基于Fe_3O_4-乙二醇纳米流体的直喷汽油机冷却水套传热研究

在乙二醇冷却液中添加Fe_3O_4纳米粒子作为直喷汽油机冷却液,利用CFD软件Fluent对不同浓度冷却液下直喷汽油机冷却水套的传热进行了三维模拟计算,并考虑纳米流体导热系数、比热容等物性参数随温度的变化来提高计算的准确性,计算得到冷却液的流场、压力场及壁面温度的空间分布。结果表明,与传统冷却液相比,以Fe_3O_4-乙二醇纳米流体作为冷却液能够提高内燃机的散热性能,水套壁面温度降低明显,且浓度越大冷却效果越好。     

电气化背景下电动汽车热管理技术的进步与展望

电动汽车热管理已成为保障车辆宽温域环境适应能力、电池热安全和乘员舱热舒适性等方面的关键技术,同时也对电动汽车的能耗,特别是高低温环境下的整车能耗有着显著影响。随着车辆电气化和智能化的快速发展,与传统汽车相比,电动汽车热管理技术和发展路线在动力系统、空调系统等子热力系统和整车层面都呈现出了明显的差异和巨大的进步。综述了国内外电动汽车热管理技术领域重要的研究进展,阐述了电池、电机、热泵空调等子系统和整车集成热管理系统的技术进步,总结了当前电动汽车热管理亟待突破的技术重点和未来发展趋势。     

新能源汽车冷却液管路的发展趋势

适应新能源时代汽车工业发展的需要,与促进能源产业结构调整紧密结合,这是我国汽车产业向绿色低碳道路发展的重要过渡,是促进我国汽车节能和新能源汽车发展的政策取向,新能源主要散热功能是通过冷却液迅速将汽车发动机工作时间长而产生的多余热量及时消散到外部。因此,良好的导热性也是汽车冷却液的基本性能要求。通常,汽车冷却液的正常更换寿命约为4年,我们在汽车的日常使用中应定期检查和更换冷却液。检查时间应在汽车发动机温度正常稳定的时候进行。这不仅准确,而且安全。本文主要详细介绍了我国新能源汽车冷却液管道的发展趋势,希望本文能起到一定的参考和研究作用。     

氢燃料电池发动机热管理系统的控制方案研究

针对目前氢燃料电池发动机系统在变载过程中存在的电堆温度波动较大、热管理子系统响应速度慢等问题,提出了基于电堆功率、电堆进出口冷却液温差、冷却液流量等多参数跟随的热管理控制方案.利用AMESim仿真软件对某款氢燃料电池发动机的热管理系统建立了一维仿真模型,并在典型工况下对不同控制方案进行仿真分析.结果 表明:水泵转速跟随...     

混合动力发动机与动力电池冷却余热双向循环预热

为了提高并联式混合动力汽车发动机和动力电池低温生存能力,探索发动机与电池冷却余热资源的利用新途径,提出了一种基于余热再利用的发动机和动力电池双向循环低温预热的新方法。建立发动机和动力电池余热数值模型,定量分析和研究余热系统的温升特点与温度分布状况,揭示了发动机与动力电池余热的传热规律,设计了基于相变材料的自动双向热控装置并进行了低温试验。结果表明:该方法实现了发动机与动力电池吸热冷却和发热加热的一体化应用,可将发动机冷却余热经热换器预热动力电池并使电池内部温度保持在29℃,又将动力电池冷却余热反向循环传输至发动机机体,使发动机内部冷却液温度预热至51℃,能够明显提高发动机和动力电池低温运行能力,节约了能量,验证了所提方法的优越性。     

