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纯电动汽车电机控制器的热仿真与热分析
| 论文题名： | 纯电动汽车电机控制器的热仿真与热分析 |
| 关键词： | 电动汽车;电机控制器;IGBT模块;温度场;热仿真;散热分析 |
| 摘要： | 在工程实际中，纯电动汽车电机控制器关键模块IGBT由于散热不好导致控制器无法达到设计容量，不能长时间工作在额定工况且无法短时间工作在峰值工况，严重影响到整车的稳定性，因此解决电机控制器的散热问题已刻不容缓。本文依托新能源汽车水冷电驱动系统开发项目，以纯电动汽车电机控制器的IGBT模块为主要研究对象，借助专业热分析软件ICEPAK，进行纯电动汽车电机控制器的热仿真、热分析和实验验证。 首先阐述了本文涉及的散热分析理论基础，包括传热学、流体力学、流体动力学方面的理论，以及冷却方式、热阻及压降等所需的知识，为下一步求解三维稳态流场和热传导问题并预测温度场和流场的变化奠定了基础。 然后建立了三种散热器的模型，通过热分析软件ICEPAK并结合前述理论基础对其进行仿真分析，比较在同等边界条件下三种散热器的冷却效果。通过比较IGBT的温度、散热器的热阻及出入水口的压降，发现叉排针柱散热器的冷却效果最佳，翅片式散热器其次，S型流道散热器较差。 选定叉排针柱散热器作为优化的对象，先从散热针的布置方式对其进行优化，当散热基板下为662针时热阻较小且压降不高，此种情况较优;然后从入水口流速方面进行优化，发现当入水口流速为6L/min时，散热器热阻较小且压降较低，符合优化的目标。 为了验证使用ICEPAK软件数值仿真IGBT模块温升的准确性和可行性，专门设计了工程实验。在尽可能保证实验精度的前提下，得出了相应的实验数据。最后对比仿真结果和实验结果，并对误差产生的原因做了分析。 本文通过结构设计、仿真分析与实验验证相结合的手段，形成了纯电动汽车电机控制器IGBT模块热仿真与热分析的一整套体系，为以后进一步优化控制器的散热系统奠定了一定的基础。 |
| 作者： | 赵卫健 |
| 专业： | 机械电子工程 |
| 导师： | 王淑旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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