蘇志軍

摘 要：作為一種環(huán)保清潔能源汽車，電動汽車在市場上的受歡迎度越來越高，但其動力控制器在使用的過程，可能會面臨集成化殼體散熱問題?；诖?，需要對其進行熱仿真試驗，以觀察其在散熱性上是否滿足標準要求。本文集中研究了電動汽車動力控制器集成化殼體的熱仿真試驗方式，以期可以為更多電動汽車開發(fā)人員，能更高效地開展電動汽車裝置保護與維修工作提供借鑒參考。

關鍵詞：電動汽車；動力控制器；集成化殼體；熱仿真試驗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.024

0 引言

按照環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展需要，開發(fā)新能源電動汽車已成為市場發(fā)展大趨勢。但由于電動汽車動力控制器元器件的集成度過高，導致其單位體積內的耗熱量很大，必須要及時進行散熱以免出現(xiàn)損壞問題。一般來說，電動汽車動力控制器的散熱裝置被安裝于其集成化殼體位置。因此在散熱裝置投入使用前，需要先對集成化殼體進行熱仿真試驗，保證具備足夠的散熱能力，這可以使散熱裝置在安裝后，能夠與其相互配合共同降低動力控制器中的熱量。

1 確定熱仿真輸入條件

在對電動汽車動力控制器集成化殼體進行熱仿真操作時，第一步需要確定其輸入條件，這一點可以從以下幾方面入手：（1）首先是要將殼體與計算機進行連接，通過輔助建模仿真計算的方式，依照流體力學理論來使熱仿真現(xiàn)象轉變?yōu)閿?shù)學模型。接著就可以利用CFD熱仿真計算軟件開展分析工作，分析時要對建立的數(shù)學模型進行簡化，使其只保留ICBT模塊、水冷散熱器及DC/DC模塊功率器的主要部分。并對ICBT模塊冷卻水道的2個進出水口進行重新布置，使其達到前后平行，并利用模塊銅基板上的針腳作為進出水口，使其發(fā)揮出熱交換效果；（2）其次，操作人員還要利用CFD熱仿真計算軟件分析DC/DC模塊、ICBT模塊器件的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)，這需要將兩個模塊的器件進行相反布置，并在兩者中間布置一條水道以達到兩面散熱效果。然后依照車輛的冷卻工況要求、冷卻水泵的技術規(guī)格與水嘴直徑來調整冷卻水流量，一般情況下其流量被設計為0.0002立方米/秒，進水口水溫在55攝氏度左右。水泵應采用ADC12型號的壓鑄鋁為制作材料，設置其熱損耗值位于800-900瓦區(qū)間之內，導熱系數(shù)控制在96瓦左右[1]。

2 得出穩(wěn)定熱仿真結果

在對電動汽車動力控制器集成化殼體進行熱仿真操作時，按照不同的進水口額定量，會顯示出不同的穩(wěn)定熱仿真結果，具體介紹如下：（1）當進水口額定量控制在0.0002立方米/秒時，保證其熱損耗值位于800-900瓦區(qū)間之內、入水口溫度在55攝氏度、平均靜壓為102.9千帕，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為56.1攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為1.1攝氏度、靜壓差為1.6千帕，能夠滿足電動汽車動力控制器，對集成化殼體熱仿真設計的標準要求；（2）當進水口額定量控制在0.0001立方米/秒時，保證其熱損耗值位于800-900瓦區(qū)間之內、入水口溫度在55攝氏度、平均靜壓為101.7千帕，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為57.1攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為2.1攝氏度、靜壓差為0.4千帕，能夠滿足電動汽車動力控制器，對集成化殼體熱仿真設計的標準要求；（3）當進水口額定量控制在0.0003立方米/秒時，保證其熱損耗值位于800-900瓦區(qū)間之內，入水口溫度在55攝氏度、平均靜壓為104.9千帕，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為55.7攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為0.7攝氏度、靜壓差為3.6千帕，能夠滿足電動汽車動力控制器，對集成化殼體熱仿真設計的標準要求。

3 得出過載熱仿真結果

在對電動汽車動力控制器集成化殼體進行熱仿真操作時，還有可能因瞬間水流量變化，而導致熱仿真試驗結果出現(xiàn)過載現(xiàn)象，這一點按照不同進水口流量有著以下表現(xiàn)：

（1）當進水口額定量控制在0.0002立方米/秒時，熱損耗值超過900瓦，入口處平均水溫為55攝氏度、平均靜壓為102.9千帕。持續(xù)30秒后，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為57.7攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為2.7攝氏度、靜壓差為1.6千帕，能夠滿足電動汽車動力控制器，對集成化殼體熱仿真設計的標準要求；（2）當進水口額定量控制在0.0001立方米/秒時，熱損耗值超過900瓦，入口處平均水溫為55攝氏度、平均靜壓為101.7千帕。持續(xù)30秒后，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為60.2攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為5.2攝氏度、靜壓差為0.4千帕，進出口之間的溫差過高，在極端工況的情況下，需要考慮溫度和過載時間而避免讓系統(tǒng)在此時工作；（3）當進水口額定量控制在0.0003立方米/秒時，熱損耗值超過900瓦，入口處平均水溫為55攝氏度、平均靜壓為104.9千帕。持續(xù)30秒后，則熱仿真試驗結果顯示其出水口溫度為60.7攝氏度，平均靜壓為101.3千帕，兩者溫差為5.7攝氏度、靜壓差為3.6千帕，進出口之間的溫差過高，在極端工況的情況下，需要考慮溫度和過載時間而避免讓系統(tǒng)在此時工作[2]。

4 總結

綜上所述，本文集中研究了電動汽車動力控制器集成化殼體的熱仿真試驗方式，認為可以通過確定熱仿真輸入條件、得出穩(wěn)定熱仿真結果、得出過載熱仿真結果等試驗方式，來充分檢驗集成化殼體能否滿足電動汽車動力控制器的散熱標準。希望本文的研究可以為更多電動汽車開發(fā)人員取得技術進步奠定基礎，以促進其工作質量實現(xiàn)跨越式提升。

參考文獻：

[1]李薈卿.純電動汽車電機控制器水冷散熱特性研究[D].合肥工業(yè)大學，2016.

[2]吳宗宏，李剛俊，曾波.電動汽車動力控制器集成化殼體的熱仿真分析[J].成都工業(yè)學院學報，2017，20（04）：47-51.