汽車水冷系統(tǒng)優(yōu)化的案例
水冷系統(tǒng)的智能控制
水冷系統(tǒng)的智能控制拓撲和框架結(jié)構(gòu)。
震撼：35張動圖，充分理解機房空調(diào)風冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)！
機房水冷系統(tǒng)
水冷冷凍水系統(tǒng)包含兩個水系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)和冷凍水系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由水冷冷水機組、冷凍水泵、冷卻塔、冷卻水泵、水處理設(shè)備、定壓補水系統(tǒng)、冷凍水空調(diào)末端及管路閥門等組成，如圖10
圖10 水冷冷凍水空調(diào)
2.1 壓縮機，水冷冷凍水系統(tǒng)一般采用大型冷凍機組，冷量較大的選用離心機組以獲得較好的能效比，圖11，部分中型數(shù)據(jù)中心也會選用螺桿機組，圖12。
圖11 離心機組工作原理
圖12 螺桿機工作原理
2.2板換：為了進一步提升能效，降低能耗，也會選配板換系統(tǒng)，圖13，當環(huán)境溫度較低時，開啟板換自然換熱。
展開 一種水冷系統(tǒng)原理解析
水冷系統(tǒng)在運行過程中，檢測現(xiàn)場環(huán)境溫度傳感器1的數(shù)值，當環(huán)境溫度低于環(huán)境溫度設(shè)定值時，系統(tǒng)運行在低溫工作狀態(tài)，采用常規(guī)風一水換熱模式，水泵、電加熱投入工作，電加熱器給水箱中的水加熱，水泵從水箱中抽取液體，液體流經(jīng)系統(tǒng)，將電子設(shè)備散發(fā)的熱量帶走。與此同時系統(tǒng)檢測供液溫度傳感器2的數(shù)值，當供液溫度高于風機啟動設(shè)定值時，則啟動風機，循環(huán)液體經(jīng)過風水換熱后繼續(xù)對電子設(shè)備進行冷卻降溫；當供液溫度低于風機關(guān)閉設(shè)定值時，則關(guān)閉風機，如此循環(huán)。當環(huán)境溫度高于環(huán)境溫度設(shè)定值時，系統(tǒng)運行在高溫工作狀態(tài)，冷卻模式采用壓縮制冷方式，冷卻媒介經(jīng)過第一階段的風水換熱后，繼續(xù)流過壓縮機制冷換熱裝置，接著流過電子設(shè)備，將其散熱能量帶出。壓縮制冷模式下比較供液溫度與壓縮機啟動和停止的設(shè)定值，供液溫度高的時候則開啟壓縮機，低的時候則關(guān)閉壓縮機，同時控制器結(jié)合控制算法將供液溫度最終控制在目標要求范圍內(nèi)。
展開 基于STAR-CCM+汽車除霜系統(tǒng)CFD仿真分析與優(yōu)化
針對設(shè)計缺陷對除霜模型進行優(yōu)化，最終優(yōu)化效果顯著，滿足整車除霜性能要求。經(jīng)過對樣車的實際試驗結(jié)果對比論證，優(yōu)化方案后的除霜效果能達到目標設(shè)定要求。
表3 除霜模式各風管流量分配
參考文獻
[1] 全國汽車標準化技術(shù)委員會.GB11555—2009《汽車風窗玻璃除霜系統(tǒng)的性能要求及試驗方法》.北京：中國標準出版社，2009.
[2] 全國汽車標準化技術(shù)委員會.GB11562-1994《汽車駕駛員前方視野要求及測量方法》.北京：中國標準出版社，2004.
[3] 周安勇，王樹桂.汽車除霜的計算流體力學(xué)仿真[J]，汽車技術(shù).
