汽车发动机热管理仿真系统
某车型机舱热管理仿真分析及优化
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ％． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ － ２ ５ ５ ０ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ５ ． ０ １ ２
收稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ９ — ０ １
某车型机舱热管理仿真分析及优化
（ Ｄｏ ｎ ｇ ￣ｎ ｇ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｃｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ， ４ ３ ０ ０ ７ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｌｏ ｆ ｗ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎｄ ｔ ｅ ｍ ｐｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｉ ｎ ａ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｕ ｎｄ ｅ ｒ ｈ ｏｏ ｄ
，
Hale Waihona Puke 因此必 须采取 有效 地措 施来进 行 汽车 发动
５ ６
汽车科技 ，Ａｕ Ｔ Ｏ Ｓ Ｃｌ ＿ Ｔ Ｅ ＣＨ ２ ０ １ ４ 年第５ 期
机舱热管 理的分析 设计 。
拟 ，其惯性 阻力系数和粘性阻 力系数通过试验 数据
拟合而来 ，同时冷凝器 及散热器换热量设 定为【 占 Ｊ 定
肖 能 ，王小 碧 ，史建鹏 （ 尔风汽车公司技术巾心 ，武汉 ４ ３ ０ ０ ７ ０）
摘 要 ：本文采用Ｃ Ｆ Ｄ 仿 真分析方 法对汽车 发动机舱 内流场和温场进 行仿真分 析 ，考虑
热刈‘ 流 热辐射 的影 响 ，并与试验结 果进 行对 比，误差控制 在 １ ０ ％以内 ，满 足发动机舱热管 理 Ｉ 程设 计的需求 ；并在此 基础上提 出冷却模块 中置与偏置两 种改进 厅案 ．通过对 比选 效
发动机一维热力学仿真介绍
发动机一维热力学仿真介绍
发动机一维热力学仿真是一种用于模拟发动机热力学行为的计算方法。
这种仿真方法基于一维流体动力学理论和热力学原理，通过建立数学模型来描述发动机内部流体的流动、传热、传质等过程。
一维热力学仿真可以用于分析发动机在不同工况下的性能表现，例如在不同转速、不同负载、不同燃料条件下的燃油消耗、排放物生成、燃烧效率等。
通过这种方式，设计人员可以在早期阶段预测和优化发动机的性能，从而减少试验次数、降低开发成本和缩短开发周期。
在进行一维热力学仿真时，通常需要建立以下几个模型：
1. 流体动力学模型：用于描述发动机内部流体的流动过程，包括进气、压缩、燃烧、排气等阶段。
2. 热力学模型：用于描述发动机内部流体的热力学行为，包括温度、压力、比热容、焓等参数的变化。
3. 化学反应模型：用于描述燃料在发动机内的燃烧过程，包括燃烧反应速率、生成物组成等。
4. 控制系统模型：用于描述发动机的控制系统行为，包括点火时刻、喷油时刻等。
在建立这些模型之后，通过数值求解方法，可以计算出在不同工况下发动机的性能表现。
这些结果可以用于指导发动机的进一步设计和优化。
总之，发动机一维热力学仿真是一种有效的工程工具，可以帮助设计人员更好地理解发动机的工作原理和性能表现，从而优化设计，提高燃油经济性、排放性能和可靠性。
载重车热管理系统仿真
发动机额定功率／ 转速 ２ ５ｋ ／ ０ ｍｉ ０ Ｗ ２２ ０ｒ ｎ ／
发动机额定扭矩／ 转速 １１ ２Ｎｍ／ ５ ｍｉ １ １４ Ｏｒ ｎ ／ 轮胎 １． － ０ １ ０ ２ ０
Ｉ：１ ．３； Ⅱ：７０ ０６ ．４；Ⅲ ：４６ ．３；
整车热管理系统分为空气侧和发动机侧两大部 分 ，空气侧 由 Ｃ Ｐ值 （ 由汽车行驶弓 起的空气流动 Ｉ 的压力变化） 、换热器 、风扇 、加热器等元件构成 ，
热管理系统的一维仿真软件平台，利用该软件可以 而发动机侧是 以冷却液循环 、润滑油循环和空调循
环主要构成。冷却系统构成包括 ：
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａ ｈ ｒ ａ ａ ａ ｅ ｅ ｔｍ ｏ ｅ ｓ ｂ ｉ ｐ ｂ ｓｎ Ｌ ．Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａ ｔ ｅｍ ｌｍ ｎ ｇ ｍ ｎ ｄ ｌｉ ｕ ｔｕ ｙ ｕ ｉ ｇ ＫＵ Ｉ ｌ ｅ ｉ ｆ ｅ ｃ ｆｆ ｎ ｌ ｐ ｗ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｎ ｖ ｈ ｃｅ ｔ ｅ ｍ ａ ａ ａ ｅ ｅ ｔｉ ａｙ ｅ ｏ ｇ ｉ ｕａ ｉ ｍ ｅ ｓｍ ｕ ｏ ｒｃ ｎ ｕ ｔｏ ｏ ｅ ｉｌ ｒ ｌ ｍ ｎ ｇ ｍ ｎ ａ ｌ ｚ ｄ ｔ ｕ ｈ ｓｍ ｌ ｔ ｈ ｓ ｎ ｈ ｏ Ｔｈ ｉ －
预热与保温系统、气候控制系统 （ 联合式暖风、空 调 系 统和 通风 系统 ）等 集成 为一 个 有效 的热 管理 系 统 ，保证关键部件 、系统安全高效运行 ．控制和优 化热量传 递过程 ，减小冷却 系统 的尺寸 和功率消
商用车热管理系统模型 ，发动机瞬态模拟模型。车 型主要参数如表 ｌ 所示。
ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌｅ ｌ ｔ ｈ ｆ ｎ Ｃ ｅ ｕ ｅ ｐ ｗｅ ｏ ｓ ａ ｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｏ ｔ ｏ ｌ ｄ ｃ ｕ ｃ ａ ａ ｒ ｄ ｃ ｏ ｒ ｃ ｎ ｕ ｐ ｉ ｎ Ａｎ ｙ ｉ ｆ ｉ ｈ ｎ ｍ ｔｏ ． ａ ｓ ｅ － ｌ ｓ
第三代EA888发动机创新型热管理系统
图1 发动机温度调节执行器图2 发动机旋转阀组件分解图行器电机驱动旋转阀1旋转的驱动力越大。
旋转阀2通过一个中间齿轮由旋转阀1上的齿形门驱动。
控制板上的转向角传感器（霍尔传感器）将旋转阀位置发送至发动机控制单元。
发动机停机且接续运行模式结束后，旋转阀自动设置为40°角。
如果系统中有故障，发动机可通过紧急恒温器在此角度范围内运行。
如果没有故障，且发动机起动，旋转阀角度被设置为160°。
执行器是通过图谱由发动机控制单元驱动的。
