校企合作毕业设计

独立浸没式冷却车载电源产品技术研究

能源与动力工程

资助企业: 联合汽车电子有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 吴璐璐

指导教师: 林文胜

项目成员: 何乐为、吴剑

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项目简介

项目概述

本项目面向高功率密度 OBC/DCDC 车载电源热管理需求,围绕传统风冷、冷板液冷在局部热点控制和复杂器件散热方面的不足,提出独立浸没式冷却车载电源产品技术方案。方案以绝缘冷却油直接包覆主要发热器件,并保留底部水冷通道,形成“发热元件—绝缘油—壳体—水道”的复合传热路径。项目结合企业工况与结构约束,开展系统流路设计、元件布置、三维建模、网格划分和 Fluent 共轭传热仿真,为高功率密度车载电源的结构设计与散热优化提供依据。

项目目标

项目主要目标是建立适用于高功率密度车载电源的独立浸没式冷却结构方案,并验证其热管理可行性。围绕 800 V 高压平台、22 kW 验证功率、96% 目标效率和 SiC MOSFET 结温峰值不超过 110℃ 的设计要求,完成冷却系统方案比选、流路模型构建、功率器件和磁性元件布置分析。进一步通过三维简化、油域与水域提取、线圈等效建模和局部网格加密,建立可靠的共轭传热仿真模型,分析温度场、流动场、压力场及局部强化换热措施对散热性能的影响。

项目成果

项目形成了独立浸没式油冷—水冷复合散热方案,并完成了从方案设计到仿真验证的完整流程。结果表明,该结构能够使冷却油直接接触主要热源,改善功率器件周围换热条件,底部水道可持续带走壳体热量;仿真中整体温度范围约为 340–406 K,热点主要集中在 PFC 电感、LC 变压器和 PCB 附近。通过低矮肋片优化,PFC 线圈温度降低约 6.1 K,LC 线圈温度降低约 4.9 K。项目同时提出封闭油腔顶部泄压设计建议,为后续样机设计、结构迭代和工程应用提供参考。

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