热仿真在变速器电控单元设计中的应用

高速动车组辅助变流器箱体的热仿真设计方法
杨宁;宋术全;李红
【期刊名称】《中国铁道科学》
【年(卷),期】2013(034)003
【摘要】基于热传递基本原理的高速动车组辅助变流器箱体热仿真设计流程主要包括建立几何模型、设置仿真初始条件、网格划分及稳态求解计算3个环节.根据辅助变流器的基本技术参数,并结合模拟及混合信号仿真软件Saber对辅助变流器主电路的仿真结果,给出辅助变流器中变压器、电抗器和绝缘栅双极型晶体管等主要发热器件功率损耗的计算公式.以某高速动车组辅助变流器为例,采用计算流体力学软件Flotherm,按照辅助变流器箱体热仿真设计流程,得到额定工况下辅助变流器箱体的温度场和流场分布结果,并制成辅助变流器样机.对比变压器线包和铁芯及功率模块散热片样机实测结果与仿真结果,验证了辅助变流器箱体热仿真设计方法的可行性.
【总页数】6页(P87-92)
【作者】杨宁;宋术全;李红
【作者单位】中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081;中国铁道科学研究院机车车辆研究所,北京100081
【正文语种】中文
【中图分类】U266.2;U264.37
【相关文献】
1.高速动车组辅助变流器并联运行的脉宽调制技术 [J], 马颖涛;宋术全;李红
2.高速动车组辅助变流器研制 [J], 左鹏;马颖涛;王永翔;谢望玉
3.高速动车组辅助变流器技术研究 [J], 王聪聪;韩晓敏;张宇坤;郭树财
4.高速动车组辅助变流器主风扇故障分析及应对方法 [J], 赵春阳;张海峰
5.CRH3辅助变流器箱体裂纹故障仿真分析 [J], 朱佳宇
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在车辆热管理系统仿真中的最新应用介绍车辆热管理系统在现代汽车中起着重要的作用，可以更好地控制车辆温度，提高车辆的性能和乘坐舒适度。

随着汽车技术的不断发展，车辆热管理系统的仿真技术也在不断进步和应用。

下面将介绍一些车辆热管理系统仿真的最新应用。

首先，车辆热管理系统仿真在汽车空调系统优化中的应用日益广泛。

汽车空调系统是车辆热管理系统的一个重要组成部分，通过仿真可以模拟车厢内部的温度分布和空气流动情况，优化空调系统的设计和控制策略。

例如，可以通过仿真分析车辆内部的温度分布情况，确定最佳的风口布局和出风口位置，提高空调系统的性能，使乘客获得更好的舒适度。

其次，车辆热管理系统仿真在电动汽车电池热管理中的应用也变得越来越重要。

电池是电动汽车的核心组成部分，其工作温度的控制对电池寿命和性能至关重要。

通过仿真可以模拟电动汽车工作时电池的热传导和热辐射情况，分析电池的温度分布和变化规律，优化冷却系统的设计和控制策略。

这不仅可以提高电池的寿命，还可以提高电动汽车的行驶里程和安全性能。

另外，车辆热管理系统仿真还在热回收系统优化中发挥着重要作用。

热回收系统可以将发动机排放的废热转化为能量，提高车辆燃油利用率。

通过仿真可以模拟热回收系统的工作过程，分析废热的分布和传递情况，确定最佳的热回收系统结构和工作参数，提高废热利用效率，减少能量浪费，达到节能减排的目的。

此外，车辆热管理系统仿真在汽车发动机冷却优化中也起着关键作用。

发动机冷却是保证发动机正常工作的重要环节，通过仿真可以模拟发动机冷却系统的工作过程，分析冷却液的流动和温度分布情况，确定最佳的冷却系统设计和控制策略，提高发动机的工作效率和可靠性。

