分液器组件、散热系统以及计算系统的制作方法

1.本公开涉及散热系统，特别涉及一种具有分液器的散热系统。


背景技术：

2.目前，为实现车辆的自动驾驶，一般会在自动驾驶车辆中设置一台甚至多台用于决策和控制的计算设备(例如服务器)。自动驾驶车辆上设置的服务器功能强大，包括的元件数量庞大。由于车辆空间有限，一般会将这些元件密集、紧凑的设置在一个空间有限的机箱中，然而有些元件在运行过程中会产生热量(这些元件也称作发热元件)，温度的升高，可能会导致发热元件发生故障，因此需要及时对发热元件进行散热，以确保发热元件能够正常运行。另外车辆在运动的过程中，会产生大量的震动。因此，需要在存在大量震动的环境下对发热元件进行有效散热。


技术实现要素：

3.本公开提供一种散热系统，能够在震动环境下对发热元件进行有效散热，确保发热元件的稳定运行。
4.本公开一方面提供一种散热系统，包括：
5.散热组件；
6.第一和第二管道组；以及
7.分液器组件，所述分液器组件通过所述第一管道组与所述散热组件连接；
8.换热器组件，所述分液器组件通过所述第二管道组与所述换热器组件连接，
9.其中所述分液器组件包括分液器和支架，所述分液器固定在所述支架上。
10.本公开另一方面提供一种计算系统，包括计算设备以及上述的散热系统，所述计算设备包括发热元件，所述散热系统用于对所述发热元件进行散热。
11.本公开另一方面提供一种分液器组件，包括：
12.分液器；以及
13.支架，所述分液器固定在所述支架上，
14.其中所述分液器包括凸起部，所述凸起部具有开口。
15.基于上述公开，由于将分液器固定在支架上，支架可以固定在车辆或其他物体上，因此，可以在震动环境中采用液冷系统对计算设备的发热元件进行散热，液冷系统相对于传统的在计算设备内安装风扇的风冷技术具有更好的散热性能，可以提高散热效率。
附图说明
16.附图示例性地示出了实施例并且构成说明书的一部分，与说明书的文字描述一起用于讲解实施例的示例性实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，相同的附图标记指代类似但不一定相同的要素。
17.图1是根据本公开示例实施例的具有散热系统的计算系统的结构示意图；
18.图2是根据本公开示例实施例的机箱内部的计算系统部分结构示意图；
19.图3是根据本公开另一示例实施例的机箱内部的计算系统部分结构示意图；
20.图4是根据本公开示例实施例的分液器组件的分解图；
21.图5是根据本公开示例实施例的分液器组件的安装阶段；
22.图6是根据本公开示例实施例的分液器组件的另一安装阶段；
23.图7是根据本公开示例实施例的分液器组件的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本公开中，术语“多个”是指两个或两个以上，除非另有说明。在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不意图限定其位置关系、时序关系或重要性关系。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的方式实施。
26.在本公开中，除非另有说明，“连接”指“流体连接”，例如，部件a 和部件b连接，指的是部件a与部件b流体连接，允许流体在部件a和部件b之间流动。
27.图1是根据本公开示例实施例的计算系统的结构示意图。如图1所示，计算系统100包括计算设备110以及散热系统120。计算设备110可以是车辆(例如自动驾驶车辆)上设置的服务器。计算设备110可以包括机箱112 以及位于机箱内的各种板卡，例如图2所示的板卡210和图3所示的板卡 310。每个板卡可以包括至少一个发热元件。发热元件可以是中央处理器 (central processing unit，cpu)、图形处理器(graphics processing unit， gpu)、电源或是其他类型的发热元件。