通过驱动相应的旋转阀，可实现不同的开关位置，从而让暖机较快，并将发动机温度保持在86~107℃。
图4 热能管理系统控制冷却液循环图图3 热能管理系统控制逻辑图3.创新型热管理系统调节过程发动机控制单元根据热能管理系统控制逻辑图（图3）控制着正反转电机运动，而无级调节2个旋转滑阀的开度，实现冷却液温度智能控制。
具体逻辑图有3个基本控制范围：暖机范围、温度控制范围和持续运行模式范围。
当旋转阀1上的齿形门处于145°角位置时，它会接合旋转阀2。
冷却液流向气缸体，着旋转阀2的旋转，液流增加。
当旋转阀1处于85°时，旋转阀2在达到其最大旋转角度时断开联接，冷却液液流流向气缸体的通道完全打开。
暖机范围又分为3个调节阶段：少量液因为旋转阀2仍然接合，该阀进一步旋转，从而增加流经气缸体的冷却液液流。
发动机气缸体内分布大量热量，余热通过机油冷却器释放出去。
（5）温度控制范围创新型热量管理系统以无缝方式从暖机范围过渡到温度控制范围。
旋转阀组件调节是动态的，而且根据发动机负荷而定。
如图9所示，为了释放余热，接自旋转阀组件的主冷却器连接件打开。
为此，发动机温度调节执行器N493根据需要释放的热量的多少，将旋转阀1置于0°至85°的角度位置。
当旋转阀1处于0°角位置时，接至主冷却器的连接件完全开启。
如果发动机在较低的负荷和转速下（部分负载范围）运行，如图10所示，热量管理系统会将冷却液温度调节至107℃。
汽车仿真知识点总结
汽车仿真知识点总结一、汽车仿真的概念汽车仿真是指利用计算机技术对汽车的动力学、热力学、结构强度、流体力学、声学等特性进行数值计算和模拟，以评估汽车的性能和可靠性，并优化汽车的设计。
汽车仿真技术可分为车辆动力学仿真、车辆碰撞仿真、车辆热管理仿真、车辆空气动力学仿真等多个领域。
通过汽车仿真技术，可以更真实地模拟汽车在各种工况下的行驶和工作状态，加快产品设计和优化的速度，提高研发效率。
二、汽车仿真的应用领域汽车仿真技术在汽车工业中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 汽车设计与开发：通过汽车仿真技术，可以对汽车的动力系统、传动系统、悬挂系统、车身结构等进行建模、分析和优化，确保汽车在各种工况下的性能和可靠性。
2. 碰撞安全性评估：通过碰撞仿真，可以模拟汽车在各种碰撞情况下的受力和变形情况，评估汽车结构的安全性，并优化车身设计，提高碰撞安全性。
3. 发动机燃烧仿真：通过发动机仿真技术，可以对发动机的燃烧过程、燃烧效率、排放性能等进行分析和优化，提高发动机的工作效率和环保性能。
4. 空气动力学优化：通过空气动力学仿真，可以对汽车外形、车身尺寸、车身细节等进行优化，降低风阻系数，提高汽车的空气动力学性能。
5. 热管理系统仿真：通过热管理仿真，可以对汽车的散热系统、冷却系统、空调系统等进行分析和优化，确保汽车在各种气候条件下的热管理性能。
三、汽车仿真的常用软件目前，汽车仿真领域有很多专业的仿真软件，常用的软件包括：ADAMS、CARSIM、RECDOYN、MATLAB、SIMULINK、GT-SUITE、ANSYS、FLUENT等。
这些软件在汽车动力学仿真、碰撞仿真、热管理仿真、空气动力学仿真等方面都具有优秀的性能和实用性。
不同的软件在不同的仿真领域有着各自的优势和适用性。
ADAMS是一款集成了多体动力学、刚体动力学和柔性体动力学的仿真软件，可用于汽车的动力学仿真和悬挂系统优化。
CARSIM是一款用于汽车动力学仿真和车辆控制系统仿真的软件，可用于汽车的悬挂系统、转向系统、制动系统等的建模和设计。
车辆热管理系统的建模与仿真
车辆热管理系统的建模与仿真作者：世冠工程公司车辆热管理系统广泛意义上包括对所有车载热源系统进行综合管理与优化，现阶段主要研究对象通常以冷却系统为核心，综合考虑润滑系统油冷器、空调系统冷凝器及中冷器等与冷却系统之间的相互影响，而发动机冷启动特性研究和发动机舱流动传热分析为车辆热管理研究的首要问题。
典型的车辆冷却系统（见图1），包括：冷却水泵、发动机、油冷器、节温器、散热器、暖风与膨胀水箱等部件。
图1 典型车辆冷却系统结构通过对系统进行建模仿真计算，必须考虑以下物理现象：1.系统各支路流量、压力与温度分布；2.节温器的工作特征；3.系统动态过程温度波动；4.系统各处的换热情况。
车辆冷却系统AMESim针对车辆冷却系统提供了热库、热流体库及冷却系统库等专业库，涵盖了冷却系统建模所需要的全部部件，通过鼠标拖放操作就可以快速建立起冷却系统的仿真模型。
图2 AMESim车辆冷却系统模型图2为应用AMESim建立起的车辆冷却系统模型，该模型需要输入的参数如下：1.实际系统的管网结构；2.采用冷却液的种类；3.各段冷却水管的几何尺寸；4.水泵特性曲线；5.系统各部件的流阻特性（散热器、油冷器和水套等）；6.散热器性能MAP图。
通过设定系统外部边界条件（大气压力、大气温度等）及系统初始条件，给定仿真周期，AMESim能够自动选择最优的积分算法与步长，快速完成系统瞬态计算。
AMESim车辆冷却系统典型仿真结果见图3。
图3 AMESim车辆冷却系统仿真结果由图3可见，通过AMESim建模仿真可以计算系统各支路流量与流动阻力，对系统整体性能进行评估，选择关键部件的尺寸并设计控制策略等。
基于AMESim冷却系统解决方案，工程师可以研究新的部件、新型结构对系统效率和性能的影响，包括：1.分析采用新型电子水泵和电子节温器的影响；2.分析系统最高工作温度；3.分析新的部件、新的布置结构以及管路尺寸的影响；4.分析更高的水箱压力对汽蚀的影响。
KULI软件介绍
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13. KULI 参数灵敏度分析：分析多个参数条件对研究目标的影响程度 14. 图形化的后处理器，对于结果的展示
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MODINE
进口 Cp
冷凝器
整车参数：
发动机功率：294kW 变速器：12 个档位 重量：44 吨 (包含牵引车和半拖车)
冷却零部件：
空调循环冷凝器 中冷器 散热器 缓速器-热交换器 油冷却器 机械风扇
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5. 高级发动机模块： 根据内置算法为模拟提供真实瞬态散热量
6. 非平均气流分布
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Off-road部分： • 系统最优化：油冷循环-中冷循环-冷却液循环 • 冷却系统测试(TIRE3) • 农用拖拉机、挖掘机驾驶舱空调
