安全防护壳体及安全防护装置

技术领域

本发明涉及智能驾驶汽车技术领域，具体而言，涉及一种安全防护壳体及安全防护装置。

背景技术

互联网技术与汽车技术的结合促进了智能驾驶汽车的发展，智能驾驶汽车依靠人工智能技术，能够降低驾驶强度、提高安全性的。

然而，智能驾驶汽车将传统汽车的信息孤岛变为网络节点，带来了网络安全风险，因此，智能驾驶汽车上一般会设置安全防护装置，以提高网络安全性，但现有的安全防护装置的网络防护性能较差，导致智能驾驶汽车的发展和普及被制约。

综上，如何克服现有的安全防护装置的上述缺陷是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全防护壳体及安全防护装置，以缓解现有技术中的安全防护装置存在的网络防护性能较差的技术问题。

本发明提供的安全防护壳体的内腔用于安装智能驾驶汽车的安全防护模块，所述安全防护壳体的壳壁具有夹心中层，所述夹心中层的材质为纸蜂窝。

优选地，作为一种可实施方式，所述壳壁还具有导电防护外层，所述导电防护外层位于所述夹心中层的外侧，所述导电防护外层的材质为碳纤维编织布；

和/或，所述壳壁还具有绝缘内层，所述绝缘内层位于所述夹心中层的内侧，所述绝缘内层的材质为玻璃纤维布。

优选地，作为一种可实施方式，所述安全防护壳体开设有散热槽，所述散热槽内固设有散热块，所述散热块包括若干间隔排布的散热柱。

优选地，作为一种可实施方式，所述散热块开设有安装槽，所述安装槽内安装有所述离心风扇，所述离心风扇用于向所述散热柱所在区域吹风。

优选地，作为一种可实施方式，所述安全防护壳体开设用于穿设天线的天线接口，所述天线接口处安装有密封组件，所述密封组件用于密封所述天线接口与所述天线之间的缝隙；

和/或，所述安全防护壳体包括上壳体、下壳体和侧板，所述上壳体呈槽状，所述下壳体呈板状，所述下壳体封于所述上壳体的槽口处；所述上壳体的侧壁开设有安装口，所述侧板与所述安装口通过第一密封垫密封配合。

优选地，作为一种可实施方式，所述密封组件包括固定塞、第二密封垫和压紧塞，所述固定塞具有盖板部和筒体部，所述筒体部插接于所述天线接口内，所述盖体部与所述壳壁的外侧面通过所述第二密封垫抵接配合；所述压紧塞与所述筒体部螺纹配合，所述压紧塞的环绕所述筒体部的部位与所述壳壁的内侧面抵接。

所述筒体部内嵌设有密封圈，所述压紧塞具有环形槽，所述筒体部的背离所述盖体部的一端与所述环形槽配合，所述压紧塞的位于所述筒体部内的部位与所述密封圈抵接；所述盖体部开设有与所述筒体部的筒内空间相通的第一穿孔，所述压紧塞开设有与所述筒体部的筒内空间相通的第二穿孔，所述天线插接于所述第一穿孔、所述密封圈和所述第二穿孔内，且所述密封圈的外侧壁与所述筒体部密封配合，所述密封圈的内侧壁与所述天线密封配合。

优选地，作为一种可实施方式，所述下壳体安装于减震块，所述减震块用于连接至安装结构。

优选地，作为一种可实施方式，所述下壳体的顶部设有凸台，所述上壳体的槽口端与所述凸台配合。

所述凸台的侧面开设有凹槽，所述凹槽内嵌有密封条，所述密封条与所述上壳体的内侧面密封配合；和/或，所述上壳体的内侧底部具有斜坡缺口。

优选地，作为一种可实施方式，所述上壳体具有相对设置的两个第一侧壁和相对设置的两个第二侧壁，所述安装口开设于所述第一侧壁，所述第二侧壁的开口端具有翻边，所述翻边与所述下壳体通过第一螺纹连接件相连；

和/或，所述侧板与所述上壳体通过第二螺纹连接件相连。

本发明提供的安全防护装置，包括安全防护模块和上述安全防护壳体，所述安全防护模块包括微控制器、数字信号处理器和可编程逻辑器件，所述微控制器用于部署低速通信防护模块，所述数字信号处理器用于部署高速通信防护模块，所述可编程逻辑器件用于部署需要快速运算的安全加密算法模块，所述数字信号处理器和所述可编程逻辑器件均与所述微控制器通信连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

