车载温度控制装置的制作方法

本发明属于电子电器领域，更具体地，涉及一种车载温度控制装置。

背景技术：

当前智能驾驶、无人驾驶行业迅速发展，这就需要车上有高性能的传感器来感知周围的环境。毫米波雷达传感器探测精度高、体积小、成本低，是目前自动驾驶系统必备的传感器。为了适应更多的应用场景，也就对毫米波雷达传感器的环境适应性提出了更高的要求。

当前车载毫米波雷达传感器是使用射频芯片完成射频信号的收发，而绝大多数的射频芯片的工作温度是-40～85℃，并且温度越高，芯片的增益就越低，探测效果就越差；超出此温度后，会出现收发信号失灵的情况，甚至会使射频芯片损坏。传感器是涉及车辆行驶安全的重要器件，性能降低或丧失可能会造成严重后果。而前置的毫米波雷达传感器通常安装在车辆发动机舱前端进气格栅后，天气炎热或长时间驾驶之后，发动机舱温度极高，通常要求发动机舱的零部件要满足工作温度达到-40～125℃；为了使毫米波雷达传感器能够始终处于最佳工作温度以内，就必须要控制它的环境温度。目前的主要控温方式有三种：

1、传感器自带加热功能：有的开发者考虑到毫米波雷达传感器尤其是射频芯片对于环境的要求，在传感器内部增加了加温装置进行温度补偿。当环境温度低于预设值时，加温线圈通电，使传感器自身温度升高，达到预设值后停止加热。可满足低温下工作的要求，但是环境温度过高时无法控制；

这种方式存在两个问题：

1)仅能解决环境温度过低的问题，如果环境温度过高，这种方式就无能为力；而实际的应用环境，其实更多的是希望环境温度降低；因为汽车一旦发动，发动机舱内的温度会在短时间内上升，而且雷达工作时也会产生热量，加温功能其实并不必要。

2)采用加温线圈加热的方式，会出现很大的电流和很大的功率消耗，车载环境下对功率和电流的要求苛刻，很难实现。

2、外部散热片：在雷达传感器后方或周围加装散热片；

雷达传感器和外部散热片在进气格栅后方，当车辆行驶或空气对流顺畅时，能够起到一定的散热作用。但是散热片还是在发动机舱当中，当环境温度较高，或车辆停止、低速行驶时，空气对流较弱，难以降低环境温度。

