专利名称：汽车及其控制器壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车领域，更具体地，涉及一种汽车及其控制器壳体。
背景技术：
汽车的控制器壳体用于盖设在汽车的用于容纳汽车控制器的安装腔体上，其除了 具有安放、固定、定位电路板的功能以外，由于其特殊的工作环境，还要求其具有一定的散 热和振动特性。目前，市场上汽车控制器散热筋的设计主要呈现为平直的长筋形式，这种结 构容易制造、外形简单，适合于温度不高、工况较平稳的环境，但在恶劣的条件下，此类壳体 易出现壳体温升过高、一阶固有频率(一阶固有频率即起振固有频率)不足等现象，严重的 还会造成壳体变形，甚至开裂。目前常用的平直式散热筋壳体如图1所示，其散热筋2’沿着壳体散热面积中主要 尺寸L的方向(即图中壳体中间部位的延伸方向)平直分布，壳体的边缘设置有用于和汽 车相连接的安装孔(图1中13’为壳体与该控制器腔体的安装台，安装孔处于该安装台的 下方)。平直式散热筋壳体一个主要缺点是容易在散热表面产生不均勻的温度梯度，具有散 热筋的散热部位12’上内外侧温度差异明显，一方面容易使得电路板内侧元件烧坏，另一方 面不均勻的温度梯度容易产生附加的热应力，导致壳体变形，甚至开裂。平直式散热筋壳体 另一个缺点是由于散热筋沿壳体主要尺寸方向分布，因此其整体刚度具有明显的方向性， 这大大降低了其一阶固有频率。
发明内容
本发明旨在提供一种汽车及其控制器壳体，以解决现有技术的汽车的控制器壳体 散热效果不好的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种汽车的控制器壳体，控制器壳体的中部具有 外凸的罩壳部，从罩壳部的两侧向外延伸有散热部，在散热部上设置有多个散热筋，多个散 热筋从罩壳部的两侧向外侧倾斜延伸。进一步地，位于罩壳部同一侧的散热筋互相平行设置，且相邻两散热筋的间距m
为一定值。进一步地，各散热筋与罩壳部的延伸方向所成的倾斜锐角为α，且 65° 彡 α 彡 85°。进一步地，相邻两散热筋的间距m不大于散热部壁厚η的八倍。进一步地，各散热筋的高度h不小于散热部的壁厚η的五倍。进一步地，散热筋(2)的倾斜锐角α与控制器壳体的一阶固有频率值F之 间满足如下函数关系F = a α 4+b α 3+c α 2+d α +f，其中a、b、C、d和f均为系数，且 0 彡 a 彡(6 Xl(Te)，(-3X10’ 彡b 彡 0，0彡 c彡 0.3，_8彡 d彡 0，0彡 f彡 2000。进一步地，分别位于罩壳部两侧的散热筋对称设置。根据本发明的另一个方面，还提供了一种汽车，包括上述的汽车的控制器壳体。
3
根据本发明的技术方案，因为控制器壳体上的散热筋呈倾斜设置，通过实验分析 得知，倾斜设置的散热筋散热效果更好，控制器壳体上的温度分布均勻，克服了现有技术的 汽车的控制器壳体散热效果不好的问题，而且倾斜设置的散热筋可以有效提高控制器壳体 的一阶固有频率，从而达到了提高汽车控制器壳体在恶劣工作环境下的散热性能和工作性 能的效果。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1示意性示出了现有技术的控制器壳体的结构；图2示意性示出了根据本发明的控制器壳体的结构；图3示意性示出了图2所示出的控制器壳体的A-A剖面结构；图4示意性示出了根据本发明的控制器壳体结构的一阶固有频率F与散热筋的倾 斜锐角α的函数关系图。