结合以上软件模拟ECS还提供以下服务： • 温度测试 • 噪音测试及优化 • CFD模拟 • 冷却系统以及散热器温度波动测试 • 发动机改进设计 • 以及其它服务
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汽车发动机热管理系统研究与应用
汽车发动机热管理系统研究与应用一、前言随着科技的不断发展，汽车行业也在不断的发展创新，尤其是在汽车发动机热管理系统方面，也有了新的进展和应用。
热管理系统是指对汽车引擎工作温度进行调整和控制的一系列系统，主要用于保障发动机的可靠性和安全性。
本文从热管理系统的概念入手，分别从热管理系统的组成、传热原理、工作原理、技术特点等方面进行探讨和分析，同时还探讨了热管理系统的发展趋势和应用情况等相关内容。
二、热管理系统的组成汽车发动机热管理系统由三部分组成，分别是散热系统、冷却系统和加热系统。
（一）散热系统：散热系统是指用于对发动机进行散热的一系列系统。
其中最为核心的设备是汽车散热器，其主要功能是将经过发动机散热水管内的水冷却后，流经汽车散热器内部，通过换热器的热交换作用，将水中的热量传递给大气。
这样，就能使发动机冷却而不致过热，从而保障发动机稳定工作。
（二）冷却系统：冷却系统是指用于保障水的循环和传导的一系列设备。
其主要由水泵、水套、水箱、水管等部分组成，通过循环冷却剂，使得热量不停流动，从而维持发动机最佳工作温度。
（三）加热系统：加热系统是指在低温情况下对发动机进行加热的系统，以增强发动机启动的可靠性。
其主要包括点火系统、曲轴箱内加热器等。
三、传热原理热管理系统的传热原理是通过热交换的方式，将散热水管内的冷却液与汽车空气之间进行热量交换，使得发动机的温度得以调节和控制。
热交换的方式主要有三种，分别是传导、传动和对流，其中自然对流和强制对流是应用最为广泛的两种方式。
四、工作原理将汽车发动机组成的热源与散热对象之间的热量能量移动实现调节和控制发动机的温度，是汽车发动机热管理系统的核心功能。
系统能够使发动机在整个工作过程中始终处于一个非常合适的温度范围内，从而达到提高效率、保障发动机的稳定、延长汽车寿命的目的。
五、技术特点（一）自适应控制：热管理系统具备自适应控制的功能，它能够感知到环境温度和发动机工作参数等多方面的因素，自动进行温度调节。
整车热管理系统集成仿真分析和试验验证
2020年第1期整车热管理系统集成仿真分析和试验验证郑旭阳1、2，李韦林1、2，崔健1、2，范皓龙1、2（1长城汽车股份有限公司技术中心河北071000；2河北省汽车工程技术研究中心，河北071000）摘要：随着时代的快速发展，科学技术也在不断进步，文章在研究过程中主要对整车热管理系统集成仿真以及试验进行了深入细致的分析。
整车热管理系统中各个系统之间的相互作用关系对于整个车辆的综合性能有着较大影响，因此需要对整车热管理系统进行深入细致的研究，采用仿真模型的研究方式能够提高研究的准确性，并且及时发现在研究过程中存在的问题，进而对整个系统进行更好的改进。
关键词：整车热管理；仿真分析；试验验证作者简介：郑旭阳（1991-），男，汉族，河南省焦作市，职称无，本科，主要研究方向：整车热管理。
当前世界范围内的能源资源一直都十分紧缺，各个国家在发展过程中都在大力研究新能源汽车。
这对于传统燃油型的汽车发展造成了较为严重的影响。
传统燃油型的汽车在行驶过程中，其整车热管理系统与整个车辆的能耗有着非常大的关系，因此将降低传统燃油型汽车的能耗则必须要从整车热管理系统入手，将动力传动系统和冷却系统进行有效的协调，避免各个系统之间存在较为严重的影响，这样才能有效提高传统燃油汽车的发展水平。
1仿真模型的建立传统燃油型汽车在行驶的过程中，整车热管理系统会涉及很多子系统。
其中最为主要的包括动力传动系统，冷却系统以及空调系统，这三个系统之间会产生一定的相互作用。
在具体的分析过程中，如果将其中任何一个系统进行单独分析都会降低整个仿真研究的准确性，因此在研究过程中需要将影响因素充分考虑在内，将三者看作一个整体进行研究，这样才能提高仿真分析的准确性。
在建立仿真车模型的过程中可以通过两种方式进行建立，分别是一维仿真模型和三维仿真模型。
1.1一维仿真模型在进行一维仿真模型构建的过程中，可以分为两种方式，首先第一种是在一个1d 软件内将三个系统进行同时搭建，采用该种方法的优点在于各个系统之间的数据可以进行自动的交换，但是缺点就在于由于是同时进行三个系统的搭建，整个搭建过程显得十分繁琐，而且在对数据资料进行计算的过程中，也需要较长的计算时间。
发动机热管理仿真与试验研究
1、废热回收：通过回收发动机排放的废热，将其引入朗肯循环中； 2、压缩过程：通过压缩作用将热能转化为机械能；
3、冷却过程：在冷却过程中，机械能以热能的形式释放； 4、膨胀过程：在膨胀过程中，机械能转化为电能。
仿真分析
利用专业仿真软件，我们可以对航空发动机燃油热管理系统进行模拟分析。 通过设置不同的输入条件，我们可以探讨各种条件下系统的响应特征，并对实验 结果进行对比验证。
在仿真过程中，我们需要注意以下几点：
1、参数设置：仿真软件的参数设置需要与实际系统保持一致，以确保仿真 结果的准确性。
2、模型简化：在不影响仿真结果的前提下，可以对模型进行适当简化，以 提高计算效率。
5、数据采集系统：用于实时监测和记录试验过程中的各种参数。
四、结果与讨论
通过试验研究，我们发现以下现象： 1、当废热回收温度提高时，朗肯循环的效率提高； 2、当压缩比增加时，朗肯循环的效率提高；
3、当冷却水流量增加时，朗肯循环的效率提高； 4、当膨胀功量增加时，朗肯循环的效率提高。
五、结论
本次演示对基于朗肯循环的发动机废热回收理论与试验进行了深入研究。通 过分析朗肯循环的工作原理和特点，探讨了发动机废热对循环的影响。在此基础 上，设计并制作了一套试验装置，研究了废热回收温度、压缩比、冷却水流量以 及膨胀功量等因素对朗肯循环效率的影响。试验结果表明，这些因素对朗肯循环 效率具有显著影响，为优化朗肯循环系统提供了指导。
3、动态分析：仿真软件需要具备动态分析功能，以便观察系统在不同时间 段的响应特征。
参考内容二
一、引言
燃料电池汽车整车热管理系统设计与仿真分析
谢谢观看
4、智能化：控制器应具备故障 诊断和预警功能，能够根据车辆 状态进行自适应调整。
1、中央处理器：负责接收和解析来自各传感器的信号，根据车辆运行状态计 算出最佳的燃料供应、冷却液流量等参数，并通过CAN总线发送给各执行器。
2、电源管理：负责监控电池组的电压和电流，确保其处于安全范围内。当电 量过低时，自动切换到备用电源。
燃料电池汽车整车热管理系统 设计与仿真分析
基本内容
引言：
随着环保意识的日益增强和新能源汽车技术的不断发展，燃料电池汽车（FCEV） 逐渐成为汽车产业的研究热点。燃料电池汽车以其零排放、高能效、快速补充 燃料等优点，成为新能源汽车的重要发展方向之一。然而，燃料电池系统的热 管理是FCEV开发中的重要环节，直接影响到整车的性能和安全性。
