整车热系统集成课件

整车热系统集成整车热系统集成1.整车热系统集成概述2.动力总成冷却系统集成3.整车热管理1.整车热系统集成概述2.动力总成冷却系统集成3.整车热1.整车热系统集成概述1.1中国整车热系统开发的发展历程1.整车热系统集成概述1.1中国整车热系统开发的发展历程1.整车热系统集成概述1.2整车热系统研究范围整车热系统汽车空调系统动力总成冷却系统整车热管理1.整车热系统集成概述1.2整车热系统研究范围整车热系统1.3汽车热系统发展趋势

1.整车热系统集成概述1.3汽车热系统发展趋势1.整车热系统集成概述1.4集成的价值1.整车热系统集成概述1.4集成的价值1.整车热系统集成概述动力总成冷却系统设计输入2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统设计输入2.动力总成冷却系统2.1动力总成散热量输入2.1.1动力总成输入

2.动力总成冷却系统2.1动力总成散热量输入2.动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统2.1.2涡轮增压器冷却2.动力总成冷却系统2.1.2涡轮增压器冷却2.动力总成冷却系统发动机及涡轮增压器冷却需求关注发动机新技术对散热量的影响：PFI→SIDI集成式排气管2.动力总成冷却系统发动机及涡轮增压器冷却需求关注发动机新技术对散热量的影响：P2.1.3变速箱冷却需求液力变矩器损失：受变速箱标定影响大油泵损失其它损失：齿轮搅油……2.动力总成冷却系统2.1.3变速箱冷却需求2.动力总成冷却系统2.2销售区域气温：热区，中等区域，冷区车速：最高车速要求（德国）坡度：最大坡度各区域冷却系统工作的最恶劣工况2.动力总成冷却系统2.2销售区域气温：热区，中等区域，冷区各区域冷却系统中东？撒哈拉？欧洲？2.动力总成冷却系统中东？撒哈拉？欧洲？2.动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统温度调研月最高平均气温2.动力总成冷却系统温度调研月最高平均气温2.3整车负荷该车辆设计的最大工作负荷满载车重：中高速爬坡的主要负荷风阻系数：高速平路行驶的主要负荷轮胎滚阻车速：项目定义的最高车速（断油控制）拖车：项目定义的拖车重量（欧洲？北美？）2.动力总成冷却系统2.3整车负荷该车辆设计的最大工作负荷满载车重：中高速爬坡2.4框架尺寸允许的情况下，尽量争取大迎风面积有利于换热器减薄设计，降低重量有利于降低风扇功率，降低成本和能耗有利于增加设计带宽，动力总成升级时避免车身改动2.动力总成冷却系统2.4框架尺寸允许的情况下，尽量争取大迎风面积有利于换热器2.5能耗需求降低能耗需求油耗需求成本需求2.动力总成冷却系统风扇功率降低发电机功率降低电池功率降低2.5能耗需求降低能耗需求油耗需求2.动力总成冷却系统风降低能耗需求的方法增大前格栅开口面积调整格栅开口位置，尽可能正投影到换热器改善气流导向降低换热器风阻降低发动机舱背压增大换热器迎风面积2.动力总成冷却系统格栅开口正投影到换热器改善密封，增加导流板降低能耗需求的方法增大前格栅开口面积2.动力总成冷却系统格整车阻力=风阻+滚阻+坡道阻力风阻系数横截面积滚阻系数车重坡度车重发动机功率=动力+传递损失+附件损失风阻系数横截面积滚阻系数车重坡度车重2.动力总成冷却系统冷却系统设计整车阻力=风阻+滚阻+坡道阻力风阻系数滚阻系数坡冷却系统能力动力总成功率扭矩变速箱速比/换挡图整车负荷/阻力发动机台架数据涡轮增压器散热变速箱散热整车工作点动力总成散热量2.动力总成冷却系统冷却系统设计冷却系统能力动力总成功率扭矩发动机台架数据整车工作点动力总成冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统框架尺寸一定强化某一换热器设计会影响其它部件单个部件本身也存在耦合设计需求多工况耦合设计内阻VS流量风阻VS风量各工况均需满足性能需求2.动力总成冷却系统框架尺寸一定强化某一换热器设计会影响其它部件内阻VS流量2.风扇单双风扇有刷，无刷材料：尼龙，PP压头VS风阻：高低负荷，日欧压头差别2.