汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-27
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的視頻教程
新能源汽車電池/儲(chǔ)能熱管理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)階到高階-十大專題50個(gè)技術(shù)點(diǎn)掌握熱結(jié)構(gòu)建模核心能力
課程主要從動(dòng)力電池熱管理以及儲(chǔ)能熱管理分析10個(gè)章節(jié)共計(jì)42講，來系統(tǒng)得闡述熱結(jié)構(gòu)工程師所需要具備的能力及分析處理辦法，使學(xué)員能夠從多角度輕松應(yīng)對職場挑戰(zhàn)。 第一章從動(dòng)力電池的應(yīng)用場景角度，分析電池系統(tǒng)熱管理的重要性，要求及熱管理開發(fā)思維導(dǎo)圖分析，詳細(xì)的講述了動(dòng)力電池領(lǐng)域熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占據(jù)的重要地位及人才重視程度等。
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新能源汽車電池包熱管理及熱仿真分析案例應(yīng)用解析
主講新能源汽車電池包熱管理及熱仿真開發(fā)流程中涉及到的相關(guān)仿真問題 主要包含 1、電池包幾何前處理（風(fēng)冷電池包幾何前處理、液冷電池包幾何前處理、圓柱電池包幾何前處理、軟包電池幾何前處理）講解，主體講解電池包各大系統(tǒng)在不同仿真應(yīng)用中的簡化方法，涵蓋風(fēng)冷、液冷、圓柱、軟包、方形鋁殼等不同方案的組合電池包。依據(jù)仿真需求對電池結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，合理合適的簡化。
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如何優(yōu)化熱管理策略，提高電動(dòng)汽車座艙舒適性
為乘員提供更好的電動(dòng)汽車座艙舒適性體驗(yàn) 電動(dòng)汽車 (EV) 能量管理優(yōu)化是減少里程焦慮的關(guān)鍵。在極端溫度條件下，座艙熱舒適性管理是最大的能耗因素之一。這是否意味著必須為了自動(dòng)駕駛而犧牲乘員舒適性？工程師要想平衡這一重大挑戰(zhàn)，有哪些選項(xiàng)可供選擇？從早期階段到校準(zhǔn)階段，如何預(yù)測乘員熱舒適性并盡可能降低其對整體能量流的影響？ 電動(dòng)汽車座艙熱管理策略中缺失的一環(huán) 可采用兩種建模策略預(yù)測熱系統(tǒng)性能。
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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的實(shí)例教程
近年來，汽車自燃的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，這是由于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙散熱不及時(shí)造成的。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)空間狹小，內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜地布置著發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇、散熱器、排氣歧管、空調(diào)冷凝器、中冷器等眾多部件。各個(gè)零件及子系統(tǒng)在整車熱環(huán)境中相互影響，空氣流動(dòng)非常復(fù)雜，導(dǎo)致艙內(nèi)散熱不暢，致使機(jī)艙溫度升高，直接影響相關(guān)零部件性能，溫度過高時(shí)有可能導(dǎo)致部件損壞甚至是發(fā)生自燃等現(xiàn)象。
在這種困難的情況下，如何合理布置機(jī)艙零部件，避免發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)形成流動(dòng)死區(qū)和局部高溫區(qū)，這些都對設(shè)計(jì)人員提出了巨大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是單純的依靠試驗(yàn)來解決，難度比較大，費(fèi)用高，而且周期相對也比較長。計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的熱分析中，用于分析發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的流動(dòng)特性和溫度分布，為艙內(nèi)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)和零部件布置提供指導(dǎo)意見。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙涉及到多種換熱形式：部件內(nèi)部產(chǎn)熱、高溫部件的熱輻射、零部件內(nèi)部導(dǎo)熱、零部件與流體之間的對流換熱等。ANSYS FLUENT含有常見的各種類型的傳熱問題，既包括簡單的導(dǎo)熱/對流問題，也包括傳熱和流動(dòng)的耦合計(jì)算，以及比較復(fù)雜的浮力驅(qū)動(dòng)流動(dòng)/自然對流和輻射傳熱問題。便捷的附加源項(xiàng)和完備的熱邊界條件，能夠滿足對流、導(dǎo)熱、輻射以及混合換熱等多種換熱方式的需求，可以快速地完成相應(yīng)換熱問題的建模過程。
首先考慮汽車在低速負(fù)載爬坡的極端工況。此狀態(tài)下，F(xiàn)LUENT模型耦合一維的冷卻系統(tǒng)模型和一維發(fā)動(dòng)機(jī)模型，考慮系統(tǒng)級(jí)的邊界條件和性能匹配，可以精確地預(yù)測發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)關(guān)鍵位置的氣流和溫度分布。