3、小型制冷盒：当前有一些体形较小的便携式制冷盒，通常用于食品或药品的储存。

小型制冷盒存在的问题：

1)有些小型制冷盒(如车载冰箱)采用的是对环境有害的制冷剂；

2)常规制冷盒为民用或工业级，体积大、功耗大，无法装车；采用的器件不符合车规级要求，不适用于发动机舱的恶劣环境；

3)制冷盒通常采用保温材料制成，无法透射电磁波，无法用于毫米波雷达传感器；

4)常规的制冷盒一般会将温度控制在0℃左右，最高不会超过20℃，这和毫米波雷达传感器所需的工作温度并不一致。

因此有必要研发一种能够避免车载雷达传感器工作环境温度过高，低能耗低电流，同时占用空间小的车载温度控制装置。

技术实现要素：

本发明提供了一种车载温度控制装置，该装置能够为车载雷达传感器提供稳定、适合的工作温度。

为了实现上述目的，本发明提供一种车载温度控制装置，车载温度控制装置用于容纳车载雷达传感器，所述车载温度控制装置包括：

壳体；

温度控制电路板，所述温度控制电路板设置在所述壳体内部；

半导体制冷片，所述半导体制冷片与所述温度控制电路板电性连接；

温度传感器，所述温度传感器用于检测所述壳体内的温度；

控制器，所述控制器用于根据所述温度传感器检测的温度打开或关闭所述半导体制冷片。

优选地，所述温度控制电路板中部设置有镂空部，所述半导体制冷片设置在所述镂空部内。

优选地，还包括导热软垫片，所述导热软垫片贴合于所述半导体制冷片。

优选地，所述导热垫片表面涂覆有导热硅胶。

优选地，所述车载雷达传感器设置在所述导热软垫片与所述壳体之间。

优选地，所述壳体包括正面壳体和背面壳体，所述背面壳体上设有散热片。

优选地，所述背面壳体由灰铸铁压铸而成，所述正面壳体由pei注射成型。

优选地，所述温度传感器为热敏电阻。

优选地，所述温度传感器设置在所述温度控制电路板的边缘。

优选地，所述温度传感器为四个，分别设于所述温度控制电路板的四角，在四个温度传感器中的任意三个的测量值高于第一预设值时，所述控制器打开所述半导体制冷片，在四个温度传感器中的任意三个的测量值低于第二预设值时，所述控制器关闭所述半导体制冷片。

优选地，所述温度控制电路板上设有防水插接件，所述防水插接件用于连接所述车载雷达传感器的数据信号线和供电线以及所述温度控制电路板的供电线。

优选地，所述温度控制电路板上设有转接端子，所述转接端子电性连接于所述防水插接件及所述车载雷达传感器。

优选地，所述防水插接件上设置有：

雷达数据通信针脚，所述雷达数据通信针脚用于外接雷达数据信号线；

雷达供电针脚，所述雷达供电针脚用于为车载雷达传感器供电；

供电针脚，所述供电针脚电性连接于温度控制电路板，所述供电针脚电用于为车载温度控制装置供电。

优选地，所述转接端子包括：

转接雷达数据通信针脚，所述转接雷达数据通信针脚一端连接于雷达数据通信针脚，另一端连接于车载雷达传感器；

转接雷达供电针脚，所述转接雷达供电针脚一端连接于雷达供电针脚，另一端连接于车载雷达传感器。

优选地，所述壳体的内部缝隙处填充有聚氨酯发泡剂。

本发明的有益效果在于：

1)制冷部件为半导体制冷片，半导体制冷片是一种固态半导体芯片，体积小、无制冷剂、功耗低，两面温差可达50℃左右，制冷效果良好，能够满足车载环境的需求。

2)通过温度控制电路板、温度传感器和控制器的设置自动检测环境温度，当环境温度高于预设值的时候，通过半导体制冷片开启降温功能，当环境温度低于预设值之后关闭半导体制冷片从而停止降温。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的背面壳体示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的温度控制电路板及导热软垫片安装示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的正面壳体示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的正视图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的侧视图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的温度控制电路板的结构示意图。

图7示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的控制逻辑流程图。

附图标记说明

1、背面壳体；2、温度控制电路板；3、正面壳体；4、导热软垫片；5、安装支柱；6、温度控制电路板接插件孔；7、散热片；8、安装支架；9、温度控制电路板安装螺钉孔；10、防水插接件；11、热敏电阻；12、半导体制冷片；13、控制器；14、转接端子；15、安装螺钉孔。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明公开了一种车载温度控制装置，车载温度控制装置用于容纳车载雷达传感器，该车载温度控制装置包括：

壳体；

温度控制电路板，温度控制电路板设置在壳体内部；

半导体制冷片，半导体制冷片与温度控制电路板电性连接；

温度传感器，温度传感器用于检测壳体内的温度；

控制器，控制器用于根据温度传感器检测的温度打开或关闭半导体制冷片。

具体地，通过温度传感器检测车载雷达传感器的工作环境温度，当车载雷达传感器工作环境温度过高时，通过控制器控制半导体制冷片制冷，为车载雷达传感器降温，通过半导体制冷片制冷具有能耗小、制冷快同时更加环保的优点，能够适应发动机舱的恶劣环境。