28.散热系统(也称作液冷系统)包括设置在机箱外的分液器组件130和换热器组件180，以及设置在机箱112内部的一个或多个散热组件(例如图2 所示的散热组件220和图3所示的散热组件320和330)。散热系统还可以包括多组管道，例如管道组150和管道组160。管道组150将散热组件和分液器组件130连接。管道组160将换热器组件180和分液器组件130连接。管道组150和/或160中的每个管道可以是金属管(例如铜管)，也可以是由塑料或橡胶等材料形成的软管。组管道组150的每个管道一部分位于机箱内以与散热系统的散热组件连接，另一部分位于机箱外以与分液器组件连接。
29.图2是根据本公开示例实施例的机箱内部的计算系统部分结构示意图。如图2所示，计算设备可以包括位于机箱内的一个或多个板卡210(例如显卡)，板卡210上可以具有至少一个发热元件(图中未示出)，该发热元件例如可以是gpu。板卡210可以通过支架(图中未示出)固定在机箱上，并通过线缆(图中未示出)与计算设备的其他元件电连接。
30.散热系统的散热组件220位于发热元件上，其内部具有用于液体流动的空间。散热组件220包括多个开口，这些开口与管道组150的一对管道(即管道151和152)连接。这些开口可以包括至少一个入口与至少一个出口，管道151和152中的一个(例如管道151)与入口
连接，另一个管道(例如管道152)与出口连接。来自管道151的液体通过入口进入散热组件内部的空间且通过出口离开该空间进入管道152。散热组件220可以将发热元件产生的热量传至散热组件内部流动的液体，当液体通过出口进入管道152时带走热量。在一些实施例中，为了便于散热组件220的维修，散热组件可以包括盖221，散热组件220的开口可以位于盖221上。在一些实施例中，为了进一步促进板卡210上发热元件的散热，还在板卡上设置散热板223，散热板223具有开口，散热组件220位于散热板223的开口中。
31.图3是根据本公开另一示例实施例的机箱内部的计算系统部分结构示意图。如图3所示，计算设备可以包括位于机箱内的一个或多个板卡310(例如主板)，板卡310上可以具有至少一个发热元件(图中未示出)，该发热元件例如可以是cpu。板卡310可以固定在机箱上，并通过线缆(图中未示出)与计算设备的其他元件电连接。
32.散热系统的散热组件位于发热元件上。在图3的示例中，两个散热组件 320和330分别位于两个发热元件上，其内部具有用于液体流动的空间。本领域的技术人员可以理解，可以有更多或更少的散热组件和发热元件。。散热组件320包括多个开口，这些开口与管道组150的一对管道(即管道155 和156)连接。散热组件330包括多个开口，这些开口与管道组150的另一对管道(即管道157和158)连接。散热组件320和330的多个开口均包括至少一个入口与至少一个出口。管道155和156中的一个(例如管道156) 与入口连接，另一个(例如管道155)与出口连接。同样，管道157和158 中的一个(例如管道158)与入口连接，另一个(例如管道157)与出口连接。来自管道156和158的液体通过入口进入散热组件内部的空间且通过出口离开该空间进入管道155和157。散热组件320和330可以将发热元件产生的热量传至散热组件内部流动的液体，，当液体通过出口进入管道155和 157时带走热量。在一些实施例中，为了便于散热组件320和330的维修，散热组件320和330可以分别包括盖321和331，散热组件320和330的开口可以位于盖321和331上。
33.管道组150的管道(例如管道151、152、155、156、157或158)一端与散热组件(例如散热组件220、320或330)连接，另一端与分液器组件130 连接。在散热系统和计算设备工作时，与散热组件入口连接的管道中的液体的温度低于与散热组件出口连接的管道中的液体的温度，因此，下文中为了区分，与散热组件入口连接的管道也称作冷管，与散热组件出口连接的管道也称作热管。
34.本技术的发明人注意到，在管道组150包括多个热管或多个冷管时，如果让管道组150直接与换热器组件180连接，则换热器组件的散热器需要多个入口和多个出口。当散热器包括多个出入口时，其结构会变得非常复杂，急剧增加制造成本，而且当散热器包括多个出入口时，其液体泄漏的风险也会增加。根据本技术实施例，通过采用分液器组件，在管道组150包括多个热管或多个冷管时，也不需要散热器增加出入口数目，从而节约散热系统的整体成本，并减少散热器泄漏风险。