一、EPS系统和HILS
电动助力转向系统（EPS）是一种动力转向系统，使用电动马达而不是传统的 液压泵来提供转向助力。HILS是一种测试和验证硬件的方法，使用数学模型来 模拟被测系统的行为，并将其集成到实际的测试环境中。
二、LabVIEW和HILS
LabVIEW是一种图形化编程语言，广泛用于测试和测量应用。LabVIEW具有许 多功能强大的工具，可以简化HILS的开发和实施。
3、故障诊断：实时监测车辆各部件的工作状态，当发现异常时，立即采取相 应的应急措施并发出警报。
4、人机交互：通过液晶显示屏或手机APP，向驾驶员显示车辆的运行状态和健 康状况，以及提供操作建议。
参考内容二
基于LabVIEW的电动助力转向系 统硬件在环仿真
随着电动助力转向系统（EPS）的普及，开发人员需要在不损害实际硬件的情 况下测试和验证其性能。硬件在环仿真（HILS）是一种有效的解决方案，它使 用模型来模拟硬件行为，并对其进行测试和验证。本次演示介绍了如何使用 LabVIEW软件进行电动助力转向系统的HILS。
在车辆热管理系统仿真中的应用介绍
在车辆热管理系统仿真中的应用介绍车辆热管理系统是指针对汽车发动机、传动系统和车辆内部热环境进行热量控制和热管理的系统。
在现代汽车设计中，热管理系统的性能和效果直接影响到汽车整体性能和乘坐舒适度。
为了提高热管理系统的效率和准确性，在系统设计和优化阶段使用仿真技术是非常重要的。
本文将介绍车辆热管理系统仿真的应用。
首先，车辆热管理系统仿真可以用于系统设计和优化。
在系统设计阶段，通过建立系统的数学模型和仿真平台，可以评估设计方案的性能和效果。
例如，在发动机冷却系统设计中，仿真可以用于评估不同冷却器材料和结构对散热效果的影响。
仿真可以快速模拟不同设计方案的热特性，并对各种参数进行优化，以达到系统性能和效率最优化。
其次，车辆热管理系统仿真可以用于系统控制算法的开发和验证。
热管理系统的控制算法是保证系统正常运行和优化性能的关键。
通过建立系统的仿真模型，并将控制算法与之结合，可以对算法的性能和效果进行评估。
仿真可以模拟各种工况下的系统响应和控制策略，例如不同温度、速度和负载条件下的冷却器流量控制策略等，从而验证和优化控制算法。
第三，车辆热管理系统仿真可以用于故障诊断和故障排除。
在汽车使用过程中，热管理系统的故障可能导致发动机过热、传动系统故障等严重问题。
通过建立系统的故障模型，模拟和分析各种故障情况下的系统响应和影响，可以帮助工程师诊断故障的原因，并快速采取相应的修复措施。
同时，仿真还可以用于故障排除过程中的追踪和验证，以确保故障的彻底解决。
最后，车辆热管理系统仿真可以用于系统性能评估和改进。
通过建立系统的性能评估指标和仿真平台，可以对不同车辆热管理系统的性能进行比较和评估。
仿真可以模拟不同工况下系统的热平衡、能量损失等性能指标，从而为系统改进和优化提供依据。
通过仿真和性能评估，可以改进系统的设计、控制算法和零部件选型，以提高系统的整体性能和效率。
综上所述，车辆热管理系统仿真在系统设计、控制算法开发、故障诊断和性能评估等方面都起到了重要的作用。
基于GT-COOL软件的热管理系统一维建模
基于GT-COOL软件的热管理系统一维建模
谢俊民;莫喜波
【期刊名称】《客车技术》
【年(卷),期】2018(000)003
【摘要】车辆热管理技术对发动机的动力性、经济性及排放性能的提高有着重要的辅助作用,本文介绍了利用GT-COOL软件对客车发动机热管理系统进行一维建模,并对仿真结果进行分析.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】谢俊民;莫喜波
【作者单位】丹东黄海汽车有限责任公司;丹东黄海汽车有限责任公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于闭式循环动力系统的鱼雷壳体冷凝器一维建模与仿真 [J], 韩勇军;杨赪石;彭博;郭兆元;路骏;马为峰
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3.配管软件的一维建模技术与CAD支撑系统的发展策略研究 [J], 李春香;程晓燕;马德昌;刘吉光
4.基于3D建模的一维距离像仿真研究 [J], 田增彬;罗晓东;袁湘辉;应涛
5.基于高斯一维随机插值算法的分形云建模 [J], 张淼;王琰;祁燕
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基于AMEsim混合动力总成热管理系统仿真研究
基于AMEsim混合动力总成热管理系统仿真研究*董桥桥,黄 瑞,陈芬放,郭子硕,凌 珑,俞小莉(浙江大学动力机械及车辆工程研究所,浙江杭州310027)摘 要:针对混合动力总成热管理系统多热源㊁多温区和变温度的特点,基于AMEsim平台对混合动力总成热管理系统在4个US06工况不同功率分配下进行仿真分析,结果发现发动机出口水温最高接近100℃,电机的出口水温最高不到50℃,均偏离了最佳工作温度,经分析,发现系统架构过于独立,水泵和风扇控制策略为ON/OFF控制策略㊂在此基础上,对热管理系统架构进行了优化,增加了预热模块,并将水泵和风扇控制策略改为简单有效的PID 控制,优化后发动机出口温度基本在85℃~95℃之间,电机出口温度基本在55℃~70℃之间,结果表明:优化后的热管理系统满足了动力部件工作在最佳温度范围的要求㊂关键词:混合动力总成 热管理系统 AMEsim 优化设计 仿真研究中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2019)02-0016-06 Simulation research of hybrid powertrain thermal management system based on AMESim DONG Qiaoqiao,HUANG Rui,CHEN Fenfang,GUO Zishuo,LING Long,YU Xiaoli Abstract:Aiming at the characteristics of multi-heat sources,multi-temperature zones and variable temperature of hybrid powertrain thermal management system,the hybrid powertrain thermal management system is simulated based on AMEsim platform under four different power distributions.The