CN118156878A - 一种连接器密封结构、控制器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接器密封结构、控制器及车辆。该连接器密封结构包括：上壳体、下壳体上密封圈和下密封圈；上壳体的侧壁上设置有第一安装槽以安装上密封圈；上密封圈包括：与连接器上端形状适配的第一密封部，以及与第一密封部相连的第二密封部；下壳体的侧壁上设置有第二安装槽以安装下密封圈；下密封圈包括：与连接器下端形状适配的第三密封部，以及与第三密封部相连的第四密封部；且第一密封部与连接器上端过盈配合、第三密封圈与连接器下端过盈配合，且第二密封部与第四密封部过盈配合，以实现上壳体、下壳体与连接器之间的密封。能够满足需要的密封防水等级的基础上，降低了产品实现成本。

Description

一种连接器密封结构、控制器及车辆

技术领域

本发明涉及连接装置技术领域，特别涉及一种连接器密封结构、控制器及车辆。

背景技术

随着汽车智能化发展，对自动驾驶产品的需求日益增多。急剧增加的传感器数量和工况复杂度，高集成度高算力的自动驾驶域控制器，使控制器的能耗越来越大，从而对核心处理芯片的散热提出了更高的要求。工作时，电子元器件发热量大，需要尽快散热，以保证产品正常工作。另外，对于自动驾驶控制器，需要与外部传感器实时沟通，内部需要实时的快速计算与处理大量的信息与算法，内部集成了很多高速高频器件，这导致自动驾驶控制器有比较高的电磁屏蔽要求。

目前大多自动驾驶域控制器冷却方式为水冷散热。水冷散热是目前最高效的散热方案，但是水冷方案天然存在凝露的问题。汽车工作的环境比较恶劣，-40℃至85℃环境内，水冷控制器的水温与外界环境不同步。比如：在冬季，汽车刚启动时，外部冷却水的温度最低到-40℃，而汽车开动后，控制器水冷腔流过-40℃的冷却液后，会在控制器PCBA板空腔内形成凝露，当控制器内部空气凝露后湿气下降，如果外部环境潮湿空气持续补充进入控制器内部，会对控制器内部造成持续的凝露，严重的会导致控制器内部积水，长期无法排出。虽然控制器内部涂有三防漆或其他防水涂层，但是一方面这些涂层不能长期的防水，另一方面涂层可能存在的质量问题导致器件实际是裸漏不被包覆的。积水长期在PCBA(印刷电路)板上后，导致芯片引脚等器件的短路与腐蚀。另外，控制器外部环境温度高于冷却液温度时，会在控制器壳体上产生大量的凝露，这种凝露如果进入壳体内部，也同样会对控制器不利。凝露进入壳体内部与壳体的摆放方向有关系，一般非密封控制器平躺时通过控制器壳体的外形结构设计，使凝露下落不进入内部。当有时候控制器因车内布置要求，需要竖直布置，这种非密封控制器竖直布置时难以满足IPX2的防水等级，凝露和水都容易通过连接器进入内部。一般自动驾驶控制器多为平台化产品，不同车型都用同一种自动驾驶控制器，竖直布置的控制器因能布置在副驾驶仪表板前部位置，它离汽车的散热器最近，因此能节省水冷管和线束的长度，总体节省产品成本。当在控制器设计有密封措施后，水冷控制器就有了防水能力，外部凝露也不会进入竖直布置的控制器内部，并且能最大降低控制器内外的空气对流，杜绝控制器内部产生持续凝露的可能性。

目前，控制器连接器处的密封方式包括：采用防水连接器，并根据防水连接器留有的密封特征，设计对应的防水特征以实现连接器处密封的方式；以及采用普通连接器，并采用侧装橡胶板，通过钣金盖板，侧面安装螺钉的形式，实现控制器连接器处密封的方式。

发明内容

本申请的发明人发现，控制器采用防水连接器的密封方法，可实现IPX7的防水等级以及控制内部凝露量，但是自动驾驶控制器一般布置与驾驶舱内，对于IPX7的防水等级属于过设计，且由于防水连接器价格昂贵，推高了产品总体成本；而控制器利用普通连接器，采用侧装橡胶垫，通过钣金盖板，侧面安装螺钉的形式，实现控制器连接器处密封防水防凝露的方式，结构复杂，零件较多，装配复杂，工艺成本以及零件成本较高。

