汽車熱管理系統目前有哪些技術難點呢?


難點是很多的。

熱管理是一個整合的概念,如果分解到細枝末節,會是一個非常龐大的課題。

目前來說,整車熱管理的出發點更多偏向於「各個零部件沒有熱害風險」,並不是這個出發點技術含量低,站在一個比較低的技術位置。事實上,因為每個整車項目的背後,都會有不一樣的期望,所以總布置也好,每個零部件的性能、成本也好,總是不一樣的。比如懸置和催化器之間的距離,這個項目是20mm,那個項目可能就是30mm,那麼懸置的熱害情況就有比較大的區別,也許這個項目解決了這個問題,可是其他的零部件空間受到限制,反而因此壓縮了安全裕度,都是有的。此消彼長,整車上的很多矛盾,最後無非都是一個折中的方案,至於如何折中,就是很大的學問了。

但是今天的整車熱管理開始提升到「能量管理」的層面。為了避免洪水,是不是要把大壩建到幾百米高?為了避免洪荒,是不是家裡要屯上幾噸大米?答案都是否定的。在避免熱害的過程當中,我們也會更傾向於不要浪費無謂的能量。這裡包括幾個方面的內容:

1.惡劣工況下,整車沒有熱害風險;

2.低負荷工況下,水泵、風扇降低功耗,避免浪費;

3.暖車過程避免能量耗散,改善排放,部分負荷工況適當提高發動機壁溫,改善熱效率。

這三點的關係是遞進的。此外,就是乘客對空調的需求,關於暖風的控制。

要依次考慮到這幾個方面的內容時,就會涉及到很多具體的問題。

如果只要解決熱害風險,就使用功率更高、性能更好的風扇、水泵、散熱器;擔心過熱的零部件,或者本身是熱源擔心造成其他地方過熱的零部件,比如上述的催化器和懸置,考慮增加隔熱罩,或者使用耐熱材料,或者使用輔助的循環水路散熱,比如增壓器EGR的獨立輔助水泵,等等。

如果要避免無謂的功耗,就需要對設計有很好的把握,各個零部件的性能不高不低,恰到好處,此外標定數據又做的很好,風扇能不開就不開。

如果要快速熱車,降低排放,提高熱效率,就需要更高的自由度,比如需求可調速電子風扇,電子水泵,電子調溫器等等,這些技術的背後,是更複雜的控制邏輯以及更複雜的標定手藝。控制邏輯還會涉及到一些參數的計算方法,感測器由於適用條件以及測量精度而需求的選型等等。

如果在這些基礎上還要兼顧暖風,保證乘客對環境溫度感知足夠的舒適,那麼冷卻系統的方案如何,水路的走向如何,每一路水分別有多少流量,阻力多少等等,又是另外一個話題了,更深一步的,整車行駛時,由於工況變化導致水泵工作變化,導致流量變化,導致暖風變化,導致車內空調出風溫度的變化等等,都是需要調校的工作。

那麼,如果在一個非常高溫的環境下,整車已經有很高的過熱風險,還要用多餘的流量去滿足空調嗎?如果在一個非常低溫的環境下,打開空調還有必要打開散熱器風扇嗎?如果這些答案都是已知的,那麼這些極端的工況如何定義?如果零部件的設計已經無法改動,那麼可不可以通過降低發動機的輸出功率來挽回?

這句話的背後是最痛苦的,以及所有問題的根源……標定哈哈哈哈哈哈。

所以汽車熱管理,問題和技術難點非常之多,但如果要用一句話來概括,就一定是「多個零部件之間的關聯性」, 因為在整車的開發過程里,每個零部件經常是獨立而分裂的,特別在缺乏經驗的主機廠里這個現象特別常見,往往難以考慮到可能影響自己,可能被自己影響的其他零部件的情況,而負責做整車熱管理的小組,又很難了解到每個零部件的詳細情況。

試圖在千百個零部件里,得到一個最優解,本身就是一個非常難的問題。

其他的,這個課題分解到細枝末節,有多詳細,詳細到每一個子問題時,有沒有能力去解決,有哪些是可以犧牲的,有哪些是需要改進的,在有限的開發周期里,有什麼樣的方案可以選擇,有什麼樣的方案可以做到,有哪些更新的技術可以使用,而這些新技術會帶來多少新的工作量,都需要項目組抉擇。

