車輛熱管理研究方法與內容

1、車輛熱管理研究方法與內容2l熱管理系統(tǒng)與整車的集成研究熱管理系統(tǒng)與整車的集成研究，主要通過研究汽車熱管理系統(tǒng)空氣側空氣側復雜流動和傳熱過程機理復雜流動和傳熱過程機理，探討汽車總布置設計、熱管理系統(tǒng)集成方式以及行駛工況等因素對熱管理系統(tǒng)性能的影響。在此基礎上，從系統(tǒng)工程觀點和綜合指標出發(fā)，妥善解決熱管理與汽車結構和總布置設計之間的關系，控制汽車熱管理系統(tǒng)空氣側流場結構，避免熱風回流，改善冷卻風道特性，提高熱管理系統(tǒng)的實際運行性能l試驗研究與數值模擬為熱管理系統(tǒng)與整車集成研究的基本方法。車輛熱管理的研究方法車輛熱管理的研究方法3國外主要的實驗結論v通用汽車公司的Patrick Hoover在實驗室

2、中，考慮集成在一起的發(fā)動機機體、冷凝器、散熱器和風扇密封板等影響，對發(fā)動機艙內流動進行試驗，分析了冷卻風扇與發(fā)動機艙流動之間的匹配性能。該研究模擬車速50km/h，環(huán)境溫度49條件，對散熱器工作和不工作時的熱管理系統(tǒng)冷卻空氣流量進行測量和比較。結果表明，散熱器在加熱條件下的冷卻空氣流量低于不加熱時約12%v最新的冷卻系統(tǒng)發(fā)展方向（VALEO公司)： 1. Nucleate boiling engine cooling: 發(fā)動機內部冷卻液沸騰冷卻系統(tǒng)(REROM) 2. THEMIS system： 智能化電子冷卻系統(tǒng)（電子控制閥控制條件冷卻液的溫度和流量） 3. CoolMaster：電子水閥

3、 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的 節(jié)溫器或電子控制閥 4. UltimateCooling：4電子泵代替機械泵低壓循環(huán)系統(tǒng)0.2bar （適合更高的（高和中等)發(fā)動機負荷汽缸頭的溫度高 510C循環(huán)水量更少 13001400L/H (43005400)REROM 系統(tǒng)There are two coolant architectures for nucleate boiling engine cooling: partially filled coolant architecture: there is coolant in the cylinder bloc and the cylinder head and

4、all the rest of the coolant circuit remains empty. This coolant architecture was adopted and studied by two car manufacturers (Nissan and BMW). Completely filled coolant architecture: there is coolant in the whole coolant circuit. That means the coolant circuit is practically the same as the convent

5、ional engine cooling today. This is our coolant architecture and was adopted and studied by two car manufacturers (Renault and VW). 5REROM 系統(tǒng)6智能化冷卻系統(tǒng) 78ULTIMATECOOLING SYSTEM 910Compared to the conventional cooling system and based on Mercedes C class 220CDI, UltimateCooling system exhibits the foll

6、owing results : Packaging reduction in Front End by -10 Liters (-40%), Danner crash repair cost reduction, Green House Gas benefit (750g of R134a 1000 kg of CO), Better WCAC performance (4 to 10 C better if A/C is ON, and 13 to 20 C better if A/C is OFF) Better engine performances and dynamic respon

7、se (turbo lag), Mutualization of thermal exchange potential : all heat exchangers being cooled down by the same fluid, A/C, Charge Air and Engine cooling operates by sharing power depending on the vehicle speed conditions, Could supply low temperature coolant to other fluids : fuel cooler, EGR coole

8、r, oil cooler, electronic cooler and electric power-train cooler for HEV, FCEV, Less high cost hoses: A/C, OC, CAC, Cross-line component standardisation : WCAC, WCDS UltimateCooling system 優(yōu)點11Recommendations : THEMIS or CoolMaster could be used if the fuel consumption and pollutions reduction are r

9、eally the main target. Also its very good for the medium and high vehicle range equipped with the gasoline engine. REROM could be a good system in order to reduce fuel consumption, pollution and system cost. Its very beneficial for low vehicle range equipped with small gasoline and small diesel engi

10、ne. UltimateCooling is a good system in order to reduce the packaging of cooling module at the front end. Its an ideal system for high vehicle ange equipped with the turbo diesel or turbo gasoline engine. 12v吸風風扇：有利于空氣更均勻的流過CPKv吹風風扇：有利于更多空氣流過CPK ,但由于產生的二次流的能力損失，降低空氣流量；在內，吹風方式有更好的性能；在大于，吹風方式性能降低v如果風扇

11、與冷卻模塊間距小于120mm，吹風方式有利。v對吹風方式而言，風扇和冷卻模塊理想距離為50mm；風扇的性能風扇的性能13141516v 國內將發(fā)動機熱管理當作一個系統(tǒng)來進行考慮的比較少，國內主要還是對各子系統(tǒng)單獨考慮，并在此基礎上進行一些優(yōu)化。v裝甲兵工程學院畢小平教授等人對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)進行了建模和編程計算。v山東大學的李國祥教授及其學生對發(fā)動機冷卻系統(tǒng)進行了建模并主要對冷卻風扇和散熱器進行了優(yōu)化設計。v清華大學的張揚軍教授等人進行的燃料電池熱管理系統(tǒng)對本研究也具有參考價值v南京理工大學的宣益民.v。1718192021v發(fā)動機冷卻液性能v發(fā)動機冷卻液是發(fā)動機循環(huán)冷卻系統(tǒng)的冷卻介質,主要由防凍劑、緩蝕劑、消泡劑、著色劑、防霉劑、緩沖劑等組成。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,對發(fā)動機的性能要求也越來越高,不僅要求冷卻液具有較低的凝固點和較高的沸點,還應具有較好的金屬防腐性、防氣蝕性、防結垢性,以及對環(huán)境污染小或不污染環(huán)境,且有較長的使用壽命等等方面的綜合性能。v冷卻液由多種成分組成，但是主要的成分是水和乙二醇。在不同的地區(qū)根據氣候的不同將水和乙二醇進行配比得到需要的冷卻液，40%60%; 50%50% v發(fā)動機冷卻液中水和乙二醇的配比是由當地的氣候決定的，冷卻液具有高的沸點和低的凝固點。高沸點保證了冷卻系統(tǒng)在較高溫度也不會沸騰，提高了冷卻系統(tǒng)散熱器的散熱效率。低的凝固