整车热管理系统研究PPT课件

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4. 优化匹配计算分析
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** 空调循环示意图
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** 空调循环过程
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** 空调和车辆冷却模型
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** 冷却系统和空调的模拟计算模型
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** 空调系统模型
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2. 冷却零部件
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1）散热器（水箱） 热功率特性曲线
（Nesselt数与Reynold数和Prandt数之间的关系）
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** 散热器工作点与车辆运行工况点的对应关系
（由此可以进行散热器工况点优化）
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2）风扇特性曲线
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** 测量的和无量纲化阻力特性曲线
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** 冷却水泵和风扇在全耦合时对油耗的影响
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** 风扇特性测量试验台
在PKW和LKW中，风扇的耗能是不一样的，PKW可以忽略，但是 在LKW中需要特别重视。
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** 风扇试验台和数据处理
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** 风扇运行工况点确定
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** 考虑通过风扇功率变化适应发动机运行工况点变动的 模拟计算模型
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** 粘性风扇
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** 风扇接合控制策略
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** 风扇接合控制策略
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** 耦合器的结合和脱离转速
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** 粘性耦合器的结合特性
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** 粘性耦合器和风扇扭矩特性场
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** 压力与空气流关系
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** 风扇功率与流率的关系
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2） 动态模型 （1）质量模型
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** 按照最高车速（250km/h）设计冷却系统时，在低速 全负荷加速时出现短暂的冷却能力不足
状态：通过无级变速箱使得发动机在优化的功率范围内加速
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** 2-质量发动机模型
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** 4-质量模型
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** 发动机模拟计算模型
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** 发动机模拟计算模型
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4） 动态模型验证
所有动态模拟计算都需要试验支持
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** 基本标定的散热特性（测量和模拟计算）
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** 在突然爬坡14.5%，车速66km/h时温度上升变化情况
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** 验证—循环加速和刹车，120km/h 后等速行驶
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** 在负荷跳跃式交变时的冷却水温度变化过程
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整车热管理系统研究
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** 整车热管理
• 车辆热管理系统(VTMS, Vehicle Thermal Management System) -- 整车的流场研究。主要研究发动机舱的冷却系统和驾 驶室（车厢）的人员环境的舒适性。
• 发动机热管理系统（ETMS, Engine Thermal Management System) 主要是以冷却介质流动为基础，研究在提高发动机 的冷却能力的同时，保持发动机良好的动力性、经济性、 排放性能和可靠性。 同时还涉及到发动机冷却系统零部件的设计。
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** 与热管理相关的车辆子系统
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** 汽车热管理开发过程
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** 热管理模拟的各个部分
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** 目前在用软件
Kuli： 特点： -- 整车和发动机开发中心开发的软件，实用 -- 整体考虑整车、发动机、冷却系统（散热器、热交换器、
风扇）零部件，可以在热管理平台上优化各系统和零部件 -- 技术支持：Magna中国技术中心
零部件厂
发动机厂
整车厂
整车热管理平台开发和研究
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** 热管理—不同的冷却系统模型（参数和边界条件）
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1. 整车设计
1） 冷却空气侧建模 （1）空气侧模型
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** 乘用车冷却空气流动模型
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** 冷却空气外流场参数定义和测量
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** 双隔栅冷却空气外流场参数定义和测量
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** 空气侧的流动模型（可能布置方式）
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** 车身模型
42
** 带和不带车厢加热的冷却循环压力损失
43
** 带发动机的加热循环
44
** 带前、后Modul的冷却介质循环
45
** PTC运行特征和模拟计算模型
46
** 热气运行模拟计算模型（HGC）
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** 热泵循环模拟计算模型
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3）带空调的空气侧模型
在PKW中，空调对舒适性有很大影响，
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** 冷却空气流动模型
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** 冷却空气侧计算网络
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** 一款柴油机轿车空气侧模型
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** Audi A8 V8 TDI空气侧冷却系统示意图
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** 空气侧和传热模型
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（2）数据测量（试验台）
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** 结构阻力曲线测量试验台
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** 结构阻力特征线测量数据模式
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** 面积阻力的阻力特性曲线
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** 发动机5质量热流模型
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** 瞬态模型
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** 瞬态模拟模型（1.PM、2.PM（Punktmasse）为质量）
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3） 动态试验
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** 动态试验
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** 汽车热管理瞬态模拟图
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** 车辆瞬态模拟框图
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** 行驶模拟
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** 稳态工况和动态工况计算
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图4 风扇与流率的关系
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** 无量纲的风扇性能
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** 不同风扇的风扇功率和散热器性能
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** 发电机效率特性场（高级车专用）
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** 发电机集成到模拟计算模型中
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3. 发动机热流
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** 发动机散热分析
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** 发动机冷却介质循环
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** 所应用的发动机热模型示意图
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** 用冷却水冷却增压空气的NT冷却系统
同济大学
Flowmaster：
特点：
-- 通用性强，尤其是在管路计算方面
-- 对于整车、发动机、零部件整合不理想
-- 汽车、内燃机专业人员支持力量不够
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** Kuli软件的功能群
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** Kuli软件功能和参数（发动机舱）
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** 软件的应用实例
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** 整车热管理所涉及的专业和部门
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** BorgWarner 冷却系统公司LKW试验台
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** BorgWarner 冷却系统公司LKW试验台
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2） 带乘员室环境舒适性的空气侧模型
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** 带乘员室空气调节的空气流网络
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** 总模型
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** 应用于PKW的模拟计算模型
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** 空气流通通道示意图
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** 带通风的空气对流模拟计算模型
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1）稳态 （1） 模型
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** 早期用Flowmaster 软件的模拟模型
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** 稳态工况商用车冷却系统模拟计算模型
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** 冷却介质内循环模型
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** 稳态模拟计算时的液态循环
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** 流体循环
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** 模型和数据输入格式
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** 发动机传热特性场，按照汽车特性场来确定
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（2）稳பைடு நூலகம்试验