更优选地，车载温度控制装置还包括安装支架，安装支架设置在壳体两侧，用于将车载温度控制装置固定在车身上。

特别地，车载温度控制装置的器件全部选用车规级零件，可以在发动机舱环境下正常工作，性能稳定可靠。

特别地，车载雷达传感器可以为车载毫米波雷达传感器。

作为优选方案，温度控制电路板中部设置有镂空部，半导体制冷片设置在镂空部内。

具体地，温度控制电路板中心部分镂空，用于安放半导体制冷片。半导体制冷片通过供电电源线与温度控制电路板电性连接。当半导体制冷片通电时，利用半导体材料的peltier效应，直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶，可在电偶的两端分别吸收热量和放出热量，此时半导体制冷片一面降温，另一面发热，两面温差可达40～50℃。

作为优选方案，车载温度控制装置还包括导热软垫片，导热软垫片贴合于半导体制冷片。

作为优选方案，车载雷达传感器设置在导热软垫片与壳体之间。

具体地，温度控制电路板及车载雷达传感器能够紧压在导热软垫上，这样能够实现最佳的导热效果，能够快速降低温度。

具体地，导热软垫片两面涂导热硅胶。车载雷达传感器安装时，会将半导体制冷片和导热软垫片紧紧地压在壳体上。导热软垫片一方面可以良好的传导热量，另一方面也可以起到缓冲作用，保护半导体制冷片不被压碎。

作为优选方案，壳体包括正面壳体和背面壳体，背面壳体上设有散热片。

具体地，正面壳体上设置有安装支柱，车载雷达传感器通过安装支柱设置在导热软垫片与正面壳体之间。

具体地，正面壳体内侧的空间用于容纳温度控制电路板和车载雷达传感器，二者通过螺钉固定与正面壳体刚性连接。正面壳体内侧预留温度控制电路板安装螺钉孔，及内置车载雷达传感器的安装支柱。安装支柱底端带螺纹，可拆卸，可以根据车载雷达传感器的外壳结构选择适当长度的螺纹。适当长度是指车载雷达传感器安装之后，能够紧压在半导体制冷片的导热软垫片上。这样能够实现最佳的导热效果，使雷达传感器快速降低温度。

作为优选方案，背面壳体由灰铸铁压铸而成，正面壳体由pei注射成型。

具体地，pei(聚醚酰亚胺)是琥珀色透明固体，具有良好的阻燃性和低烟度，氧指数为47％，燃烧等级为ul94-v-0级，密度为1.28～1.42g/cm³。pei具有很强的高温稳定性、韧性和强度。利用pei优越的热稳定性可制作高温耐热器件，其具有优良的机械性能、电绝缘性能、耐辐照性能、耐高低温及耐磨性能，并可透过微波。

具体地，通过pei材料的选用可以无损透射电磁波，不影响毫米波雷达的正常工作。

作为优选方案，温度传感器为热敏电阻，且温度传感器设置在温度控制电路板的边缘。

作为优选方案，温度传感器为四个，分别设于温度控制电路板的四角，在四个温度传感器中的任意三个的测量值高于第一预设值时，控制器打开半导体制冷片，在四个温度传感器中的任意三个的测量值低于第二预设值时，控制器关闭半导体制冷片。四颗热敏电阻可以全面的感知环境温度，防止温度不均匀时引发漏报或误报。第二预设值低于第一预设值，可避免频繁开关机。预设值可根据实际使用情况合理设置。

作为优选方案，温度控制电路板上设有防水插接件，防水插接件用于连接车载雷达传感器的数据信号线和供电线以及温度控制电路板的供电线。

作为优选方案，温度控制电路板上设有转接端子，转接端子电性连接于防水插接件及车载雷达传感器。

更优选地，防水插接件上设置有雷达数据通信针脚，雷达数据通信针脚用于外接雷达数据信号线；雷达供电针脚，雷达供电针脚用于为车载雷达传感器供电；供电针脚，供电针脚电性连接于温度控制电路板，供电针脚电用于为车载温度控制装置供电。

