将热量散发掉。此种设置方式，无需使用风扇或者水冷设备等可靠性要求低或寿命较短的器件，不需要增加雷达1的体积，不改变雷达1的外形和内部结构，还能够对外壳温度进行精准控制，具有高的可靠性，且工作时无噪音污染，体积小巧，可以安装于车辆的具有空间限制的外饰部件中，例如，前大灯/后尾灯、车顶或后视镜内等，不影响车辆整体外形构造，有利于提高安装牢靠性。
46.作为一种优选的实施方式，散热装置3包括多种结构形式，可以根据实际情况进行设计，既可以是单独的散热装置3结构，也可以是内饰部件的结构件，其中，该内饰部件的结构件可以采用铝材等散热较好的材料制成。上述设置方式，能够使热电制冷器2热端的热量转移至散热装置3上，然后由散热装置3散发到周围的环境或者车体的其他结构件上，提高散热效率，实现精确地控制雷达1外壳温度(工作温度)的目的。
47.本实用新型的散热装置3将以以下四种结构为例，并分别对应与热电制冷器2的连接方式进行介绍。
48.如图1所示，第一种可能的实施方式，散热装置3包括散热本体31和翅片32，散热本体31的截面呈l型设置，在热电制冷器2的冷端贴设于外壳的底部的条件下，热端贴设于散
热本体31的第一侧板(图1中的横向侧板)上，且位于散热本体31的内侧，翅片32设置于散热本体31的第二侧板(图1中的竖向侧板)上，且位于散热本体31的外侧。
49.如图2所示，第二种可能的实施方式，散热装置3包括散热本体31和翅片32，散热本体31的截面呈l型设置，在热电制冷器2的冷端贴设于外壳的底部的条件下，热端贴设于散热本体31的第一侧板(图2中的横向侧板)上，且位于散热本体31的内侧，翅片32设置于散热本体31的第二侧板(图2中的竖向侧板)上，且位于散热本体31的内侧。
50.可以理解的是，散热本体31的内侧指的是，第一侧板与第二侧板形成的较小的角区域，散热本体31的外侧指的是，第一侧板与第二侧板形成的较大的角区域，例如，第一侧板与第二侧板形成的角包括90度和270度，散热本体31的内侧则为0度至90度的范围内的区域，散热本体31的外侧则为90度至360度的范围内的区域。其中，散热本体31和翅片32可以为铝材，也可以为钢铝复合型材质等，只要具有较佳的散热性能，其材质可以进行调整。
51.上述设置方式的优点在于：由于热电制冷器2的热端贴设于散热本体31的第一侧板上，且位于散热本体31的内侧，能够便于雷达散热结构整体安装于外饰部件，例如，将第一侧板视为雷达散热结构的底座，在车身的高度方向上，雷达1在底座的上侧，通过底座与外饰部件中的结构件固定，如，通过螺钉固定等，能够保证雷达散热结构的稳定性。当然，也可以将第一侧板视为顶壳，雷达1在顶壳的下侧，通过顶壳与外饰部件的结构件固定；此外，在外壳的底部或顶部与冷端贴合的情况下，外壳的底部或顶部平面通过热电制冷器2与第一侧板平稳贴合，能够实现雷达1稳定的安装于散热装置3上；此外，热量还能够通过散热本体31的第一侧板传递至第二侧板上，然后由翅片32将热量散发出去，如传递至周围环境或车体其他结构件上，由于翅片32式的散热装置3传热系数高，从而能够提高散热性能。其中，可以根据雷达散热结构安装在外饰部件的具体位置，调整翅片32的位置，例如，安装在具有空间限制的外饰部件中，如，后视镜中等，可以将翅片32设置于散热本体31的内侧，从而保证雷达散热结构的顺利安装；当然，在空间允许的情况下，例如，安装在车顶处等，可以将翅片32设置于散热本体31的外侧，从而更加的有利于散热。
52.如图3所示，第三种可能的实施方式，散热装置3包括散热本体31和翅片32，散热本体31呈板状，热电制冷器2的冷端贴设于外壳的顶部的条件下，热端贴设于散热本体31的一侧，翅片32设置于散热本体31的另一侧。
53.上述设置方式的优点在于:散热本体31呈板状的设置方式，能够缩减散热装置3的体积，从而也就相应地减小了雷达散热结构的体积，进而使雷达散热结构能够适应更多车身位置的安装；此外，还减少了由热电制冷器2的热端至翅片32之间的行程，从而提高传热效率。散热本体31设置于外壳的顶部的设置方式，能够避免其妨碍雷达1与外饰部件的结构件之间的安装。
54.如图4和图5所示，第四种可能的施方式，散热装置3为外饰部件的结构件，在热电制冷器2的冷端贴设于外壳的底部的条件下，热端贴设于结构件上。可以理解的是，与热电制冷器2热端接触的结构件的材质为散热性能好的材质，例如，为铝材或者钢铝复合型材质等。其中，本实用新型对外饰部件的结构件的种类不做限制，例如，可以为外后视镜5内的支架等，只要与热电制冷器2的热端接触后能够对热量进行较好的传递即可，均在本实用新型的保护范围之内。
55.上述设置方式的优点在于：由于热电制冷器2的体积减小，可以忽略不计，且散热
装置3本身为与雷达1配合的外饰部件的结构件，因此，外饰部件内只要留有稍大于雷达1体积的空间即可实现雷达散热结构的安装，符合更广泛的车身位置的安装空间要求。
56.作为一种优选的实施方式，热电制冷器2的冷端与外壳之间设有导热材料4。热电制冷器2的热端与散热装置3之间设有导热材料4。