最后，车辆热管理系统仿真还在新能源汽车热管理中起着重要作用。

新能源汽车如混合动力汽车和纯电动汽车，其热管理系统与传统汽车有所不同。

通过仿真可以模拟新能源汽车的工作过程，分析电动机、电池和电子控制系统的热特性和热耦合效应，优化系统设计和控制策略，提高新能源汽车的性能和可靠性。

高功率电力电子器件中的热软件建模仿真随着现代电力电子器件的不断发展和应用，热问题逐渐成为限制电子器件性能和可靠性的重要因素。

高功率电力电子器件由于其复杂的结构和高能耗，往往容易产生大量的热量。

热软件建模仿真通过计算机模拟和分析电子器件的热行为，可以帮助工程师更好地理解和解决热问题，提高器件的性能和可靠性。

在高功率电力电子器件中，热软件建模仿真起着至关重要的作用。

首先，它可以帮助工程师预测器件的温度分布，并在设计阶段选择合适的散热方法和材料。

例如，在使用热管和风扇进行散热的情况下，热软件建模仿真可以帮助工程师确定各个散热元件的布置和参数，以实现最佳的散热效果。

其次，热软件建模仿真还可以帮助工程师评估器件的热可靠性。

通过热软件建模仿真，工程师可以了解器件的温度应力、热应力等参数，以便在设计和制造过程中进行优化和改进。

在进行热软件建模仿真时，需考虑多个因素。

首先，需要建立适当的数学模型来描述器件的热行为。

热传导方程是最常用的描述热传导和热扩散的数学模型之一。

通过数值方法求解热传导方程，可以得到器件的温度分布图和温度时间曲线。

此外，还需要考虑器件的热辐射和对流散热等现象。

其次，需要准确测量和输入器件的参数。

这些参数包括材料的热导率、导热系数、热容量等，以及器件的功率密度和散热条件等。

最后，热软件建模仿真还需要合适的计算平台和软件工具来进行计算和分析。

常用的计算平台包括ANSYS、COMSOL和MATLAB等。

热软件建模仿真的应用领域非常广泛。

在高功率电力电子器件中，热软件建模仿真可用于设计和优化各种类型的器件，如功率半导体器件、变流器和逆变器等。

此外，热软件建模仿真还可以应用于各种电力电子系统和设备，如电动汽车、电力输配电网络、工业控制系统等。

在这些应用中，热软件建模仿真可以帮助工程师评估系统的热稳定性和散热性能，从而优化系统的设计和操作。

然而，热软件建模仿真也存在一定的限制和挑战。

首先，建立准确的数学模型需要对器件的热行为有深入的理解。

计算机仿真在电子设备热设计中的应用电子设备在工作时会产生很大的热量，如果不能正确地处理这些热量，就会导致电子设备发生故障，甚至失效。

因此，电子设备的热设计是非常重要的，而计算机仿真是电子设备热设计中不可或缺的工具。

本文将详细介绍计算机仿真在电子设备热设计中的应用。

一、计算机仿真的概念计算机仿真是指通过计算机软件模拟实际系统运行情况的过程。

计算机仿真可以帮助工程师们预测产品的性能并优化设计，可以降低试验成本和时间，提高产品的研发效率。

二、电子设备热设计的基本原理电子设备在运行时会产生热量，如果不能正确地处理这些热量，就会导致电子设备过热，影响设备的性能和寿命。

电子设备热设计的基本原理是通过吸收或散发热量，保持设备的工作温度在一定的范围内。

为了实现电子设备热设计，工程师们需要考虑以下几个因素：1. 热源的位置和功率：电子设备中最主要的热源是芯片，其位置和功率会影响整个电子设备的温度。

2. 散热方式：散热方式是指将热量从电子设备中排出的方法，可以采用风扇或散热片等手段。

3. 材料的热导率：材料的热导率越高，传递热量的效率就越高。

基于以上几个因素，工程师们需要进行电子设备的热学计算和设计，并根据计算结果进行优化。

三、计算机仿真在电子设备热设计中的应用计算机仿真可以帮助工程师们在设计阶段快速模拟和测试热设计方案，降低试验成本和时间，提高设计效率和准确性。

