[發明專利]一種電子助力轉向系統的散熱效率計算方法

在審

• 申請號: 201610294013.3
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN107346348A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 季亞卿;晏偉
• 申請（專利權）人: 上海海拉電子有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京大成律師事務所11352
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及車輛控制系統領域，尤其涉及一種電子助力轉向系統的散熱效率計算方法。

背景技術

車輛助力轉向系統(EPS)的發明讓更多人能輕松的操控汽車，而電子助力轉向因結構簡單，操作穩定，并能隨著汽車速度動態變化輔助駕駛而成為各車輛制造商重點的研發對象。

現今，很多EPS已被研發出來，因助力轉向馬達的扭矩越來越大(最高可達6.5Nm)，使得流過EPS中用于控制助力電機的Mosfet的電流可達130A。由于Mosfet和PCB板的允許工作溫度需要小于150℃，而如何處理大電流帶來的Mosfet過熱，就成為電子助力轉向系統首要考慮的問題。

由于EPS中Mosfet放置位置將影響Mosfet的散熱，因此，適合的硬件布局和機械設計將帶來優越的散熱方案。在研發階段，需要對不同的散熱方案進行模擬及篩選，常用的散熱模擬軟件，如Flow Simulation，Ansys，雖然精確，但因其價格昂貴，計算耗時長，時刻需要專業人員操作解讀，使用難度大。且針對不同車型中的硬件和機械改動，并不能快速有效的篩選出合適的散熱方案。

因此，需要一種新型的散熱方案計算方法，可快速精確地確定最優的散熱方案。

發明內容

為了克服上述技術缺陷，本發明的目的在于提供一種電子助力轉向系統的散熱效率計算方法，在保證研發進度的同時，節省計算時間和成本。

本發明公開了一種電子助力轉向系統的散熱效率計算方法，將所述電子助力轉向系統中的至少一個MOS管組件轉化為等效熱路模型，其中，所述MOS管組件中的每一層材料對應一等效熱路模型；根據瞬時傳熱公式計算每一等效熱路模型，其中所述瞬時傳熱公式含所述MOS管組件的每一層材料的熱容C_th和熱阻R_th對所述散熱效率的影響。

優選地，所述瞬時傳熱公式為：T_i＝T_i-1·[1-e^-t/τ]，式中T_i為上一層材料的溫度，t為時間，τ為時間系數，且τ＝R_th·C_th，R_th為導熱熱阻，C_th為導熱熱容。

優選地，R_th＝L/(A·λ)，其中A為每一層所述材料的接觸面積，L為每一層所述材料的厚度，λ為導熱系數；所述C_th＝V·C_v，式中V為每一層所述材料的體積，C_v為每一層所述材料的體積比熱容。

優選地，所述材料包括：MOS管、PCB板、焊盤、散熱膠、散熱片、空氣層及安裝板中的一種或多種。

優選地，每一層所述材料計算后的溫度T為與所述材料連接的下一層材料的溫度。

優選地，當所述MOS管組件為多個時，每一MOS管組件互相并聯。

優選地，所述MOS組件包括MOS管及其散熱路徑上的至少一個接觸層。

采用了上述技術方案后，與現有技術相比，具有以下有益效果：

1.可快速有效地得到最佳的電子助力轉向系統的散熱效率；

2.所需參數少，計算成本低。

附圖說明

圖1a為符合本發明一優選實施例中模擬的等效模型；

圖1b為符合本發明一優選實施例中模擬的等效模型對應的等效電路；

圖2為符合本發明一優選實施例中模擬的Mosfet對應的等效模型；

圖3a為符合本發明一優選實施例中單個MOS管組件的等效熱路模型；

圖3b為符合本發明一優選實施例中多個MOS管組件的等效熱路模型。

附圖標記：

10-MOS管組件、11-Mosfet、12-第一焊盤、13-PCB板、14-第二焊盤、15-散熱膠、16-散熱片、17-空氣層、18-安裝板。

具體實施方式

以下結合附圖與具體實施例進一步闡述本發明的優點。