电动汽车电机控制器散热器轻量化研究
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景
电动汽车是一种安全、经济、清洁的绿色交通工具，不仅在能源、环境方面有其独特的优越性和竞争力，而且能够更方便地采用现代控制技术实现其机电一体化的目标。近年来，国家将新能源汽车革命提到了前所未有的高度。从汽车产业振兴计划开始国家已出台多项振兴措施，由此开启了新能源汽车的破冰之旅。目前，北京已安排
5.1亿元，补助采购860余辆混合动力公交车和50辆零排放纯电动公交车、30辆纯电动环卫车[1]。
08年12月，全市首批大型零排放电动环卫车在西长安街地区投入使用。今年将有30辆同类车辆在全区上岗，逐步取代目前柴油和汽油驱动的环卫清扫车辆。电动环卫车最大的特点就是采用先进的锰酸锂电池作为动能来源，既环保、高效，又节能安全，在正常情况下，可以持续作业3小时。
首批零排放电动环卫作业车的研发工作从2007年就已经开始，在国家科技部、北京市科委和北京市政管委的支持下，北京理工大学和区环卫中心等部门联合自主研发。四款车分别承担洒水、清扫、吸尘和垃圾压缩任务，基本涵盖目前环卫清扫工作的作业内容。随着首批四辆绿色环保环卫车将在西长安街延长线、中南海周边和金融街地区试运行，今年将在全区推广，随后逐步在全市环卫部门装配[2]。
电机及其控制系统是电动环卫车的关键技术之一，电机控制器作为其核心技术部件，要求功率密度高、体积小、结构紧凑等。因此，在进行设计时，必须充分考虑结构、散热等方面的问题。变频器中功率电子器件的散热是控制温升的重要手段。变频器中的散热器通常要占整个控制器体积的1/3～1/2，由此可见实现散热器的轻量化设计对减轻电机控制器的整体质量关系重大。资料表明变频器的功耗一般为其容量的4～5％。其中逆变部分约占50％，整流及直流回路约40％，控制及保护电路为5～15％
[3]。因此，散热技术有利于正确、合理地设计和使用变频器，提高变频器运行的可靠性和安全性，延长使用寿命。
以往散热器的结构设计大部分都是经验设计，根据控制器中大功率模块功耗凭经验粗选散热器，如果实际散热效果不好，则重新进行选择。这种做法既没有从热阻的角度科学合理选择散热器，更没有进行散热器的优化设计。单纯的靠实验方法测定，存在着时间长、成本高、实验数据不准确等因素。