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种连接器密封结构、控制器及车辆。

本发明实施例提供一种连接器密封结构，包括：上壳体、下壳体上密封圈和下密封圈；

所述上壳体的侧壁上设置有第一安装槽以安装上密封圈；所述上密封圈包括：与连接器上部形状适配的第一密封部，以及与所述第一密封部相连的第二密封部；

所述下壳体的侧壁上设置有第二安装槽以安装下密封圈；所述下密封圈包括：与连接器下部形状适配的第三密封部，以及与所述第三密封部相连的第四密封部；

且所述第一密封部与所述连接器上部过盈配合、所述第三密封部与所述连接器下部过盈配合，且所述第二密封部与所述第四密封部过盈配合，以实现上壳体、下壳体与连接器之间的密封。

在一个可选的实施例中，所述下密封圈的宽度大于所述上密封圈的宽度，和/或所述上密封的宽度为下密封圈的宽度的20％-30％。

在一个可选的实施例中，所述上密封圈和所述下密封圈为导电橡胶密封圈。

在一个可选的实施例中，所述导电橡胶密封圈中导电介质的含量根据所述连接器的密封指标确定，所述密封指标包括：在上壳体与下壳体卡合状态下，壳体内电磁信号的泄露量低于预设的泄露量阈值，和/或进入壳体内的电磁信号干扰量低于预设的干扰量阈值。

在一个可选的实施例中，所述上密封圈上端外延有导电部，所述导电部与所述连接器的金属地接触，且所述导电部的一端与所述上壳体抵接。

在一个可选的实施例中，所述导电部与所述连接器一一对应设置。

在一个可选的实施例中，在所述上壳体与所述下壳体卡合的状态下，所述上密封圈和所述下密封圈的压缩量为15％-25％。

基于同一种发明构思，本发明实施例还提供一种控制器，包括电路板、连接器及上述的连接器密封结构；

所述电路板设置在所述上壳体和所述下壳体之间的空腔内，连接器设置在所述电路板的一端边缘。

在一个可选的实施例中，所述上壳体与所述下壳体之间还设置有导电密封胶或导电密封圈。

基于同一种发明构思，本发明实施例还提供一种车辆，包括：上述的控制器。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的连接器密封结构，在上壳体和下壳体侧壁上基于连接器形状设计了安装槽，实现上密封圈和下密封圈的装配功能，且上密封圈的第一密封部与下密封圈的连接器上部过盈配合、下密封圈的第三密封部与连接器下部过盈配合，且第二密封部与述第四密封部过盈配合，从而实现上壳体及下壳体与连接器的密封、以及上壳体与下壳体在连接器端的密封，保证连接器密封结构在竖直方向放置时，能够满足防水等级的要求，以减少壳体内外空气对流产生过多的凝露的问题，增加整体结构的可靠性；与现有的设计侧装橡胶和钣金盖板，通过螺钉拧紧的结构相比，本发明实施例简化了连接器密封结构，减小了密封圈的整体尺寸，且在密封圈的安装时，只用将密封圈嵌入对应的安装槽即可，降低了密封圈的装配难度，能够节省密封圈的侧装设备、侧装工装、以及侧装工时，降低了密封结构的生产成本、提高了经济效益。

且本发明实施例提供的连接器密封结构，在上密封圈上端外延有导电部，导电部与连接器的金属地接触，且导电部的一端与上壳体抵接，以使控制器在进行静电释放时，能够通过导电部及时将静电导通出去，以减少静电释放对连接器信号的干扰、以及对连接器内部芯片的损害，与现有的在连接器与壳体之间单独设置导电泡棉的方式相比，减少了导电泡棉的安装成本和安装工序。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术中连接器密封结构的示意图；