具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。参见图2和图3，示出了根据本发明提供的一种汽车的控制器壳体(以下简称壳 体)的结构，如图所示，该控制器壳体盖设在汽车的控制器安装腔体(图中未示出)上，该 控制器壳体的中部具有外凸的罩壳部11，从图4可以看出罩壳部11形成腔体13，腔体13 和汽车的控制器安装腔体相对设置；从罩壳部11的两侧向外延伸的两个散热部12 ；多个散 热筋2，设置在两个散热部12上，并从罩壳部11的两侧向外侧倾斜延伸。根据本发明的汽 车的控制器壳体结构，因散热筋2呈倾斜设置，相对于现有技术的平直式散热筋来说，倾斜 设置的散热筋2更有利于控制器壳体的散热，使得壳体散热部的温度分布均勻，可以避免 因壳体局部过热造成附着在控制器壳体上的电路板元件烧坏，同时避免在壳体上因温差产 生较大的温度梯度而造成的壳体变形甚至开裂损坏，从而延长了汽车的控制器壳体的使用 寿命，降低了成本和资源浪费。由图2可以看出控制器壳体的一种优选实施方式，如图所示，位于罩壳部11同一 侧的散热筋2互相平行设置，且相邻两散热筋2的间距m为一定值。这样便于加工制造，而 且美观。优选地，分别位于罩壳部11两侧的散热筋2呈对称设置的方式排布，即图3中所 示的散热筋2分别从罩壳部11的两侧向外延伸，当图中罩壳部11左侧区域的散热筋2朝 左上方向延伸时，则罩壳部11右侧区域的散热筋2朝右上方向延伸；当罩壳部左侧的散热 筋朝左下方向延伸时，则罩壳部右侧的散热筋朝右下方向延伸，这样有助于提高控制器壳 体的结构稳定性和一阶固有频率。当然，散热筋2的排布方式不限于上述的对称设置，例如 位于罩壳部11不同侧的散热筋2的倾斜锐角不相同。结合参考下文中的表一，通过计算机热模拟和模态分析等数字化方法示出了散热 筋2的不同设置方式对图示控制器壳体的散热部12温度分布的影响。表一示出了对现有 技术的控制器壳体结构和根据本发明的控制器壳体结构的热模拟分析后，测得在散热部12 4上对应一个散热筋根部位置的温度Tl、散热部12上对应上述散热筋及其相邻散热筋的中 间位置处的温度T2，以及同一个壳体结构上上述两处位置的温度之差(T1-T2)。一般情况 下，以上述多个散热筋中任意相邻的两个散热筋为例，散热部12上各散热筋的安装位置处 (即根部)的温度最高，随着距离散热筋根部的距离变远，散热部12上的温度逐渐降低，使 得散热部12上处于上述两相邻散热筋中间位置处的温度较低。因现有技术的壳体结构其 散热筋2呈平直式分布，即散热筋2与罩壳部11延伸方向相平行，即表一中α为0°对应 于现有技术的壳体机构。表一中α大于0°对应于根据本发明的控制器壳体的不同情况。 为便于直观看出散热筋2排布方式对壳体散热部散热效果的影响，表一中所测量的根据本 发明的控制器壳体结构与现有技术的壳体结构的区别仅在于散热筋2的排布方式不同，其 他例如散热筋2的间距、高度等结构特征相同。表一
散热筋的倾 斜锐角OC散热部上对应散热 筋才艮部位置处的温 度Tl散热部上对应上述散热筋及 其相邻散热筋的中间位置处 的温度T2Tl 与 T2 之差 (T1-T2 )α =0°133 "C99 "C34 "Cα =20°117 "Ciorc16 "Cα =45°113 "C102 °CIl0Cα =65°112 "C102 °C10°Cα =70°109 "C102 °C7 "Cα =85°lire102 °C9 "Cα =90°113 °C103 °C10°C由表一可以看出，在同样条件下，现有技术的控制器壳体，其平直式散热筋的散热 效果不好，散热部12上Tl与Τ2 二者之间的温差较大，即温度分布很不均勻，根据本发明的 控制器壳体，倾斜布置的散热筋2使得控制器壳体的散热部12的温度分布均勻程度明显 好于现有技术的控制器壳体。再来观察表一通过对比可以发现，当散热筋倾斜锐角α较 小时，散热部12上Tl与Τ2 二者之间的温差较大，温度分布比较不均；当倾斜锐角α达到 45°时，散热部12上Tl与Τ2 二者之间的温差较小，温度分布有所改善，而当倾斜锐角α 达到70°时散热部12上Tl与Τ2 二者之间的温差最小。这说明当倾斜锐角α较小时，散 热筋2的散热效果较差，热量不容易从控制器的安装腔体内部排出，当倾斜角α达到45° 以上时，散热效果要好的多。图4示出了本发明上述的控制器壳体分别对应表一中当α大于0°的六种不同 倾斜锐角α时所测得的一阶固有频率值，以及现有技术的控制器壳体所测的的一阶固有 频率值，然后根据各一阶固有频率值所拟合的倾斜锐角α与一阶固有频率值F的函数曲线 和函数关系。