基于神经网络的重型车辆远程监控 NOx传感器 露点保护过程数据修复方法

为解决重型车辆远程监控数据中NOx传感器露点保护过程的数据无效问题,利用一辆国六重型车辆的PEMS测 试对露点保护期间的高NOx排放问题进行探究,验证了利用神经网络算法修复数据和提高远程监测数据利用率的可行性。 结果表明,NOx传感器露点保护过程会导致30%以上的NOx排放量未被统计;在露点保护期间,超过90%的数据显示车 辆速度低于 54 km/h、发动机冷却液温度低于 82 ℃、SCR入口温度低于 245 ℃、SCR出口温度低于 225 ℃。神经网络算 法可有效修复露点保护过程中失效的NOx测量值,对发动机原始排放和车辆尾管排放的累计排放量误差都在4%以内。     

Active coolant control strategies in automotive engines

The coolant flow rate in conventional cooling systems in automotive engines is subject to the mechanical water pump speed, and high efficiency in terms of fuel economy and exhaust emission is not possible given this limitation. A new technology must be developed for engine cooling systems. The electronic water pump is used as a substitute for the mechanical water pump in new engine cooling systems. The new cooling system provides more flexible control of the coolant flow rate and engine temperature, which previously relied strongly on engine driving conditions such as load and speed. In this study, the feasibility of two new cooling strategies was investigated using a simulation model that was validated with temperatures measured in a diesel engine. Results revealed that active coolant control using an electronic water pump and valves substantially contributed to a reduction of coolant warm-up time during cold engine starts. Harmful emissions and fuel consumption are expected to decrease as a result of a reduction in warm-up time.     

低电导率乙二醇冷却液使用性能研究

质子交换膜燃料电池发动机正常运行时会产生大量热,其中热量的95%由冷却介质带走,而冷却液中离子含量高会导致燃料电池发动机绝缘问题,因此要求冷却液具有高散热性、低的腐蚀速率、高的密封材料兼容性,行业内通常要求电导率小于5μS/cm,传统的冷却液(电导率大于2000μS/cm)不满足质子交换膜燃料电池的使用要求,无法直接使用。本文长期跟踪氢燃料电池车辆运营2万公里左右,对其冷却系统使用的低电导率乙二醇冷却液性能进行全面的跟踪及研究,主要包括冷却液消耗、冰点值,并解释其原理。通过本文的研究为燃料电池低电导率冷却液的开发、标准的制定及车辆的运营维护保养提供了数据支撑及理论指导。     

纯电动汽车非热泵型整车热管理系统的控制方法

基于V字形开发模式,开发了满足整车热管理需求的非热泵型整车热管理系统,取得了良好的改善效果。在此系统中采用了低温下的电机余热利用等改善措施,与目前电动汽车普遍采用的PTC电加热方式(不带电机余热)相比,能够显著地增加电动汽车低温续驶里程。     

一种整车环境散热器性能检测方法及模型

汽车散热器是汽车冷却系统的重要组成部分,使其内部的冷却液和通过其表面的空气进行热交换来降低冷却液温度,防止发动机过热而损坏,文章主要在整车环境条件下研究散热器在不同转速和不同迎面风速时的散热能力大小,并构建冷却液流量、散热器表面风速场及散热器散热系数的整车散热器散热模型。     

纯电动汽车主动进气格栅策略开发及能耗贡献量研究

介绍了一套完整的主动进气格栅整车热管理控制策略平台架构和开发流程,基于多款纯电动汽车试验验证,充分利用大数据研究、理论分析、高低温环境舱试验匹配等手段,完成了对主动进气格栅整车热管理控制策略的正向开发,并结合纯电动车型热泵空调系统完成了整车能耗贡献量对比试验分析。研究表明,新开发的主动进气格栅整车热管理策略在常温、低温环境下均有较好的节能收益,高温环境下可及时响应整车热管理系统的散热需求,同时具备平台化应用的可行性。     

纯电动汽车冬季续航优化技术

冬季续航低是纯电动车型最受关注的痛点问题。采用四通阀集成式热管理技术,高效热泵空调节能技术,可有效提升纯电动车型冬季续航表现,增强纯电动车型市场竞争力。本文介绍了某款纯电动车型四通阀及热泵空调布置结构、控制策略、中国乘用车行驶工况China light-duty vehicle test cycle for passenger car(CLTC-P)低温(-7℃)续航提升效果,具备技术领先性和推广价值。     

冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响研究

对某一高压共轨柴油机的冷却液流动特性和缸盖、缸套关键点温度进行了台架测试,为热分析提供边界条件;建立了缸盖-缸套-冷却水-机体流固耦合模型,应用流-固耦合传热方法,研究了冷却液流动均匀性对缸套热变形的影响,并优化了机体分水孔和缸盖上水孔的流动特性。结果表明:优化后的水套,各缸冷却不均匀性系数平均减小了9.78%;缸盖水套最高温度下降了8.64%,缸套最高温度下降了2.03%,缸套热变形最大值减小了1.10%。     

大气压力和冷却液温度对柴油机性能影响的试验研究

利用内燃机高海拔(低气压)模拟试验系统,研究了大气压力和冷却液温度对柴油机性能与燃烧特性的影响规律。试验结果表明:随着进气压力降低,柴油机最高燃烧压力下降,缸内平均温度大幅升高,燃烧始点推迟且持续期延长,后燃严重,燃烧过程未能及时释放热量,动力性能和燃料经济性下降明显;随着冷却液温度的升高,最高燃烧压力增大,燃烧始点提前且持续期略有延长,燃烧重心略微前移,燃烧放热率减小,且大气压力越低冷却液温度对柴油机燃烧过程的影响越明显。在高海拔(低气压)条件下,提高柴油机冷却液工作温度,可以明显减少冷却液散热量,提高柴油机的热-功转换效率,显著改善柴油机的高原动力性和经济性,同时柴油机热负荷升高幅度并不大。     

高压共轨柴油机高海拔热平衡模拟试验研究

在内燃机高海拔（低气压）模拟试验台上,对某高压共轨柴油机进行了模拟高原环境的热平衡试验,研究了海拔高度和冷却液温度对柴油机整机热流量分配的影响。结果表明：随着海拔的升高,转化为有效功的热量以及排气带走的热量逐渐下降,冷却液散热量逐渐增大,其他热量损失大幅增加;在相同海拔下,随着冷却液温度的升高,转化为有效功的热量和排气带走的热量逐渐增加,冷却液带走的热量大幅下降,其他热量损失明显增大;当海拔大于3000 m 后各项热流量分配的增幅或降幅变化更加明显。     

Experimental study on performance characteristics of cold storage heat exchanger for ISG vehicle

The ISG (Idle Stop and Go) system isvery useful in the automobile industry because it increases fuel consumption and reduces green house gas emissions. However, when the engine is on standby, the air-conditioning system does not work due to compressor inactivity, causing thermal discomfort to passengers. This study examines the thermal storage system, which is a cold storage heat exchanger integrated with a current evaporator. The experiments were conducted for an optimum cold storage heat exchanger design with various fin heights and densities, a number of stacking evaporator plates, refrigerant flow circuits inside the evaporator, and PCMs (Phase Change Materials) in the heat exchanger. The effects of coldness-release performance were examined with various ambient temperatures and air flow volume rates to the cold storage heat exchanger. The visualization of PCM’s freezing and melting was conducted with the cold storage heat exchanger. From the results, we found that the air discharge temperature of the air-conditioning system that was applied to the optimum cold storage heat exchanger was delayed around 540 seconds compared to the current air-conditioning system to reach 24 °C. Thus we can say that the cold storage heat exchanger integrated with an evaporator is an effective solution for ISG vehicles in maintaining thermal comfort in vehicle cabins during short engine stops.     

