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電動(dòng)汽車車載充電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及熱探析
許昌電氣職業(yè)學(xué)院 樊偉 2020/8/22 13:53:59
摘要：隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源緊張成為擺在人們面前的難題，要積極尋求新能源。電動(dòng)汽車具有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，不僅可以減少環(huán)境污染，還能夠滿足人們出行需求，有著廣闊市場前景。為了提升電動(dòng)汽車性能，要加強(qiáng)車載充電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究。文章從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱探析兩個(gè)大的方面進(jìn)行論述，為電動(dòng)汽車發(fā)展提供支持。
關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；車載充電器；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；熱探析
中圖分類號：TM93 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2020)07(b)-0000-00
在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，汽車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶，給人們出行帶來了便利。但是對石油能源的需求量也在持續(xù)增加，帶來更加嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此要有效應(yīng)對。電動(dòng)汽車的出現(xiàn)讓這種情況得到有效緩解，減少了能源消耗，符合可持續(xù)發(fā)展理念。車載充電器可以為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力來源，所以要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和熱探析，才能發(fā)揮出有效的作用。
1電動(dòng)汽車車載充電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在電動(dòng)汽車發(fā)展過程中，充電方式也在不斷完善，可以滿足汽車對電力的需求。根據(jù)充電的速度可以分為快充和慢充，這兩種方式都有優(yōu)勢，在運(yùn)用時(shí)根據(jù)實(shí)際情況而定。為了滿足電力的需求，電動(dòng)汽車車載充電器的電子元器件功率都比較高，而且在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生很多熱量。從目前情況來看，為了減少熱量的影響，通常會(huì)采用風(fēng)扇制冷的方式，但是散熱效果不是很好，而且會(huì)增加車載充電器的質(zhì)量，因此要加強(qiáng)改善才可以。通過研究發(fā)現(xiàn)，可以選擇自然冷卻和水冷卻的方式，但是水冷卻的技術(shù)還不是很成熟，存在著一些難題，無法推廣應(yīng)用。在這種情況下，自然冷卻就成為了最佳的方式，要進(jìn)一步加強(qiáng)研究。結(jié)合電動(dòng)汽車的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一款滿足實(shí)際需求的車載充電器，從安裝方式、尺寸大小、散熱性能等方面去優(yōu)化，為汽車提供充足的電力支持。隨著電動(dòng)汽車數(shù)量不斷增加，車載充電器研究顯得尤為重要，是汽車的關(guān)鍵組成部分，保證具備良好的性能[1]。
1.1全局尺寸定義
先要了解車載充電器電控部分的輸入，對電子元器件和電路板的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行確定。再對電控部分進(jìn)行布置，前提條件是要綜合考慮電器工作控制原理、線路走向、接線方式等方面。最后依據(jù)電動(dòng)汽車自身的特點(diǎn)，對車載充電器進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證滿足實(shí)際需求。根據(jù)輸入條件和使用要求，對車載充電器進(jìn)行深入研究，從各方面進(jìn)行優(yōu)化，包括尺寸、安裝方式制作工藝等，確保達(dá)到車載充電器的設(shè)計(jì)要求，更好的投入到實(shí)際應(yīng)用中去。本文研究的車載充電器主要分為上、下兩部分結(jié)構(gòu)，通過合理組成就構(gòu)建出一個(gè)整體。上部分結(jié)構(gòu)和下部分結(jié)構(gòu)組成有明顯區(qū)別，分別由不同原件組成，有著特定的功能，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。車載充電器在運(yùn)行的時(shí)候，上下部分結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮出有效作用，為汽車提供充足電力支持。對車載充電器的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，綜合考慮全局尺寸的各個(gè)部分，為實(shí)際工作開展提供正確指導(dǎo)[2]。
1.2局部尺寸定義
為了滿足安裝的要求，要對局部尺寸進(jìn)一步細(xì)化，做好細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)。在
車載充電器電控部分設(shè)計(jì)中，采用的元器件體積和質(zhì)量都比較大，例如變壓器、諧振電感等，考慮到其帶來的影響，所以不會(huì)和電路板放在一起，一般情況下會(huì)單獨(dú)設(shè)置，確保作用的有效發(fā)揮。由于這類電子元器件具有特殊性，在安裝設(shè)計(jì)的時(shí)候需要做好準(zhǔn)備工作，才能達(dá)到安裝的要求。有的電子元器件發(fā)熱量比較大，為了保證散熱效果，需要對安裝方式進(jìn)行創(chuàng)新，螺釘固定在散熱殼體上具有較強(qiáng)穩(wěn)定性，這樣散熱效果會(huì)更好。以本文中的車載充電器為例來說，根據(jù)散熱要求，對系統(tǒng)原件進(jìn)行合理布置，根據(jù)上殼體和下殼體的具體作用來決定，保證達(dá)到預(yù)期效果。上下殼體在連接的時(shí)候要用螺釘來固定，同時(shí)要滿足松動(dòng)的要求，所以固定時(shí)做好有效處理。需要注意的是，車載充電器的上部分要比下部分發(fā)熱量大，所以安裝螺釘要遵循規(guī)定順序，有助于改善散熱效果。
通過對散熱要求進(jìn)行分析，合理設(shè)計(jì)局部尺寸。通常情況下，熱量的傳遞主要分為三個(gè)步驟，包括吸熱、導(dǎo)熱、散熱，明白熱量傳遞的整個(gè)過程。熱源的熱量在傳遞過程中，具體順序?yàn)榛濉⑸岢崞�、空氣，從而達(dá)到散熱目的。在整個(gè)過程中，減少不利因素對散熱產(chǎn)生的影響，同時(shí)提高散熱的速度。散熱器基板對散熱速度會(huì)產(chǎn)生直接影響，為了達(dá)到最佳效果，要進(jìn)行科學(xué)合理設(shè)計(jì)，有利于提升散熱水平。本文中研究的車載充電器在設(shè)計(jì)外殼散熱翅片的拔模角度時(shí)，要依據(jù)實(shí)際情況而定，同時(shí)借鑒歷史經(jīng)驗(yàn)，保證達(dá)到科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)。通過上述的介紹，要把握住電動(dòng)汽車車載充電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，主要包括以下幾個(gè)方面。一是充電器整體結(jié)構(gòu)的確定，包括尺寸、安裝方式等方面，確�？梢院芎玫倪m用。二是對上、下電路板進(jìn)行設(shè)計(jì)，還包括其他的一些元器件。三是對于特殊元器件要提高重視程度，根據(jù)使用要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)。四是確定整體裝配（未完，下一頁）
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