纸蜂窝材料具有较高的固有介电强度，能够降低外界高压电流对壳体内腔中的安全防护模块的干扰，而且纸蜂窝材料还具有较高的机械韧性、柔性和回弹性，不易断裂，防护可靠性较高，可提高安全防护模块的网络防护性能，有利于智能驾驶汽车的发展和普及；此外，纸蜂窝密度较低，质量轻，可实现减重效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的安全防护壳体的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的安全防护壳体的剖视结构示意图；

图3为图2中A部分的放大图；

图4为本发明实施例提供的安全防护壳体中的密封组件与壳壁的装配结构的局部示意图；

图5为本发明实施例提供的安全防护壳体中的下壳体与减震块的装配结构的局部示意图；

图6为本发明实施例提供的安全防护装置的局部结构示意图；

图7为本发明实施例提供的安全防护装置中的安全防护模块的结构示意图。

附图标记说明：

100-安全防护壳体；110-上壳体；111-密封条；112-斜坡缺口；113-第一侧壁；114-第二侧壁；115-翻边；120-下壳体；121-凸台；130-侧板；131-插接孔；140-壳壁；

200-散热块；210-散热柱；220-密封胶垫；230-导热弹性垫；

300-离心风扇；

400-密封组件；410-固定塞；411-盖体部；412-筒体部；420-第二密封垫；430-压紧塞；440-密封圈；

500-减震块；510-第一T型螺母；520-第二T型螺母；530-第一螺柱；

600-安全防护模块；610-微控制器；620-数字信号处理器；630-可编程逻辑器件；640-CAN网络；650-TSN网络；660-4G/5G无线通信；

700-发热元件；

800-天线。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，因此不能理解为对本发明的限制。

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。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1-图6，本实施例提供了一种安全防护壳体100，安全防护壳体100的内腔用于安装智能驾驶汽车的安全防护模块600，安全防护壳体100的壳壁140具有夹心中层，夹心中层的材质为纸蜂窝。

纸蜂窝材料具有较高的固有介电强度，能够降低外界高压电流对安全防护壳体100内腔中的安全防护模块600的干扰，而且纸蜂窝材料还具有较高的机械韧性、柔性和回弹性，不易断裂，防护可靠性较高，可提高安全防护模块600的网络防护性能，有利于智能驾驶汽车的发展和普及；此外，纸蜂窝密度较低，质量轻，可实现减重效果。

上述安全防护壳体100的壳壁140还具有导电防护外层，将导电防护外层设置在夹心中层的外侧，并采用碳纤维编织布作为导电防护外层的材料。需要说明的是，碳纤维编织布材料能够屏蔽电磁信号，可降低外界电磁波对安全防护壳体100内腔中的安全防护模块600的干扰，而且碳纤维具有较高的强度，可进一步提高防护可靠性，从而，可进一步提高安全防护模块600的网络防护性能。

上述安全防护壳体100的壳壁140还具有绝缘内层，将绝缘内层设置在夹心中层的内侧，并采用玻璃纤维布作为绝缘内层的材料。需要说明的是，玻璃纤维布具有高绝缘性，能防止外界高压电流对安全防护壳体100内部的安全防护模块600造成干扰，可进一步提高安全防护模块600的网络防护性能。

实际上，安全防护壳体100的壳壁为三层夹心结构，即由外而内分别为导电防护外层、夹心中层和绝缘内层。其中，夹心中层的材质可具体为NOMAX纸蜂窝。

在安全防护壳体100的主体平面部分，导电防护外层的厚度可设置为1㎜，夹心中层的厚度可设置为4㎜，绝缘内层的厚度为1mm，在该厚度下，可保证安全防护壳体100的强度。

优选地，将安全防护壳体100的拐角及开口处的壳壁140加厚设置，即通过对结构薄弱处进行加厚，防止安全防护壳体100的拐角及开口处发生损坏，进而，保证安全防护壳体100的整体结构强度。具体地，可将安全防护壳体100的拐角及开口处的壳壁的三层结构分别加厚至主体平面部分的1.5倍。

本实施例中的安全防护壳体100，采用复合材料蜂窝结构，与同等体积的铝材相比，可以减重50％，同时强度还可提高20％，实现了在减重基础上提高强度的效果；另外，本实施例中的安全防护壳体100还具有更好的屏蔽、密封和散热能力。

具体地，在安全防护壳体100上可开设散热槽，在散热槽内可固定安装散热块200，在散热块200的具体结构中可设置若干间隔排布的散热柱210，散热柱210的设置可增大散热块200与空气的接触面积，提高散热效果。其中，散热柱210为细圆柱形，以尽量提高散热块200与空气的接触面积；具体地，散热块210可设置为基于石墨材料的压粘结构。