文章來源：重型汽車
展開 
基于AMESim的純電動汽車熱管理系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計 附AMESim優(yōu)化過程基礎(chǔ)操作及DOE&遺傳算法G
基于AMESim軟件建立了完整的純電動汽車的熱管理系統(tǒng)模型，并通過整車實驗驗證了模型的正確性．在此模型的基礎(chǔ)上，本文分別對水冷系統(tǒng)、高溫環(huán)境下的熱管理系統(tǒng)及爬坡工況下的熱管理系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計，并對熱管理系統(tǒng)的控制策略進行了優(yōu)化，使熱管理系統(tǒng)能適應(yīng)不同工況和環(huán)境溫度的整車熱管理要求．本文基于AMESim軟件對純電動汽車的熱管理系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計的方法為研究和開發(fā)純電動汽車的熱管理系統(tǒng)提供了思路和參考。
0引言
純電動汽車是未來汽車發(fā)展的重要方向，也是目前發(fā)展最快的新能源汽車之一．為了系統(tǒng)地研究純電動汽車的能量流動，需要對它建立完整的熱管理系統(tǒng)．這不僅是汽車零部件散熱的需求，更是提高整車能源效率的重要手段．
本文利用AMESim軟件搭建了一套比較完整的純電動汽車熱管理系統(tǒng)的仿真模型，并通過實驗驗證模型的正確性，并在此模型基礎(chǔ)上對整車熱管理系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計．
1純電動汽車熱管理的要求
本文研究的純電動汽車的參數(shù)如表1所示．
本文研究的整車熱管理系統(tǒng)主要包括兩部分：電動汽車前艙水冷系統(tǒng)和電池包風冷系統(tǒng)．其中水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
展開 電動汽車電機總成懸置系統(tǒng)仿真分析及優(yōu)化
摘要
：為了對電動汽車電機懸置系統(tǒng)的固有特性進行分析，利用 ＡＤＡＭＳ 建立電機懸置系統(tǒng)六自由度仿真模型，計算電機總成懸置系統(tǒng)的固有頻率和能量解耦率，得出懸置系統(tǒng)各階固有頻率均大于內(nèi)燃機汽車，且繞電機軸線方向振動的固有頻率遠大于內(nèi)燃機汽車，整車豎直方向和俯仰方向存在嚴重的振動耦合。通過改變電機的懸置位置和剛度對電機懸置系統(tǒng)進行仿真優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明：通過改變電機的懸置位置和剛度，可以使懸置系統(tǒng)的固有頻率分布更加合理，能量解耦率得到提高。
關(guān)鍵詞
：電動汽車；電機懸置系統(tǒng)；ＡＤＡＭＳ；仿真
全球能源危機、環(huán)境污染問題日益嚴重，純電動汽車作為新能源汽車的一個重要方向，符合國家節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢，國內(nèi)諸多汽車制造廠和研究機構(gòu)對電動汽車進行了深入研究［１］
。電動汽車與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的振動噪聲源差別較大。傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的噪聲主要來源于發(fā)動機噪聲、進排氣噪聲、散熱風扇噪聲、傳動系統(tǒng)噪聲、路面輪胎噪聲、車身振動噪聲和風噪聲［２］。電動汽車由于沒有發(fā)動機噪聲和進排氣噪聲這兩大主要噪聲，其噪聲比內(nèi)燃機汽車噪聲在一般工況下減小很多［３］，但由于電動汽車驅(qū)動電機的特殊性，在加速時電機會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動，并且瞬時轉(zhuǎn)矩沖擊較大［４-６］，這些振動和沖擊會傳給車架，引起
