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電動汽車車載充電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計及熱探析
許昌電氣職業(yè)學院 樊偉 2020/8/22 13:53:59
（接上頁）布局，檢查空間尺寸分析干涉等情況。在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要按照規(guī)定順序進行才能達到預(yù)期目標[3]。
2電動汽車車載充電器的熱探析
2.1軟件介紹
SolidWorks軟件是一款三維設(shè)計軟件，發(fā)揮出FloEFD流體分析工具，可以
有效的進行熱分析和仿真。由于這項技術(shù)具有強大功能，所以對結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師的要求不是很高，只需要掌握少量專業(yè)知識就可以了，在平時使用的CAD軟件界面中完成熱仿真分析。運用SolidWorksFlowSimulation主要作用是熱仿真分析，過程中要仔細觀察，準確把握溫度的變化，可以對上、下殼體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化。為了便于研究，將車載充電器放在適宜的溫度中來做試驗，觀察功率MOS管的最高溫度。為了進一步提升上、下殼體結(jié)構(gòu)的合理性，需要對基板和翅片的的厚度、數(shù)量、間距等因素進行分析，通過比較可以獲得最佳效果。明確仿真步驟。在SolidWorks軟件環(huán)境下建立詳細的三維模型，對仿真結(jié)果影響不大的細節(jié)可以適當壓縮。發(fā)揮出檢查幾何結(jié)構(gòu)命令檢查模型的作用，保證沒有任何問題，對優(yōu)化后的模型利用FlowSimulation中的CheckGeometry功能進行模型數(shù)據(jù)的檢查，根據(jù)最終的結(jié)果來進行仿真運算[4]。
2.2結(jié)果分析
通過一系列的研究，最終結(jié)果表明基板厚度在一定范圍之內(nèi)越厚散熱效果越好，但是從車載充電器具體情況來看，基板的最佳厚度為5mm。為了達到更好散熱效果，在進行基板厚度設(shè)計時，會從中心向四周慢慢變薄。這樣設(shè)計的合理性在于熱量會向周圍比較薄的部分傳遞。研究結(jié)果表明翅片高度在16-22mm之間變化時，溫度是比較穩(wěn)定的。受到制造工藝的影響，散熱翅片的厚度、高度存在差距，無法保持絕對的統(tǒng)一。通過觀察發(fā)現(xiàn)，風冷散熱器翅片的厚度和數(shù)量和散熱效果有著直接關(guān)系，所以要通過研究來進行科學設(shè)計，不斷改善散熱效果。當然數(shù)量要控制在合理范圍之內(nèi)，散熱器翅片不能過密，否則會影響到散熱效果。根據(jù)實際經(jīng)驗可知，自然冷卻的散熱器翅片間距要大于4mm。除此之外，散熱殼體的材質(zhì)和散熱效果也有很大的關(guān)系，因此要合理選擇。考慮到制造成本和技術(shù)，散熱殼體的材料會選用鋁合金和銅，效果比較好。對結(jié)果進行分析，才能得到準確的數(shù)據(jù)信息，作為設(shè)計的參考依據(jù)，確保達到預(yù)期效果[5]。
2.3改進措施
對熱分析的結(jié)果進行研究，就可以了解到整個充電器溫度場的分布，知道熱
量傳導(dǎo)的具體情況，設(shè)置不合理的地方一眼就能看出來，然后再作出改進，從而優(yōu)化散熱效果。為了提高散熱性能，可以從內(nèi)部和外部兩個方面入手去做。例如在上、下殼體內(nèi)部放入熱管，可以起到分散熱量的作用，這樣散熱速度會加快。還可以在上、下殼體熱量較高的外部區(qū)域安裝散熱風扇，實現(xiàn)和外部空氣的交換。在車載充電器運用過程中，對各方面性能都提出了更高的要求，因此要加強設(shè)計研究，不斷提升車載充電器的質(zhì)量。FloEFD流體分析工具具有明顯優(yōu)勢，直接用到CAD實體模型，設(shè)計效率會得到大大提高。從未來發(fā)展情況來看，電動汽車車載充電器會朝著小型化、輕量化、智能化的方向發(fā)展，可以為汽車行駛提供充足的動力支持。受到技術(shù)條件限制，車載充電器研究還有很長的一段路要走，所以要加強創(chuàng)新，積極引入先進技術(shù)，不斷改善結(jié)構(gòu)設(shè)計水平和散熱效果，發(fā)揮出充電器的最大作用。
3結(jié)語
綜上所述，對電動汽車車載充電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和熱探析研究是非常有必要的。從現(xiàn)階段情況來看，車載充電器在很多方面都存在問題，嚴重影響到使用效果。為了解決面臨問題，要樹立起創(chuàng)新意識，不僅要在結(jié)構(gòu)設(shè)計上作出改變，還要改善散熱效果，保證車載充電器的穩(wěn)定性、持久性，推動電動汽車的更好發(fā)展。
參考文獻：
[1]郭言東.電動汽車車載充電器的結(jié)構(gòu)設(shè)計與熱分析[J].汽車制造業(yè),2017,(007):52-55.
[2]劉海雄.電動汽車集成式車載充電器的設(shè)計及應(yīng)用[J].新課程研究（中旬-單）,2018,(4):100-101.
[3]李成群,黃寶旺.新型純電動汽車車載充電器的設(shè)計[J].測控技術(shù),2018,34(3):131-133,137.
[4]丁緒星,張玉峰,姚健.1.5KW電動汽車車載充電器的研究與設(shè)計[J].安徽師范大學學報（自然科學版）,2019,38(2):134-137.
[5]王源卿,李紅梅.電動汽車車載充電器PFC AC/DC變換器設(shè)計[J].電子技術(shù)應(yīng)用,2018,41(2):152-155,159.
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