图2为现有技术中设置导电泡棉实现连接器的金属地与上壳体导通的结构示意图；

图3为现有技术中在电路板上设置电磁屏蔽件进行电磁屏蔽的结构示意图；

图4为本发明实施例中连接器密封结构的示意图；

图5为本发明实施例中的上壳体与上密封圈的对应结构示意图；

图6为本发明实施例中第一安装槽的局部放大结构示意图；

图7为本发明实施例中下壳体和下密封圈的对应结构示意图；

图8为本发明实施例中第二安装槽的局部放大结构示意图；

图9为本发明实施例连接器被上密封和下密封圈包裹状态下的结构示意图；

图10为本发明实施例中上密封圈上外延有导电部状态下的部分示意图；

图11为本发明实施例中导电部抵接与上壳体状态下的局部放大示意图；

图12为本发明实施例中导电部抵接与连接器的金属地状态下的局部放大示意图；

图13为本发明实施例中连接器密封结构包括第一屏蔽墙的结构示意图。

附图标记说明：

1、上壳体；2、上密封圈；3、下密封圈；4、下壳体；5、电路板；6、导电密封圈；7、导热胶；8、螺钉；9、连接器；10、第一屏蔽墙；

11、第一安装槽；21、第一密封部；22、第二密封部；23、导电部；31、第三密封部；32、第四密封部；41、第二安装槽；91、连接器的金属地。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本申请的发明人发现，现有的连接器密封结构，利用防水连接器，可实现IPX7的防水等级以及控制壳体内部凝露量，但是自动驾驶控制器一般布置于驾驶舱内，对于IPX7的防水等级属于过设计，且由于防水连接器价格昂贵，推高了产品总体成本；而其他的普通连接器没有统一的防水类型，即在使用普通连接器时，连接器处的密封结构要相关领域技术人员根据需要自行设计，因此导致连接器密封结构的设计难度和成本比较高，现有的普通连接器的密封方式，主过通过钣金侧盖板，侧面安装螺钉进行固定的形式，实现连接器处密封防水防凝露功能，其结构参照图1所示，这样的密封方式存在结构复杂，零件较多，装配复杂，工艺成本以及零件成本较高的问题。

进一步的，控制器在进行ESD放电时，连接器尤其是高速连接器容易受到ESD的影响，使连接器信号受到干扰，并且可能损害内部芯片，通常需要使连接器的金属地与壳体导通，使瞬间的静电能及时导通出去。参照图2所示，现有技术中，一般是在连接器的金属地与壳体之间设置导电泡棉，使二者之间导通；但这种方案存在零件较多且分散，装配成本高的问题。

同时，由于控制器需要跟外部进行电源及电信号的沟通，为了能使控制器具有较好的电磁屏蔽效果，现有技术中利用壳体对控制器PCBA板进行整体包裹，在上壳与下壳之间装配导电橡胶或点能现场成型后固化的导电胶进行电磁屏蔽；同时为了达到更好的电磁屏蔽效果，除在壳体内部设置第一屏蔽墙外，参照图3所示，一般还在连接器后(靠近壳体内)几厘米处的PCBA板上设计导电橡胶、导电泡棉条或防静电泡棉等进行电磁屏蔽，以封住大部分的电磁泄漏信号，但现有技术中在连接器处无对应的电磁屏蔽方案，经常会在连接器处发生电磁泄露。

总上所述，现有技术中的连接器密封结构及控制器存在以下缺点：

1)现有的采用防水连接器，实现产品整体密封的方案，达到防止产品内外空气对流而导致的大量持续的凝露的问题，但防水连接器价格昂贵，对于汽车驾驶舱内本身不必要的IPX7防水等级，是一种成本浪费。

2)现有的对连接器端不进行密封的方案，无法实现产品竖直方向的防水等级要求(一般为IPX2)和防凝露效果。

3)现有的采用普通连接器，侧装橡胶和盖板的防水防凝露方案，零件较多，工序过于复杂。

4)现有的连接器处采用导电泡棉进行连接器与壳体导通的方案，所使用的零件较多，安装工序复杂。

5)现有的电磁屏蔽方案，在壳体内部采用很多导电泡棉条以及导电泡棉进行电磁屏蔽导致产品成本较高，且对于连接器端，无有效的电磁屏蔽手段，导致连接器端极易产生电磁泄漏或者抗干扰能力弱。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种连接器密封结构、控制器及车辆。

本发明实施例提供的连接器密封结构，参照图4至图9所示，包括：上壳体1、下壳体4上密封圈2和下密封圈3；

上壳体1的侧壁上设置有第一安装槽11以安装上密封圈2；上密封圈2包括：与连接器9上部形状适配的第一密封部21，以及与第一密封部21相连的第二密封部22；

下壳体4的侧壁上设置有第二安装槽41以安装下密封圈3；下密封圈3包括：与连接器9下部形状适配的第三密封部31，以及与第三密封部31相连的第四密封部32；

且第一密封部21与连接器9上部过盈配合、第三密封圈与连接器9下部过盈配合，且第二密封部22与第四密封部32过盈配合，以实现上壳体1、下壳体4与连接器9之间的密封。

