汽车发动机舱散热组件布局仿真优化

鉴于由冷凝器、散热器和冷却风扇组成的汽车散热组件的布置直接影响整车的散热性能,本文中以提升进风量为目标,对某车型的冷凝器、散热器和冷却风扇三者间的距离关系进行优化。首先采用计算流体力学仿真,比较了冷凝器单独前移和冷凝器与散热器一同前移两种方案,发现后一种方案能更好地提升散热组件的进风量。然后采用正交试验方法,对冷凝器、散热器和冷却风扇的间距进行优化,获得散热组件的最佳布置方案。最后实车试验验证结果表明,与原车相比,优化后工况Ⅰ和工况Ⅱ下的散热器进风量分别提高了29.95%和4.54%,改善了整车的散热性能。     

汽车前端冷却模块空气侧热流场仿真与试验研究

为了研究封闭部分格栅和加装底护板对前端冷却模块性能的影响以及散热器空气侧热流场仿真结果与试验数据的相关性,建立了某排气前置车型的详细机舱热管理分析模型,应用多孔介质模型和旋转参考坐标系(Moving Reference Frame,MRF)方法建立了换热器和散热风扇的计算模型,对前端冷却模块空气侧流场和热场进行仿真并将部分仿真结果与试验数据进行了比较。分析结果表明,封闭部分格栅和加装底护板均能增加中冷器进风量;散热器前风速平均值、前部和后部的温度平均值与试验值相比误差均小于10%;考虑局部高温辐射并与机舱热流场的耦合模拟能大大提高热分析精度。     

汽车冷却风扇设计参数仿真优化

鉴于汽车冷却风扇的工作性能直接影响发动机舱的散热性能,本研究以全面提升散热器入口进风量和冷却风扇有效功率为优化目标,以实车为例,进行了冷却风扇轴向伸入距离、风扇与风扇罩径向间隙和风扇旋转中心偏移距离三个设计参数进行优化。首先采用计算流体力学(CFD)方法,单因素分析各个设计参数对散热器入口进风量和冷却风扇有效功率的影响规律。然后采用正交试验方法,对发动机舱散热性能的影响因素进行了研究,发现风扇与风扇罩径向间隙的变化相对于其他因素对发动机舱散热性能的影响更为显著,并获得了风扇设计参数的最佳组合方案。最后经过仿真验证结果表明,与原车模型相比,优化后在爬坡工况下散热器进风量提升了10.90%,风扇进风量提升了8.81%,风扇有效功率提升了12.22%,发动机表面温度降低了1.23℃,其结果有效地改善了发动机舱的散热性能。     

混合动力汽车镍氢电池组温度场研究

对混合动力汽车现有散热方案的电池组进行了温度场监测实验,分析了电池组温度分布和放电始终温度变化,发现电池组在放电前后温度不均匀性有扩大趋势,并且电池组整体温升较大。在此基础上,建立了电池组温度场理论模型,并进行了电池组温度分布仿真,提出了新的电池组散热方案,最后进行了实验验证。     

PHEV电池包热管理系统设计优化与仿真分析

为实现电池包热管理系统低能耗和高效率散热的目的,文章通过流体动力学（CFD）仿真及实验对某插电式混合动力汽车（PHEV）乘用车电池包热管理系统进行优化研究。电池包热管理系统采用液冷散热,流场压力损失设计目标值为27kPa。初始方案中,流场压力损失实测值约为60 kPa,CFD仿真分析表明,液冷系统流场进出口是产生压力损失的主要部件;采用增大进出口管径的方法对液冷系统进行优化,仿真和实验结果表明,优化后的液冷系统压力损失减小至26 kPa左右;液冷系统流场优化后,对电池包散热特性进行仿真和实验分析,结果表明,在67.6 kW工况下电池包最高温度为53.2℃,低于目标值55℃。综合分析可以得出结论,优化后的电池包液冷系统各项指标达到目标状态。     

基于中心组合设计的主动进气格栅多开度控制模型的建立

本文中对一种基于冷却需求预测进行AGS多开度控制的新方法的研究。首先通过建立发动机舱热管理模型,对发动机散热和冷却需求进行理论分析,提出能满足冷却系统对进风量的实时需求的格栅多开角度控制算法。接着,引入中心组合设计法设计标定方案并采用二次多项式回归方程建立车速-格栅开度-风扇状态的3因素风量预测模型。最后进行实车试验。结果表明,该方法能实时满足整车冷却需求,优化标定方案,有效降低汽车行驶阻力,提升燃油经济性。     

