充电桩热管理策略与温控系统设计 · 课程目录

01 热管理概述

充电桩热管理的必要性
热管理系统的组成
热管理设计目标与指标

02热源分析

充电桩主要热源
热损耗计算
热流密度分布

03散热方式基础

自然散热/强制风冷
液冷散热/相变散热
基本原理与对比

04风冷系统设计

风扇选型/风道设计
风阻计算
风冷散热器设计要点

05液冷系统设计

冷却液选择/水泵选型
冷板设计
管路布局与密封

06温度传感器选型

NTC/PT100/PT1000
热电偶/DS18B20/TMP117
选型与对比

07温度采集电路设计

分压电路/滤波电路
ADC采样/信号调理
抗干扰设计

08温控策略基础

PID/开关/模糊控制
预测控制应用
温控策略对比

09PID温控算法实现

位置式/增量式PID
积分分离/抗饱和
C语言代码实现

10多温区协同控制

多传感器融合/主从控制
温差均衡策略
热负荷分配

11热仿真基础

Fluent/COMSOL入门
网格划分/边界条件
稳态与瞬态仿真

12热模型建立

等效热路模型/热阻网络
热容计算
模型参数辨识

13热保护策略

过温保护/温升速率保护
NTC失效检测
PWM降功率策略

14低温启动策略

加热膜选型/PTC控制
低温预热逻辑
电池低温保护联动

15风扇控制策略

PWM调速/温度-转速曲线
风扇故障检测
正反转除尘设计

16水泵控制策略

变频控制/流量-扬程匹配
水泵空转保护
水循环系统排气

17冷凝与防潮设计

露点计算/防凝露加热
密封等级IP防护
干燥剂应用

18EMC与热设计

电磁干扰对温度采样影响
屏蔽设计/滤波布局
接地策略

19通信与监控

Modbus RTU/TCP温度上报
CAN总线温控指令
MQTT云平台监控

20故障诊断与日志

温度异常诊断树
历史温度曲线记录
故障码定义/黑匣子

21硬件选型实战

MCU选型(STM32/ESP32)
驱动芯片/电源模块热设计
MOSFET/继电器

22软件架构设计

RTOS任务划分
状态机设计/看门狗策略
采集/控制/通信任务

23热测试方案

温箱测试/热成像仪
负载模拟/温升曲线
数据记录与分析

24可靠性验证

加速寿命/温度循环
湿热测试/振动测试
对热系统的影响

25标准与认证

GB/T 18487 / IEC 61851
UL 2202热管理要求
CE认证热测试项

26大功率快充热管理

液冷超充桩设计
800V架构热挑战
碳化硅(SiC)热管理

27储能与光储充一体化

电池簇热管理/PCS热设计
多源热泵耦合
热管理集成

28智能温控算法进阶

模型预测控制(MPC)
强化学习在温控应用
数字孪生

29能效优化

散热系统功耗优化
自然冷却/机械冷却切换
热回收设计

30案例实战 · 120kW直流快充桩

需求分析→仿真→样机
测试→优化全流程
热管理系统设计