一种可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构及其车载主机的制作方法

1.本实用新型涉及车载主机中框结构技术领域，尤其涉及一种可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构及其车载主机。


背景技术：

2.车载主机是汽车不可缺少的零部件，它提供了实现各种功能(收音、导航、视频解码、usb、以太网等)；目前车载主机常用的结构方案如图1所示，它包括现有中框主体(1)、现有主pcb板(2)、现有底盖(3)、现有螺钉(4)，其中现有主pcb板(2)内嵌于现有中框主体(1)和现有底盖(3)之间，当需要扩展功能时则在现有主pcb板(2)上方架设现有转接pcb板(5)，现有转接pcb板(5)与现有主pcb板(2)采用现有转接支架(6)连接，现有主pcb板(2)和现有转接pcb板(5)皆内嵌于现有中框主体(1)与现有底盖(3)之间。
3.该方案需要扩展功能增加现有转接pcb板(5)时，对现有中框主体(1)改动较大，并且现有主pcb板(2)与现有转接pcb板(5)之间没有进行有效隔离，内部空间电子辐射互相干扰较大，影响主机性能。当现有主pcb板(2)芯片发热量不断增加时，主机几乎无法提升散热性能，只能新开一款主机，因此这种结构共用性不高。
4.上述背景技术中存在的技术问题(技术缺陷)：
5.最主要、最关键的技术问题：
6.1、针对扩展功能及现有主pcb板(2)芯片发热量变化时，主机共用性不高。
7.2、现有主pcb板(2)及现有转接pcb板(5)都内嵌到现有中框主体(1)及现有底盖(3)之间，电子辐射串扰较大。
8.3、不能兼容风冷和水冷两种方式进行散热。
9.次要问题(如果有多个，依次列出)：
10.传统主机散热性能不足，随着芯片算力不断提升，芯片发热功耗从传统的几瓦特提高到几十瓦特，甚至达到百瓦特，故车载主机需要提升散热性能。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于提供一种可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构，以解决上述传统主机散热能力不足，而芯片算力提升发热量急剧增加需要更强散热能力的车载主机散热结构设计的技术问题。
12.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构，包括中框本体，所述中框本体的底部设有若干散热凸台，所述中框本体的顶部设有若干散热鳍片，所述散热鳍片之间设有间隔；所述中框本体的顶部还设有水冷板上盖，所述散热鳍片设于中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中，所述水冷板上盖上设有进水管和出水管。
13.进一步地，所述散热鳍片的顶部设有风扇安装凹槽。
14.进一步地，所述水冷板上盖的顶部设有上盖凹槽，所述上盖凹槽向下与风扇安装
凹槽配合。
15.作为优选的一种实施方式，所述水冷板上盖与中框本体之间进行可拆卸安装。
16.作为优选的另一种实施方式，所述水冷板上盖与中框本体之间通过焊接和/或防水圈和/或螺钉锁附进行连接。
17.进一步地，所述中框本体包括中框基板以及依附于中框基板四周的侧壁，所述中框本体的底部设有朝下的内凹结构，所述散热凸台设于中框基板的底部。
18.进一步地，所述中框本体的顶部的前侧设有朝上的内凹结构，所述散热鳍片以及水冷板上盖设于中框本体的顶部的后侧，所述散热凸台设于散热鳍片的下方。
19.进一步地，所述中框本体设为一体化压铸成型零件。
20.进一步地，所述中框本体设为铝合金中框本体或镁铝合金中框本体。
21.本实用新型还提供了一种车载主机，包括上述任一项技术方案所述的可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构。
22.综上所述，运用本实用新型的技术方案，具有如下的有益效果：本实用新型的结构设计合理，(1)通过中框本体的底部设有若干散热凸台，中框本体的顶部设有若干散热鳍片，散热鳍片之间设有间隔，从而可以利用散热凸台将下方发热芯片所产生的热量向上传导至散热鳍片进行散热；(2)通过中框本体的顶部还设有水冷板上盖，散热鳍片设于中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中，水冷板上盖上设有进水管和出水管，从而可以利用进水管和出水管与车上水泵连接，使中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中有流动的冷水，流动的冷水将散热鳍片上的热量进行快速带走，从而利用水冷的方式大大提高车载主机散热性能。