results show that the highest water temperature of engine outlet is close to100℃,and the highest water temperature of motor outlet is less than50℃.Through analysis,it is found that the system architecture is too independent,and the control strategy of pump and fan is ON/OFF control strategy.On this basis,the struc⁃ture of heat management system is optimized,the preheating module is added,and the control strategy of pump and fan is changed to PID control strategy.After optimization,the outlet temperature of engine is between85℃and95℃,and the outlet temperature of motor is between55℃and70℃.The results show that the optimized control strategy is effective and the ther⁃mal management system meets the requirement that the power components work in the optimum temperature range. Keywords:hybrid powertrain,thermal management system,AMEsim,optimal design,simulation research0 引言近年来,随着石化能源的短缺㊁环境污染的加剧和国家排放法规加严,混合动力汽车综合了传统燃油汽车和纯电动汽车的优点,包括续航里程长㊁效率高和排放低等,成为目前汽车行业和研究机构关注和研究的热点[1-6]㊂然而,对于混合动力汽车总成而言,热管理系统具有多热源㊁多温区和变温度的特点,其设计不仅影响零部件的可靠性和寿命,而且还与排放和效率密切相关㊂王义春和杨文霞等人[7-8]设计了混合动力总成双回路冷却系统,其原理是根据部件的散热需求分别用高温和低温冷却回路进行冷却,结果显示冷却系统的散热效率明显提高㊂李峰[9]在此基础上设计了混合动力总成整车热管理系统,在低温环境下利用动力部件温度间相互耦合的关系对动力部件进行预热,提高了动力部件在低温环境下的性能㊂Francisco Jose Jimenez-Espadafor[10]等人将热管理系统分成独立的两部分,一部分是发动机独立冷却系统,一部分是包含电池和电机在内的电子设备冷却系统,并用ON/OFF和逻辑门限值控制策略对冷却系统功耗进行优化,结果显示在保证冷却效果的情况下,采用逻辑门限值控制策略,相比ON/OFF策略而言,电功率消耗下降了35.8%㊂然而学者们研㊃61㊃究混合动力总成整车热管理时,只考虑了某种工况下发动机和电机总的输出功率,并没有考虑总的输出功率确定时,发动机和电机功率分配不同对总成热管理系统的影响,而这对混合动力总成冷却系统的优化设计和动力部件功率合理分配至关重要㊂本文以某混合动力汽车总成为研究对象,在AMEsim中建立了总成热管理系统模型并进行了试验验证,对动力总成在4个US06工况以不同功率分配模式下热管理系统的架构和冷却系统中水泵和风扇的控制策略进行了分析和优化㊂1 动力总成热管理系统架构1.1 动力总成传动系统在进行热管理系统架构研究之前,需要确定混合动力总成的传动系统及整车行驶模式,本文采用并联式混合动力总成作为研究对象,其构型如图1所示㊂图1 混合动力总成构型混合动力汽车的行驶模式一般包含三种模式,其中有单独驱动模式,包括发动机单独驱动和电机单独驱动,还有一种是联合驱动模式㊂整车在行驶过程中,模式的选择不仅和需求功率有关,还和电池的SOC㊁各部件的工作温度有关㊂为了便于研究,选取各部件的出口水温作为最佳工作温度的定义,混合动力总成各部件的工作温度如表1所示㊂表1 各部件的工作温度范围名称必须预热温度范围/℃不需预热温度范围/℃最佳工作温度范围发动机<-40>7585~95电机<-20>055~70电机控制器<-20>045~55电池<0>2025~401.2 热管理系统的架构本文研究的混合动力总成热管理系统架构示意图如图2所示,发动机㊁电机和电池分别进行独立冷却㊂图2 混合动力总成热管理系统架构示意图2 基于AMEsim热管理系统模型的建立与验证 在AMEsim中搭建混合动力总成热管理系统时,首先需要结合动力总成部件的参数选取合适的动力部件模型,并搭建热管理系统模型,然后用试验数据对热管理系统模型进行验证㊂2.1 热管理系统模型的建立动力总成动力部件参数如表2所示:发动机高温散热器的换热map图和发动机水泵的效率map图如图3和图4所示,电机的低温散热器与水泵和发动机类似㊂结合动力总成各部件的参数选取AMEsim中相应的模型,按照热管理系统架构搭建混合动力总成热管理系统模型,如图5所示㊂㊃71㊃表2 动力总成动力部件的主要参数部件名称参数名称数 值整车整车质量/kg 1360发动机工作容积/L 1.2缸径×冲程/mm×mm77.3×86.14压缩比9.55额定功率/kW 100怠速转速/(r㊃min -1)850最大扭矩/N㊃m210电机额定功率/kW 36峰值功率/kW64额定转速/(r㊃min -1)3000峰值转速/(r㊃min -1)7000额定扭矩/N㊃m 100最大扭矩/N㊃m 235总电压/V324动力电池容量/Ah38图3 高温散热器换热map 图图4 水泵效率map图图5 混合动力总成热管理系统模型2.2 热管理系统模型的验证本文采用动力部件的试验数据对模型进行验证,发动机在最低燃油消耗工况下,以不同扭矩进行试验,电机在恒定功率以不同扭矩进行试验,由于电池在电机运行工况下进出水温变化很小,为了保证验证的准确性,电池组采用2.2C 充电倍率和2.5C 最大放电倍率的出水温度进行验证,环境温度均为室温25℃,发动机和电机验证结果见图6-图8所示,电池组的验证结果见表3所示,从结果可以看出,仿真结果和试验的相对误差在5%以内㊂图6 发动机在不同扭矩㊁最低燃油消耗工况下,出水温度仿真和试验对比图表3 电池组充放电倍率下计算和试验结果充电倍率放电倍率进水温度/℃试验仿真出水温度/℃试验仿真2.22.52525.326.827.52525.126.326.5㊃81㊃图7 