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PTC(Positive Temperature Coefficient)发热材料是一种具有明显电阻-温度特性的半导体材料,PTC材料电加热器凭借热效率高、自动恒温、安全节能等特点得到了广泛的应用。空调机制热辅助PTC加热器能够明显提升制热效果;车载PTC加热系统可增加新能源汽车续航里程。传统的PTC加热器优化偏重冲击电流等电学性能而忽略能量传递和能质变化的研究,同时考虑加热性能和电学要求的研究更是寥寥。(火用)传递分析对于PTC加热器的优化设计很关键却未被给予足够重视,致使轻微修改结构就可以大大提高参数的一些问题长期被困扰在PTC材料的研究中。本文以热风型PTC电加热器为研究对象,从提高其性能的角度出发,借助于(火用)传递分析这一热力学研究方法,寻找加热器结构上的(火用)损失点,分析加热器的(火用)传递过程并建立起(火用)平衡方程,确定了加热芯最大传(火用)量的优化目标;从电阻-温度曲线和电流-时间曲线出发,得到加热芯整体冲击电流的优化目标函数。完成了固定选片时对整体发热单目标的排列优化以寻找热效率最优的排列规律,采用第二代带精英策略的非支配排序遗传算法以传(火用)量最大和冲击电流最小得到多目标优化的Pareto解,对优化结果进行随机排列、仿真和试验验证,确定了 PTC元件常温阻值取值范围。与现有加热芯比较,降低冲击电流的同时,发热效率显著提高。基于新的排列规则提出了一种自动装配思路并检验了实际操作性。从能质变化的角度研究了 PTC加热器,提出通过改变PTC元件的选片和排列以优化加热器的起始冲击电流和整体发热效率。基于NSGA-Ⅱ算法得到的多目标优化结论,结合试验确定了 PTC元件的常温阻值取值范围及排列规律,提出一种加热芯装配思路并进行了验证。PTC加热器的优化不应长期限制于PTC材料研究,通过一些工程分析方法和新的生产手段能够有效提升产品性能、提高质量、节约成本。