附图说明
23.图1是传统车载主机的爆炸结构示意图；
24.图2是车载主机应用了本实用新型且将水冷板上盖替换为风扇时的爆炸结构示意图；
25.图3是本实用新型去掉水冷板上盖且与风扇、主板组件配合时的爆炸结构示意图；
26.图4是与本实用新型进行配合的主板组件的俯视结构示意图；
27.图5是本实用新型的中框本体的仰视结构示意图；
28.图6是本实用新型的中框本体的俯视结构示意图；
29.图7是本实用新型的立体结构示意图；
30.附图标记说明：1-现有中框主体；2-现有主pcb板，3-现有底盖，4-现有螺钉，5-现有转接pcb板，6-现有转接支架；10-底盖；20-主板组件，21-主电路板，22-sip封装板，23-主芯片，24-电源ic及内存ddr，25-其他关键芯片，26-其他关键元器件；30-中框本体，31-中框基板，32-散热凸台，33-散热鳍片，34-间隔，35-风扇安装凹槽；40-风扇，50-转接板组件，60-顶盖，70-螺钉；80-水冷板上盖，81-进水管，82-出水管，83-上盖凹槽。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，但并不构成对本实用新型保护范围的限制。
32.在本实用新型中，为了更清楚的描述，作出如下说明：观察者面对附图2进行观察，观察者左侧设为左，观察者右侧设为右，观察者前方设为前，观察者后方设为后，观察者上面设为上，观察者下面设为下，应当指出文中的术语“前端”、“后端”、“左侧”“右侧”“中部”“上方”“下方”等指示方位或位置关系为基于附图所设的方位或位置关系，仅是为了便于清楚地描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的结构或零部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于为了清楚或简化描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量。
33.参见图2到7，本实施例提供一种可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构，包括中框本体30，中框本体30的底部设有若干散热凸台32，中框本体30的顶部设有若干散热鳍片33，散热鳍片33之间设有间隔34；中框本体30的顶部还设有水冷板上盖80，散热鳍片33设于中框本体30与水冷板上盖80所围合成的腔室中，水冷板上盖80上设有进水管81和出水管82。作用：(1)通过中框本体的底部设有若干散热凸台，中框本体的顶部设有若干散热鳍片，散热鳍片之间设有间隔，从而可以利用散热凸台将下方发热芯片所产生的热量向上传导至散热鳍片进行散热；(2)通过中框本体的顶部还设有水冷板上盖，散热鳍片设于中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中，水冷板上盖上设有进水管和出水管，从而可以利用进水管和出水管与车上水泵连接，使中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中有流动的冷水，流动的冷水将散热鳍片上的热量进行快速带走，从而利用水冷的方式大大提高车载主机散热性能。
34.具体地，散热鳍片33的顶部设有风扇安装凹槽35，作用：风扇安装凹槽35可以在没有设置水冷板上盖的情况下方便安装风扇。
35.具体地，水冷板上盖80的顶部设有上盖凹槽83，上盖凹槽83向下与风扇安装凹槽35配合，作用：上盖凹槽主要是用于与风扇安装凹槽的结构相适应。