以下是计算机仿真在电子设备热设计中的应用情况：1. 热学仿真工程师们可以使用计算机仿真软件对电子设备的热学模型进行建模和仿真。

在模拟过程中，可以确定电子设备的热学参数和热分布情况。

通过不断地调整模型，可以找到最优的热设计方案，减少电子设备的温度。

2. 流体仿真电子设备散热通常需要通过风扇或散热片等方式进行，因此流体仿真也是电子设备热设计不可缺少的一部分。

工程师们可以使用计算机仿真软件对电子设备的风流场进行建模和仿真，在散热方案优化中发挥重要作用。

3. 热过程仿真通过计算机仿真软件对电子设备运行过程中的热过程进行建模和仿真，可以帮助工程师们分析电子设备在不同工作条件下的温度响应，并进行热设计的优化。

计算机仿真在电子设备热设计中的应用白秀茹（中电集团第54研究所石家庄050081）摘要：电子元器件和设备在工作时会耗散大量热量，为保证元器件和电子设备的热可靠性，热分析和热控制必不可少。

Icepak是目前较流行的专业的、面向工程师的电子产品热分析软件之一，利用它，可大大减少计算量，缩短研制周期，降低成本。

某野外工作设备，内部安装了大功率器件，而工作环境温度较高，热设计的优劣成为该设备结构设计的关键。

本文较详细地介绍了利用Icepak进行该设备热设计仿真的过程,并通过对计算结果分析、比较，以得到最优设计。

叙词：热设计Icepak软件建模耗散热引言电子元器件和设备在工作时会耗散大量热量，为保证元器件和电子设备的热可靠性，热分析和热控制必不可少。

实际工作中，合理利用热分析软件进行热设计，可提高产品一次成功率，缩短研制周期，降低成本。

大家知道，传热学中有大量的公式、表格，以往的手工计算繁复、耗时。

Icepak是目前较流行的专业的、面向工程师的电子产品热分析软件之一，利用它，可大大减少计算量。

本文将较详细地介绍利用该软件进行该设备热设计的过程。

问题描述某野外工作设备，内部安装了功放、电源等大功率器件，其要求工作环境苛刻，设备正常工作的环境温度为－25℃～＋55℃，湿度≤90%（温度为25℃），防雨，抗风沙，可连续工作，小型化。

不难看出，热设计的优劣成为该设备结构设计的关键。

成功的热设计应是在保证设备高温下可靠工作的同时，使设备的重量、加工成本控制在低限。

根据指标要求，将该设备设计成铝合金密封机箱。

因为有小型化要求，根据各器件外形尺寸进行内部布局，尽量做到紧凑，合理利用空间。

机箱内部尺寸初步定为L×W×H＝270mm×200mm×160mm；机箱内安装的主要元器件如下：⑴、1个电源，总功率300W，其中45W为耗散热，其可靠工作最高温度＋85℃；⑵、1个功放，总功率200W，耗散热为170W，可靠工作的底盘最高温度＋70℃；⑶、3个滤波器，可靠工作最高温度＋85℃；⑷、接插件若干。

电力系统中成套电器设备的热仿真与优化设计随着电力系统的不断发展与智能化进程的加速，成套电器设备在电力系统中的重要性也日益凸显。

为了确保电力系统的正常运行和设备的长久使用，正确地进行成套电器设备的热仿真与优化设计显得尤为重要。

本文将围绕电力系统中成套电器设备的热仿真与优化设计展开讨论，旨在为相关工程人员提供一定的参考和指导。

1. 热仿真的意义及应用热仿真是通过建立电器设备热传导模型，模拟电器设备在工作状态下的热分布和温度变化情况。

热仿真可以帮助工程师全面了解电器设备的热特性，进而提前发现潜在的问题，并针对问题做出相应的改进和优化。

热仿真的应用包括但不限于以下几个方面：1.1 设备设计优化：通过热仿真，工程师可以评估电器设备的散热性能，确定散热设计是否满足要求，并进行相应的调整与优化，以确保电器设备在工作过程中不会过热或损坏。