車內(nèi)振動噪聲和部件的疲勞破壞，此時噪聲比內(nèi)燃機汽車噪聲要大。
牽引電機通過懸置系統(tǒng)安裝在汽車車架上，懸置系統(tǒng)支撐電機的重量，對動力總成與車架間的振動起雙向隔離作用［７-９］。驅(qū)動電機在工作過程中，在懸置系統(tǒng)某一個自由度方向作用變化的激振力，并引起該方向的振動時，導(dǎo)致其他自由度方向的振動，出現(xiàn)耦合振動。由于耦合振動擴大了振動頻率的范圍，為了達到相同程度的隔離效果，懸置必須要更軟，從而使得穩(wěn)定性降低。因此，需要對懸置系統(tǒng)進行解耦優(yōu)化。
展開 汽車制動系統(tǒng)踏板感優(yōu)化分析
摘要：介紹了汽車制動踏板感的表述方法，并分析制動踏板感的影響因素。結(jié)合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述了制動踏板感優(yōu)化分析方法。結(jié)果表明：優(yōu)化后的制動踏板感曲線計算值與實測值一致，誤差在 10%以內(nèi)；優(yōu)化后的制動踏板感符合初始定義標準，且與對標車相當。
引 言
隨著汽車的發(fā)展，人們對制動系統(tǒng)不僅要求更短的制動距離，而且對制動系統(tǒng)踏板感的舒適性能也提出要求。首先介紹制動踏板感的表述方法，然后對其影響因素進行分析，最后結(jié)合某越野車型的制動踏板感問題，詳細闡述制動踏板感的優(yōu)化分析方法。
1 制動踏板感表述方法
踏板力與減速度關(guān)系曲線、踏板行程與減速度關(guān)系曲線是表示和評價制動踏板感的有效方法，因此定義這兩種關(guān)系曲線是研究制動踏板感的基礎(chǔ)。圖 1、圖 2 是目前常用的踏板力、踏板行程與減速度的關(guān)系曲線。從圖中可以看出，關(guān)系曲線會定義一個范圍，并規(guī)定同一減速度下的踏板力、踏板行程的上限和下限值。制動踏板感的計算誤差、測量誤差以及客戶使用的主觀性等因素決定了制動踏板感需要定義在一個范圍內(nèi)[1]。
圖 1 踏板力與減速度關(guān)系曲線
圖 2 踏板行程與減速度關(guān)系曲線
2 影響因素分析
2.1 輪邊最大抱死液壓
制動系統(tǒng)匹配或者制動踏板感匹配應(yīng)該首先進行壓力匹配，壓力匹配對制動性能產(chǎn)生影響，包括同步附著系數(shù)，前、后輪抱死順序等，不再贅述，重點說明其對制動踏板感的影響。從圖3可以看出，輸入力（輸入力與杠桿之比為踏板力）與真空助力器及制動主缸總成助力特性相關(guān)，而輪邊最大抱死液壓決定真空助力器及制動主缸總成拐點液壓的選擇，即影響真空助力器及制動主缸總成的選型，進而影響踏板力。
展開 純電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配及優(yōu)化
因此，人群搜索優(yōu)化算法在汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配優(yōu)化中具有良好的實用性。
電動汽車電控系統(tǒng)參數(shù)匹配及優(yōu)化深度解析
（2）整車控制策略優(yōu)化
動力參數(shù)匹配完成，VCU作為純電動汽車的中樞系統(tǒng)，起著指揮協(xié)調(diào)的作用，并對整車動力優(yōu)化起關(guān)鍵作用。VCU根據(jù)駕駛員操作意圖及汽車運行狀態(tài)判斷汽車相應(yīng)驅(qū)動模式，整車控制策略的好壞直接影響著整車系統(tǒng)的能量綜合利用率。經(jīng)仿真驗證和試驗標定后選擇最優(yōu)數(shù)據(jù)，使得整車動力電池能量利用率達到最高，從而節(jié)省電量、增加續(xù)航里程。此外，在汽車減速或滑行時，可根據(jù)設(shè)計目標及駕駛習慣選擇合適的能量回收系數(shù)，將整車不能利用的機械能轉(zhuǎn)換為能為動力電池組充電的電能。
