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基于ANSYS的电动汽车用直流滤波电容器热分析
| 论文题名： | 基于ANSYS的电动汽车用直流滤波电容器热分析 |
| 关键词： | 电动汽车;薄膜电容器;散热分析;使用寿命 |
| 摘要： | 目前，世界各国都在大力发展新能源领域的汽车，我国更是将其列入到七大战略性新兴产业之中。在新能源汽车领域，混合动力汽车(HEV)和纯电动汽车(BEV)都是采用交流电机进行驱动，驱动器是直流交流(DC-AC)逆变器，通过变频进行调速，逆变器中除了功率器件IGBT(绝缘栅双极型晶体管)外，起到直流支撑和平滑滤波作用的薄膜电容器是主要元件，其体积大约占驱动器的30％以上，是影响驱动器功率密度、可靠性及成本的关键部件之一，因此，电容器小型化是主要发展方向，但是产品体积缩小，散热面积也相应减小，导致电容器工作过程中单位体积的发热量增加，引起内部芯子温度升高，造成电容器失效，从而导致汽车故障，所以对电容器发热进行分析，以便进一步改善电容器的结构，提高电容器的寿命、提高汽车的使用安全性都具有非常重要的指导意义。 本文的主要目的是在电容器设计阶段，通过对电容器结构设计、选材设计来提高电容器的散热效率，提高电容器寿命。主要工作和成果如下: 1、首先阐述了散热分析的知识，包括传热学、流体力学、动力学方面的理论，以及热分析流程，为求解分析电容器的稳态温度分布和热传导问题奠定了理论基础。 2、针对电动汽车用薄膜电容器的散热问题，本文以某款电动汽车用直流滤波电容器产品为例，用SolidWorks三维绘图软件建立了三维模型，并分析了电容器的发热机理，模拟计算电容器芯子的生热率和电容器表面的散热系数，并研究了如何使用ANSYS仿真软件和SolidWorks三维软件相衔接的问题等。 3、最后模拟了电容器的发热和散热现象，并采用实际温升试验设备进行了试验验证，证实了仿真的可行性和可靠性。 电动汽车用直流滤波电容器容量大、工作电流大，并且要求小型化，汽车的使用环境存在不确定性，电容器又紧贴IGBT工作，温升高导致热平衡破坏是该类电容器失效的主要原因。在设计开发中采用热仿真技术来改善产品设计和减小温升将成为汽车电容器设计开发中的主要趋势和有效手段。 |
| 作者： | 范丽娜 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 缪永伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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