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随着汽车电子技术的迅猛发展,发动机ECU内部功能模块越来越多,集成的控制芯片越来越复杂,特别是功率器件。这将导致电路板中单位体积的功率损耗大大增加,在运行过程中会产生大量的热。若未能采取有效的散热措施将会造成热量的积累,使得电路板温度过高,从而导致元器件因温度超过其能够承受的极限而失效,大大降低了电路板的热负荷可靠性。因此,本论文将针对某国产电控柴油机ECU,从热仿真和试验两个方面进行热负荷可靠性研究。在热仿真分析方面,首先利用FloTHERM软件建立了柴油机ECU热仿真分析模型,然后设计并搭建了 ECU温度测试平台,对所建立的仿真分析模型进行了验证。结果表明,与试验测试结果相比,ECU中关键元器件温度的仿真分析结果相对误差均在8%以内,满足工程分析的要求。针对不同的环境温度、海拔高度、工况条件等对ECU温度分布影响较大的因素进行了仿真分析,研究了 ECU中元器件温度的变化规律。结果表明,ECU中高温区域主要集中在电源模块、单片机模块和驱动模块;随着环境温度的升高,元器件温度呈线性升高趋势;在不考虑环境温度变化的条件下,海拔每升高1000m,元器件温度将上升约0.7℃;当工况为mode5时各元器件的温度最高且受工况条件影响最大的元器件主要集中在电源模块和喷油驱动模块;引入液体冷却后,ECU温度大幅度降低,且冷却液体流速越高、入口温度越低,冷却效果越好。在热负荷可靠性试验方面,以热仿真结果作为依据,设计了基于ECU功能模块性能退化量分布的热负荷可靠性试验方案,利用加速寿命试验的方式获取ECU各模块性能参数随时间的变化规律,然后从模块及整体两个方面对ECU热负荷可靠性进行了分析研究。研究结果表明,电源模块和单片机模块的可靠度水平基本相同,当失效阈值为10%时,试验预期寿命分别约为62 000个小时和63 000个小时,而驱动模块热负荷可靠性水平较低,失效阈值为10%时预期寿命仅为25 000个小时。通过温度对ECU可靠性影响的研究结果可以得出,在失效阈值为10%时,若要满足寿命为10000h的设计要求,三个模块的工作温度分别不能超过368K、368K及318K。在ECU电路设计阶段,可以通过热仿真分析各模块进行合理的布局或其他有效的散热设计,控制各模块的温度,进而提高ECU的使用寿命。全文图57幅,表11个,参考文献69篇。