更优选地，转接端子包括转接雷达数据通信针脚，转接雷达数据通信针脚一端连接于雷达数据通信针脚，另一端连接于车载雷达传感器；转接雷达供电针脚，转接雷达供电针脚一端连接于雷达供电针脚另一端连接于车载雷达传感器。

更优选地，在温度控制电路板、半导体制冷片及车载雷达传感器安装完成后，在壳体内部缝隙处填充聚氨酯发泡剂，以起到保温隔热的作用。

实施例

图1示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的背面壳体示意图。图2示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的温度控制电路板及导热软垫片安装示意图。图3示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的正面壳体示意图。图4示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的正视图。图5示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的侧视图。图6示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的温度控制电路板的结构示意图。图7示出了根据本发明的一个实施例的车载温度控制装置的控制逻辑流程图。

如图1-7所示，该车载温度控制装置包括：

壳体；

温度控制电路板2，温度控制电路板2设置在壳体内部；

半导体制冷片12，半导体制冷片12与温度控制电路板2电性连接；

温度传感器，温度传感器用于检测壳体内的温度；

控制器13，控制器13用于根据温度传感器检测的温度打开或关闭半导体制冷片12。

其中，车载温度控制装置还包括安装支架8，安装支架8设置在壳体两侧。用于将车载温度控制装置固定在车身上。

其中，温度控制电路板2中部设置有镂空部，半导体制冷片12设置在镂空部内。

其中，车载温度控制装置还包括导热软垫片4，导热软垫片4贴合于半导体制冷片12。

其中，车载雷达传感器设置在导热软垫片4与壳体之间。

其中，壳体包括正面壳体3和背面壳体1，背面壳体1上设有散热片7。

其中，背面壳体1由灰铸铁压铸而成，正面壳体3由pei注射成型。

其中，温度传感器为热敏电阻11，温度传感器为四个，分别设于温度控制电路板2的四角，在四个温度传感器中的任意三个的测量值高于第一预设值(例如80℃)时，控制器13打开半导体制冷片12，在四个温度传感器中的任意三个的测量值低于第二预设值(例如75℃)时，控制器13关闭半导体制冷片12。

其中，温度控制电路板2上设有防水插接件10，防水插接件10用于连接车载雷达传感器的数据信号线和供电线以及温度控制电路板2的供电线。

其中，防水插接件10通过温度控制电路板接插件孔6电性连接于温度控制电路板2。

其中，温度控制电路板2上设有转接端子14，转接端子14电性连接于防水插接件10及车载雷达传感器。

装置组装时，先将导热软垫片4铺在背面壳体1内侧，再将温度控制电路板2用螺丝固定在壳体内侧；之后在半导体制冷片12上再铺一块导热软垫片4，再将车载毫米波雷达传感器放置其上，通过设置在壳体上的安装支柱5及安装螺钉孔15固定。然后用聚氨酯发泡剂填充车载毫米波雷达传感器与壳体的间隙，可以起到保温隔热的作用。最后盖上正面壳体3，正面壳体3与背面壳体1组装后，缝隙处用密封胶密封，实现防水防尘。防水防尘等级可达ip6k9k。

使用时，通过热敏电阻11检测车载雷达传感器工作环境的温度，当至少有三颗热敏电阻11的检测温度高于80℃时，通过控制器13开启半导体制冷片12，半导体制冷片12接触雷达的一面开始降温，另一面开始散热。当至少有三颗热敏电阻11的检测温度低于75℃时，表示此时的环境温度已经达到预设值，关闭半导体制冷片12的电源，停止降温。

其中，启动温度为80℃，停机温度为75℃，仅为示例性说明，使用者可根据实际需要合理设置第一预设值及第二预设值，第二预设值低于第一预设值即可使车载温度控制装置正常运转。如此设置一方面能够保证为雷达传感器提供合适的温度，另一方面是为了防止频繁开关机，节约能源，延长使用寿命。也可根据具体需求设置启停温度。停机温度不可高于启动温度。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。