35.返回图1，分液器组件130可以包括至少两个分液器，例如分液器131 和分液器132。其中一个分液器(例如分液器131)与管道组150中的热管连接，另一个分液器(例如分液器132)与管道组150中的冷管连接。分液器的一个实例是分水器。
36.在一些实施例中，分液器组件130还可以包括用于固定分液器的支架 133(也称作分液器支架)。分液器131和分液器132可以通过支架133固定。当计算设备110为车载服务器时，分液器131和分液器132可以通过支架 133固定在车辆上。当计算设备110为室内服务器
时，分液器131和分液器 132可以通过支架133固定在墙壁或室内各种框架上。下文将参照图4对分液器组件130的结构做进一步描述。
37.继续参考图1，换热器组件180通过管道组160与分液器组件130连接。换热器组件180包括至少一个散热器183，散热器183可以由易于散热的金属制成。散热器183中包括用于液体流动的通路，并具有入口和出口。分液器组件130中分液器的数目与换热器组件的散热器的出入口总数相同。散热器183的每个开口(包括入口和出口)分别对应一个分液器。散热器183的入口和出口通过管道组160的不同管道分别与分液器组件130的不同分液器连接。液体可以通过散热器入口进入散热器，在散热器的通路中流动，并通过出口离开散热器。
38.为了促进液体的循环，在一些实施例中，散热系统还包括一个或多个用于促进液体流动的驱动设备，例如图1所示的泵184和186。泵184和186 通过管道组160中的管道相互连接并与换热器组件180及分液器组件130连接。散热器183入口通过管道161与分液器131连接，出口通过管道162与泵184连接，泵184然后通过管道185与泵186连接，泵186通过管道163 与分液器132连接。虽然图1中泵184和186与散热器的出口连接，但是本领域的技术人员可以理解，代替与散热器的出口连接，泵184和186也可以与散热器的入口连接，或者一个泵与散热器的出口连接另一个泵与散热器的入口连接。
39.虽然在图1中，分液器组件130中分液器的数目与换热器组件的散热器的出入口总数相同，本领域的技术人员可以理解，分液器组件130中分液器的数目也可以与换热器组件的散热器的出入口总数不同。例如分液器组件 130中分液器的数目可以小于换热器组件的散热器的出入口总数。例如，换热器组件包括两个散热器，两个散热器的入口都连接至同一分液器(例如分液器131)，两个散热器的出口也都连接至同一个分液器(例如分液器132)。
40.需要说明的是，在图1的实施例中为了冗余设置两个泵，如果两个泵都没有发生故障，则可以仅启用其中的一个泵提供用于促进液体循环的驱动力 (例如压力)。如果其中一个泵发生故障，则启用另一个泵提供用于促进液体的循环的驱动力。如果需要的话(例如，计算设备110在高温条件下工作，或者计算设备110的负荷过大)，也可以两个泵同时工作，以提供用于液体的循环的更大的驱动力。在散热系统和计算设备工作时，与散热器183入口连接的管道中的液体的温度高于与散热器出口连接的管道中的液体的温度，因此，下文中为了区分，与散热器183入口连接的管道也称作热管，与散热器出口连接的管道也称作冷管。事实上，在散热系统和计算设备工作时，连接散热组件出口和换热器组件的散热器入口的管道中的液体的温度高于连接散热组件入口和换热器组件的散热器出口的管道中的液体的温度，因此，连接散热组件出口和换热器组件的散热器入口的管道都可称作热管，连接散热组件入口和换热器组件的散热器出口的管道都可称作冷管。
41.液体在泵184和/或186中被加压，而经由管道163进入分液器132，然后进入管道组150的部分管道(即管道组150中的冷管)。接着，液体经由管道组150进入发热元件上的散热组件(如图2所示的散热组件220和/或图3所示的散热组件320和330)，这时散热组件会将发热元件产生的热量传给液体，液体温度升高并经由管道组150的另一部分管道(即管道组150 中的热管)进入分液器131。液体接着经由管道161进入散热器183，其中散热器183对液体进行散热，经过散热器散热后的液体温度会降低并通过管道162进入泵184，然后经过管道185进入泵186。由此实现了液体(也称作冷却液)在散热系统中的循环，该液体的一个示
