电动汽车PTC加热水箱有限元分析

近年来，全球变暖的趋势越来越严重，人们开始寻求缓解全球变暖的有效方法。 由于电动汽车在节能减排和替代方面具有显着优势，电动汽车相关技术和应用的研究已成为许多国家汽车行业的重点之一。 电动汽车采用电​​池作为驱动动力，在加热系统方面与传统燃油汽车有很大不同。 传统燃油汽车可以利用汽车自身的发动机余热来进行冬季取暖，但电动汽车则不利用发动机余热。 因此，一些电动汽车上使用PTC热水器系统来加热乘客舱[。 PTC热水器系统工作原理：PTC热水器系统启动后，低温制冷剂首先由电动水泵输送到PTC加热水箱中，在PTC水箱中加热，然后进入暖风散热器。 冷空气流经暖空气散热器，将制冷剂带来的热量吸收为暖空气。 暖空气被送入车内，为乘客室提供热量。 但汽车行驶过程中，由于汽车的加速、减速、颠簸、横向移动，PTC加热水箱的受力会比较复杂，容易产生塑性变形和共振。 因此，需要对加热水箱本身的强度、设计和安装进行有限元分析，以保证其在不同工况下的可靠性。 本文将利用三维有限元软件对电动汽车PTC加热水箱的基础强度进行模拟分析。 主要包括两个方面：（1）为了避免汽车行驶过程中加热水箱产生共振，对PTC加热水箱进行整体模态分析，提取加热水箱的固有频率； (2) 模拟汽车行驶过程中PTC热水器系统中加热水箱的冲击，在X、Y、Z三个方向分别对整体加热水箱施加相应的加速度，观察其静态响应加热水箱作为一个整体。 通过模态分析和静力分析对采暖水箱的强度和安全性进行了评估，为详细设计提供了一定的参考。 1 分析过程 1.1 有限元模型的建立与简化 本文的分析对象是PTC加热水箱。 水箱大致可分为上壳、上壳插片、下壳、接地线束、进水管、出水管、电信号接口。其中加热水箱与整车有固定位置。安装在四个椭圆形线框内。 安装方式采用螺栓锁紧固定，四个安装孔各有一个铜嵌件。 六个矩形线框标记的位置是上下壳体的安装紧固点，同样采用螺栓锁紧固定。 在对供暖水箱进行有限元分析之前，为了便于分析，需要对模型进行简化，并对整个物理问题做出如下假设：（1）接地线束、电信号接口、进水口忽略加热水箱内的出水管等结构； (2)上下壳体采用螺栓结构固定； (3)假设固定好的上、下壳是一个完整的结构，忽略螺栓结构，通过面接触将上、下壳绑定； (4) 将4个安装脚螺栓孔的内表面完全固定。