可将散热槽贯穿壳壁140，散热块200可通过较薄的密封胶垫220与安全防护壳体100密封连接，以保证散热块200与壳壁140间的密封性能，且连接起来较方便；具体地，密封胶垫220可为粘接垫。可在散热块200与安全防护壳体100的内腔中的发热元件700之间设置导热弹性垫230，以提高散热效果。

进一步地，可增设离心风扇300，相应地，在散热块200上开设安装槽，以将离心风扇300在安装槽内，从而，离心风扇300工作时，可将外部冷空气由轴向吸入，并朝侧方吹向散热柱210所在区域，使气流从散热柱210间隙内流遍整个散热块200，如此，便可加快散热柱210周围的空气流通，提高散热块200的散热效果。具体地，安装槽可设置为两个，并使两个安装槽对称设置在散热块200上，相应地，离心风扇300为两个，可保证较佳的散热效果。

具体地，参见图1和图4，在安全防护壳体100上可开设用于穿设天线800的天线接口，在天线接口处可安装密封组件400，以利用密封组件400密封天线接口与天线800之间的缝隙，保持安全防护壳体100的密封效果，以保证安全防护模块600的网络防护性能。

在上述密封组件400的具体结构中可设置固定塞410、第二密封垫420和压紧塞430，其中，固定塞410具有盖体部411和筒体部412，将固定塞410的筒体部412插接于天线接口内，将固定塞410的盖体部411与壳壁140的外侧面通过第二密封垫420抵接配合；同时，在压紧塞430上设置环形槽，将筒体部412的背离盖体部411的一端与环形槽配合，将压紧塞430与筒体部412螺纹配合，并将压紧塞430的环绕筒体部412的部位与壳壁140的内侧面抵接，如此，压紧塞430便可与固定塞410共同作用，固定在安全防护壳体100的天线接口处，同时，位于固定塞410的盖体部411与壳壁140的外侧面之间的第二密封垫420，能够实现对压紧塞430与天线接口之间缝隙的密封，提高安全防护壳体100的内腔的密封性能。

进一步地，在压紧塞430上可开设环形槽，将筒体部412的背离盖体部411的一端与环形槽配合，其中，压紧塞430的对应环形槽的外圈槽壁的部位环绕筒体部412设置，压紧塞430的对应环形槽的内圈槽壁的部位位于筒体部412内；在筒体部412内可嵌设密封圈440，将压紧塞430的位于筒体部412内的部位与密封圈440抵接，如此，密封圈440便可被压紧塞430固定在筒体部412内不会脱出；在此基础上，可在盖体部411开设于筒体部412的筒内空间相通的第一穿孔，在压紧塞430上开设于筒体部412的筒内空间相通的第二穿孔，以使天线800能够插接于第一穿孔、密封圈440和第二穿孔内，使天线800能贯穿壳壁140；将密封圈440的外侧壁与筒体部412密封配合，将密封圈440的内侧壁与天线800密封配合，不但可实现对压紧塞430与天线800之间缝隙的密封，提高安全防护壳体100内腔的密封性能，而且还可防止天线800与壳壁140发生摩擦，延长天线800的使用寿命。

参见图1，本实施例提供的安全防护壳体100具体包括上壳体110、下壳体120和侧板130，其中，上壳体110呈槽状，下壳体120呈板状，将下壳体120封在上壳体110的槽口处，在上壳体110的侧壁上开设安装口，并将侧板130与上壳体110上的安装口通过第一密封垫密封配合，如此，上壳体110、下壳体120与侧板130便能够形成密闭内腔，且密封效果较佳。

优选地，参见图5，可将下壳体120安装到减震块500上，如此，将减震块500连接至安装结构，便可实现安全防护壳体100与安装结构的连接，且减震块500的设置，可过滤安装结构传到安全防护壳体100内部的震动；其中，减震块500可采用橡胶材料制造，且可根据安装结构的工作振动特性选择弹性合适的橡胶制造减震块500，以有效过滤外界传到安全防护壳体100内部的震动。

