乘用车机舱温度优化研究

第9卷 第6期 4020019 年 11 月
汽车工程学报 Chinese Journal o汽f A车u工to程m学oti报ve Engineering
Vol.9 No.6 Nov. 20第199 卷
电动汽车机舱散热问题 CFD 仿真分析优化及试验验证
李喆隆，李 涛，李现今
（北京新能源汽车股份有限公司，北京 100176）
目 前， 分 析 电 动 汽 车 机 舱 散 热 问 题 有 两 种 方 式：环境舱试验和 CFD 仿真。环境舱试验包括整车 热平衡试验和整车降温试验。由于现阶段机舱内散 热器能力的盈余，电动汽车热平衡试验发现的问题 往往是电机、绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和电池的零部件内局部 过热。机舱内冷凝器是否有足够的散热能力，会在 电动汽车降温试验中体现出来。该试验方法 的优点 是可信度高，能够为研发提供直接的整改依据；缺 点是成本高、周期长，不能在设计初期及时发现问 题。CFD 仿真的优点是成本低、周期短，能够在研 发早期发现关键问题，缩短整车开发周期。然而要 想完全模拟电动汽车降温试验，需要三维机舱热流 场、整车一维能量流、空调箱和乘客舱的三维热流 场共同的瞬态耦合计算，目前国内几乎难以完整开 展。通过模拟机舱内稳态的流场来获得关键信息是 当前可行的技术路线。目前，大部分国内车企采用 仿真与试验相结合的方式来解决机舱散热问题。
LI Zhelong，LI Tao，LI Xianjin
（Beijing Electric Vehicle Co.，Ltd.，Beijing 100176，China）
Abstract：The average head temperature of the pilot and copilot was found to be higher than the target value in the air conditioning performance test of an electric vehicle prototype，demonstrating a lack of cooling capability of the vehicle. A 3-D CFD simulation of electric vehicle under-hood flow was conducted to investigate the flow distribution and the cause of insufficient cooling capability. Through adding a condenser deflector and adjusting the grill opening，the air intake volume of the grill section was increased largely during electric vehicle idling，which meant more fresh air would go through the condenser and the hightemperature circumfluence was reduced during both electric vehicle idling and moving. In the final test after the modification，the average head temperature of the pilot and copilot was 5 ℃ lower than before and even lower than the target value. Hence，under-hood components packaging is critical to the cooling capability of electric vehicles. Keywords：electric vehicle；under-hood flow；cooling capability；computational fluid dynamics；air mass flow

