新能源汽车冷却系统系统
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② 散热器正面积 A ,即散热器芯部面积； A=(0.0027～0.0034) × Qw Q w ＜73.5kw 取上限 Q w ＞73.5kw 取下限
在安装空间允许的情况下，尽可能争取最大的正面积空间，以降 低散热器的风阻，提升散热器在实车下的换热性能；
9
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
③ 散热面积 S ，即散热器冷却管、散热带与空气接触的所有表面积之和；
式中 Qw －散热器散热量 ∆ t－冷热液体间温差
K －传热系数，单位是 W/m2 ℃,表示冷热流体间的温差为 1℃时，单位 传热面积在单位时间内所传递的热量。因此 K 值表征传热过程的强弱。 一般 K 取 0.08～0.12 ④ 芯体厚度 D
汽车冷却系统设计及性能集成
201809
目录
一、冷却系统设计概述 1.现代汽车冷却系统功用 2.冷却系统结构类型
二、冷却系统零部件设计及选型 1.散热器设计及选型 2.冷却风扇设计及选型 3.膨胀水壶的设计及选型 4.前端模块的集成化设计 5.冷却系统管路设计 6.冷却系统零部件平台化模块化设计
三、冷却系统零部件可靠性设计 1.零部件可靠性设计介绍 2.散热器可靠性设计案例 3.冷却风扇可靠性设计案例
式中 S －散热面积（m²） A －正面面积 （m²）
Φ －散热器芯体紧凑性系数（500~1000m²/m³）轿车、轻型车取上限， 10 中型车以上货车取下限
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
⑤ 散热水管截面尺寸和散热带参数
散热水管内实际水流速度在 0.8~1.4m/s 时，散热效果最好，超过 1.4m/s 后对提高散 热效率没有太大的影响。如图 ，长轴 a 的尺寸偏大就增加散热器的厚度，使风阻增加， 也使散热器的安装空间增大。b 偏小就会增加水阻，使散热效率降低。
完全闭式系统 3
简易闭式系统
一、冷却系统设计概述
2.冷却系统结构类型
在车速行驶较低亚洲，推荐使用冷却水量较少，成本较低的简易密闭式系统 4
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构类型-工艺类型
装配式
钎焊式
工艺类型
工艺
装配式散热器
装配
钎焊式散热器
钎焊
5
结构强度 好
一般
效率 一般 高
2）散热器参数设计 ① 散热器散热量Qw 通常可通过发动机台架测试提供水套散热量，可以利用以下经验公 式对冷却系统热负荷进行估算：
A － 传给冷却系统的散热量占燃料性能的百分比，一般取 0.1～0.3 g e－ 内燃机燃油消耗率 P e－ 内燃机功率 h n－ 燃料低热值 8
二、冷却系统零部件设计及选型
一、冷却系统设计概述
1.现代汽车冷却系统功用-基本功能的实现 狭义的冷却系统：通过热交换释放燃料的约25%的能量，使 发动机水温保持在一定的范围内
发动机产生的能量中，约50%为行驶提供动力（并且其中有约30%为机械损失）。 针对剩余的50%的能量，冷却系统的作用是释放排气系统无法处理的热量，使发动 机的温度处于稳定。
生产效率 高
一般
工艺性 简单 复杂
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构类型-结构类型
纵流式
U型流
横流式
结构类型
水阻
纵流式
小
U型流
大
横流式
中
6
Z向高度 大 小 中
X向尺寸 薄 厚 薄
效率 高 低 高
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构形式的选定
F l 为散热带的波高，F p为散热带的波距，F t为散热带的带厚，L1 为鳍片的宽度，Lp 为鳍片间距，Θ为鳍片的开口角度。波距Fp 的大小非常关键，它直接影响到散热带的 密度。Fp过大或过小都不好，Fp过小，会增加风阻，降低散热效率，Fp 过大，冷却风 不能和散热水管的冷却液进行充分的热交换，也会使散热效率降低。鳍片主要是破坏 冷却风靠近散热带的滞留层，以提高换热效率。
四、冷却系统总布置设计 1.空气侧流场布置设计 2ຫໍສະໝຸດ Baidu冷却液循环侧布置设计
五、冷却系统性能集成 1.燃油车冷却系统性能集成与匹配 2.混合动力冷却系统集成与匹配 3.冷却系统的验证 3.1冷却系统试验验证 3.2冷却系统的CAE仿真
