整車熱系統(tǒng)集成

1、整車熱系統(tǒng)集成整車熱系統(tǒng)集成 1.整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)集成動力總成冷卻系統(tǒng)集成 3. 整車熱管理整車熱管理 1. 整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述 1.1 中國整車熱系統(tǒng)開發(fā)的發(fā)展歷程中國整車熱系統(tǒng)開發(fā)的發(fā)展歷程 1. 整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述 1.2 整車熱系統(tǒng)研究范圍整車熱系統(tǒng)研究范圍 整車熱系統(tǒng) 汽車空調(diào)系統(tǒng) 動力總成冷卻系統(tǒng) 整車熱管理 1.3 汽車熱系統(tǒng)發(fā)展趨勢汽車熱系統(tǒng)發(fā)展趨勢 1. 整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述 1.4 1.4 集成的價值集成的價值 1. 整車熱系統(tǒng)集成概述整車熱系統(tǒng)集成概述 動力總成冷卻系統(tǒng)設(shè)計輸入

2、 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2.1 動力總成散熱量輸入動力總成散熱量輸入 2.1.1 動力總成輸入動力總成輸入 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 動力總成冷卻系統(tǒng) 2.1.2 渦輪增壓器冷卻渦輪增壓器冷卻 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 發(fā)動機(jī)及渦輪增壓器冷卻需求 關(guān)注發(fā)動機(jī)新技術(shù)對散熱量的影響：PFISIDI 集成式排氣管 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2.1.3 變速箱冷卻需求變速箱冷卻需求 液力變矩器損失：受變速箱標(biāo)定影響大 油泵損失 其它損失：齒輪攪油 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2.2 銷售區(qū)域

3、銷售區(qū)域 氣溫：熱區(qū)，中等區(qū)域，冷區(qū) 車速：最高車速要求（德國） 坡度：最大坡度 l 各區(qū)域冷卻系統(tǒng)工作的最惡劣工況 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) l 中東？撒哈拉？歐洲？中東？撒哈拉？歐洲？ 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) l 溫度調(diào)研溫度調(diào)研 月最高平均氣溫 2.3 整車負(fù)荷整車負(fù)荷 l 該車輛設(shè)計的最大工作負(fù)荷 滿載車重：中高速爬坡的主要負(fù)荷 風(fēng)阻系數(shù)：高速平路行駛的主要負(fù)荷 輪胎滾阻 車速：項目定義的最高車速（斷油控制） 拖車：項目定義的拖車重量（歐洲？北美？） 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2.4 框架尺寸框架尺寸

4、l 允許的情況下，盡量爭取大迎風(fēng)面積 有利于換熱器減薄設(shè)計，降低重量 有利于降低風(fēng)扇功率，降低成本和能耗 有利于增加設(shè)計帶寬，動力總成升級時避免車身改動 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 2.5 能耗需求能耗需求 l 降低能耗需求 油耗需求 成本需求 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 風(fēng)扇功率降低 發(fā)電機(jī)功率降低 電池功率降低 l 降低能耗需求的方法 增大前格柵開口面積 調(diào)整格柵開口位置，盡可能正投影到換熱器 改善氣流導(dǎo)向 降低換熱器風(fēng)阻 降低發(fā)動機(jī)艙背壓 增大換熱器迎風(fēng)面積 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 格柵開口正投影到換熱器 改善密封，增加導(dǎo)流板 整車阻力 = 風(fēng)阻

5、+ 滾阻 + 坡道阻力 風(fēng)阻系數(shù) 橫截面積 滾阻系數(shù) 車重 坡度 車重 發(fā)動機(jī)功率 = 動力 + 傳遞損失 + 附件損失 風(fēng)阻系數(shù) 橫截面積 滾阻系數(shù) 車重 坡度 車重 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 冷卻系 統(tǒng)能力 動力總成功率扭矩 變速箱速比/換擋圖 整車負(fù)荷/阻力 發(fā)動機(jī)臺架數(shù)據(jù) 渦輪增壓器散熱 變速箱散熱 整車 工作 點(diǎn) 動力 總成 散熱 量 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 冷卻系統(tǒng)耦合設(shè)計 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) l 框架尺寸一定 強(qiáng)化某一換熱器設(shè)計會影響其它部件 單個部件本身也存在耦合設(shè)計需求 多工況耦合設(shè)計 內(nèi)阻VS流量

