加热结构及应用其的控制器芯片模块和移动工具的制作方法

本技术涉及一种加热结构及应用其的控制器芯片模块和移动工具。

背景技术：

1、无人驾驶控制器目前被应用于汽车、清扫车、机器人等机械设备上，产品应用越来越广泛。目前无人驾驶控制器的种类越来越多，集成化智能化的水平也越来越高，控制器上使用的芯片和元器件也越来越多。部分头部厂家推出了集成化程度很高的自动驾驶运算模块(如nvi d i a的xav i er模块和or i n模块、华为的at l as模块)，该模块可以应用于自动驾驶的算法运算，无人驾驶控制器的生产厂家可以采用此模块为核心来设计生产无人驾驶控制器。目前主流的自动驾驶模块中的运算芯片保持正常工作的工作温度范围为-20℃—+80℃，因此装备有自动驾驶模块的无人驾驶汽车、无人清扫车、机器人工作时对环境温度存在一定的局限性，尤其是冬天温度低的城市模块使用受限明显，因此需要在自动驾驶模块上增加加热功能。现有的加热技术方案为：在运算模块周边的pcb板上焊接设置一圈发热电阻将运算模块包围，在运算模块需要进行加热时给加热电阻进行通电，发热电阻工作时发出的大部分热量通过pcb板、连接器模块外壳然后传递到运算模块内部的芯片上；发热电阻工作时发出的少部分热量通过空气传导到模块外壳然后传递到芯片上，这两条路径的传播路径和距离都比较长，其中空气和pcb板以及运算模块连接器的热阻都比较大，热量传导效率很低。可见现有的加热技术方案存在着加热传导效率低、加热时间过长的缺点。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中所存在的至少一个问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种加热结构，其包括：导热基体，设有用于将电子模块围合的工作空间；和加热元件，设置在导热基体上，用于对电子模块加热。

2、在使用时，将本加热结构的导热基体嵌套在电子模块上，电子模块被围合在导热基体的工作空间内，当该电子模块的工作环境温度低于预设低值时，控制系统为加热元件通入加热电流，加热元件开始加热工作，加热元件所产生的热量通过导热基体持续传递给电子模块，直至电子模块升温至预设高值，使得电子模块能够保持正常工作状态，控制系统停止为加热元件通入加热电流，相比于现有加热技术方案，本加热结构的加热传导路径短，而且在加热传导路径上不存在中间热阻物质，本加热结构所产生的热量直接传递给电子模块，具有导热快、传递效率高的特点；此外，本加热结构还可以直接嵌套安装在没有加热功能的电子模块上，具有使用范围广的特点。

3、在一些实施方式中，加热元件包括电热丝，电热丝沿着导热基体的轮廓延伸排布在导热基体内部。

4、这样，由于电热丝沿着导热基体的轮廓延伸排布在导热基体内部，电热丝所产生的热量可以均匀地传递给导热基体的各部位，使得导热基体能够均匀地对电子模块进行加热。

5、在一些实施方式中，加热元件还包括多个支撑块，多个支撑块均布在导热基体内部，电热丝架设在多个支撑块上。

6、这样，在生产时，先将电热丝架设在多个支撑块上，然后再将支撑块连同电热丝放入模具中，然后采用低压注塑工艺将将导热材料(例如导热硅橡胶)注入到模具中冷却凝固形成包裹电热丝的导热基体，在生产过程中，由于电热丝的排布方式由多个支撑块固定，使得电热丝能够精确地按照预设的要求均匀排布在导热基体内，使得导热基体的加热效果更加均匀；此外，由于导热基体将电热丝包裹在内，电热丝不会暴露在加热结构的外表面，电热丝不容易受到外物的磕碰、刮擦的影响，增强了加热结构的使用寿命和安全性能。

7、在一些实施方式中，导热基体为通过低压注塑工艺形成的导热材料预制件。

8、在一些实施方式中，加热元件还包括与电热丝电连接的连接器，连接器设置在导热基体的外部。

9、这样，在具体安装使用时，可以通过连接器来为电热丝通电。

10、根据本实用新型的另一方面，还提供一种控制器芯片模块，其包括：加热结构、pcb板以及运算芯片；其中，运算芯片设置在pcb板上，运算芯片嵌套在导热基体的工作空间内，工作空间将运算芯片围合包裹。

11、这样，在生产时，先将运算芯片组装在pcb板上，然后将本加热结构的导热基体嵌套在运算芯片上，运算芯片被围合在导热基体的工作空间内，当该运算芯片的工作环境温度低于预设低值时，控制模块为加热元件通入加热电流，加热元件开始加热工作，加热元件所产生的热量通过导热基体持续传递给运算芯片，直至运算芯片升温至预设高值，使得运算芯片能够保持正常工作状态，控制模块停止为加热元件通入加热电流，相比于现有加热技术方案，本加热结构的加热传导路径短，而且在加热传导路径上不存在中间热阻物质，本加热结构所产生的热量直接传递给运算芯片，具有导热快、传递效率高的特点；此外，本加热结构还可以直接嵌套安装在本控制器芯片模块的运算芯片上，具有便于安装拆卸和维护方便的特点。