新能源汽车电机的温度管理及优化方案随着环境保护和资源可持续利用的需求日益增加，新能源汽车作为替代传统燃油汽车的重要选择，正逐渐在全球范围内得到广泛推广和应用。

在新能源汽车中，电机作为关键组件之一，承担着将电能转化为机械能的重要任务。

然而，电机在工作过程中可能会产生大量的热量，对于电机的温度管理和优化方案十分关键。

本文将重点探讨新能源汽车电机的温度管理问题，并提出相应的优化方案。

一、温度管理的重要性新能源汽车电机的温度管理对于电机的高效工作、寿命的延长和安全性能的提高至关重要。

过高的温度将导致电机的性能下降，甚至可能引发电机故障。

而过低的温度则会影响电机的启动性能，降低电池的充电效率。

因此，合理管理电机的温度，使其在较佳的工作温度范围内，既可提高电机的工作效率，又可延长电机的使用寿命。

二、温度管理的挑战新能源汽车电机的温度管理面临多方面的挑战。

首先，电机的工作环境复杂，受到外界温度、湿度等因素的影响较大。

其次，电机在工作时会产生大量的热量，需要有效地进行散热，以保持温度在合理范围内。

同时，电机内部各部件的温度分布不均匀，需要进行局部温度的监控和控制。

最后，电机的温度管理需尽可能减少对整车系统的能量消耗，以提高整体能源利用效率。

三、温度管理的优化方案1. 散热系统的优化为了有效降低电机温度，可以采用增加散热面积、改进散热设计等措施。

例如，增加散热片数量和大小，提高风扇的风量和转速，加强散热系统和其他车辆部件的接触，以增大热量的传导和散热效果。

2. 温度传感器的应用在电机内部布置温度传感器，可以实时监测电机各部位的温度情况。

根据传感器所得的温度数据，可以实时调整电机工作状态，保持电机在合理的温度范围内工作。

同时，温度传感器也可以提供温度数据供其他系统使用，如控制系统、能量管理系统等。

3. 冷却液循环系统针对电机的温度管理问题，可引入冷却液循环系统进行温度调节。

通过通过水泵循环冷却液，将热量带走，然后通过散热器将热量散发到环境中。

基于CFD的汽车发动机舱热管理及优化谢暴;陶其铭【摘要】为了研究汽车发动机舱热管理，设计出与整车开发流程相匹配的发动机舱热管理工作的模拟分析流程。

基于“计算流体力学”CFD软件中的STAR-CCM+，分析了某车型发动机舱的冷流场，提出其前端进气格栅的优化方案。

该优化方案使流经散热器与冷凝器的风量分别提升7.0%和9.6%。

获得了优化的发动机舱的温度分布云图及热平衡温度。

针对风险部件进行舱内热害仿真分析，得到目标监测点温度满足许用温度要求。

水温试验模拟仿真分析中的整车热平衡，仿真精度≥85%，舱内热害仿真精度≥95%。

结果表明：应用该流程具有较高的计算效率和可靠性。

%A simulation analysis process of nacel e thermal management was designed to investigate the thermal management in cabin of a developing automobile considering lfow match. An optimization scheme of the front air intake gril e was made by the nacel e cold lfow ifeld analysis to a model automobile based on the STAR-CCM+of the CFD (Computational Fluid Dynamics) software. The optimal scheme increased air volume by 7.0%for radiator and by 9.6%for condenser. The thermal equilibrium temperatures and the temperature distributions in the cloud for the optimal scheme were obtained to analyze the thermal pol ution in an automobile cabin. The target temperature for risk parts was obtained by cabin thermal damage simulation to monitor the satisfy requirement of al owable temperature. The thermal equilibrium simulation results for an automobile were veriifed by water experiments with an accuracy of 85%or higher. The cabin thermal damage has an accuracy of 95%or more.Therefore, the design process has a high computing efifciency and a high reliability.【期刊名称】《汽车安全与节能学报》【年(卷),期】2016(007)001【总页数】8页(P115-122)【关键词】汽车发动机舱;热害;热管理;CFD软件;冷流场;热平衡【作者】谢暴;陶其铭【作者单位】安徽职业技术学院机械工程系，合肥230011，中国;江淮汽车股份有限公司，合肥230022，中国【正文语种】中文【中图分类】TH123Dynamics); cold flow field; heat balance现代汽车采用的低车身、小型化的流线型设计趋向[1]，使得发动机舱内空间狭小、零部件安放位置紧凑；而增压+缸内喷、分层燃烧、双离合变速器(dual clutch transmission，DCT）等众多新技术在汽车上的应用，也使机舱内附件增多且产生较大的工作热量；从而易形成过热的发动机舱环境[2]。

某车型机舱热管理仿真分析及优化
肖能;王小碧;史建鹏
【期刊名称】《汽车科技》
【年(卷),期】2014(000)005
【摘要】本文采用CFD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，考虑热对流与热辐射的影响，并与试验结果进行对比，误差控制在10%以内，满
足发动机舱热管理工程设计的需求；并在此基础上提出冷却模块中置与偏置两种改进方案，通过对比选出效果较好的偏置方案进行下一轮优化仿真分析；在第二轮偏置方案的基础上进行优化改进后，机舱内部流场得到改善，各零部件温度达到了设计目标的要求。

【总页数】6页(P56-61)
【作者】肖能;王小碧;史建鹏
【作者单位】东风汽车公司技术中心，武汉 430070;东风汽车公司技术中心，武
汉 430070;东风汽车公司技术中心，武汉 430070
【正文语种】中文
【中图分类】U462
【相关文献】
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