作為純電動汽車的中樞系統(tǒng)，當整個電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，VCU將檢測到的故障進行等級劃分，按照不同的故障等級提供相應(yīng)的應(yīng)對策略，這樣就可以按照設(shè)計目標對整車系統(tǒng)進行功率限制，在保障安全的前提下，減少動力電池電量的浪費，同時減輕驅(qū)動電機的負荷，以保障整車控制系統(tǒng)處于能量最優(yōu)狀態(tài)。
結(jié)論
電動汽車電控系統(tǒng)的參數(shù)匹配選擇對其動力性和經(jīng)濟性有著很大的影響。文章介紹了在純電動汽車設(shè)計初期，根據(jù)整車設(shè)計目標，通過驅(qū)動電機參數(shù)、動力電池參數(shù)匹配仿真方法及設(shè)計整車控制策略，使得純電動汽車“電池+電機+電控”三電系統(tǒng)在電動汽車動力匹配開發(fā)初期更好地集成到一起。為電動汽車的前期設(shè)計分析及后續(xù)整車各性能指標優(yōu)化等提供基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，極大地縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。（來源：《純電動汽車電控系統(tǒng)參數(shù)匹配》許保同、楊國亮、吳奇）
展開 純電動汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配及優(yōu)化
對仿真結(jié)果進行對比分析表明，運用優(yōu)化參數(shù)的車輛具有更好的綜合性能。因此，人群搜索優(yōu)化算法在汽車傳動系統(tǒng)參數(shù)匹配優(yōu)化中具有良好的實用性。
【熱管理】某純電動汽車空調(diào)采暖系統(tǒng)的仿真優(yōu)化
中國為了適應(yīng)社會可持續(xù)發(fā)展的需求，提出了向新能源汽車轉(zhuǎn)型的相關(guān)政策，例如雙積分法等。在此環(huán)境下，國內(nèi)各大車企對純電動車型的研究投入達到了前所未有的高峰。純電動汽車的發(fā)展與應(yīng)用成為了當今環(huán)境下不可阻擋的趨勢。眾所周知，純電動汽車在低溫環(huán)境下沒有發(fā)動機提供熱源，大多車型應(yīng)用PTC進行制暖。國鐵楓設(shè)計了一款電動汽車，該車型使用了PTC水暖加熱系統(tǒng)。由于PTC為大功率耗電部件，制暖時對整車的動力性以及續(xù)航里程產(chǎn)生了一定的威脅，通過對策略的優(yōu)化改進可以提高PTC制熱時汽車的經(jīng)濟性。朱成等對低溫環(huán)境下影響純電動汽車的續(xù)航里程的相關(guān)因素進行了深入研究分析。張子琦對熱泵空調(diào)系統(tǒng)的傳熱結(jié)構(gòu)進行了研究，通過優(yōu)化換熱結(jié)構(gòu)能改善系統(tǒng)的能耗。
曹曉玉通過AMEsim軟件建立空調(diào)系統(tǒng)模型，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度對系統(tǒng)能耗有較大的影響。朱波等利用電機余熱作為輔助熱源，通過優(yōu)化加熱器的控制策略得到了較低的系統(tǒng)能耗。楊君提出水暖PTC加熱器功率的自動化線性調(diào)節(jié)，通過精確化控制精度降低能耗。本文基于某公司某純電車型的開發(fā)項目，對控制策略進行了優(yōu)化，增加了對電驅(qū)余熱的利用，通過AMEsim軟件與Matlab聯(lián)合仿真驗證了該優(yōu)化模型的控制效果。
1
低溫熱管理制熱系統(tǒng)
本文中低溫熱管理加熱系統(tǒng)包括對乘員艙、動力電池的加熱。其加熱結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。
展開 
水冷系統(tǒng)的節(jié)能智控方案
水冷系統(tǒng)的外冷可以采用多種組合冷卻方案，從而達到節(jié)能的效果，另外智能控制是關(guān)鍵一環(huán)。
鋁合金水冷電機殼鑄造工藝分析和優(yōu)化
