汽车空气流量计是汽车众多零部件中比较重要的一种传感器，它安装在汽车进气管道的空气滤清器之后，主要用于测量流经进气管道的空气流量大小。空气流量计测量进气量，并将此数值以电压信号的形式提供给汽车ECU，由汽车ECU根据此信号计算出燃油系统的喷油量。汽车流量计有不同的类型，根据测量原理不同可以分为叶片式、卡门涡游式、热线式和热膜式流量计四种。其中，前两者为体积流量计，测量的是空气的体积流量，测量精度不高，受环境因素影响较大。后两者为质量流量计，测量的是空气的质量流量，测量精度较高，性能稳定。目前市面上应用得比较广泛的主要是热式空气流量传感器。
    热模拟是应用于多种领域的一种分析工具，在计算机、半导体集成电路、汽车电子、仪器仪表等多个领域都有广泛的应用。利用热模拟仿真对汽车流量计进行建模和热分析，可以真实的模仿电子设备的各种工作环境，设计者可以直观的看到汽车流量计在不同工况下的温度分布情况，从而有效改善产品的分布设计，同时，借助模拟仿真软件，可以大大减少产品设计和再设计的成本，缩短电子设备的研发周期，提高电子产品的性能和可靠性。本文主要针对某一汽车流量计封装结构，基于Flotherm软件建立了两种热式汽车空气流量计的三维模型，并对两种方案进行热模拟，比较不同方案对流量计散热性能的影响。
    气体带走热量的多少和气体流量及气体温度有关，热式空气流量计是基于这一理论设计的，本文主要针对实验室自主研发的热式空气质量流量计进行分析研究。流量计包括传感器探头和控制电路板两部分。热探头包含一个测温电阻，一个加热电阻，一个温度补偿电阻。测温电阻的电阻很大(1K)，本身发热可忽略不计，用于测量进气管道的空气温度(即环境温度)，要求能够正常测量环境温度;加热电阻电阻很小，发热量大，用于对流过的空气加热，对周围的环境分布影响较大，设计时一般置于气流的下游，减少对测温电阻工作的影响。温度补偿电阻的作用在于，使得加热电阻温度比测温电阻温度高出一个固定温差值(设定为100度)，即加热电阻温度和气体温度的差值固定，使气体带走的热量仅与气体的质量流量有关，从而可以建立起加热功率和气体流量之间的关系式；控制电路板上的元器件发热很小，对温度不敏感，总体功耗小，相比加热电阻，对整个流量计的温度分布影响很小，忽略其影响。
    综上所述，在所设计的汽车空气流量计电路结构中，主要发热元件为加热电阻，温度在100℃以上，相对来说，加热电阻的温度要高出整个电路板上的其他元件很多，为简化模型，对流量计控制电路板上的元件发热可以忽略不计，另外，也不考虑封装过程各层之间的附加接触热阻。设计流量计电路结构的关键在于，希望加热电阻的热量能够尽量被气流带走，而不是通过热传导散失，流量计热探头上的测温电阻，其本身并不发热，要求其温度能够与进气管道的环境温度基本保持一致。
    方案一，热探头上的三个温度元件—测温电阻、加热电阻和温度补偿电阻，用厚膜印刷技术集成在陶瓷基板上，通过四个铜电极焊接在控制电路板前端，然后与不锈钢垫片连接，封装在流量计壳体中。加热电阻热量管道气体对流、热探头的氧化铝陶瓷基板热传导及辐射散热。其中，前两项散热量较大。我们希望加热电阻的功率能够尽量被气流带走，减少因热传导散失的能量，且不对同在热探头基板上的测温电阻造成很大影响。
    方案二，将热探头的三个温度元件用独立的铂电阻代替，分别和控制电路板端部的电极焊接好后，用透明的树脂材料胶结在不锈钢垫片上，然后封装在流量计壳体内。建模如图2所示。在这个方案中，加热电阻与测温电阻分离开，其热量经由进气管道空气对流、银丝导线与不锈钢垫片及控制电路板之间的热传导、辐射散热三种途径耗散。