一种新型导热模型的研究与分析

王添 裴尧旺 苏赢 段艳 杨萌萌

摘 要：為了解决东北地区的汽车门锁被冻的问题，以汽车门锁为研究对象，建立了基于电热片加热汽车车锁的导热模型，可将其运用至汽车防冻装置中。通过研究分析车锁内部结构，根据传热学基本定律对电热片加热模型和空气对流传热模型进行研究和演算，定义不同温度下升高单位温度所用的时间为升温指数，升温指数能够实时反映加热速率，可用于防冻工作完成的条件。

关键词：升温指数;对流传热;车门防冻;加热模型

北方的冬天滴水成冰，洗车之后如果不及时对汽车进行处理，车门很容易上冻而打不开，这不仅会给门锁带来一定的损耗，而且给驾驶人的出行带来极其的不便。而目前存在的除水技术多有不便，因此亟需一款切实有效的防冻技术解决现实问题。

1 研究背景

在北方的冬季洗车极易因车门处残留水分而上冻，主要上冻位置发生在汽车门锁处。目前汽车普遍使用的解冻方式有开水浇注、吹风机加热等，不仅可能导致二次上冻，而且存在安全隐患。电热片是一种新兴的电热产品，其发热面积大，成本低，安装方便，通电发热迅速、温升快，已被广泛应用于户外保温防冻等行业。采用电热片加热车门门锁，可以在狭小的环境内对车门进行快速解冻，安全方便，使汽车更加智能化、人性化。

2 基于电热片加热汽车车锁的导热模型

2.1 电热片加热模型

3 结论

综上所述，设计的基于电热片加热汽车车锁的导热模型，实现了由温度传感器测出的温度大小可以反映温度变化速率的效果，可以得出车锁内表面T1升高单位温度所对应的时间t，并由此可以得到升高单位温度的时间变化。将其定义为升温指数，测量出对应汽车的升温指数，并将其存入单片机的存储器，即形成了防冻工作完成的检测条件，用温度传感器测量车锁的温度传递至单片机处理，单片机将处理的数据实时与升温指数对比，即可实现汽车车门的自动防冻。防冻工作完成时，可以提醒车主，达到人机交互的效果。

参考文献：

[1]杨世铭，陶文铨.传热学（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006：4-20.