汽车发动机冷却风扇对机舱热管理影响的研究

文章应用CFD软件STAR CCM+及AMEsim研究了汽车发动机冷却风扇对机舱热管理的影响,在建立三维整车热管理系统数值模型的同时,建立了发动机冷却系统一维仿真模型。得到了车辆在不同转速和车速下散热器和冷凝器的进风量,分析了不同车速下,发动机冷却风扇转速与冷却模块进风量之间的关系,以及散热器进风量对发动机冷却液水温的影响。结果表明:随着车速的提高,风扇转速对散热器进气量的影响逐渐降低。当车速小于60km/h时,风扇转速对散热器进气量的增加有明显的作用;结合车辆开发性能要求,通过一维、三维联合仿真确定了该车辆发动机冷却风扇的合理转速,并且验证了所选风扇转速的合理性和可靠性。     

新能源汽车热管理研究综述

随着新能源汽车的不断普及,为了解决新能源汽车在冬季和夏季的续航里程和热安全问题,需要对新能源汽车进行热管理。新能源汽车热管理的内容包括冬季座舱制热、夏季座舱制冷、电池冷却加热、电机散热和功率电子部件散热。文章阐述了新能源汽车空调的常见方案以及电池、电机热管理的方案,分析了各种方案的优缺点,对新能源汽车热管理技术研究开发具有一定的指导意义。     

不同工况下电动汽车冷板液冷系统散热性能试验研究

对采用冷板液冷方式的电动汽车液冷系统进行了试验研究,分析不同水冷板流径、进液流量和环境温度对其散热性能的影响。结果表明:随着进液流量增加,液冷系统的散热性能呈现先提高后降低的趋势;不论何种流径方案,都有一个最佳进液流量(单进单出为350L/h,双进双出为450L/h),使最高温升和内部最大温差都达到最小;采用双进双出流径方案时,随着环境温度的升高,最高温升减小,而内部最大温差增大;与单进单出流径相比,双进双出流径液冷系统的电池模块最高温升和内部最大温差均明显降低,散热效率得到提高;在环境温度不高于35℃,采用350～450L/h的进液流量,双进双出流径方案的散热性能完全满足设计要求。     

某混合动力车型热管理系统开发与研究

混合动力车辆热管理系统是确保车辆电机、电池、控制器、发动机处于最佳工作温区系统,并在极限工况下处于许用工作温区的系统。文章以某在研混合动力车型为研究对象,通过对电机、电池、控制器和发动机的散热需求进行分析,设计了覆盖三温区的热管理系统循环回路。文章基于一维仿真软件Flowmaster和CFD软件STAR-CCM+对系统在设计工况的性能进行了仿真分析,确保各单元在设计工况运作时散热良好。文章对充电时热管理系统对电池降温需求的响应速率进行了分析,以防止充电过程中热累积引起热失控的发生,并提出了影响响应速率的关键因素和改善方法。     

基于响应面模型的智能台架供风系统开发

为解决瞬态工况下,汽车主动进气格栅（AGS）开度及风扇转速实时调整,换热器进风量时刻改变,热管理测试台架风机无法实时为换热器提供精准瞬态供风这一问题,应用计算流体力学（CFD）仿真技术,分析了换热器进风量与车速、AGS开度及风扇转速之间的关系,并构建了数学模型,模型预测误差小于6.6%。将该模型置于CANOE设备中,与VN1640设备及风机系统连接,可实时采集车速、AGS开度及风扇转速CAN信号,计算换热器进风量,从而控制风机输出相应风量,实现了台架风机为换热器提供精准、实时供风这一目标。     

混合动力变速器的系统热管理分析与控制

基于实际的混合动力车辆与其搭载的混合动力变速器系统,通过对各种工况下系统热管理计算和模拟分析,得出各工况下的平衡温度场模型.根据整机的系统控制目标和对实际温度的监控,对热管理系统进行了改进和控制,最终将变速器的油温尽可能控制在较合理的范围内,既保证了电机及其控制元件的冷却要求,又保证了变速器的传动效率.     

考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略

为提升高温环境下电源系统的综合效率,通过分析电动汽车热管理和能耗模型,提出一种考虑电池热管理的复合电源电动汽车功率分配控制策略,并在CATC、NEDC工况下分别与单一电源电动汽车和采用常规策略的复合电源电动汽车进行对比仿真。结果表明,相对于单一电源,采用复合电源方案的电动汽车电源系统能量回馈提升3.6%以上,综合能耗降低3.3%以上,电池最终温度下降3.51℃以上;相对于采用常规策略的复合电源电动汽车,考虑电池热管理的复合电源功率分配控制策略提升超级电容参与度,使复合电源系统能量回馈提升1.8%左右,综合能耗降低1.2%左右,电池最终温度降低1.25℃左右,从而验证了该策略的有效性。     

汽车虚拟组合仪表散热分析

为满足汽车虚拟组合仪表的散热要求,良好的结构和热设计必不可少。文章首先介绍了虚拟组合仪表的组成,然后综合考虑设备内部空间的限制,基于理论分析,确定了自然散热和辐射散热的散热方案。最后利用Flo EFD软件并结合工程实际,对散热模型进行了仿真分析,得到了虚拟组合仪表内部器件的温度分布云图。结果表明,汽车虚拟组合仪表内部器件的最高温度满足使用要求,验证了整体结构和散热方案的可行性。     