本发明实施例提供的连接器密封结构，在上壳体1和下壳体4侧壁上基于连接器9形状设计了安装槽，实现上密封圈2和下密封圈3的装配功能，且上密封圈2的第一密封部21与下密封圈3的连接器9上部过盈配合、下密封圈3的第三密封部31与连接器9下部过盈配合，且第二密封部22与述第四密封部32过盈配合，从而实现上壳体1及下壳体4与连接器9的密封、以及上壳体1与下壳体4在连接器端的的密封，保证连接器密封结构在竖直方向放置时，能够满足防水等级的要求，以减少壳体内外空气对流产生过多的凝露的问题，增加整体结构的可靠性；与现有的设计侧装橡胶和钣金盖板，通过螺钉8拧紧的结构相比，本发明实施例简化了连接器密封结构，减小了密封圈的整体尺寸，且在密封圈的安装时，只用将密封圈嵌入对应的安装槽即可，降低了密封圈的装配难度，能够节省密封圈的侧装设备、侧装工装、以及侧装工时，降低了密封结构的生产成本、提高了经济效益。

在一个可选的实施例中，为了使连接器9处的密封效果更好，下密封圈3的宽度可大于上密封圈2的宽度，优选的，上密封的宽度具体可为下密封圈3的宽度的20％-30％。

可选的，在上壳体1与下壳体4卡合的状态下，上密封圈2和下密封圈3的压缩量为15％-25％，以实现上壳体1和下壳体4与连接器9之间，以及上壳体1与下壳体4在连接器端的充分密封。

可选的，本实施例中上密封圈2和下密封圈3为非导电橡胶密封圈或导电橡胶密封圈。在密封圈为非导电密封圈的状态下，其主要起到密封的作用；在密封圈为导电密封圈的状态下，其还能起到电磁屏蔽的作用；优选的，上密封圈2和下密封圈3为导电橡胶密封圈。

进一步的，上密封圈2和下密封圈3为导电橡胶密封圈状态下，导电橡胶密封圈中导电介质的含量根据连接器9的密封指标确定，其中，密封指标包括：在上壳体1与下壳体4卡合状态下，壳体内电磁信号的泄露量低于预设的泄露量阈值，和/或进入壳体内的电磁信号干扰量低于预设的干扰量阈值。其中，导电介质可为碳粉、石墨等，本发明实施例对导电介质的具体类型和用量不作具体限定，可根据实际需要进行选择。

即本发明实施的连接器密封结构，参照图13所示，在产品的最外层连接器处上密封圈2和下密封圈3的结构组成了第二层屏蔽，以与第一屏蔽墙10一起用于电磁屏蔽；其中，第一屏蔽墙10用于阻止大部分的电磁泄漏，连接器9处的第二层屏蔽，用于阻止剩余的电磁泄漏以及连接器9线路本身产生的电磁波。该结构能够节省现有技术中进行电磁屏蔽时，在控制器壳体内部的连接器9后端PCBA板上采用导电泡棉条，或者贴片的静电泡棉的应用量，节省了PCBA板的设计空间，综合节省了产品成本。且本发明实施例的结构，上壳体1与下壳体4之间在连接器端通过上密封圈2的第二密封部22和第四密封部32实现充分密封，能够减少现有结构中在连接器端上壳体1和下壳体4之间由于存在微小缝隙与接触点，产生等效电容与电阻的谐振效应，从而导致电磁泄漏的问题，提高了电磁屏蔽的效果。

在一个可选的实施例中，参照图10至图12所示，上密封圈2上端外延有导电部23，导电部23与连接器的金属地91接触，且导电部23的一端与上壳体1抵接，以减少静电释放对连接器9的影响。可选的，导电部23与连接器9一一对应设置，即每一个连接器9通过与之对应设置的导电部23实现与上壳体1之间的导通。

其中，上密封圈2及其外延的导电部23可以为一体成型的结构，利用导电橡胶柔性以及对形状进行特别设计，实现连接器9地与壳体充分接触，减小电磁泄漏，降低ESD对产品的损伤破坏，代替了现有的现有技术中通过设置导电泡棉实现连接器9的金属地与壳体导通的方案，节省了现有技术中导电泡棉零件以及由此导致的安装成本。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种控制器，参照图1所示，包括：电路板5、连接器9及上述的连接器密封结构；