发动机在不同扭矩㊁最低燃油消耗工况下,出水温度相对误差图8 电机在恒功率㊁不同扭矩工况下,进出水温度仿真和试验对比图3 热管理系统产热分析与优化3.1 不同功率分配下热管理系统的产热分析本文重点研究混合动力总成在4个US06两种工况,在不同功率分配下热管理系统的产热量,由于动力电池组的产量相比发动机和电机较小,运行期间温度变化不大,故本文不考虑电池热管理系统的产热,重点研究发动机和电机的产热与优化㊂由于变速箱的各档位传动比会影响动力总成的输出扭矩,本文研究的混合动力总成发动机和电机的输出转速比恒为1∶1,并且发动机转速要求在800r /min ~6000r /min 之间,电机转速要求在-6000r /min ~6000r /min,不同转速下,发动机和电机的最大扭矩不同,在研究不同功率分配下,为了能包含发动机和电机单独工作模式,需求扭矩不能大于发动机和电机的最大扭矩,故将变速箱传动比选在3档,功率分配比k 定义如下:k =P ice P em式中:P ice 发动机输出功率,kW;P em 电机输出功率,kW㊂发动机和电机的转速比是固定的,所以功率分配比k 也可表示为:k =T ice T em式中:T ice 发动机输出扭矩,Nm;T em 电机输出扭矩,Nm㊂不同功率分配比k 下对应的发动机和电机的输出扭矩占总输出扭矩百分比见表4所示㊂表4 不同功率分配比k 下发动机和电机的输出功率占比k 发动机输出扭矩占比/%电机输出扭矩占比/%001000.220800.440600.660400.880201.010001.2120-201.4140-401.6160-601.8180-802.0200-100 混合动力总成在4个US06工况下进行仿真研究,电池SOC 初始值设为0.65,功率分配比k 的取值依次从0~2.0取值,发动机和电机出口水温如图9-10所示㊂图9 4个US06不同k 下发动机的出口水温图10 4个US06不同k 下电机的出口水温㊃91㊃3.2 不同功率分配下热管理系统优化从图9和图10可以看出,发动机的出水温度波动较大,且k=2.0时,发动机的出口温度将近100℃,偏离了最佳工作温度范围,电机却相反,温度整体偏低,最高温度低于55℃,也不在最佳工作温度范围㊂这主要是和两个方面的因素有关㊂1)冷却系统中水泵和风扇的控制策略过于简单㊂发动机水泵为机械水泵,转速由发动机输出轴转速决定,当大扭矩低转速时,发动机产热较大,此时水泵的转速无法满足热管理系统要求,发动机风扇㊁电机水泵和电机风扇控制策略为简单ON/OFF 控制策略,无法根据工况的变化对冷却系统进行有效地调节㊂2)热管理系统中动力部件的冷却采用独立冷却,虽然可以对动力部件进行独立控制,但缺乏相互之间的互补调节,比如发动机出口温度偏高时,除了通过风扇和水泵冷却,还可以对温度偏低的电机冷却系统进行预热㊂3.2.1 热管理系统架构的优化设计通过对发动机和电机出口温度偏离最佳工作温度范围的原因分析,本文根据整车行驶模式及总成动力部件工作温度,对原先的热管理系统架构进行优化,将发动机和电机水泵及风扇控制策略改为简单有效的PID控制,另外增加预热系统,不仅可以满足各动力部件在高温下的冷却需求,而且能够实现动力部件之间的预热,以保证动力部件在工作时,温度能在最佳工作范围内㊂优化后的热管理系统架构示意图如图11所示,控制流程图如图12所示㊂热管理系统除了发动机㊁电机和电池独立冷却系统外,增加了预热系统㊂预热系统由阀2㊁7㊁9㊁10㊁12㊁14㊁16和21组成㊂优化后的热管理系统工作模式如下:1)车辆启动时,如果动力部件温度都低于0℃,考虑到电池充放电性能和循环使用寿命会大幅度下降,而发动机可以在较低温度下工作,故此时发动机单独作为动力输出,预热器回路关闭,发动机独立冷却,当发动机冷却液温度达到80℃以上时,预热器回路打开,发动机给电池预热㊂当电池温度达到20℃以上时,预热器回路关闭,停止预热㊂1-高温散热器;2-发动机大循环节温器;3-高温散热器膨胀箱; 4-发动机机械水泵;5-发动机;6-发动机小循环节温器;7-阀;8 -电池冷却水泵;9-阀;10-阀;11-预热器;12-阀;13-电池热交换器;14-阀;15-动力电池组;16-阀;17-电机;18-电机控制器; 19-DCDC;20-电机电子水泵;21-阀;22-低温散热器;23-低温散热器膨胀水箱㊂图11 混合动力总成热管理系统架构示意图图12 混合动力总成热管理系统控制流程图2)如果电池温度在0℃以上,SOC在65%以上且满足需求功率时,此时依靠电机进行总成输出㊂电机在工作输出过程中,温度升高,当达到50℃时,电子水泵工作,依靠低温散热器进行散热,若此时发动机温度较低,预热器回路打开,电机对发动机进行预热㊂在AMEsim搭建优化后的热管理系统,如图13所示㊂3.2.2 优化后的结果分析优化后的热管理系统搭建好后,在4个US06工况下进行仿真研究,功率分配比k的取值依次从㊃02㊃图13 混合动力总成热管理系统架构示意图0~2.0取值,发动机和电机出口水温如图14-15所示㊂从优化后的结果可以看出,发动机出口温度基本在85℃~95℃之间,电机出口温度基本在55℃~70℃之间,表明优化后的结果保证了发动机和电机工作在最佳工作温度,满足要求㊂图14 4个US06不同k下发动机的出口水温图15 4个US06不同k 下电机的出口水温4摇结论本文基于AMEsim 平台对混合动力总成热管理系统在4个US06工况不同功率分配下进行仿真分析,发现原先的热管理系统无法满足发动机和电机工作在最佳温度范围的要求,对热管理系统架构进行了优化,增加了预热模块,并将水泵和风扇控制策略改为简单有效的PID 控制㊂优化后的热管理系统有效地降低了发动机出口温度,提高了电机出口温度,从而使得发动机出口温度基本在85℃~95℃之间,电机出口温度基本在55℃~70℃之间,保证了发动机和电机工作在最佳温度范围㊂参考文献[1] CHAN C C.The state of the art of electric ,hybrid ,and fu⁃el cell vehicles [J ].Proceedings of the IEEE ,2007,95(4):704-718.[2] BRADLEY T ,QUINN C.Analysis of plug-in hybrid elec⁃tric vehicle utility factors [J ].Journal of Power Sources ,2010,195(16):5399-5408.[3] LEE D H ,KIM N W ,JEONG J R ,et ponent siz⁃ing and engine optimal operation line analys is for a plug-in hybrid electric transit bus [J ].International Journal of Automotive Technology ,2013,14:459-469.