动力总成冷却系统风扇单双风扇2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统带中冷器的冷却模块结构2.动力总成冷却系统带中冷器的冷却模块结构2.动力总成冷却系统冷却要求保护要求动力性要求加速：启动/加速/全油门压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制水温过高空调压力过高空调压力过低转速过高电压过高电压过低冷却要求压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制水温压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制2.动力总成冷却系统动力总成散热效率系统充注空间尺寸风量性能NVH动力总成降低高负荷下的散热冷却系统在工厂或售后充注降低空间尺寸占用提高风量利用率满足各部件冷却需求降低噪音振动降低电量消耗2.动力总成冷却系统动力总成散热效率系统充注空间尺寸风量性整车热管理研究整车热管理不研究3.整车热管理由动力总成产生的热量分布，从而采取措施避免整车各零件超过温度限值导致耐久性影响、损坏乃至燃烧太阳辐射导致的温度变化；零部件内部自身产热。整车热管理研究3.整车热管理由动力总成产生的热量分布，从而3.整车热管理3.整车热管理3.整车热管理影响零件热可靠性的主要因素零件材料特性：除密度、热传导率、比热等基本特性外，还要考虑在长期置于不同温度下对零件的影响零件工作或所处的温度：包含车速、负荷、环境温度等条件零件在对应的运行条件的时间、频次等：工况VS时间/频次3.整车热管理影响零件热可靠性的主要因素零件材料特性：除密3.整车热管理材料分类金属材料非金属材料负荷材料黑色金属及合金有色金属及合金有机材料无机材料3.整车热管理材料分类金属材料黑色金属及合金3.整车热管理例SAEJ1128/ISO6722-LowVoltagePrimaryCable3.整车热管理例SAEJ1128/ISO6722-Lo3.整车热管理本质是研究不同工况下，三者平衡和变化热量产生速率热量被空气带着速率热量在零件集聚的速率3.整车热管理本质是研究不同工况下，三者平衡和变化热量产生3.整车热管理零件温度VS运行工况环境条件整车负荷车速风扇状态时间长度3.整车热管理零件温度VS运行工况环境条件3.整车热管理考核工况大量数据采集确定本地区的驾驶工况3.整车热管理考核工况大量数据采集确定本地区的驾驶工况3.整车热管理发动机最大热源机油或水温过高会导致发动机过热关注发动机高负荷怠速熄火后，缺乏空气流动带来的对周边零件的影响；涡轮增压发动机尤甚3.整车热管理发动机最大热源3.整车热管理发动机排气系统（370-700℃）常规行驶工况，约三分之一的能量通过排气系统主要的辐射源关注与周边零件的距离3.整车热管理发动机排气系统（370-700℃）常规行驶工3.整车热管理前段冷却模块（~100°C）冷凝器，中冷器，油冷器和水箱的部分热量，随空气进入发动机舱冷却模块带走动力总成和空调系统的热量，但热空气可能会导致发动机舱内电池、电子模块等温度超标3.整车热管理前段冷却模块（~100°C）冷凝器，中冷器，3.整车热管理隔热罩的使用3.整车热管理隔热罩的使用3.整车热管理整车热管理建议前期介入CFD模拟实车测试试验和模拟比对，经验总结间隙控制：前期输入有限的情况下，进行关键零件的热间隙检查，保证至少有后备方案参与到动力总成的早期设计及早收集讨论关键零件的耐温要求输入参数具备的情况下，CFD模拟是有效手段各工况扫描，整理数据，问题解决3.整车热管理整车热管理建议前期介入间隙控制：前期输入有限整车热系统集成整车热系统集成1.整车热系统集成概述2.动力总成冷却系统集成3.整车热管理1.整车热系统集成概述2.动力总成冷却系统集成3.整车热1.整车热系统集成概述1.1中国整车热系统开发的发展历程1.整车热系统集成概述1.1中国整车热系统开发的发展历程1.整车热系统集成概述1.2整车热系统研究范围整车热系统汽车空调系统动力总成冷却系统整车热管理1.整车热系统集成概述1.2整车热系统研究范围整车热系统1.3汽车热系统发展趋势