六、冷却系统节能技术及应用 1 .ATFwarmer节能技术及案例 2.水冷中冷节能技术 3 .电子节温器应用及控制 4 .PWM风扇的节能技术 5.总结冷却系统发展趋势及动向
1
一、冷却系统设计概述
1.现代汽车冷却系统功用-价值的体现 广义的冷却系统：通过热交换释放燃料的约25%的能量，使 发动机水温保持在一定的范围内，同时对热量进行管理，包括 排气废热的利用、发动机的快速升温、自动变速器的升温、余 热回收、降低系统能耗等，进一步提升热效率；
2
一、冷却系统设计概述
2.冷却系统结构类型 冷却系统由蒸发式或风冷式结构发展到现代冷却系统；
目前散热器各项参数的选型与匹配主要是基于数据库的建立，根据需求选择相近的散 热器进行相关性能和风洞试验验证，然后再进行有针对性的改进和优化，使其满足使
11 用要求。
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
现代散热器的设计，随着数据库的积累以及各个公司产品的系列化及标 准化，当前散热器的设计通常根据主机厂提供的性能参数要求，采用散 热器设计软件进行扁管翅片的组合选型及性能预测；
7
以上两种布置方式，选择适合车辆侧的布置方式；
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
1）散热器设计参数输入 设计散热器前需输入的发动机性能参数包括发动机额定功率点和最大 扭矩点的功率、转速、以及这两点的水套散热量、水泵流量和燃油消 耗率等。散热器工作的环境温度 一般设定的环境温度为 40℃。
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计 同时考虑到发动机舱内温度上升到 38℃以后，每上升 5.6℃， 发动机的热负荷增加 1％，根据试验测量，发动机舱的平均温 度在 80℃左右，发动机的热负荷上升约 7.5％，因此水套的散 热量应进行修正： 额定功率点： Qw= Qw 1(1+7.5%) 最大扭矩点： Qw= Qw 2(1+7.5%)
在安装空间允许的情况下，尽可能争取最大的正面积空间，以降 低散热器的风阻，提升散热器在实车下的换热性能；
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二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
③ 散热面积 S ，即散热器冷却管、散热带与空气接触的所有表面积之和；
式中 Qw －散热器散热量 ∆ t－冷热液体间温差
K －传热系数，单位是 W/m2 ℃,表示冷热流体间的温差为 1℃时，单位 传热面积在单位时间内所传递的热量。因此 K 值表征传热过程的强弱。 一般 K 取 0.08～0.12 ④ 芯体厚度 D
汽车冷却系统设计及性能集成
201809
目录
一、冷却系统设计概述 1.现代汽车冷却系统功用 2.冷却系统结构类型
二、冷却系统零部件设计及选型 1.散热器设计及选型 2.冷却风扇设计及选型 3.膨胀水壶的设计及选型 4.前端模块的集成化设计 5.冷却系统管路设计 6.冷却系统零部件平台化模块化设计
三、冷却系统零部件可靠性设计 1.零部件可靠性设计介绍 2.散热器可靠性设计案例 3.冷却风扇可靠性设计案例
式中 S －散热面积（m²） A －正面面积 （m²）
Φ －散热器芯体紧凑性系数（500~1000m²/m³）轿车、轻型车取上限， 10 中型车以上货车取下限
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
⑤ 散热水管截面尺寸和散热带参数
散热水管内实际水流速度在 0.8~1.4m/s 时，散热效果最好，超过 1.4m/s 后对提高散 热效率没有太大的影响。如图 ，长轴 a 的尺寸偏大就增加散热器的厚度，使风阻增加， 也使散热器的安装空间增大。b 偏小就会增加水阻，使散热效率降低。
完全闭式系统 3
简易闭式系统
一、冷却系统设计概述
2.冷却系统结构类型
在车速行驶较低亚洲，推荐使用冷却水量较少，成本较低的简易密闭式系统 4
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构类型-工艺类型
装配式
钎焊式
工艺类型
工艺
装配式散热器
装配
钎焊式散热器
