Theseus-FE在電動車熱管理中的應用

電動汽車為HVAC和熱舒適性設計提出了新的挑戰:由于電池電量的限制,HVAC系統需要盡可能的高效節能。

電動車開發通常采用創新技術:紅外散熱器,玻璃和儀表板的特殊涂層,獨立的太陽能通風系統等。

隨著電動車應用的廣泛性,電動車開發過程的熱分析應用越來越多。電動車計算中采取分區控制策略:不對整個座艙的氣溫進行控制而是只對駕駛員和乘客附近的區域溫度進行控制(Hyundai, Volkswagen)。電動車熱舒適性分析中不將座艙溫度作為指標,而是將成員舒適性作為指標。

THESEUS-FE已經被廣泛應用于電動汽車的開發中。

THESEUS與大眾研發中心以及Fraunhofer研究所合作進行新一代電動汽車的熱設計。本例為采用THESEUS-FE進行電動汽車熱分析,最終得到了與實際吻合較好的結果。

THESEUS-FE模型是一個十分完整和高精度的模型,包含全部相關細節:儀表盤、輪胎、座椅、引擎、齒輪箱、白車身、焊點、膠粘等。

Theseus-FE在電動車熱管理中的應用的圖1


采用THESEUS-FE軟件,計算1小時5分鐘日照,加熱功率850 W/m2,之后40分鐘空氣制冷(HVAC)的座艙熱舒適性情況。計算將整個模型分為5個空氣區,計算其溫度及濕度。

Theseus-FE在電動車熱管理中的應用的圖2


初始溫度、環境溫度和背景輻射溫度為35°C;熱源模型仿真太陽在不同角度的日照。最終計算加熱階段結束后座艙平均溫度如下圖所示,仿真結果為50℃,實際測量結果為51℃。

Theseus-FE在電動車熱管理中的應用的圖3


模型中添加與實際測量相同的測量尺,用于計算結果的驗證。最終計算加熱階段結束后各段溫度分布如下圖所示。

Theseus-FE在電動車熱管理中的應用的圖4


加熱階段結束時的頭頂溫度仿真結果為62°C,測量值為58°C。加熱階段結束時的腳下溫度仿真結果為40°C,測量值為41°C。下圖為測量尺典型位置溫度仿真結果與實驗結果對比圖。采用THESEUS-FE 進行本次電動車熱仿真得到了與實際情況吻合度較高的結果。

Theseus-FE在電動車熱管理中的應用的圖5


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