36.作为一种优选的实施方式，水冷板上盖80与中框本体30之间进行可拆卸安装。作用：由于在实际应用时会在中框本体30的下方安装有主板组件20，因此，从散热功能分析，主电路板上贴附有实现各种功能的芯片，芯片发热量大，芯片工作时发热温度升高，通过导热介质传导到中框本体上，中框本体是由散热材质一体化制成的零件，可以快速将芯片的热量迁移到中框本体上，之后具有如下三种使用情况：第一种情况：当芯片发热功率不高时，拆掉水冷板上盖，直接采用一体成型的中框零件便可起到散热作用，即通过中框本体的外表面的自然对流和向空气辐射带走热量，从而降低中框本体的温度，对芯片起到散热作用；第二种情况：当主板组件的发热电子元件功耗增加时，可以采用安装风扇强制对流的风冷散热方案，即先拆掉水冷板上盖，然后风扇安装凹槽与风扇匹配，由于风扇安装凹槽设于散热鳍片上，散热鳍片一方面增加中框的散热表面积，另一方面对风扇形成风道，提高风扇散热效率；第三种情况：当主板组件的发热电子元件功耗进一步增加时，采用风扇强制对流的风冷散热方案也无法满足时，则可以直接在现有的一体成型的中框零件的基础上增加水冷板上盖，此为本案关键创新点，利用上述风冷的风扇安装凹槽及两端的散热鳍片及其间隔作为水冷换热水道，从而可以利用进水管和出水管与车上水泵连接，使中框本体与水冷板上盖所围合成的腔室中有流动的冷水，流动的冷水将散热鳍片上的热量进行快速带走，从而利用水冷的方式大大提高车载主机散热性能。图3为风冷结构方案，图7为水冷结构方案，这两种方案共用中框结构。但需要说明的是，当需要在风扇安装凹槽安装风扇时就要先
拆掉水冷板上盖，而在需要安装水冷板上盖时就要先将风扇从风扇安装凹槽拆掉。
37.作为另一种优选的实施方式，水冷板上盖80与中框本体30之间通过焊接和/或防水圈和/或螺钉锁附进行连接。具体地，水冷板上盖通过焊接、防水圈加螺钉锁附等方式将其固定到中框上，进水管和出水管可集成到水冷板上，亦可拆分成独立的水嘴结构，其进、出水方向可以设计成平行于中框本体，亦可设计成垂直于中框本体，实现灵活的安装。
38.具体地，中框本体30包括中框基板31以及依附于中框基板31四周的侧壁，中框本体30的底部设有朝下的内凹结构，散热凸台32设于中框基板31的底部。作用：若干散热凸台与主板组件上的发热电子元件呼应，通过导热介质对电子元件进行散热。
39.具体地，中框本体30的顶部的前侧设有朝上的内凹结构，散热鳍片33以及水冷板上盖80设于中框本体30的顶部的后侧，散热凸台32设于散热鳍片33的下方。作用：中框本体的结构上下两面大致呈内凹状，四周由侧壁围成，朝下的内凹结构用于与主板组件匹配，而前侧设有朝上的内凹结构则用于与转接板组件匹配。通过主板组件与转接板组件之间隔有中框，从而大大降低了两者之间的电子辐射串扰。
40.具体地，中框本体30设为一体化压铸成型零件。作用：由于中框本体30下方所需要配合的主电路板21上有若干个发热芯片需要散热，若为每一个芯片制作独立的散热器，则结构设计零件多，组装复杂，因此，本案中采用中框本体30设计成一体化压铸成型零件。
41.具体地，如图5所示，中框本体30设为铝合金中框本体或镁铝合金中框本体。作为优选，中框材料可以用铝合金或镁铝合金，如adc12，az91 d等。
42.本实用新型还公开了一种车载主机，如图2所示，包括上述任一项技术方案的可兼容风冷和水冷的车载主机中框结构。具体地，该车载主机还包括底盖10、主板组件20、风扇40、转接板组件50、顶盖60、螺钉70，该实用新型创新点在中框结构及与之关联的主板组件20、风扇40这三个零件，如图3所示。
43.其中主板组件20上依附有实现各种功能的电子元件，这些电子元件中有些需要通过外部增加散热器等散热方式将其热量迁移到空气中，如图4所示，主板组件20包括主电路板21，它是承载电子元件的主体；sip封装板(system in package，系统级封装，实现一个功能齐全的子系统)22，在sip封装板22上贴装有主芯片23及周边的电源ic及内存ddr24等，在主电路板上贴装有其他关键芯片25及其他关键元器件26。这些芯片都是需要增加散热器进行散热的，电路板上其他不需增加散热器散热的电子元件未在图中显示出来。
44.本技术创新的车载主机中框结构，可兼容匹配风冷和水冷两种散热方式，其结构方案设计巧妙，在散热性能上可适应更宽范围的芯片发热功耗，在结构安装上对主机厂在选择时将更加灵活应用。
45.综上所述，本实用新型提到的方案采用了的中框结构设计巧妙，可以根据需要散热的发热电子元件的功耗，采用不加风扇，加风扇，加水冷板上盖的风冷和水冷的散热，可解决不同发热功耗的芯片散热需求。
46.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。