[4] 周能辉,赵春明,辛明华,等.插电式混合动力轿车整车控制策略的研究[J ].汽车工程,2013,35(2):99-104.[5] 张磊,傅明星,王瑜.基于AMESim 的新型油电液混合动力系统的仿真分析[J ].机电工程,2015,32(4):561-565+570.[6] 王喜明.插电式混合动力城市客车动力系统匹配与控制优化研究[D ].北京:北京理工大学,2015.[7] 王义春,杨英俊,谷中丽.混合动力车辆冷却系统优化设计[J ].北京理工大学学报,2004(1):44-47+60.[8] 杨文霞,汤小波,郭新民.混合动力车辆双层冷却系统设计[J ].农业装备与车辆工程,2008(6):25-28.[9] 李峰.插电式混合动力汽车热管理系统开发及其控制算法研究[D ].长春:吉林大学,2016.[10] FRANCISCO JOSE JIMENEZ -ESPADAFOR ,DANIELPALOMO GUERRERO ,ELISA CARVAJAL TRUJIL⁃LO ,et al.Fully optimized energy management for pro⁃pulsion ,thermal cooling and auxiliaries of a serial hybrid electric vehicle [J ].Applied Thermal Engineering ,2015(91):694-705基金项目:浙江省科协育才工程(编号2018YCGC015)资助㊂作者简介:董桥桥(1989-),男,山西省运城市人,硕士研究生,主要从事混合动力总成热管理方面研究㊂收稿日期:2018-12-07㊃12㊃。
东风柳州-汽车发动机舱热管理的CFD技术应用_张德军
·制造业信息化·MPV Model Engine Hot Management Design Based on CFD TechniqueZHANG De-Jun ，WANG Wen-Yong（Technology Center,Dongfeng Liuzhou Motor Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi 545007,China ）Abstract ：CFD numerical value simulate method have been abroad used in vehicle design.This paper use MPV model engine room high temperature as example,apply Hypermesh pre-process and Fluent software to simulate engine room gas flow,better achieve engine room hot management,solve the engine's high water phenomenon.Key words:engine hot management ；CFD ；numerical value simulate method ；high temperature0引言世界各汽车生产厂家基于开发更节能和更高性能的汽车的要求，将原本主要应用于航空航天的风洞技术引入汽车设计当中，使汽车空气动力学研究得到迅速发展。
我国的汽车工业长期以来一直落后于汽车工业发达国家，在汽车技术方面也与欧美日等国存在很大差距。
最近几年随着我国汽车工业的快速发展，在汽车技术方面也取得了较大的进步，但汽车空气动力学分析始终是我国进行汽车自主研发的瓶颈之一。
我国在汽车空气动力学方面的研究起步较晚，但目前国内很多科研机构都致力于这方面的研究。
2024年新能源汽车热管理系统分析报告
一、背景
随着新能源汽车的发展，热管理系统也发展得越来越快，可以有效的
降低新能源汽车的热噪声，提高燃油效率，改善新能源汽车的性能。
热管
理系统主要是指利用热变换器、涡轮增压系统和冷却系统进行有效管理新
能源汽车发动机的温度，涡轮增压系统目的是增加汽车的功率输出，而冷
却系统则可以有效的降低过热散热。
二、新能源汽车热管理系统
1、热变换器：热变换器是新能源汽车热管理系统的主要组成部分，
主要作用是把发动机热能转换成机械能，从而减少热噪声，同时增加燃油
效率。
2、涡轮增压系统：涡轮增压系统是一种高效的机械装置，它可以将
发动机的排气气流放大，使功率输出增大，从而提高汽车的性能和经济性。
3、冷却系统：发动机会在工作过程中发生过热，而冷却系统则可以
有效的将发动机的热能散热，从而防止发动机过热，保持其正常的工作状态。
三、新能源汽车热管理系统的发展方向
1、节能高效：新能源汽车热管理系统应该更加注重节能，研发出节
能的热管理系统，从而降低热噪声，提高燃油效率。
2、智能化：新能源汽车热管理系统的。
Flowmaster在汽车热管理系统的应用
Flowmaster 是世界上汽车热流体系统仿真设计最为领先的软件，在全球汽车领域前20强中，共有16家汽车制造商以及部件供应商在使用Flowmaster开发他们的产品。
制造商们发现Flowmaster是一个非常强大的开发工具，能够进行汽车热管理系统、润滑系统、供油系统、排气系统、空调系统以及底盘系统的开发设计。
应用Flowmaster，工程师可以对整个汽车热系统进行模拟，包括冷却系统、空气侧系统、空调系统、润滑系统及热耦合自动变速系统。
独特的多个流体系统耦合模拟分析，可以帮助工程师对热管理系统进行优化，保证无论是暖起、怠速还是满载都能满足设计要求。
Flowmaster空调系统模块可以对蒸汽压缩循环进行模拟，这正是汽车车室环境控制的主要内容。
Flowmaster可以模拟各种工况下的空调系统的运行，各种标准介质特性可以轻松的在Flowmaster数据库中找到，当然用户也可以添加自己的介质到数据库中。
Flowmaster可以帮助工程师预先了解润滑系统的表现，在临界设计情况下，可以确保足够的润滑油流量和压力，调节运行温度及油量均匀分配。
Flowmaster同样可以评估系统的动态性能，如主轴正时装置、传动链、张紧轮等的工作情况。
通过这些帮助，工程师可以在开发周期内，对不同的设计方案进行比较优化设计。
如今，汽车制造商们采用各种喷油系统满足不同发动机的需要。
这些复杂的系统均工作在高压状态，动作周期短，外部电控系统复杂。
Flowmaster拥有一个喷油系统元件库，可以对这些复杂系统进行模拟，并且界面非常友好，能够帮助工程师预知喷油系统的性能，确保在各种工况下足够的油压和恰当的喷油量，避免喷油系统故障导致发动机性能下降。
