史家涛 赵光亮 仉佃伟 杨英振

（潍柴动力股份有限公司 山东省潍坊市 261000）

1 前言

发动机电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)是汽车发动机控制系统的核心部件，其可靠性直接影响着发动机甚至整车的性能指标，随着技术的迅猛发展，必将导致发动机ECU 的功能和结构越来越复杂，ECU 所使用的元器件功率密度也不断增加，加上发动机内部设备小型化，给ECU 的热稳定性提出了更高的要求，温度对于发动机电控单元来说已成为影响其可靠性的主要的因素，研究表明，超过55%的电子设备的失效形式是由温度过高引起的[1-4]。

为了克服发动机控制器严苛的工作环境，使发动机控制器在适宜的温度环境下工作，在发动机控制器的外壳上进行了相应的改进设计，添加了燃油冷却通道，使燃油流经控制器的外壳，以辅助控制器散热。

2 控制器仿真模型的建立

FloTHERM 是由英国FLOMERICS 软件公司开发并广为全球各地电子系统结构设计工程师和电子电路设计工程师使用的电子系统散热仿真分析软件[5-7]。FloTHERM 包含MCAD 与EDA 接口，能够方便的导入现有的MCAD 或者EDA 模型文件。另外，该软件采用结构化网格，对于复杂的模型（曲面等）采用以直化曲的方式，高效简洁[8]。

ECU 电路板包括PCB 板、布线层、各种元器件等部分。为了减少网格数量，提高计算效率，对ECU 电路板模型进行了如下合理的简化：

（1）删除了PCB 板中尺寸较小、功耗较低的元器件。

（2）将包含曲面结构的元器件替换为相应的立方体结构。

（3）假设各元器件的结构、材料等均匀分布，热阻模型为双热阻模型，并根据芯片数据手册设置其热阻参数。……