1.整车热系统集成概述1.3汽车热系统发展趋势1.整车热系统集成概述1.4集成的价值1.整车热系统集成概述1.4集成的价值1.整车热系统集成概述动力总成冷却系统设计输入2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统设计输入2.动力总成冷却系统2.1动力总成散热量输入2.1.1动力总成输入

2.动力总成冷却系统2.1动力总成散热量输入2.动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统动力总成冷却系统2.1.2涡轮增压器冷却2.动力总成冷却系统2.1.2涡轮增压器冷却2.动力总成冷却系统发动机及涡轮增压器冷却需求关注发动机新技术对散热量的影响：PFI→SIDI集成式排气管2.动力总成冷却系统发动机及涡轮增压器冷却需求关注发动机新技术对散热量的影响：P2.1.3变速箱冷却需求液力变矩器损失：受变速箱标定影响大油泵损失其它损失：齿轮搅油……2.动力总成冷却系统2.1.3变速箱冷却需求2.动力总成冷却系统2.2销售区域气温：热区，中等区域，冷区车速：最高车速要求（德国）坡度：最大坡度各区域冷却系统工作的最恶劣工况2.动力总成冷却系统2.2销售区域气温：热区，中等区域，冷区各区域冷却系统中东？撒哈拉？欧洲？2.动力总成冷却系统中东？撒哈拉？欧洲？2.动力总成冷却系统2.动力总成冷却系统温度调研月最高平均气温2.动力总成冷却系统温度调研月最高平均气温2.3整车负荷该车辆设计的最大工作负荷满载车重：中高速爬坡的主要负荷风阻系数：高速平路行驶的主要负荷轮胎滚阻车速：项目定义的最高车速（断油控制）拖车：项目定义的拖车重量（欧洲？北美？）2.动力总成冷却系统2.3整车负荷该车辆设计的最大工作负荷满载车重：中高速爬坡2.4框架尺寸允许的情况下，尽量争取大迎风面积有利于换热器减薄设计，降低重量有利于降低风扇功率，降低成本和能耗有利于增加设计带宽，动力总成升级时避免车身改动2.动力总成冷却系统2.4框架尺寸允许的情况下，尽量争取大迎风面积有利于换热器2.5能耗需求降低能耗需求油耗需求成本需求2.动力总成冷却系统风扇功率降低发电机功率降低电池功率降低2.5能耗需求降低能耗需求油耗需求2.动力总成冷却系统风降低能耗需求的方法增大前格栅开口面积调整格栅开口位置，尽可能正投影到换热器改善气流导向降低换热器风阻降低发动机舱背压增大换热器迎风面积2.动力总成冷却系统格栅开口正投影到换热器改善密封，增加导流板降低能耗需求的方法增大前格栅开口面积2.动力总成冷却系统格整车阻力=风阻+滚阻+坡道阻力风阻系数横截面积滚阻系数车重坡度车重发动机功率=动力+传递损失+附件损失风阻系数横截面积滚阻系数车重坡度车重2.动力总成冷却系统冷却系统设计整车阻力=风阻+滚阻+坡道阻力风阻系数滚阻系数坡冷却系统能力动力总成功率扭矩变速箱速比/换挡图整车负荷/阻力发动机台架数据涡轮增压器散热变速箱散热整车工作点动力总成散热量2.动力总成冷却系统冷却系统设计冷却系统能力动力总成功率扭矩发动机台架数据整车工作点动力总成冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统框架尺寸一定强化某一换热器设计会影响其它部件单个部件本身也存在耦合设计需求多工况耦合设计内阻VS流量风阻VS风量各工况均需满足性能需求2.动力总成冷却系统框架尺寸一定强化某一换热器设计会影响其它部件内阻VS流量2.风扇单双风扇有刷，无刷材料：尼龙，PP压头VS风阻：高低负荷，日欧压头差别2.动力总成冷却系统风扇单双风扇2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统冷却系统耦合设计2.动力总成冷却系统带中冷器的冷却模块结构2.动力总成冷却系统带中冷器的冷却模块结构2.动力总成冷却系统冷却要求保护要求动力性要求加速：启动/加速/全油门压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制水温过高空调压力过高空调压力过低转速过高电压过高电压过低冷却要求压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制水温压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制压缩机切断控制2.动力总成冷却系统冷却系统控制2.动力总成冷却系统动力总成散热效率系统充注空间尺寸风量性能NVH动力总成降低高负荷下的散热冷却系统在工厂或售后充注降低空间尺寸占用提高风量利用率满足各部件冷却需求降低噪音振动降低电量消耗2.动力总成冷却系统动力总成散热效率系统充注空间尺寸风量性整车热管理研究整车热管理不研究3.整车热管理由动力总成产生的热量分布，从而采取措施避免整车各零件超过温度限值导致耐久性影响、损坏乃至燃烧太阳辐射导致的温度变化；零部件内部自身产热。整车热管理研究3.整车热管理由动力总成产生的热量分布，从而3.整车热管理3.整车热管理3.整车热管理影响零件热可靠性的主要因素零件材料特性：除密度、热传导率、比热等基本特性外，还要考虑在长期置于不同温度下对零件的影响零件工作或所处的温度：包含车速、负荷、环境温度等条件零件在对应的运行条件的时间、频次等：工况VS时间/频次3.整车热管理影响零件热可靠性的主要因素零件材料特性：除密3.整车热管理材料分类金属材料非金属材料负荷材料黑色金属及合金有色金属及合金有机材料无机材料3.整车热管理材料分类金属材料黑色金属及合金3.整车热管理例SAEJ1128/ISO6722-LowVoltagePrimaryCable3.整车热管理例SAEJ1128/ISO6722-Lo3.整车热管理本质是研究不同工况下，三者平衡和变化热量产生速率热量被