采用车厢底部出风的变频热泵空调在低温地区大巴车辆上的应用研究

纯电动大巴空调冬季制热是目前行业普遍关注的焦点问题,受大巴空调厂家技术影响,大部分电动空调热泵制热在环境温度0℃左右将无法启动,所以目前行业冬季制暖主要采用燃油炉或PTC加热方式。燃油炉与PTC加热能耗高,严重影响整车续航里程。热泵大巴空调可实现-15℃正常热泵制热,补气增焓技术可实现-25℃正常热泵制热。另外,在冬季制热时,暖风从上部的风道往下吹,大部分热风下不去,造成了车厢上部温度高,脚部温度过低,非常影响舒适性。通过从上部风口引一些风道到脚部的方式,提高车厢底部的热风循环,提高车厢热泵制热的舒适性,从而验证了大巴车厢底部出风对热泵空调制热效果的影响。综合上述,对热泵空调在低温地区冬季热泵制热效果及节能效果进行对比测试,通过对比热泵空调和电加热器的温升速率、耗电量和舒适性等参数,可得知热泵空调升温速度快、温控精度高、耗电量少,变频热泵空调更舒适、更节能。     

Heat exchanger/catalytic system for reducing the exhaust emissions from diesel engines

A system has been researched over the past 3 years for reducing the exhaust pollutants from diesel engines for light commercial vehicles. The system researched achieves Euro 6 standards for reduction of polluting gases (CO, HC, PM, NO). It consists of 4 main sections: 1. A heater and heat exchanger (HE); 2. A CO/HC oxidising catalyst (D°C); 3. Pt catalyst on a diesel particulate filter (DPF); 4. A NO reducing reaction (SCR) within the DPF. The system operates as follows. The exhaust gas contains oxidising gases, namely both O₂ and NO₂. The levels of CO and HC are oxidised by O₂ to CO₂ for temperatures above 200°C. Carbon (PM) is oxidised to CO₂ by NO₂ but requires a temperature above 250°C. The operating exhaust temperature of 300°C is ideal for the removal of NO by using the Pt catalyst and the CO generated within the DPF. The heater is required to be able to raise the exhaust temperature at any time to 300°C in order to optimise the performance of the system, since diesel engine exhaust temperatures vary between 160°C (slow speeds) to 350°C (high speeds). Considerable heat is required (??3 kW) to maintain the exhaust gas for a 2l engine at 300°C for engine idle conditions. Therefore a heat exchanger is required to re-circulate the input heat and thereby reduce the maximum power consumption to a maximum of 500W over the engine full operating test cycle. This energy is supplied by the engine battery and alternator. Experimental results have been obtained for the exhaust from a Kubota diesel engine and the reductions in exhaust emissions of 83% (CO/ HC), 58% (NOx) and 99% (PM) were obtained. The PM was continuously cleaned so that there was no build up of back pressure.     

车载动力电池液体冷却非线性优化方法研究

电动汽车动力电池散热需求会受到外部环境温度、风速和负载电流变化等因素的影响,如果不及时散热,动力电池的温度会迅速攀升,进而影响电动汽车的驾驶性和安全性。基于此提出一种锂离子电池非线性冷却优化方法。首先,通过对锂离子电池生热、散热机理分析,建立考虑传热系数随冷却液流速变化的锂离子电池集中热模型,通过电池特性测试试验确定电池内阻和熵热系数等热物性参数,并与AMESim模型对比,验证模型的有效性。然后,基于电池冷却系统非线性和易受负载电流变化影响的特征,提出一种考虑电池冷却系统的稳态特性以及参考变量前馈功能和闭环反馈消除静态误差机制的非线性冷却优化方法,并对其稳定性和鲁棒性进行研究。仿真结果表明:在NEDC-HWFET-US06组合工况下,非线性冷却优化方法调节下的电池温度与目标温度的最大偏差较PID方法减小了0.8 K,并且冷却过程的能耗降低了6.3%,具有更好的调节效果。     

非二元醇环保型发动机冷却液研究最新进展

介绍了原非二元醇型发动机冷却液和新型非二元醇型冷却液的种类,阐述了不同类型冷却液的特点,针对冷却液的毒性、冰点防护、腐蚀抑制、传热和成本等进行了分析,认为新型非二元醇型发动机冷却液在环保、防冻、防腐、传热等方面均具有良好的表现,同时兼具价格优势。讨论了非二元醇环保型发动机冷却液的应用前景和发展潜力。