1.2 冷却系统设计优化：在电力系统中，冷却系统对于保持电器设备的温度在合理范围内起到至关重要的作用。

通过热仿真，可以评估冷却系统的冷却能力，设计合适的风扇、散热片等冷却装置，以提高冷却效果。

1.3 故障诊断及预警：通过热仿真，可以提前检测电器设备故障的迹象，通过温度异常等指标进行故障诊断并及时采取措施修复，从而避免更大的故障事故。

2. 热仿真的方法和工具在进行电力系统中成套电器设备的热仿真时，可以采用不同的方法和工具。

常见的热仿真方法包括有限元法、有限差分法和计算流体力学法等。

在选择方法时，需要根据具体情况选用适合的方法。

2.1 有限元法：有限元法是一种常用的热传导计算方法，通过将电器设备的模型离散为有限数量的单元，利用数值方法求解热传导方程，得到电器设备的温度分布。

有限元法具有较高的精度和灵活性，适用于复杂的几何形状和复杂的边界条件。

2.2 有限差分法：有限差分法是将电器设备的模型离散为有限数量的网格点，通过数值方法逐点逐步计算热传导方程，得到电器设备的温度分布。

有限差分法相对简单易用，适用于简单的几何形状和边界条件。

电动汽车动力系统热管理设计及仿真随着环境保护意识的不断增强和能源危机的逐渐加剧，电动汽车已逐渐成为人们关注的焦点。

然而，电动汽车的发展还面临着一些挑战，其中之一就是电动汽车动力系统的热管理问题。

电动汽车动力系统的热管理设计十分重要，因为过高的温度会对电池、电机和电子控制器等关键部件造成严重影响，甚至导致系统故障或性能下降，并缩短其寿命。

因此，设计一个高效可靠的热管理系统对于电动汽车的性能和使用寿命至关重要。

电动汽车的动力系统主要包括电池组、电机和电子控制器。

其中，电池组是电动车的能量供应来源，其工作温度直接影响电池的性能和寿命。

为了确保电池组的正常工作温度范围，需要采取措施进行热管理。

一种有效的热管理方法是采用液冷系统。

液冷系统通过将冷却剂循环流过电池组和其他热源，从而迅速带走热量，降低温度。

此外，还可以通过控制冷却系统的流量和温度来调节电池组的工作温度。

液冷系统能够提供良好的热管理效果，但同时也存在着一些挑战，如冷却系统的设计和布局、冷却剂的选择等，这些都需要在热管理设计中考虑进去。

除了电池组的热管理，电动汽车中的电机和电子控制器也需要进行热管理。

电机是电动汽车的核心动力装置，其运行过程中会产生大量的热量。

通过将冷却剂流过电机的散热器，可以迅速带走电机产生的热量。

此外，还可以通过提高电机和散热器的接触面积和改善冷却剂的流动性来提高冷却效果。

电子控制器是电动汽车的智能控制中枢，也是一个重要的热源。

电子控制器在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地散热，将会导致系统性能下降甚至故障。

因此，在电子控制器的设计中，需要考虑到散热器的有效布局和散热效果的优化。

为了评估电动汽车动力系统的热管理性能，可以利用仿真软件进行仿真分析。

通过建立系统的数学模型，可以模拟不同工况下的热传导、热辐射和热对流过程，并得出电池组、电机和电子控制器的温度分布和变化情况。

通过仿真分析，可以评估不同热管理设计策略的效果，并优化热管理系统的设计。

电动汽车动力控制器集成化壳体的热仿真研究作者：苏志军来源：《山东工业技术》2018年第21期摘要：作为一种环保清洁能源汽车，电动汽车在市场上的受欢迎度越来越高，但其动力控制器在使用的过程，可能会面临集成化壳体散热问题。