汽车冷却系统flowmaster模型汽车排气系统flowmaster模型。
汽车热管理系统原理与实践分析设计开发与验证热管理系统概述
汽车热管理系统原理与实践分析设计开发与验证热管理系统概述热管理系统的基本原理是通过控制热量的流动和传递，维持发动机和车内空调系统的适宜温度范围，保证其正常工作。
在发动机方面，热管理系统主要包括冷却系统和加热系统。
冷却系统通过循环冷却剂，在发动机运行过程中将产生的热量带走，防止发动机过热。
而加热系统则通过燃烧室或电热元件加热冷却剂，以保证发动机在寒冷环境下能够快速达到正常工作温度。
对于车内空调系统，热管理系统主要是通过控制空调压缩机和风机的工作，调节车内的空气温度，使乘客感到舒适。
在实践中，热管理系统的设计与开发需要考虑多种因素。
首先，需要根据不同的汽车类型和使用环境，确定适用的热管理技术和方案。
例如，在寒冷地区，需要采用更强的加热系统来确保发动机能够正常启动和工作。
而在炎热的地区，则需要更加强大的冷却系统来抵抗高温对发动机性能的影响。
其次，热管理系统的设计还需要考虑能源效率和环保性。
为了提高能源利用效率，可以采用能量回收技术，例如利用发动机废热来加热车内空调系统。
同时，还应该考虑如何降低温室气体排放和对环境的影响。
例如，通过优化冷却系统的设计和使用更加环保的冷却剂，来减少对大气的污染。
热管理系统的验证是确保其可靠性和性能的重要环节。
验证过程中，需要进行各种工况的测试和模拟实验，以验证系统在各种条件下的正常工作。
例如，可以通过实际道路测试，模拟不同环境温度和负荷情况，评估发动机的冷却和加热性能。
同时，还需要进行各种故障模拟测试，以验证热管理系统的容错能力和安全性。
例如，通过模拟冷却液泄漏或故障情况，评估系统故障时的应急措施和保护机制。
总之，汽车热管理系统是确保汽车正常运行和乘客舒适的重要部件。
设计和开发一个高效可靠的系统需要综合考虑多种因素，包括不同环境条件下的需求、能源效率和环保性。
通过验证过程的测试和实践，可以确保系统具备良好的性能和可靠性。
某插电式混合动力轿车热管理仿真分析与优化设计
某插电式混合动力轿车热管理仿真分析与优化设计插电式混合动力轿车是当前新能源汽车市场上的主要车型之一，它不仅能够提供良好的燃油经济性，同时还可以实现一定程度上的电动化驱动，降低环境污染。
然而，高效的热管理系统对于混合动力汽车的安全性和稳定性至关重要。
因此，本文将对某插电式混合动力轿车的热管理进行仿真分析与优化设计。
首先，我们需要建立某插电式混合动力轿车的热管理模型，包括发动机、电动机、电池、制动系统、冷却系统等主要组成部分。
通过MATLAB/Simulink软件建立模型，模拟整车运行和热力耦合过程，并对各个系统进行热量分析和能量平衡计算，得出温度分布、热损失、能量转化效率等参数。
在分析模型的基础上，我们需要针对模拟数据中存在的热管理不足问题进行优化设计。
针对发动机的高温问题，我们可以在发动机周围增加散热片，增强散热效果，降低发动机温度，提高发动机运行效率。
针对电池的过热问题，我们可以在电池周围增加热散架，将电池散热，延长电池的使用寿命。
针对电动机的低温问题，我们可以在电机外部增加加热器，提高电机的运行效率和动力输出。
在针对具体问题进行优化设计的过程中，我们需要引入一些新的技术手段和材料。
例如，利用生物质纳米材料来提高车身的保温效果和阻隔效果；采用无氧铜制的散热片来提高发动机的散热效率和耐高温性能；使用新型高温陶瓷材料制作电机加热器，提高电机驱动效率和维护成本节约。
最后，我们需要对优化后的方案进行测试验证。
通过真实路况测试以及实验室模拟测试，对插电式混合动力轿车进行综合性能测评，验证优化方案的可行性和有效性。
同时，也需要结合市场需求和制造成本进行经济性分析，综合考虑实际生产和市场推广的可行性。
总之，在插电式混合动力轿车的研发和生产过程中，热管理的重要性不容忽视。
通过仿真分析和优化设计，可以提高插电式混合动力轿车的热管理效率，提高汽车性能和可靠性，同时也对环境保护和资源节约做出了贡献。
除了上述提到的优化设计和测试验证，还有一些其他方面需要考虑。
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图４发动机热负荷和冷却水泵转速随时间的变化
３）、发动机舱内外流动与传热仿真系统…
发动机舱内流场及温度分布对热管理系统的性能具有十分关键的影响，而发动机舱内流动和发动机舱外的汽车周围流场具有强烈的相互耦合作用。
通过对汽车绕流和发动机舱内的复杂离旋涡流动结构特点和机理进行研究，发展相应算法，对ＩＣＥＭ—ＣＦＤ、ＳＴＡＲ—ＣＤ和ＦＬＵＥＮＴ进行二次开发，初步建立了适用于汽车绕流和发动机舱内流动与传热的仿真系统，可对发动机舱内外流动与传热进行分析（如图５和图６所示）。
该系统具有如下特点：
围５发动机舱内外流动
①精度高，计算量小。
采用求解域分区、结构／非结构网格耦合等技术，可根据流场结构特点有效控制网格疏密，提高流场计算精度，减少所需网格量，可减小高达８０％的计算量。
应用该平台对Ａｈｍｅｄ模型流场进行计算，与实验结果的误差仅为１．８５％。
②专业化。
物理数学模型应用了汽车空气动力学与热管理的最新研究成果，包括地面效应、适应发动机舱内外分离流动的湍流模型等，专业程度高。
③实用性好．一定程度自动化。
整个仿真系统具有良好的适应性和操作性，能对各种类型、大小和行驶工况的汽车外部和发动机舱内流动与传热进行分析。
所有操作步骤完全程序
化和模块化，将设计与研究人员从繁杂的建模中解放出来，且有利于非专业的人员应用。
例如，该平台所生成的外部区域网格和基于网格上的定解条件可重复应用，工作量减小，工作效率提高。
对于不同车型可生成自适应网格，在读入相关车身及发动机、热管理系统几何数据后，可自动根据缺省设置的初始条件和边界条件，对典型工况的发动机舱内外流动与传热作出计算分析，并得出主要数据结果。
图６发动机舱内流动与传热特性
３小结
（ｉ）．先进的汽车发动机热管理系统设计须同时考虑发动机、冷却系统、润滑系统、空调系统及发动机舱内外的相互影响。
发动机热管理仿真已成为热管理研究与设计的基本工具。
同实验相比，仿真具有可预先研究、无条件限制、信息丰富、成本低、周期短等～些显著特点。
（ｉｉ）开发的仿真系统可对发动机热管理流体网络系统及发动机舱内外的流动与传热特性进行联合仿真分析，为热管理系统的集成优化设计、运行和控制提供理论基础，揭示系统复杂动力学过程的机理，并可为热管理系统的故障诊断提供依据。
参考文献
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汽车发动机热管理仿真系统
作者：张扬军， 张钊
作者单位：清华大学汽车工程系;汽车安全与节能国家重点实验室(北京)被引用次数：1次
本文链接：/Conference_4405096.aspx。