"SLIM cool"系統節省了40%的空間，以及3%左右的燃油消耗。

 一、復合換熱器"SLIM cool"介紹

 康奈可公司，自25年前其生產的鋁熱交換器首次投入市場，到目前已開發出散熱器、冷凝器，以及風扇驅動組件等高效的車輛前端模塊化產品。

近年來，作為乘用車的動力系統，渦輪增壓汽油機、清潔柴油機，以及備受矚目的混合動力系統，這些動力系統的散熱與自然吸氣發動機一樣都需要散熱器，此外還需要如空調系統的冷凝器及其他額外的散熱器。

例如，機械增壓汽油機、清潔柴油機的中冷器，混合動力汽車中還需要電機和熱交換器的散熱器等。如果簡單的舊散熱系統中增加一個散熱器，占用的空間增大、重量增加，還會由于風扇和壓縮機尺寸增加導致燃油消耗增大。因此康奈可公司開發了首創的"SLIM cool"系統。

"SLIM cool"不僅適用于汽油機、柴油機，同樣適用與混合動力、純電動汽車。

                                                             圖一 SLIM cool 機構四示意圖

SLIM cool是世界上第一個部分水冷冷凝器的制造商，已獲得專利，它實現了散熱效率提高、布局合理，并且降低了風扇及壓縮機的功率消耗從而提高了燃油經濟性。

在本例中，康奈可公司進行了實車測試，散熱器部分厚度減少到常規的40%，節省了空間，在JC08循環模式下燃油消耗降低了3%。

在典型的JC08循環模式下是不使用空調的，但是為了進行對比，對SLIM cool還進行在空調開啟狀態下的JC08循環，下面是燃油消耗的情況對比。

如果從事過發動機和車輛開發的工作，應該知道要將燃油經濟性提高1%，其實是非常困難的。

在提高燃油經濟性的冷卻系統技術方面，如空調、CAC、散熱器，電動風扇，及前端風側的流動優化等，多方面技術的組合已經取得一定的效果。在夏季使用空調可以改善燃油消耗，在其他季節基于空間節省及需要散熱的時間縮短，使用小型化的風扇更有優勢。

SLIM cool使用的技術涵蓋了多方面的知識，同時為了便于了解它的效果，進行了整車試驗，包括風洞試驗等，但是由于其中諸多的困難，難以進行全部的測試，康奈可公司考慮使用仿真工具進行探索。

                                                       圖二 CAC及水冷COND的冷卻

 

 “未來對前端機艙的設計將空前嚴格?！笨紤]到放熱的交替，同理散熱器也可以根據不同的運行工況切換冷卻的目標值，而不需要再安裝一個專門的散熱器。因此我們建立了一個水冷CAC和水冷冷凝器的組合冷卻系統。而且，水冷冷凝器的水可以被外界夜間降溫的空氣所冷卻，即蓄冷現象。由于這種蓄冷的效果，發動機在啟動時，水冷冷凝器的性能提高，空調循環的效率提高，最終改善燃油消耗。

不是通過簡單的追加設備，而是通過對現象的理解，同時達到與環境的友好，來改善系統的工作狀態，這是SLIM cool設計的出發點。

 

 

不僅是單個空調系統模型，還可以進行整車的模擬

 

為了驗證SLIM cool提高燃油經濟性的效果，我們使用了GT-SUITE軟件，原因如下：

 

l  可以建立空調系統在內的整車級別的模型

l  具有豐富的發動機模型庫，我們因此可以將計算模型推介給不同的汽車制造商

l  能夠考慮負荷變化時，各輔助部件的響應，以及燃油消耗的變化

l  散熱器的建模簡便，可以使用COOL3D進行快速的三維建模，計算風速的分布等具有一定精度

l  可已經模型及數據的封裝加密，便于與汽車制造商之間的信息交流

 

目前，整車級別的仿真已經成為一項必不可少的技術。使用GT-SUITE，我們完成了多樣化的分析研究，且易于使用。

 

下面將介紹BMW 530D車型搭配SLIM cool系統的計算案例。

模型計算了兩種方案，兩種方案采用了不同配置的散熱器。已有數據包括：熱交換器的單體性能數據、實車相關的測試數據，但是樣本車輛的詳細參數未知，通過將GT-SUITE中與BMW 530D相似規格的模型進行修改后使用。

樣機模型，包括排量3.14L，直列四缸柴油機的FRM模型，傳動系統，潤滑油路，冷卻水路、空調系統、控制邏輯、整車模型，以及包含發動機機體部分的COOL3D模型。首先在此基礎上，根據BMW 530D車的參數修改變速箱傳動比及輪胎直徑。

除了修改一些常規的參數外，散熱器部分使用COOL3D修改為SLIM cool系統，我們已同IDAJ公司一起完成了對比方案的計算。這次我們獨立進行了燃油消耗的驗證計算，這也是我們關心的重點。

 

在本算例中，我們保持機艙溫度等于或低于常規配置情況下的機艙溫度，在SCO3循環工況下，燃油經濟性提高了6.8%。在改善燃油消耗的效果方面，本例使用的樣機模型有一定的偏高，但是對電動風扇入口和壓縮機出口的壓力降低效果等方面，除了怠速的情況以外均與試驗接近。

造成計算的燃油消耗與測試結果的差異的主要原因，在于輔助裝置的負載的差異。對于汽車制造商，則可以很方便的根據實際情況進行修正。

總之，GT-SUITE可用于考察研究SLIM cool的效果，減少試驗次數。并且，使用GT-SUITE可以進一步的用于研究性能的提升，還便于與汽車制造商進行交流。