至於模擬也好,試驗也好,都是一樣的。確實精度的要求,邊界的設置,環境的受限,試驗的條件,都難,但這兩者,最終都是分析和驗證的方法而已。

只要想得到的都不難,難的是一些難以想像的事情。


我覺得熱管理的難點,就是很多整車廠並沒有真正的理解「到底什麼是熱管理」。看看之前答主們的回答就能發現各個人對熱管理的認識並不在同一個平台上。

到底什麼是熱管理?可以說,不同的整車廠,基於不同的需求,可能會有不同的解答;這也是我前文所說「不在同一個平台」的原因。按照我的理解,現階段的熱管理可以分為三個層次的需求:

1.不發生實車熱害(塑料件老化,變速箱發動機開鍋等)

2.冷卻系統的精確化設計(按需設計冷卻系統,不做過度餘量的設計)

3.熱管理系統的高效運行(對熱管理需求本身進行設計與優化)

為什麼要做熱管理?因為存在熱害,會開鍋,會拉缸。這是在一百多年前第一代造車先驅就已經意識到的問題;那麼是不是我們做大散熱器+大風扇+隔熱材料就萬事大吉呢?顯然也不是,性能太好造成的暖機損失和空調暖風性能的下降也是大家不希望見到的;所以我們做出了最符合現階段車輛放熱需求的冷卻系統就可以了呢?答案依然是「NO」,因為設計階段這樣那樣的限制,實際車輛設計邊界總有不合理之處,比如換熱器保險杠距離太短,導致死區過大啦;引擎艙布局不合理,導致風量分配不合理啦;水泵選型不當,導致換熱器效率低啦,等等。因此,從需求的角度上來說,依然是可以做進一步優化的。

所以說,熱管理的三個階段,其本質就是:

①明確熱管理的設計下線:不發生熱損害

②明確熱管理的設計上限:不過度設計

③優化熱管理的中心值:站在整車角度優化熱管理系統,提升效率

熱管理設計階段的提升,實際上歸結為兩個字:節能,或者說的直白點就是省油。目前的解決方案就是以小型化高效化的設計方法,滿足這三個階段的需求。而且,隨著以後油耗要求的不斷提升,通過熱管理提升發動機的熱效率,必然會變得原來越重要,從現在的趨勢上來看,近年來熱管理的產品也越來越多,熱管理系統的複雜程度和標定的困難程度也是逐步提升。不負責任的推斷一下,熱管理也會成為和動力部門一樣舉足輕重的部門,熱管理水平也會成為一個整車廠的核心競爭力。

然而,眾所周知,任何整車廠都是圍繞著動力總成開展研發的。一直以來,冷卻產品作為發動機的「跟班」,都是被動接受整車需求。而要實現熱管理的第三階段,就必須和動力總成同步進行研討,甚至,向動力總成提出要求,為了實現熱管理系統的高效率,需要怎麼做;而且不光是設計階段要做,甚至從產品企劃,發動機的規劃階段就需要開始對熱管理系統和發動機進行預研和匹配。一旦自上而下的意識依然是「水箱風扇什麼的有什麼技術含量?我們改不了,你們自己看著辦。」的話,熱管理自身就成為了一個偽命題。惟有從認識上統一的前提下,才能夠獲得相應的資源去進行熱管理的工作,相應的,模擬也好,試驗也好,匹配也好,其實都是方法和積澱的問題,都是可以隨著時間的推移逐漸進步的,或者簡單粗暴地,整車廠那麼有錢,找個供應商技術指導一下有那麼難嗎~


好吧,讓開我來。

整車熱管理這個概念也是近些年才這樣叫,再倒退六七年都叫熱害。。。某種害蟲的趕腳。。。總之就是沒有體系沒有完整的流程式控制制,無前期模擬結果與實驗結果對標,對。就是做的很爛。

為什麼開始了整車熱管理了捏?車上附件越來越多,空調需要越來越舒適,將來還得各種輔助駕駛,油耗要求越來越低,當然能量以及效率也必須跟著提升。另外,熱風險長時間的影響著我們的零部件壽命,一種慢性病的感覺,熱管理老中醫需要算好這個時間,然後保證在車子的生命周期中,零部件不要因為熱風險失效。。。就嗶嗶這些原因先。

那麼,難點在哪裡?

1) 前期預測(熱風險識別以及最優化設計)

2) 模擬分析 (瞬態)

3) 冷卻精準控制 (電子泵,風扇,電子節溫器等等的控制)

4) 中國氣候及地理特徵對熱管理工況的影響研究(北美,歐洲以及中國熱管理的需求目標不同)

。。。。

請問如何改善呢?