圖1 一維發(fā)動(dòng)機(jī)模型
圖2 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)溫度分布
表1 發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)關(guān)鍵位置溫度分布
當(dāng)汽車經(jīng)過長時(shí)間的低速爬坡后，突然關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)和冷卻風(fēng)扇，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)會(huì)發(fā)生熱浸現(xiàn)象。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的散熱主要依靠自然對流形式。
展開 [摘要] 利用CFD（Computational Fluid Dynamics）數(shù)值模擬方法對某車型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙流場進(jìn)行仿真分析，發(fā)現(xiàn)該車發(fā)動(dòng)機(jī)艙冷卻模塊和進(jìn)氣格柵組成的“前艙”回流現(xiàn)象明顯，熱源局部高溫。針對以上問題，提出了布置密封導(dǎo)流通道、冷卻模塊傾斜5°、冷卻風(fēng)扇中置及采用雙冷卻風(fēng)扇4 種優(yōu)化方案，經(jīng)過比較分析發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)氣格柵與冷卻模塊之間增加密封導(dǎo)流通道，空氣流量提高明顯，經(jīng)過散熱器的空氣流量平均提高了10%以上，經(jīng)過中冷器的空氣流量平均提高了50%以上，有效改善了原車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的散熱性能。
引言
目前，人們對汽車各方面性能要求越來越高，各種新興技術(shù)如渦輪增壓、缸內(nèi)分層燃燒、可變氣門升程、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)等相繼應(yīng)用于汽車上，增加了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的負(fù)擔(dān)；再加上現(xiàn)代汽車逐步傾向低車身、小車型等流線型設(shè)計(jì)，發(fā)動(dòng)機(jī)艙零部件眾多、空間狹小、散熱困難。散熱狀況惡化，將嚴(yán)重影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，因此，如何讓冷卻空氣在經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)艙時(shí)充分、有組織、高效地將熱量帶出，是發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的主要工作。然而，發(fā)動(dòng)機(jī)艙物理現(xiàn)象復(fù)雜、幾何形狀復(fù)雜、性能參數(shù)眾多，對其散熱特性進(jìn)行評(píng)估具有一定難度。
傳統(tǒng)開發(fā)過程中，通常先采用經(jīng)驗(yàn)或工程估算的方法評(píng)估散熱性能，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。產(chǎn)品定型后，進(jìn)行相關(guān)散熱特性測試，根據(jù)測試結(jié)果，反復(fù)修改設(shè)計(jì)方案直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求[2]，不僅增加了產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，而且浪費(fèi)了大量的人力物力。
隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，運(yùn)用CFD 仿真和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式處理發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問題，成本低、周期短，越來越受到各大汽車廠商的青睞。在發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理問題的分析和優(yōu)化預(yù)測過程中，應(yīng)用三維仿真軟件能夠達(dá)到流場的具象化和避免優(yōu)化方案的多次試驗(yàn)浪費(fèi)[3]。
展開 整車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理（UTM）CFD仿真在車輛研發(fā)周期中至關(guān)重要，其不僅有助于提高車輛質(zhì)量和可靠性，同時(shí)還能減少研發(fā)成本，縮短研發(fā)時(shí)間。工程師采用UTM仿真來預(yù)測發(fā)動(dòng)機(jī)艙環(huán)境中的引擎冷卻模塊性能，并預(yù)測排氣系統(tǒng)和渦輪增壓器等熱源附近敏感組件的溫度。ANSYS Fluent中包含的不同子模型可用于進(jìn)行上述各類仿真。本網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)將簡要介紹模型和最新程序。在研討會(huì)結(jié)束前，ANSYS專家還將一一解答您的提問。
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利用ANSYS Fluent進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱建模
培訓(xùn)內(nèi)容
鋰離子電池技術(shù)是汽車電氣化的關(guān)鍵技術(shù)之一，動(dòng)力電池模組(包)的熱性能仿真與電路性能仿真共同決定著電池系統(tǒng)性能，工程師采用傳統(tǒng)的仿真方式往往存在計(jì)算效率和精度的權(quán)衡。本文介紹一種一維/三維耦合分析方法，可以兼顧熱設(shè)計(jì)工程師和電路性能分析工程師的需求，即滿足真實(shí)的三維熱管理精度需求又可考慮電池的一維動(dòng)態(tài)性能。