6、 風(fēng)阻VS風(fēng)量 各工況均需滿足性能需求 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) l 風(fēng)扇 單雙風(fēng)扇 有刷，無刷 材料：尼龍，PP 壓頭VS風(fēng)阻：高低負(fù)荷，日歐壓頭差別 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)耦合設(shè)計 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) l 帶中冷器的冷卻模塊結(jié)構(gòu) 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻要求 保護(hù)要求 動力性要求加速：啟動/加速/全油門 l 壓縮機(jī)切斷控制 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)控制 水溫過高 空調(diào)壓力過高 空調(diào)壓力過低 轉(zhuǎn)速過高 電壓過高 電壓過低 l 壓縮機(jī)切斷控制 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)

7、控制 2. 動力總成冷卻系統(tǒng)動力總成冷卻系統(tǒng) 動力總成散熱 效率 系統(tǒng)充注 空間尺寸 風(fēng)量 性能 NVH 動力總成降低高負(fù)荷下的散熱 冷卻系統(tǒng)在工廠或售后充注 降低空間尺寸占用 提高風(fēng)量利用率 滿足各部件冷卻需求 降低噪音振動 降低電量消耗 整車熱管理研究 整車熱管理不研究 3. 整車熱管理整車熱管理 由動力總成產(chǎn)生的熱量分布，從而采取措施避免整車各零件超過溫度限 值導(dǎo)致耐久性影響、損壞乃至燃燒 太陽輻射導(dǎo)致的溫度變化； 零部件內(nèi)部自身產(chǎn)熱。 3. 整車熱管理整車熱管理 3. 整車熱管理整車熱管理 影響零件熱可靠性的主要因素 零件材料特性：除密度、熱傳導(dǎo)率、比熱等基本特性外，還要考慮 在長期置

8、于不同溫度下對零件的影響 零件工作或所處的溫度：包含車速、負(fù)荷、環(huán)境溫度等條件 零件在對應(yīng)的運(yùn)行條件的時間、頻次等：工況VS時間/頻次 3. 整車熱管理整車熱管理 材料分類 金屬材料 非金屬材料 負(fù)荷材料 黑色金屬及合金 有色金屬及合金 有機(jī)材料 無機(jī)材料 3. 整車熱管理整車熱管理 例SAE J1128/ISO 6722-Low Voltage Primary Cable 3. 整車熱管理整車熱管理 本質(zhì)是研究不同工況下，三者平衡和變化 熱量產(chǎn)生速率 熱量被空氣帶 著速率 熱量在零件集 聚的速率 3. 整車熱管理整車熱管理 l 零件溫度VS運(yùn)行工況 環(huán)境條件 整車負(fù)荷 車速 風(fēng)扇狀態(tài) 時間長

9、度 3. 整車熱管理整車熱管理 l 考核工況 大量數(shù)據(jù)采集確定本地區(qū)的駕駛工況 3. 整車熱管理整車熱管理 l 發(fā)動機(jī) 最大熱源 機(jī)油或水溫過高會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)過熱 關(guān)注發(fā)動機(jī)高負(fù)荷怠速熄火后，缺乏空氣流動帶來的 對周邊零件的影響；渦輪增壓發(fā)動機(jī)尤甚 3. 整車熱管理整車熱管理 l 發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)（370-700） 常規(guī)行駛工況，約三分之一的能量通過排氣系統(tǒng) 主要的輻射源 關(guān)注與周邊零件的距離 3. 整車熱管理整車熱管理 l 前段冷卻模塊（100C） 冷凝器，中冷器，油冷器和水箱的部分熱量，隨空氣進(jìn)入發(fā)動 機(jī)艙 冷卻模塊帶走動力總成和空調(diào)系統(tǒng)的熱量，但熱空氣可能會導(dǎo) 致發(fā)動機(jī)艙內(nèi)電池、電子模塊等溫度超標(biāo) 3. 整車熱管理整車熱管理 l 隔熱罩的使用 3. 整車熱管理整車熱管理 l