我看看贊的人多不多再寫吧,畢竟懶。。。

先說這麼多,有詳細問題可以諮詢本人


樓主說的熱管理是指零部件熱老化還是整車的熱量管理?熱量管理是需要考慮零部件熱老化問題,個人認為有部分重疊但又是需要分開研究的兩個部分。

菜鳥,嘗試回答一下發動機的熱量管理吧。

早期發動機並沒有熱量管理概念,只是冷卻系統,純粹降溫保護作用,發動機只要不過熱拉缸就 了,冷卻系統的設計工作主要集中在額定工況的流量計算,各種工況下路試能達到熱平衡,有暖風,冷卻系統設計也就算合格了。

但是隨著油耗排放要求越來越高,發動機開發潛力越來越小,發動機熱量管理才逐漸被拿出來研究。個人總結了發動機熱管理研究的兩個方向:減小摩擦功(快速暖機)及減少熱量損失(中小負荷水溫升高)。兩個方向的技術配置有很多,減摩的有離合器水泵、排氣餘熱回收、IEM 、保溫材料包裹等等,減少熱量損失的有電子節溫器、分離冷卻等等,當然也有兩者都涵蓋了,電子水泵和熱管理模塊,個人認為在48V普及之前,熱管理模塊是熱門,電子水泵還存在一定困難。

回到樓主的問題,我說我們現在碰到的問題吧,第一個,整合配置,因為上面有的技術方案存在功能交叉,如何最大化收益,現階段還需要大量實驗,第二個,如何最低成本剛剛好達到開發要求,作為一款面向普通消費者的車型開發,熱管理和純電動水泵還只是被奧迪和寶馬這樣的公司採用。

說個額外話題吧,個人認為熱管理之所以有減摩這個發展方向,主要是由於現階段油耗排放測試工況主要集中在暖機階段,但消費者實際使用工況一般在中小負荷,主機廠為了達到國家法規要求不得不在暖機階段下功夫,隨著國六標準的實施,這個方向還有沒有繼續發展的可能,不得而知。


沒啥技術難點。這個就是概念而已,乘用車的電子風扇早就成熟了。


難點在於模擬結果準確性。

前期開發方案都是根據模擬制定的,現在國內主機廠這方面能力很差,也沒有引起足夠重視。

往往都是樣件出來做整車實驗。實驗通過了就結束了,沒通過就改點東西,改完過了也不知道因為啥。 沒有正向開發!


汽車熱管理系統,如果從狹義角度講,就是發動機散熱問題。如果從廣義角度講就是整車熱管理,包括暖風系統等。另外,不知道這裡指的汽車是乘用車還是商用車。乘用車電子風扇散熱技術已經很成熟,商用車中的公交客車也普遍採用電子風扇散熱,能做到智能控制。因此,狹義角度上汽車熱管理系統已經沒有什麼技術難點了。

當然,從廣義上講,尤其是商用車這塊,目前還無法實現暖風系統、發動機冷卻系統、電機冷卻系統等不同部件的整體熱管理。這跟目前車輛設計研發有關。前面有個回答很對,即使現在,冷卻系統也沒有擺脫動力系統「跟班」的角色。這個角色不轉變,很難實現真正的整車熱管理。

在新能源汽車熱管理系統上,有的動力總成企業認識到這個問題。我記得有家做電動機的企業(好像是精進)就和蘇州一家做智能散熱的企業(好像是驛力科技)聯合研發過。動力系統交付整車企業時就已經匹配好冷卻系統,個人認為這是整車熱管理的一個方向。


整車熱管理最大的技術難點在於,如何取得熱效率和廢熱利用之間平衡.

熱管理的本質就是利用廢熱,把廢熱優先輸送到需要加熱的地方去,把用不掉的廢熱快速散發掉,從而達到降低排放的目的.而降低排放最有效方式就是提高內燃機熱效率,減少廢熱的產生.熱管理設計的初衷卻需要盡大可能的去使用廢熱.兩者之間背道而馳.

打個簡單的比方,一開始你利用缸體缸蓋的高溫冷卻水去加熱機油,機油溫度升高了,摩擦損耗降低了. 但實際呢,摩擦損耗確實降低了一點點,但缸體缸蓋由於溫度降低燃燒不充分了,油耗反而增加了.

如何找到這兩者之間的平衡,是目前行業內一大難題.目前國內這方面大部分整車廠都不具備這種計算能力,只能通過整車油耗試驗不斷去嘗優化熱管理控制策略.

此回答只針對傳統內燃機,對電動和混動又另當別論了.


怎樣提升空調的效率 怎樣輕量化 小型化空調

怎樣把電動車空調的能耗和噪音降到最低

怎樣搞好ptc

怎樣提升冷卻水泵效率


曾經做過幾次大型客車這方面測試實驗,沒有使用軟體分析過!測試方面來說:應該是測試的準確性,軟體應該是建模和設置條件吧!


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