基于此，需要对其进行热仿真试验，以观察其在散热性上是否满足标准要求。

本文集中研究了电动汽车动力控制器集成化壳体的热仿真试验方式，以期可以为更多电动汽车开发人员，能更高效地开展电动汽车装置保护与维修工作提供借鉴参考。

关键词：电动汽车；动力控制器；集成化壳体；热仿真试验DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.21.0240 引言按照环保和可持续发展需要，开发新能源电动汽车已成为市场发展大趋势。

但由于电动汽车动力控制器元器件的集成度过高，导致其单位体积内的耗热量很大，必须要及时进行散热以免出现损坏问题。

一般来说，电动汽车动力控制器的散热装置被安装于其集成化壳体位置。

因此在散热装置投入使用前，需要先对集成化壳体进行热仿真试验，保证具备足够的散热能力，这可以使散热装置在安装后，能够与其相互配合共同降低动力控制器中的热量。

1 确定热仿真输入条件在对电动汽车动力控制器集成化壳体进行热仿真操作时，第一步需要确定其输入条件，这一点可以从以下几方面入手：（1）首先是要将壳体与计算机进行连接，通过辅助建模仿真计算的方式，依照流体力学理论来使热仿真现象转变为数学模型。

接着就可以利用CFD热仿真计算软件开展分析工作，分析时要对建立的数学模型进行简化，使其只保留ICBT模块、水冷散热器及DC/DC模块功率器的主要部分。

并对ICBT模块冷却水道的2个进出水口进行重新布置，使其达到前后平行，并利用模块铜基板上的针脚作为进出水口，使其发挥出热交换效果；（2）其次，操作人员还要利用CFD热仿真计算软件分析DC/DC模块、ICBT模块器件的稳态和瞬态，这需要将两个模块的器件进行相反布置，并在两者中间布置一条水道以达到两面散热效果。

Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用1. 引言1.1 引言Multisim仿真软件是一款功能强大的电子电路仿真软件，广泛应用于电子工程领域。

随着汽车电工与电子技术的发展，Multisim仿真软件在汽车行业中的应用也越来越广泛。

汽车作为现代社会必不可少的交通工具，在安全性能、能源效率、驾驶舒适性等方面对电气电子技术的需求也越来越高。

本文将探讨Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用。

首先，将重点介绍Multisim在汽车电路设计中的模拟分析。

随后，将讨论Multisim在汽车电气系统故障诊断中的应用。

接着，将分析Multisim在汽车电子控制单元设计中的应用。

最后，将探讨Multisim 在汽车电气设备性能优化中的应用。

通过对这些方面的探讨，可以更全面地了解Multisim在汽车电工与电子技术领域中的重要作用，以及其对汽车电子系统的优化和改进带来的积极影响。

2. 正文2.1 Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用Multisim是一款功能强大的电子电路仿真软件，广泛应用于汽车电工与电子技术领域。

通过Multisim软件，工程师可以进行汽车电路设计的模拟分析，快速验证设计方案的可靠性和稳定性。

Multisim还可以帮助工程师进行汽车电气系统故障诊断，快速准确地定位问题所在并提供解决方案。

在汽车电子控制单元设计中，Multisim软件可以帮助工程师模拟各种电子控制单元的功能和性能，优化设计方案，提高产品的性能和可靠性。

在汽车电气设备性能优化方面，Multisim软件可以模拟汽车电气设备的工作状态，帮助工程师优化电路，提高设备的效率和稳定性。

Multisim仿真软件在《汽车电工与电子技术》中的应用非常广泛，对汽车电路设计、故障诊断、控制单元设计和电气设备性能优化都起到了非常重要的作用。

随着汽车电子技术的不断发展，Multisim软件将继续在汽车行业发挥重要作用，推动行业的进步与发展。