其中，电路板5设置在上壳体1和下壳体4之间的空腔内，连接器9设置在电路板5的一端边缘。其中，上壳体1、电路板5和下壳体4之间可通过螺钉8实现连接。

进一步的，控制器的上壳体1与下壳体4之间，还设置有导电密封胶或导电密封圈6；具体的，在上壳体1与下壳体4的非连接器端，为了实现密封和电磁屏蔽效果，可通过点导电密封胶或安装导电密封圈6的形式实现密封。

关于上述实施例中的控制器，其中关于连接器密封结构的具体结构形式及有益效果已经在有关该连接器密封结构的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本发明实施例的上述连接器密封结构及控制器，提供一种对于采用普通非防水连接器9可实现产品竖直方向的防水能力的结构，可用于采用普通连接器9的水冷控制器；本方案设计上下相合的导电密封圈，一方面通过第一密封部21和第三密封部31对连接器9进行包裹，另一方面通过第二密封部22和第四密封部32实现上下壳非连接器9处的密封，阻挡电磁辐射，并且设计导电部23，使连接器9金属地部分与壳体导通，避免ESD的静电损害，即本发明实施例提供的连接器密封结构既能防水防凝露，又能实现较好的电磁屏蔽效果，使控制器产品零件更少，装配更简单，成本更低。

在一个可选的实施例中，本发明实施例还提供一种包括上述控制器的车辆。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的连接器密封结构，除可用于自动驾驶域控制器产品，也可用于汽车行业其他领域内的产品，如座舱域控制器、中央计算单元等，以及采用高算力及高性能的芯片方案；同时对于其他行业，如笔记本、手机、游戏机等产品，可依据行业规范参考本发明方案技术，本发明实施例对连接器密封结构的应用领域不作具体限定。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种连接器密封结构，其特征在于，包括：上壳体、下壳体上密封圈和下密封圈；

所述上壳体的侧壁上设置有第一安装槽以安装上密封圈；所述上密封圈包括：与连接器上部形状适配的第一密封部，以及与所述第一密封部相连的第二密封部；

所述下壳体的侧壁上设置有第二安装槽以安装下密封圈；所述下密封圈包括：与连接器下部形状适配的第三密封部，以及与所述第三密封部相连的第四密封部；

且所述第一密封部与所述连接器上部过盈配合、所述第三密封部与所述连接器下部过盈配合，且所述第二密封部与所述第四密封部过盈配合，以实现上壳体、下壳体与连接器之间的密封。

2.如权利要求1所述的连接器密封结构，其特征在于，所述下密封圈的宽度大于所述上密封圈的宽度，和/或所述上密封的宽度为下密封圈的宽度的20％-30％。

3.如权利要求1所述的连接器密封结构，其特征在于，所述上密封圈和所述下密封圈为导电橡胶密封圈。

4.如权利要求3所述的连接器密封结构，其特征在于，所述导电橡胶密封圈中导电介质的含量根据所述连接器的密封指标确定，所述密封指标包括：在上壳体与下壳体卡合状态下，壳体内电磁信号的泄露量低于预设的泄露量阈值，和/或进入壳体内的电磁信号干扰量低于预设的干扰量阈值。

5.如权利要求1所述的连接器密封结构，其特征在于，所述上密封圈上端外延有导电部，所述导电部与所述连接器的金属地接触，且所述导电部的一端与所述上壳体抵接。

6.如权利要求5所述的连接器密封结构，其特征在于，所述导电部与所述连接器一一对应设置。

7.如权利要求1-6任一所述的连接器密封结构，其特征在于，在所述上壳体与所述下壳体卡合的状态下，所述上密封圈和所述下密封圈的压缩量为15％-25％。

8.一种控制器，其特征在于，包括：电路板、连接器及如权利要求1-7任一所述的连接器密封结构；

所述电路板设置在所述上壳体和所述下壳体之间的空腔内，连接器设置在所述电路板的一端边缘。

9.如权利要求8所述的控制器，其特征在于，所述上壳体与所述下壳体之间还设置有导电密封胶或导电密封圈。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求8或9所述的控制器。