例是水。
42.在一些实施例中，为了达到更佳的散热效果，换热器组件180还包括风扇部件182。风扇部件182可以包括多个风扇，这些风扇排成二维阵列。如图1所示，散热器183紧邻风扇部件182设置。风扇部件182可以提供足够的风速和风量以进一步促进对散热器183中流动的液体的散热。风扇部件 182中风扇的数量和排列也可以依据实际散热需求而调整。
43.在一些实施例中，换热器组件180还可以包括支架187，换热器组件 180可以通过支架187固定。例如，当计算设备110为车载服务器时，换热器组件180可以通过支架187固定在车辆上。当计算设备110为室内服务器时，换热器组件180可以通过支架187固定在墙壁或室内各种框架上。
44.在一些实施例中，为了防止液体在散热系统内循环过程中因为各种原因的减少，散热系统还可以包括用于容纳液体的箱171。箱171内装有液体，并且通过管道172与一个分液器(例如分液器132)连接。在一些实施例中，箱171还可以包括支架175，箱171可以通过支架175固定。例如，当计算设备110为车载服务器时，箱171可以通过支架175固定在车辆上。当计算设备110为室内服务器时，箱171可以通过支架175固定在墙壁或室内各种框架上。
45.当计算设备110为车载服务器时，由于车辆的颠簸，管道的连接可能会松动，导致漏液。因此，在一些实施例中，换热器组件180的散热器和/或分液器组件130的分液器与管道的连接处，还具有保护套(例如保护套 176)。保护套例如是中空的塑料管或金属管，其内壁与所接触的管道以及散热器和/或分液器的外壁具有对应的形状。为了便于安装，也可以将保护套沿轴线分为两半，保护套安装后，使用金属丝或金属条将保护套绑紧。
46.图4是根据本公开示例实施例的分液器组件130的分解图。图7是根据本公开示例实施例的分液器组件130的结构示意图。如图4和图7所示，分液器组件130包括至少两个分液器(例如分液器131和132)、支架133，多个减震垫424、427和428、多个固定架441、442、443和445，以及多个固定件451、452、456和457。
47.分液器组件130的每个分液器可以是由金属材料(例如铝)制成，并且具有多个开口，包括用于与散热组件连接的开口以及用于与换热器组件连接的开口，与散热组件连接的开口的数目大于与换热器组件连接的开口的数目。例如，每个分液器与换热器组件连接的开口的数目是1，与散热组件连接的开口的数目是大于2的任意值。
48.在一些实施例中，分液器包括多个凸起部，每个凸起部包括一个开口。例如，如图4和图7所示，分液器131包括相对的两个侧面，分液器131 在一个侧面具有至少一个凸起部431，在相对的另一侧面具有多个凸起部 432。每个凸起部具有开口，凸起部431开口的直径可以大于凸起部432的开口的直径，凸起部431的数目可以小于凸起部432的数目。在一些实施例中，凸起部431的数目可以是一个，凸起部432的数目可以与管道组150的热管的数目相同。凸起部431可以与管道161连接，凸起部432可以与管道组150的热管连接，当液体从凸起部432的开口进入分液器时，这些液体可以通过凸起部431的开口离开分液器。
49.如图4和图7所示，分液器132包括相对的两个侧面，分液器132在一个侧面具有至少一个凸起部435，在相对的另一侧面具有多个凸起部436。每个凸起部具有开口，凸起部435开口的直径可以大于凸起部436的开口的直径，凸起部435的数目可以小于凸起部436的数目。在一些实施例中，凸起部435的数目可以是一个，凸起部436的数目与管道组150的冷管的数目相同。凸起435可以与管道163连接，凸起部436可以与管道组150的冷管连接，当液
体从凸起435的开口进入分液器时，这些液体可以通过凸起436 的开口离开分液器。
50.在一些实施例中，至少一个分液器在一个端部具有开口，该开口可以通过管道与箱171(参见图1)连接。例如如图4所示，分液器132在一端具有凸起部433，凸起部具有开口，箱171通过管道172与凸起部433连接。本领域的技术人员可以理解，代替在分液器132一端包括开口，也可以在在分液器131一端包括开口。例如分液器131在一端可以具有与凸起部433类似的凸起部，该凸起部具有开口并通过管道172与箱171连接。