12、在一些实施方式中，导热基体由弹性导热材料制成，工作空间与运算芯片过盈配合设置，以使得导热基体箍套在运算芯片。

13、这样，导热基体可以紧紧地箍套在运算芯片上，既可以增大导热基体与运算芯片的接触面积，增强热传导效率，还可以将加热结构牢固地安装在运算芯片上，安装过程中无需使用其他辅助连接件，具有方便安装和拆卸的特点。

14、在一些实施方式中，还包括壳体，加热结构、pcb板以及运算芯片均设置在壳体内，pcb板上设有接线端，接线端延伸到壳体外部。

15、这样，壳体可以保护加热结构、pcb板以及运算芯片免受外力的破坏和干扰，提高了产品的安全稳定性能。

16、在一些实施方式中，壳体包括第一壳件和第二壳件，第一壳件与第二壳件盖合配套形成保护空间，运算芯片和pcb板均设置在保护空间内，第一壳件、运算芯片、pcb板以及第二壳件依次排布设置。

17、第一壳件设有散热部，散热部与运算芯片导热接触。

18、这样，当处于运算芯片高温工作环境下时，运算芯片所产生的废热通过散热部传导给第一壳件，第一壳件向外界传导散发热量，加强了散热效果，有助于运算芯片降温保持正常的工作状态。

19、在一些实施方式中，散热部与运算芯片之间设置有导热硅胶层。

20、这样，导热硅胶层可以进一步提升散热部与运算芯片之间的导热性能，从而提升散热效率。

21、在一些实施方式中，导热基体和运算芯片平齐设置，散热部与导热基体相抵靠。

22、这样，散热部既能够为运算芯片进行散热传导，还能够将导热基体锁定在运算芯片上，使得加热结构与运算芯片紧固连接，能够适应冲击振动的工作环境。

23、在一些实施方式中，第一壳件上设有多个延伸到壳体外部的散热片。

24、这样，当处于运算芯片高温工作环境下时，运算芯片所产生的废热通过散热部传导给第一壳件，散热片进一步增强了第一壳件的散热效率。

25、根据本实用新型的又一方面，还提供一种移动工具，其包括上述控制器芯片模块。

技术特征：

1.加热结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的加热结构，其特征在于，所述加热元件包括电热丝，所述电热丝沿着所述导热基体的轮廓延伸排布在所述导热基体内部。

3.根据权利要求2所述的加热结构，其特征在于，所述加热元件还包括多个支撑块，多个所述支撑块均布在所述导热基体内部，所述电热丝架设在多个所述支撑块上。

4.根据权利要求1所述的加热结构，其特征在于，所述导热基体为通过低压注塑工艺形成的导热材料预制件。

5.根据权利要求2所述的加热结构，其特征在于，所述加热元件还包括与所述电热丝电连接的连接器，所述连接器设置在所述导热基体的外部。

6.控制器芯片模块，其特征在于，包括：权利要求1至5任一项所述的加热结构、pcb板以及运算芯片；其中，所述运算芯片设置在所述pcb板上，所述运算芯片嵌套在所述导热基体的所述工作空间内，所述工作空间将所述运算芯片围合包裹。

7.根据权利要求6所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述导热基体由弹性导热材料制成，所述工作空间与所述运算芯片过盈配合设置，以使得所述导热基体箍套在所述运算芯片。

8.根据权利要求6所述的控制器芯片模块，其特征在于，还包括壳体，所述加热结构、所述pcb板以及所述运算芯片均设置在所述壳体内，所述pcb板上设有接线端，所述接线端延伸到所述壳体外部。

9.根据权利要求8所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述壳体包括第一壳件和第二壳件，所述第一壳件与所述第二壳件盖合配套形成保护空间，所述运算芯片和所述pcb板均设置在所述保护空间内，所述第一壳件、所述运算芯片、所述pcb板以及所述第二壳件依次排布设置。

10.根据权利要求9所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述第一壳件设有散热部，所述散热部与所述运算芯片导热接触。

11.根据权利要求10所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述散热部与所述运算芯片之间设置有导热硅胶层。

12.根据权利要求10所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述导热基体和所述运算芯片平齐设置，所述散热部与所述导热基体相抵靠。

13.根据权利要求10所述的控制器芯片模块，其特征在于，所述第一壳件上设有多个延伸到所述壳体外部的散热片，所述散热片与所述散热部导热接触。

14.一种移动工具，其特征在于，包括如权利要求6-13任一所述的控制器芯片模块。

技术总结
本技术公开一种加热结构，其包括导热基体，设有用于将电子模块围合的工作空间；和加热元件，设置在导热基体上。将本加热结构的导热基体嵌套在电子模块上，电子模块被围合在导热基体的工作空间内，当该电子模块的工作环境温度低于预设低值时，控制系统为加热元件通入加热电流，加热元件开始加热工作，加热元件所产生的热量通过导热基体持续传递给电子模块，直至电子模块升温至预设高值，使得电子模块能够保持正常工作状态，控制系统停止为加热元件通入加热电流，相比于现有加热技术方案，本加热结构的加热传导路径短，而且在加热传导路径上不存在中间热阻物质，本加热结构所产生的热量直接传递给电子模块，具有导热快、传递效率高的特点。

技术研发人员：曹豪杰,梁海军,刘渊
受保护的技术使用者：重庆兰德适普信息科技有限公司
技术研发日：20230301
技术公布日：2024/1/13