本文將通過一個(gè)簡化電池包熱管理案例說明本仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，使用南方某主機(jī)廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算某充電工況下的電池芯體平均溫度變化，并與三維仿真結(jié)果對比，體現(xiàn)該方法的高效性和準(zhǔn)確度。該技術(shù)已在海外主機(jī)廠成熟采用，其試驗(yàn)結(jié)果表明本方法具備精度和效率的綜合優(yōu)勢。
課程大綱：
1. 項(xiàng)目背景
2. 一維三維耦合解決方案
3. 等效電路模型ECM
4. 三維CFD模型
5. 降階模型ROM
6. ECM和ROM聯(lián)合
●含CFD驗(yàn)證仿真
7. 總結(jié)
課程對象
汽車行業(yè)，電池熱管理仿真工程師
培訓(xùn)時(shí)長
2小時(shí)
培訓(xùn)時(shí)間
3月26日（周二）19:30-21:30AM
主講講師簡介
陳桂杰,畢業(yè)于北京師范大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院計(jì)算數(shù)學(xué)專業(yè)，碩士學(xué)位。畢業(yè)后曾入職ADINA北京辦事處，任技術(shù)工程師。2011年加入IDAJ-China，主要從事流體軟件的技術(shù)支持和咨詢項(xiàng)目等工作，參與完成過汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理，熱浸車一體化仿真，空調(diào)CAE仿真，油冷電機(jī)熱性能分析預(yù)測，冰箱門封條傳熱分析，安全殼蒸汽噴放，安全殼空氣流道參數(shù)化建模等多個(gè)咨詢項(xiàng)目。
費(fèi)用：免費(fèi)
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展開 因此發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理在整車開發(fā)流程中是非常重要的環(huán)節(jié)之一。
發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理是系統(tǒng)性地對發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)部的散熱情況進(jìn)行模擬分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，以保證在不同的工作狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的各部件都能夠正常運(yùn)行，并通過系統(tǒng)性地優(yōu)化來提高各部件的性能、降低能耗，是整車開發(fā)中的十分重要的環(huán)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理涉及到造型、總布置、工藝、電器等多方面的要求，需要造型、發(fā)動(dòng)機(jī)、車身和電器等部門在開發(fā)設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行充分協(xié)調(diào)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，涉及到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)匹配、發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)散熱以及發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)關(guān)鍵部件保護(hù)等。
三維熱管理仿真流程
一般來說，我們可以將三維熱管理仿真分成兩步走：1.風(fēng)量計(jì)算；2.溫度場計(jì)算。發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理開始階段，首先我們確定目標(biāo)值：1.針對風(fēng)量計(jì)算，各工況下定義各換熱器風(fēng)量目標(biāo)，即速度目標(biāo)；2.針對溫度場計(jì)算，各工況下定義散熱器進(jìn)水溫度目標(biāo)。然后處理幾何模型，將幾何模型轉(zhuǎn)化成CFD仿真模型。
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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙熱管理的最新內(nèi)容
隨著汽車產(chǎn)業(yè)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型進(jìn)入深水區(qū)，核心技術(shù)突破與熱管理系統(tǒng)優(yōu)化成為行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。2026年11月27日-30日，廣州·廣交會(huì)展館D區(qū)將迎來一場行業(yè)盛會(huì)——AUTO TECH China 2026廣州國際新能源汽車技術(shù)與熱管理展覽會(huì)。作為亞洲領(lǐng)先的專業(yè)展會(huì)，本次盛會(huì)將匯聚全球新能源汽車領(lǐng)域的核心資源，以“賦能汽車電動(dòng)化”為核心，搭建技術(shù)交流與商務(wù)合作的頂級(jí)平臺(tái)。
AUTO TECH China 2026 廣州國際新能源汽車技術(shù)與熱管理展覽會(huì)
The 13th International EV Tech and Thermal Management Expo 2026
時(shí)間：2026年11月27日-30日
地點(diǎn)：廣州·廣交會(huì)展館D區(qū)