57.上述设置方式的优点在于：通过导热材料4的设置，能够减少外壳与冷端，以及散热装置3与热端之间的接触空气间隙，由于空气是热的不良导体，会使接触热阻变得非常大，而本实用新型通过导热材料4的设置能够减少传热接触热阻，建立有效的传热通道，提高雷达1与热电制冷器2的散热性能。
58.进一步地，导热材料4为导热硅脂、导热垫片或导热凝胶。
59.上述设置方式的优点在于：导热硅脂中添加了耐热、导热性能优异的材料，且其性价比较高，能够降低生产成本。导热垫片具有良好的热传导率，通常可以实现自粘，从而无需额外的表面粘合剂。导热凝胶更加的柔软且具有更好的表面亲和性，可以压缩至非常低的厚度，使传热效率显著提升，且导热凝胶几乎没有硬度，使用后对相应的部件不会产生内应力。
60.作为一种优选的实施方式，外壳呈圆柱状，雷达1的透光窗(图中未示出)位于外壳的周侧，冷端贴设于外壳的顶部或底部。
61.由于雷达1的透光窗位于外壳的周侧，也就是说，雷达1发射出的光束会通过外壳周侧的透光窗发出，并通过透光窗返回至雷达1的接收机，其扫描范围不会覆盖外壳的顶部或底部，因此，热电制冷器2的冷端贴设于外壳的顶部或底部不会影响雷达1的正常工作，此外，由于雷达1的外壳为圆柱状，冷端贴设于外壳的顶部或底部能够增加冷端与外壳的接触面积，从而提高传热效率，此外，由于外壳的顶部或底部为平面，能够保证与散热装置3的安装稳定性。其中，透光窗可以设置在外壳周侧的某一段弧面上，当然，也可以围绕外壳的周侧整圈设置等。
62.综上所述，本实用新型的雷达散热结构能够实现对雷达1的工作温度的精准控制，不需要增加雷达1的外形和内部结构，也无需使用风扇或水冷设备等有可靠性要求或者寿命较短的器件，具有更广泛的安装适应性。
63.需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在与限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。
64.例如，在一种可替换的实施方式中，在保证不影响雷达1的扫描工作的条件下，热电制冷器2的冷端贴设于外壳的具体位置可以进行调整，例如，可以贴设于外壳的侧面上等，这些都不偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的保护范围之内。
65.例如，在一种可替换的实施方式中，尽管本实用新型的外壳的形状是以圆柱状进行介绍的，但这并非旨在于限制本实用新型的保护范围。如，外壳的形状可以为方形、多边形或异型等，这些都不偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的保护范围之内。
66.例如，在一种可替换的实施方式中，尽管本实用新型是以冷端和热端均与外壳之间设有导热材料进行介绍的，但这并非旨在于限制本实用新型的保护范围。如，冷端与外壳、或者热端与散热装置3之间可以不设置导热材料、再如冷端与外壳以及热端与散热装置3之间均不设置导热材料等，这些都不偏离本实用新型的原理，因此都将落入本实用新型的
保护范围之内。
67.此外，本实用新型还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施方式所述的雷达散热结构。
68.该车辆具有该雷达散热结构后，能够实现对雷达1的工作温度的精准控制，不需要增加雷达1的外形和内部结构，也无需使用风扇或水冷设备等有可靠性要求或者寿命较短的器件，具有更广泛的安装适应性。
69.此外，本实用新型还提供了一种车灯，车灯包括灯体和灯罩，灯体安装在灯罩内，车灯还包括上述实施方式所述的雷达散热结构，其中，灯罩内形成有安装结构，雷达或散热装置与安装结构连接。例如，灯罩内设置安装板，雷达或散热装置通过螺接或卡接等方式与安装板连接。
70.此外，本实用新型还提供了一种后视镜，包括外壳、镜面和设置于外壳内的支架，支架固定设置于外壳内，镜面活动连接于支架，后视镜还包括上述实施方式所述的雷达散热结构，支架形成有安装位，热端贴设于安装位。
71.此外，本实用新型还提供了一种车身总成，包括车顶，车顶形成有安装腔，车身总成还包括上述实施方式所述的雷达散热结构，雷达安装于安装腔内。例如，车身在车顶处安装有架体，架体上形成有安装腔，雷达直接或通过连接部安装在该安装腔内。再如车身在车顶盖板处直接形成安装腔，雷达直接或通过连接部安装于该安装腔内等。其中，连接部可以为安装座，该安装座通过螺接、卡接、焊接等方式固定在安装腔内，雷达则通过螺接、卡接等方式安装在该安装座上。
72.本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本技术的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本技术的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
73.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。