即通过对上述的控制器壳体分别测量散热筋的倾斜锐角α =0、20°、45°、65°、70°、85°和90°时控制器壳体的一阶固有频率值(其中α = 0的散热筋结构相 当于现有技术的平直式散热筋)，然后可以拟合得出散热筋2的倾斜锐角α与控制器壳 体的一阶固有频率值F之间满足如下函数关系F = aa4+ba3+ca2+da+f，其中a、b、C、 d和f均为系数，且0≤a≤(6X10-6)，(-3X10-3)≤b≤0，0≤c≤ 0. 3，-8≤d≤0， 0≤f≤2000，F的单位为泡。当然，根据控制器壳体的结构的不同，系数a、b、c、d和f采 用的数值不同。通过上述函数以及图4所示出的函数曲线图可以看出，散热筋倾斜锐角α为 65° 85° (即65°≤ α ≤85° )时，汽车控制器壳体的一阶固有频率较大，大于现有 技术的具有平直式散热筋结构的汽车控制器壳体的一阶固有频率值，而当倾斜锐角α在 65° 85°的范围之外时，汽车控制器壳体的一阶固有频率小于现有技术的一阶固有频率 值。因此，为使控制器壳体的散热效果和一阶固有频率均达到最佳状态，散热筋的倾斜锐角 α优选地从65° 85°的范围取值。散热筋2中相邻两个散热筋之间的间距m与散热部12的壁厚η的比值变化也影 响控制器壳体的散热效果。下文中的表二示出了当散热筋2的倾斜锐角α —定时(例如 为45° )，对应三种不同散热筋间距m，测得在散热部12上对应一个散热筋根部位置的温度 Tl、散热部12上对应上述散热筋及其相邻散热筋的中间位置处的温度T2，以及同一个壳体 结构上上述两处位置的温度之差(T1-T2)。表二
权利要求
一种汽车的控制器壳体，其特征在于，所述控制器壳体的中部具有外凸的罩壳部(11)，从所述罩壳部(11)的两侧向外延伸有散热部(12)，在所述散热部(12)上设置有多个散热筋(2)，所述多个散热筋(2)从所述罩壳部(11)的两侧向外侧倾斜延伸。
2.根据权利要求1所述的控制器壳体，其特征在于，位于所述罩壳部(11)同一侧的散 热筋⑵互相平行设置，且相邻两散热筋的间距m为一定值。
3.根据权利要求2所述的控制器壳体，其特征在于，各所述散热筋(2)与所述罩壳部 (11)的延伸方向所成的倾斜锐角为α，且65°彡α彡85°。
4.根据权利要求2所述的控制器壳体，其特征在于，所述相邻两散热筋的间距m不大于 所述散热部(12)壁厚η的八倍。
5.根据权利要求2所述的控制器壳体，其特征在于，各所述散热筋(2)的高度h不小于 所述散热部(12)的壁厚η的五倍。
6.根据权利要求3所述的控制器壳体，其特征在于，所述散热筋(2)的倾斜锐角α与 所述控制器壳体的一阶固有频率值F之间满足如下函数关系F = aa4+ba 3+ca2+da +f，其中 a、b、c、d 禾口 f 均为系数，且 0 < a < (6Χ1(Γ6)， (-3X10’ 彡 b 彡 0，0 彡 c 彡 0·3，-8 彡 d彡 0，0 彡 f 彡 2000。
7.根据权利要求2所述的控制器壳体，其特征在于，分别位于所述罩壳部两侧的所述 散热筋对称设置。
8.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的汽车的控制器壳体。
全文摘要
本发明提供了一种汽车的控制器壳体，其中部具有外凸的罩壳部，从罩壳部的两侧向外延伸有散热部，在散热部上设置有多个散热筋，多个散热筋从罩壳部的两侧向外侧倾斜延伸。根据本发明的汽车的控制器壳体散热均匀，延长了控制器壳体的使用寿命。本发明还提供了一种汽车，包括上述的汽车的控制器壳体。
文档编号H05K5/00GK101983005SQ201010539418
公开日2011年3月2日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者张宁, 张浩然, 陈志平 申请人:北京经纬恒润科技有限公司