亞洲領(lǐng)先的新能源汽車技術(shù)與熱管理專業(yè)展, 賦能汽車電動(dòng)化！ AUTO TECH China 新能源汽車技術(shù)與熱管理展是中國頂尖的新能源汽車技術(shù)專業(yè)展
在全球能源結(jié)構(gòu)加速轉(zhuǎn)型的大背景下，新能源汽車產(chǎn)業(yè)異軍突起，成為可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。而作為新能源汽車 “心臟” 的電池系統(tǒng)，其熱管理技術(shù)的優(yōu)劣，直接決定了車輛的安全性、續(xù)航里程和使用壽命。電池在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生大量焦耳熱，若熱量無法及時(shí)散發(fā)，電池溫度持續(xù)攀升，不僅會(huì)導(dǎo)致電池性能衰減、容量降低，還可能引發(fā)熱失控，造成嚴(yán)重的安全事故。因此，高效精準(zhǔn)的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)，已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)瓶頸之一
<p><span style="color: rgb(89, 89, 89); background-color: rgb(255, 255, 255);">隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對電池包的安全性和充放電性能要求越來越高，電池包向著高能量密度和大倍率充電的方向發(fā)展。為了更精確的評(píng)估電池?zé)峁芾硇阅?，熱管理的工況越來越復(fù)雜，如何把復(fù)雜的工況條件轉(zhuǎn)化為仿真輸入的邊界條件是熱管理仿真工程師的一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)
電動(dòng)汽車自燃的新聞，很大一部分原因就是動(dòng)力電池溫度過熱，燒起來了。在工程上，一般認(rèn)為動(dòng)力電池的工作溫度最好在40℃以內(nèi)。那么如何保持這個(gè)溫度呢？
汽車電機(jī)的工作需要三四百伏的高電壓，動(dòng)力電池是由很多鋰離子電芯，通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式來提高電壓和容量。比如用100個(gè)3.7伏的鋰電池電芯串聯(lián)，就能得到370伏的電池。不同品牌不同類型的電動(dòng)汽車，電池組成方式可能不一樣，有的電芯是片狀的，有的是圓柱形的
*精彩直播預(yù)告
鋰電池作為主要?jiǎng)恿﹄娫粗灰驯粡V泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，因其高能量的特點(diǎn)，預(yù)防電池?zé)崾Э剡M(jìn)行電池?zé)峁芾砜刂埔恢笔潜黄髽I(yè)重點(diǎn)關(guān)注的問題。為了保證鋰電池的最佳性能、安全性和使用壽命，鋰電池必須在特定的溫度范圍內(nèi)工作，而如何有效的預(yù)防鋰電池?zé)崾Э剡M(jìn)行熱管理是企業(yè)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。?？怂箍倒I(yè)軟件旗下的Cradle CFD軟件可以為電池?zé)崾Э睾蜔峁芾硖峁┤陆鉀Q方案
汽車電池?zé)崾Э厥侵鸽姵卦谔囟l件下，?內(nèi)部溫度急劇上升，?導(dǎo)致電池?zé)o法控制地進(jìn)入不可控狀態(tài)，?嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)電池自燃甚至爆炸。?這種狀態(tài)通常由幾個(gè)關(guān)鍵因素引起，?包括過熱、?過充、?內(nèi)短路和碰撞等。?當(dāng)電池的熱失控達(dá)到一定溫度后，?電池內(nèi)部的溫度會(huì)直線上升，?從而導(dǎo)致燃燒爆炸。
我們時(shí)不時(shí)會(huì)在新聞中看到電動(dòng)汽車起火的事故，電動(dòng)汽車起火事件中，很多時(shí)候都與汽車電池有關(guān)。作為電動(dòng)汽車的“心臟”，電池組的設(shè)計(jì)
動(dòng)力電池是什么？
動(dòng)力電池即為工具提供動(dòng)力來源的電源，多指為電動(dòng)汽車、電動(dòng)列車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車提供動(dòng)力的蓄電池。動(dòng)力電池是新能源汽車的核心部件，也是未來能源轉(zhuǎn)型的重要方向。?
動(dòng)力電池對電流要求較高，?容量相對較大，?同時(shí)要求重量越輕越好。?動(dòng)力電池的工作原理基于高能量和高功率、?高能量密度等特點(diǎn)，?能夠通過放電給設(shè)備、?器械、?模型、?車輛等驅(qū)動(dòng)。?根據(jù)使用對象的不同，?電池的容量可能達(dá)不到單位
因?yàn)楦邷貢?huì)使電池的循環(huán)壽命明顯降低，同時(shí)在高倍率充電時(shí)也不安全。目前市面上的新能源車電池，主要有4種電池冷卻方式，分別是自然冷卻、風(fēng)冷和液冷、直冷這四種。
汽車電池?zé)峁芾砝鋮s方式介紹
自然冷卻
自然冷卻是最基礎(chǔ)和最簡單的冷卻方式，?是依賴環(huán)境溫度進(jìn)行散熱的被動(dòng)方式，?利用空氣的自然對流來散熱，不需要額外的能源輸入。
?這種方式優(yōu)點(diǎn)是成本低、?無能耗且不需要額外空間，?缺點(diǎn)是散熱效率較低，?
來源 | 金融界，國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局
01
一種散熱良好的機(jī)器人控制柜
據(jù)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公告，南京鋼鐵股份有限公司取得一項(xiàng)名為“一種散熱良好的機(jī)器人控制柜“，授權(quán)公告號(hào)CN220191274U，申請日期為2023年3月。
專利摘要顯示，本實(shí)用新型涉及一種散熱良好的機(jī)器人控制柜，屬于控制柜技術(shù)領(lǐng)域，包括柜體及開設(shè)于該柜體上的第一安裝口和第二安裝口