51.继续参考图4和图7，支架133包括用于支撑分液器的支撑部412以及用于固定的固定部411。所述支撑部412在一端固定在所述固定部411的一个表面上。支撑部412和固定部411都可以呈板状(例如支撑部412和固定部411均可以为金属板)，并相互垂直。支撑部412包括用于通过分液器的凸起部的多个开口417。这些开口可以排列成多排，每排开口对应一个分液器，每排开口的数目可以与对应分液器所连接的管道组150的管道数目相同。相邻两排开口417之间可以包括一排额外的开口418，用于减轻支架133的重量。固定部411用于将支架133固定在车辆上或者固定在墙壁或各种框架上。支架133还可以包括加固板413、414和安装板415，加固板413、414 用于增强支撑部412与固定部411之间的固定。支架133的固定部、加固板和安装板可以包括多个开口419以减轻支架133的重量，这对于特别是车载应用时，特别有利。支架133可以由金属(例如铝)制成。
52.减震垫424位于分液器和支撑部412之间，可以具有与支撑部412的形状对应的形状，减震垫424可以具有开口，当减震垫放置在支撑部412上时，减震垫的开口可以与支撑部的开口重叠。减震垫424的材料可以是丁晴橡胶。
53.固定架441包括平板部和平板部两端的凸起部，平板部位于多个分液器 (例如分液器131和132)上，凸起部用于通过固定件451(例如螺钉)分别固定到固定部411和安装板415。固定架441和分液器之间具有减震垫 427。固定架442也包括平板部和平板部两端的凸起部，平板部位于多个分液器(例如分液器131和132)上，凸起部用于通过固定件452(例如螺钉) 分别固定到固定部411和安装板415。固定架442和分液器之间具有减震垫 428。减震垫427和428的材料可以是丁晴橡胶。固定架441、442可以由金属(例如铝)制成。在减震垫424、427和428作用下分液器可以抗振并防止变形。
54.固定架443包括平板部和平板部两端的凸起部，平板部位于多个分液器 (例如分液器131和132)端部，凸起部用于通过固定件456(例如螺钉) 固定到支撑部412。固定架445也包括平板部和平板部两端的凸起部，平板部位于多个分液器(例如分液器131和132)端部，凸起部用于通过固定件 457(例如螺钉)固定到支撑部412。固定架443和445的凸起部和支撑部 412之间是减震垫424。固定架443和445可以由金属(例如铝)制成。固定架443和固定架445的平板部均包括开口，以减轻重量。
55.下面参照图5-7描述分液器组件的安装。如图5所示，减震垫424放置在支架133的支撑部412上，使减震垫424的开口与支撑部412上的相应开口对准，然后将分液器131和132放置在减震垫424上，分液器的凸起部 431和435朝上，分液器的凸起部432和436(参见图4)穿过减震垫424 与支撑部412上对应的开口。
56.接下来，如图6所示，用固定架441和442分别固定分液器131和132 顶面两端，固定架441和442的平板部压紧分液器131和132，减震垫427 (参见图4)位于固定架441的平板部与分液器131和132中间，减震垫 428位于固定架442的平板部与分液器131和132中间。固定
件451将固定架441的凸起部分别固定到固定部411和安装板415，固定件452将固定架 442的凸起部分别固定到固定部411和安装板415。
57.随后，如图7所示，把固定架443的一个凸起部压紧固定架441，另一凸起部通过固定件456固定到支撑部412。把固定架445的一个凸起部压紧固定架442，另一凸起部通过固定件457固定到支撑部412。固定架443平板部紧靠分液器131和132的一端，固定架445平板部紧靠分液器131和 132的另一端，由此完成分液器组件130的安装。
58.虽然已经参照附图描述了本公开的示例性实施例或示例，但应理解，上文的示例性论述并非旨在是穷尽的或将本实用新型限制为所公开的具体形式。根据以上教导内容，很多修改和变型都是可能的。因此，所公开的主题不应当限于本文所述的任何单个实施例或示例，而应当根据所附权利要求书的广度和范围来解释。