可在减震块500的顶部嵌入第一T型螺母510，以能够通过第一螺柱530与第一T型螺母510的配合，实现下壳体120与减震块500的装配；还可在减震块500的底部嵌入第二T型螺母520，以能够通过第二螺柱与第二T型螺母520的配合，实现减震块500与安装结构的装配。具体地，可在减震块500的顶部开设与第一T型螺母510形状相对应的第一T型安装槽510，以使得第一T型螺母510能够嵌于该第一T型安装槽510内，同时，可通过粘接的方式将第一T型螺母510固定在减震块500上。可在减震块500的底部开设与第二T型螺母520形状相对应的第二T型安装槽，以使得第二T型螺母520能够嵌于该第二T型安装槽内，同时，可通过粘接的方式将第二T型螺母520固定在减震块500上。

参见图2和图3，在下壳体120的顶部可设置凸台121，将上壳体110的槽口端与该凸台121配合，以形成卡口结构。

优选地，可在凸台121的侧面上开设凹槽，并在凹槽内嵌设密封条111，凹槽可以对密封条111进行定位，防止密封条111从凸台121与上壳体110之间的缝隙内脱出，以使得密封条111能够与上壳体110保持有效的密封配合，如此，可提高上壳体110与下壳体120之间的密封性能。

进一步地，可在上壳体110的内侧底部设置斜坡缺口112，该斜坡缺口112能够对上壳体110形成一定的导向效果，使上壳体110的槽口端能够顺利套在凸台121上，更加便于装配；具体地，可将密封条111与斜坡缺口112密封配合。

具体地，上壳体110具有相对设置的两个第一侧壁113和相对设置的两个第二侧壁114，上述安装口可开设在第一侧壁113上，在第二侧壁114的开口端可设置翻边115，可将翻边115与下壳体120通过第一螺纹连接件(如：螺栓)相连，如此，便可实现上壳体110与下壳体120的可靠固定，且还可实现二者的可拆卸性。

可将侧板130与上壳体110通过第二螺纹连接件(如：螺栓)相连，如此，便可实现上壳体110与侧板130的可靠固定，且还可实现二者的可拆卸性。

具体地，在侧板130上可开设插接孔131，以利用插接孔131插入插接件，在此基础上，可在插接件和/或插接孔131的边缘涂密封胶，以利用密封胶实现对插接件与插接孔131之间的缝隙的封堵，以保证插接件与插接孔131之间的密封配合。

实际上，本实施例提供的安全防护壳体100，在装配缝隙处均经密封处理，以保证安全防护壳体100的内腔具有良好的密封性能。

参见图6和图7，本实施例还提供了一种安全防护装置，其包括安全防护模块600和上述安全防护壳体100，安全防护模块600包括微控制器610、数字信号处理器620和可编程逻辑器件630，微控制器610用于部署低速通信防护模块，数字信号处理器620用于部署高速通信防护模块，可编程逻辑器件630用于部署需要快速运算的安全加密算法模块，数字信号处理器620和可编程逻辑器件630均与微控制器610通信连接。

本实施例提供的安全防护装置，利用上述安全防护壳体100对安全防护模块600进行封装，可提高安全防护模块600的网络防护性能。此外，本实施例将安全防护模块600中的实时防护系统(即终端防护系统)分为三个模块：低速通信防护模块(具有低速CAN通信的防护功能)、高速通信防护模块(具有高速CANFD或FlexRay等通信的防护功能)和需要快速运算的安全加密算法模块，将三个模块分别部署，即采用根据通信能力的分布式安全防护部署方案，具体地，将低速通信防护模块部署在微控制器610(MCU)中，将高速通信防护模块部署在数字信号处理器620(DSP)中，将需要快速运算的安全加密算法模块部署在可编程逻辑器件630(FPGA)中；在数字信号处理器620和可编程逻辑器件630均与微控制器610通信连接的情况下，数字信号处理器620利用XGATE或片上控制功能，与数字信号处理器620负责防护算法结合和可编程逻辑器件630算法结合，通过CAN网络640和TSN网络650构成实时防护系统，有利于提高运算速度，提高防护性能。

本实施例提供的安全防护装置，硬件采用MCU、DSP和FPGA结合完成智能驾驶汽车T-box、VCU、网关和安全的硬件需求，采用实时防护和事后优化升级相结合的控制策略更新机制；实时控制策略采用FPGA硬件和DSP中软件结合，实现加密和入侵检测的功能。

具体地，上述安全防护装置还包括部署在远程云端的复杂实时性弱的策略，针对网络防护的智能学习和复杂算法，云端通信将复杂策略算法(优化算法)配置在云端，通过以太网或4G/5G无线通信660与数字信号处理器620连接，云服务器通过对实时防护处理数据的事后分析，完善数据库和入侵检测，提出防护策略，修改实施策略，通信返回到实时防护系统实施，下载到实时防护系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。