钎焊
5
结构强度 好
一般
效率 一般 高
2）散热器参数设计 ① 散热器散热量Qw 通常可通过发动机台架测试提供水套散热量，可以利用以下经验公 式对冷却系统热负荷进行估算：
A － 传给冷却系统的散热量占燃料性能的百分比，一般取 0.1～0.3 g e－ 内燃机燃油消耗率 P e－ 内燃机功率 h n－ 燃料低热值 8
二、冷却系统零部件设计及选型
一、冷却系统设计概述
1.现代汽车冷却系统功用-基本功能的实现 狭义的冷却系统：通过热交换释放燃料的约25%的能量，使 发动机水温保持在一定的范围内
发动机产生的能量中，约50%为行驶提供动力（并且其中有约30%为机械损失）。 针对剩余的50%的能量，冷却系统的作用是释放排气系统无法处理的热量，使发动 机的温度处于稳定。
生产效率 高
一般
工艺性 简单 复杂
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构类型-结构类型
纵流式
U型流
横流式
结构类型
水阻
纵流式
小
U型流
大
横流式
中
6
Z向高度 大 小 中
X向尺寸 薄 厚 薄
效率 高 低 高
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器结构形式的选定
F l 为散热带的波高，F p为散热带的波距，F t为散热带的带厚，L1 为鳍片的宽度，Lp 为鳍片间距，Θ为鳍片的开口角度。波距Fp 的大小非常关键，它直接影响到散热带的 密度。Fp过大或过小都不好，Fp过小，会增加风阻，降低散热效率，Fp 过大，冷却风 不能和散热水管的冷却液进行充分的热交换，也会使散热效率降低。鳍片主要是破坏 冷却风靠近散热带的滞留层，以提高换热效率。
四、冷却系统总布置设计 1.空气侧流场布置设计 2ຫໍສະໝຸດ Baidu冷却液循环侧布置设计
五、冷却系统性能集成 1.燃油车冷却系统性能集成与匹配 2.混合动力冷却系统集成与匹配 3.冷却系统的验证 3.1冷却系统试验验证 3.2冷却系统的CAE仿真
六、冷却系统节能技术及应用 1 .ATFwarmer节能技术及案例 2.水冷中冷节能技术 3 .电子节温器应用及控制 4 .PWM风扇的节能技术 5.总结冷却系统发展趋势及动向
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一、冷却系统设计概述
1.现代汽车冷却系统功用-价值的体现 广义的冷却系统：通过热交换释放燃料的约25%的能量，使 发动机水温保持在一定的范围内，同时对热量进行管理，包括 排气废热的利用、发动机的快速升温、自动变速器的升温、余 热回收、降低系统能耗等，进一步提升热效率；
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一、冷却系统设计概述
2.冷却系统结构类型 冷却系统由蒸发式或风冷式结构发展到现代冷却系统；
目前散热器各项参数的选型与匹配主要是基于数据库的建立，根据需求选择相近的散 热器进行相关性能和风洞试验验证，然后再进行有针对性的改进和优化，使其满足使
11 用要求。
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
现代散热器的设计，随着数据库的积累以及各个公司产品的系列化及标 准化，当前散热器的设计通常根据主机厂提供的性能参数要求，采用散 热器设计软件进行扁管翅片的组合选型及性能预测；
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以上两种布置方式，选择适合车辆侧的布置方式；
二、冷却系统零部件设计及选型
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计
1）散热器设计参数输入 设计散热器前需输入的发动机性能参数包括发动机额定功率点和最大 扭矩点的功率、转速、以及这两点的水套散热量、水泵流量和燃油消 耗率等。散热器工作的环境温度 一般设定的环境温度为 40℃。
2.1 散热器设计及选型 散热器性能设计 同时考虑到发动机舱内温度上升到 38℃以后，每上升 5.6℃， 发动机的热负荷增加 1％，根据试验测量，发动机舱的平均温 度在 80℃左右，发动机的热负荷上升约 7.5％，因此水套的散 热量应进行修正： 额定功率点： Qw= Qw 1(1+7.5%) 最大扭矩点： Qw= Qw 2(1+7.5%)