基于FPGA的电动汽车电机驱动系统湍流模型与冷却系统设计

本篇论文主要探讨的是湍流模型在基于FPGA的FC_AE_1553与Mil-Std-1553B协议转换设计中的应用，尤其是在纯电动汽车电机驱动系冷却系统的设计与研究背景下。首先，论文概述了动量守恒方程，这是流体力学的基础，涉及到流体微元体上的压力、密度、速度矢量和受力分析，这些参数对理解湍流流动至关重要。动量方程描述了流体运动如何受到外力和黏性的影响。 接着，论文介绍了能量方程，其中涉及温度、密度、比热容、内生热源和导热系数，这些都是评估湍流条件下能量传递和转换的关键。湍流的复杂性体现在其非稳态性和多尺度性质，这使得对湍流的数值模拟成为模拟流动问题的核心挑战，文章列举了三种方法：直接模拟、大涡模拟和雷诺平均法，每种方法都有其适用的场景和局限性。 在电动汽车电机驱动系统的具体案例中，论文重点介绍了冷却系统的设计过程。通过使用三维建模软件UG，构建了电机和控制器散热板的模型，并借助Ansys/Fluent进行热场分析。通过优化冷却水道和散热板设计，显著降低了电机壳体和控制器的温度。随后，作者进行了冷却系统元件的选择和布置，并建立数学模型，利用Matlab/Simulink进行仿真。实际台架试验结果与仿真结果进行了对比，验证了设计的有效性。 这篇论文结合了湍流模型和实际工程应用，展示了在电动汽车电机驱动系统冷却系统设计中如何利用数值模拟技术进行精确的热管理，以确保电机和控制器在高效运行的同时保持良好的工作性能。这对于提升电动汽车的整体性能和可靠性具有重要意义。