雷诺公司应用AMESim精简其冷却和空调系统开发流程

雷诺公司应用AMESim精简其冷却和空调系统开发流程

作者：雷诺Sebastien Bremont

由于市场导向而引起的开发成本的大幅削减及产品交付期限的缩短，再加上车载智能系统的增多及各系统之间复杂的相互作用，最终导致雷诺对产品开发流程进行重新设计。为了确保最优的产品性能、质量及乘客舒适度，设计团队必须同时考虑多种配置方案。由于物理成型及相关的测试工作会极大的增加预算，延长产品交付期，所以要应对挑战，就必须借助数值仿真手段。对车辆发动机舱热环境的工程分析面临同样的问题。发动机冷却系统、空调系统及涡轮增压空气系统的性能直接受到各系统的换热器冷却风量的影响，而冷却风量与车辆前端的几何结构息息相关。

在对每种新车的开发过程中，雷诺的工程师过去要花费大量的时间用于集成冷却系统和空调系统设备以满足已有的车辆设计在组装/拆卸、维护、效率等方面的要求。要设计一款新车，就要制造一定数量的物理样机。然后，通过数天的风洞试验，才可以对进风口及散热器总成进行设计确认和优化。

发动机舱的热管理

为了满足车辆设计中影响发动机舱热管理的各种约束，确保较高的乘客舒适度，雷诺决定更多依靠仿真来应对发动机舱的热管理，利用AMESim作为一个系统级的协同仿真平台，同时IMAGINE为雷诺提供软件基准测试、应用及项目咨询等方面的支持。AEMSim解决方案被成功的应用于整套热流体系统的仿真中，包括制冷循环的仿真（采用两相库及空调库），冷却系统仿真（采用热液库及冷却系统库）及空气系统仿真（采用热气动库）。AMESim 热管理解决方案提供了空气侧部分的分析手段，对分析发动机舱的热环境非常重要，这得归功于其新推出的专用的换热器总成工具模块（换热器总成布置工具）。使用AMESim仿真平台，雷诺的工程师能够轻松进行多工况分析，综合考虑各种空气入口几何条件以及各种不同的工作模式，如风扇工作、空调开/关切换、不同的增压比等。这样就减少了后期物理样机试验以及风洞试验的次数。

此外，在产品车辆上所做的对数值分析途径的验证工作，即把仿真结果同由一些列试验整理出来的数据作对比，表明AMESim和来自EXA的CFD软件PowerFlow之间进行无缝集成存在很大可能。这两种工具软件的联合仿真对于模拟热流体系统及与换热器相关的发动机舱空气流动具有很高的价值。

减少物理样机试验次数

AMESim的仿真能力使雷诺能够定义最佳的乘客舒适度配置方案，并通过改善发动机冷却策略来优化发动机的进气及排放（欧V和欧VI标准）。雷诺的工程师对于AMESim平台的灵活性及分析结果的质量非常赞赏，AMESim也因此被广泛用于雷诺其他型号车辆的开发。

AMESim-CFD编码在Scenic II中的耦合结果

HEAT 3D温度表示

总而言之，AMESim所提供的解决方案引发了雷诺对空调及冷却系统开发流程的变革：在保证较高产品质量标准的同时，减少了超过50％的物理试验次数。利用AMESim，工程师能够对多套设计方案进行深入研究和比较，更加快速精确的完成方案设计和修改工作。雷诺也籍此将基于物理试验的高成本的产品开发流程变革为由仿真驱动的，灵活性强，产品质量高的先进的开发流程，该流程还具备将物理试验推延至后期验证阶段的能力。

“AMESim的使用为我们开启了一扇大门，在改进发动机性能、排放、产品质量及舒适度的同时大大减少了昂贵的物理成型及相关试验的投入。AMESim让我们减少了超过50％的物理成型次数。”(end)