基于CFD的电池散热模型仿真和分析

电动汽车内电池组热管理十分重要,能够及时将热量散发出去保持电池包温度的稳定,就能在很大程度上解决电动汽车自燃爆炸的问题。论文设计一种电池风冷散热结构,通过对串行及并行风道进行一系列的优化设计,得出一种散热性更好的散热结构。通过ANSYS Fluent软件进行建模及仿真分析,通过附加散热孔、改进进风口位置及倾角进行结构优化,结果表明进风口倾角为8°时散热性及结构最优,其生热情况为在1 C充电倍率下电池组最大温差为3.9℃,最高温度为33.7℃,最低温度为29.8℃。     

某MPV车型进气格栅开口角度的仿真分析

为研究某MPV车型进气格栅开口角度对整车风阻性能和发动机舱散热性能的影响规律,本研究采用CFD数值仿真对某MPV车型在不同车速和不同进气格栅开口角度下分别进行仿真,分析进气格栅不同开口角度对整车风阻系数、发动机舱内流阻力和散热器进风量的影响。仿真结果表明:进气格栅全关状态相对于全开状态,整车风阻系数可有效降低3.37%;随着进气开口角度的增大,不同车速下发动机舱内流阻力均呈现出先逐步增大后趋于稳定的变化规律;中高速工况下,格栅开口角度过大会导致发动机舱上方部分区域出现气流漩涡现象,中冷器下方冷却气流出现大量逃逸现象,结果导致散热器进风量降低。仿真分析结果为整车开发前期提供了一定的指导意见。     

基于双场耦合的发动机舱内流场散热分析与结构改进

针对汽车发动机舱内由于热量富集和结构拥挤而导致散热困难的问题,提出了双场耦合强化散热原理,并用于指导某款汽车的发动机舱内散热问题的分析与结构改进。首先,基于对流换热场协同理论,论述了发动机舱内高温部件强化散热的空气速度与温度梯度的0°夹角原则,并据此根据自然对流换热下的温度场分布特征,推导了入流空气速度的"辐射状"优化方向;然后,针对某款汽车发动机舱内排气歧管散热不足问题,基于"辐射状"优化方向进行舱内流场散热分析和结构改进研究,确定了"散热器-风扇"导流罩组合的结构改进方案。最终结果表明,排气歧管对流换热系数提高了37.5%,表面平均温度降低了24.4%,周围局部高温消除,解决了舱内散热不足问题。     

车用动力电池热防护与散热集成研究

针对车用动力电池组存在散热与热失控防护设计需求不一致的问题,提出了在电池组内交替安置隔热板与热管的集成热管理方案。利用Matlab/Simulink仿真软件以方形三元锂离子电池为对象建立电池组仿真模型,通过对比分析4种热管理方案在正常和热失控两种工况下的性能优劣,验证此集成系统散热和热防护性能的可靠性。结果表明,此集成系统热管理性能明显优于单一的热管冷却系统或热防护装置,不仅可以有效提高电池组散热能力,改善电池组内部温度分布均匀性,同时能够延缓热失控传播,提高电池组运行安全性。     

混动车辆变速箱油温预估模型分析

变速箱的性能与变速箱油温有着必然的关系,对于目前一些混动车辆,变速箱挡位只有一个,不存在换挡的工况,也无离合器,所以挡位切换过程中由于滑摩产生的热量在此混动车辆上不存在。对于此种混动架构车辆,为降低整车制造成本,开发了一种变速箱油温预估的控制模型,覆盖了变速箱油热量产生和散热的多个方面,再通过实车的数据标定匹配,路试比较预估温度和油温传感器实际数据,两者温差可以控制在10℃以内,取得了不错的试验效果,满足开发要求。     

排气早开角对低散热Atkinson循环汽油机能量分配的影响

基于GT-Power软件建立某增压汽油机仿真模型,并通过试验验证模型的准确性。优化原模型配气机构,设计包角更大的进气凸轮以实现Atkinson循环,设计多组排气凸轮以得到20°~80°范围内的多个排气早开角(θ_(EVO)),改变传热模型实现缸内的低散热条件,模拟分析了1 500 r/min,40%负荷时,θ_(EVO)对低散热前后Atkinson循环增压汽油机能量分配的影响。结果表明:常规散热条件下,该汽油机的燃油经济性在θ_(EVO)为60°~70°范围内时较佳,而低散热条件下,该汽油机的燃油经济性在θ_(EVO)为50°~60°范围内时较佳;降低传热系数后,该汽油机散热损失的能量大幅减少,由此减少的能量在不同θ_(EVO)下转化为指示功的比例不同,θ_(EVO)为55°时转化比例为17.4%,此时指示热效率与原机相比提高了6.58%;而常规散热条件下Atkinson循环增压汽油机的指示热效率只比原机高3.79%,说明结合低散热技术能进一步增强Atkinson循环的节能效果。