【摘要】：電動汽車電機控制器良好的工作性能是整車安全可靠運行的重要保障。IGBT模塊、電路板上電子元器件、電容器是控制器的主要功率模塊,保證其結(jié)溫始終在允許的溫度范圍內(nèi)對提高控制器的工作性能具有重要意義。本文以純電動乘用車電機控制器為研究對象,提出一種IGBT用水冷散熱器熱阻計算方法,并借助專業(yè)熱分析軟件ANSYS Icepak,對控制器全域溫度場進行熱仿真分析及優(yōu)化。首先,計算出控制器中發(fā)熱器件即IGBT模塊、電路板上電子元器件和電容器的損耗。分析IGBT模塊熱量傳遞的方式,建立熱阻等效模型,引用傳熱學(xué)與流體力學(xué)基本理論公式,得到IGBT用水冷散熱器的熱阻計算方法,并由此熱阻值直接計算IGBT模塊結(jié)溫。此方法可大大縮短水冷散熱器的研發(fā)周期,且對IGBT用水冷散熱器的選型及設(shè)計提供指導(dǎo)。其次,建立IGBT模塊、控制板、驅(qū)動板和電容器的熱仿真模型。根據(jù)電動汽車實際運行環(huán)境設(shè)置仿真邊界條件及初始條件,對控制器全域進行流固耦合仿真,并對IGBT模塊和電容器的溫度場仿真結(jié)果進行分析。通過ANSYS Icepak的Zoom-in功能,提取電路板熱邊界條件,在提取的熱邊界條件下,對控制板、驅(qū)動板進行詳細建模仿真。基于溫度分布云圖與熱設(shè)計原則,優(yōu)化電路板上電子元器件的布局。最后,搭建控制器溫升試驗平臺,利用NTC熱敏電阻及紅外線成像儀對IGBT芯片、電容器和電路板的溫度進行監(jiān)控,將試驗結(jié)果與計算結(jié)果、仿真結(jié)果進行對比分析,驗證IGBT模塊結(jié)溫計算及控制器全域溫度場仿真的準確性。本文通過理論分析、數(shù)值模擬與試驗驗證相結(jié)合的方法,對電動汽車電機控制器熱仿真與熱分析進行了系統(tǒng)的研究,且有效縮短設(shè)計研發(fā)周期,為控制器的熱設(shè)計及優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

與意義車發(fā)展概述，傳統(tǒng)燃油汽車的保有量日益增加，全球能源與環(huán)境氣候是在發(fā)展中國家，這一問題表現(xiàn)得更為突出，能源安全和全世界汽車工業(yè)面臨的共同挑戰(zhàn)。據(jù) BP（英國石油公司） CO2排放總量達到 360 億噸，圖 1.1 為排放量前十的國家界能源統(tǒng)計 2015》顯示，截至 2014 年年底，全球已探明以 2014 年的開采速度僅可開采 52.5 年[1]。基于環(huán)保性與汽車是國家節(jié)能減排和汽車工業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的必然選擇汽車，目前市場上的電動汽車主要有四種：純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車。純電動汽車由于不使用任排放”的汽車，被認為是目前世界上最理想的交通工具。究方向。

圖 1. 2 2012 ~ 2016 年中國新能源汽車銷量分布g 1.2 New energy vehicle sales distribution of China in 2012 ~ 制器主要功率模塊組成器是純電動汽車控制系統(tǒng)的“中樞”，在汽車行駛過協(xié)調(diào)[8-9]。主要負責(zé)車輛運行控制、車輛運行狀態(tài)顯示、故障診斷和處理等[10]，擔(dān)任整車的管理協(xié)調(diào)組件的以下三個部分：塊僅具有 MOSFET 的輸入阻抗氋、驅(qū)動電流小、工作速型功率晶體管的阻斷電壓高、通過電流大等特點，， 在]。IGBT 模塊是電機控制器的核心功率器件，也是損耗 模塊中集成了若干個 IGBT 芯片和 FWD（續(xù)流二極管關(guān)斷時由于壓降作用產(chǎn)生損耗。圖 1.3 為本文電機控制
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U469.72

【參考文獻】

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本文編號：2707963