概述
在节能减排的总体需求下,汽车趋向于紧凑的流线型设计,导致有限空间内的散热设计变得更加复杂,鉴于车辆热设计的要求,我们需要采用专业的系统级热管理工具,建立整车热管理平台,以分析各系统在自然环境下长时间工作的热状态变化历程及人员的热舒适度,预测发动机、刹车、排气管等系统的瞬态温度场及结构热强度,为隔热防热、空调设计、电池热防护等设计优化提供支撑。
方案
依托国内外汽车行业广泛采用的综合性热分析工具radtherm,融合多个工具的优势,实现汽车系统级的传热方案设计、详细的传热性能评估和热害影响分析以及多层次的自动参数优化,覆盖从概念设计到详细设计到实验验证等整车设计的各个环节,提供适用于不同阶段不同系统的整车热管理凯发娱乐登录的解决方案。
应用
• 汽车冷却系统匹配设计
• 发动机舱热管理
• 底盘和排气系统隔热设计
• 乘员舱和驾驶室空调设计
• 电池和电池舱热设计
• 刹车系统热分析
• 热区和寒区实验模拟
案例
(1)发动机舱热管理
国内某汽车厂利用radtherm与star ccm+耦合完成了某发动机舱的热分析,分析在考虑热辐射等因素影响下发动机舱的瞬态热状况,计算结果与实测得到的发动机部分零部件的温度十分吻合,通过快速仿真即可很好地完成发动机舱的隔热设计。
(2)整车热管理
福特某车型的热分析,采用radtherm的一维管流功能模拟排气管内的传热状态,耦合cfd工具计算的外流场对流换热结果,对比分析排气系统隔热罩厚度及材料改变、车窗玻璃透射率改变等条件下排气系统及发动机舱的热状况,最终制定了排气系统热防护罩的设计方案及底盘零部件布置方案。
(3)排气系统热分析
沃尔沃利用radtherm分析排气管热状态的瞬态特性。在验证过程中,沃尔沃s40带拖车先在平直公路上行驶30分钟,然后爬坡20分钟,最后在平路上停车20分钟。
radtherm分析了排气管出口处温度在整个70分钟的瞬态过程中的变化情况,实测了这种工况下该处的温度结果,二者吻合得很好。测试和仿真结果显示,排气管出口在停车初期的温度甚至超过了大负荷爬坡过程的温度。这也表明发动机排气系统的热分析中,一定要考虑恶劣工况下的瞬态过程,否则不能发现潜在的热故障。
(4)乘员舱热管理
奥迪轿车空调设计,结合radtherm的人体舒适度模块,考察空调系统在夏季沙漠中的性能,分析了多种被动热控措施的效果,最终获得采用较小功率的空调系统达到较好的整车热状况并改善乘员的热舒适性的方案。