[发明专利]一种石墨发热片设计方法

权利要求书

1.一种石墨发热片设计方法，其特征在于，包括：

获取石墨发热片的厚度参数及石墨发热片内各发热条的缝隙宽度参数；

根据石墨片的热流输出需要估算石墨发热片内各发热条宽度的初值；

建立关于发热条宽度的参数化石墨发热片几何数模和有限元模型，进行电热耦合有限元仿真模拟，所述电热耦合有限元仿真用于获取最高温度数据T_Max和最低温度数据T_Min来计算温度不平衡参数：T_Min/T_Max；

以所述发热条宽度的取值初值作为发热条宽度的调整下限，以及以石墨片被等宽度发热条完全覆盖为限制条件，调整所述有限元模型中的发热条宽度，直至计算的温度不平衡参数不高于预设值；

其中，建立所述参数化石墨发热片几何数模包括：

对发热片进行预处理，所述预处理包括构建具有平行边的多边形发热片；

以所述发热片的两个平行边为两端，形成自一端至另一端的弯曲延伸的发热条，其中，两个平行边中的较短的一个边为整个发热片的最短边，且该最短边大于20mm。

2.如权利要求1所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，采用如下公式估算所述石墨发热条宽度的取值初值：

其中，R为石墨发热片的电阻；U为石墨片允许电压；Q为石墨片需要提供的热流输出；λ为石墨片发热效率；K为石墨片安全余量；r为石墨电阻率；S为石墨发热片面积；参数a₁,a₂,a₃分别代表发热条宽度、石墨发热片的缝隙宽度及石墨发热片的厚度。

3.如权利要求2所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，所述石墨发热片的缝隙宽度取2mm，石墨发热片的厚度取4mm。

4.如权利要求1所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，估算所述石墨发热片内各发热条宽度的取值初值之后还包括：

若得到的石墨片发热条初始宽度大于阈值，则对石墨片进行拆分，减小石墨片面积，所述阈值是用于表明石墨片的热输出过高的参数。

5.如权利要求4所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，所述阈值为15mm。

6.如权利要求1所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，进行电热耦合有限元仿真模拟包括：

在有限元仿真分析平台中，给发热电路一端施加100V电压边界条件，另一端施加0V电压边界条件，并在石墨片上下表面施加空间辐射边界条件。

7.如权利要求1所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，所述预设值为15％。

8.如权利要求1所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，对调整所述有限元模型中的发热条宽度时，计算的温度不平衡参数始终高于预设值，则增加发热片调整参数对发热片进行调整，直至计算的温度不平衡参数不高于预设值，其中，所述增加发热片调整参数包括：

对经过预处理的多边形发热片，增加对发热条的尖角处进行导圆处理的导圆半径参数，以及增加直边拐弯距离参数、直边拐弯半径参数、斜边拐弯长度参数、斜边拐弯终止导圆半径参数、斜边拐弯起始导圆半径参数、斜边拐弯起始距离参数。

9.如权利要求8所述的石墨发热片设计方法，其特征在于，增加发热片调整参数对发热片进行调整时，各参数的增量步长为0.1mm。