隨著新能源汽車的快速發(fā)展，鋁合金水冷電機殼的產(chǎn)量和銷量也在迅速增加。而鑄造這個鑄件存在的兩大難點：1.縮松，造成漏氣；2.氣孔，造成鑄件直接報廢。今天我們只探討縮松問題，如何用我們的軟件ProCAST來分析和優(yōu)化這個鑄件。
鑄件外徑240mm,高度200mm，中間存在中空的水道。采用覆膜砂成型。鋁合金材質(zhì)：A356;因底部有個法蘭整體成型，所以通過橫澆道的方式對圓柱體部分進行補縮。工藝圖如下：
第一次工藝分析結(jié)果與實際對比：
從模擬上看，鑄件在澆口上端出現(xiàn)較大的孤立溶液，存在縮孔缺陷。而實際生產(chǎn)的結(jié)果就是該區(qū)域存在嚴重的縮孔缺陷。最終導(dǎo)致產(chǎn)品漏氣報廢。第一次試模宣告失敗。
修模方案：圈內(nèi)增加補縮筋。
上端的孤立溶液明顯得到補縮。而后續(xù)的產(chǎn)品，也是跟實際吻合，實現(xiàn)了合格送樣，實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。
來源： ProCAST鑄造模擬
展開 某純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)24階振動噪聲的分析與優(yōu)化
作者：馬敬丨湖南獵豹汽車股份有限公司
本文分析了純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)振動噪聲來源、傳遞路徑及優(yōu)化路徑，并以某純電動汽車蠕行起步階段驅(qū)動系統(tǒng)24階噪聲為研究對象，提出了優(yōu)化扭矩控制策略方案，有效減弱了蠕行起步階段驅(qū)動電機系統(tǒng)24階振動噪聲。
1 純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)噪聲來源與優(yōu)化路徑
動力輸出裝置的電動化使得整車內(nèi)外的噪聲趨于減小。近些年來，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)有大量的研究表明電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)的電磁噪聲是車內(nèi)外主要的噪聲來源。文獻［1］定性分析了低次徑向力波是引起電磁振動和噪聲的主要來源。文獻［2］從極槽配合與永磁體削角的角度計算分析了更改電機參數(shù)對電機電磁噪聲的影響規(guī)律。文獻［3］從優(yōu)化驅(qū)動電機定子沖片結(jié)構(gòu)設(shè)計、提升槽滿率角度并整車驗證改善了電機本體的振動噪聲。文獻［4］從驅(qū)動電機的生產(chǎn)工藝方面入手探討了降低電機振動噪聲的措施。文獻［5］對電動汽車動力總成的振動噪聲的特性進行了研究，將驅(qū)動電機放置在系統(tǒng)中同減速器、懸置、傳動軸等作為一個整體研究及解決振動噪聲問題，單單只分析驅(qū)動電機、減速器已不再合理。文獻［6］基于振動噪聲傳遞路徑分析，使用對電機及減速器進行聲學(xué)包裹的方法實際驗證對改善車內(nèi)高頻嘯叫有明顯效果。文獻［7］利用解析法和有限元法對變頻器供電時永磁電機的氣隙磁場、電磁激振力和噪聲的主要頻率進行分析得出：永磁電機在變頻器供電時定子的高次時間諧波電流在氣隙磁場中產(chǎn)生頻率與變頻器開關(guān)頻率相關(guān)的空間氣隙磁場諧波，其振動噪聲頻率主要分布在開關(guān)頻率及其倍數(shù)附近。
展開 基于整車工況的電動汽車動力總成系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計方法
在基于NEDC 工況平均效率基本不變的情況下，電機成本下降約20%左右，為以后實際工作中的動力總成成本的優(yōu)化設(shè)計提供了設(shè)計方法。
圖8 方案三電機效率MAP 圖分布
針對整車工況和參數(shù)要求，根據(jù)汽車理論知識，利用MATLAB程序，編制了一個流程化的小軟件（圖9），能夠快速計算整車工況的能耗分布和平均效率，指導(dǎo)我們進行動力總成的優(yōu)化設(shè)計。
圖9 軟件運行界面
結(jié)論
本文基于整車參數(shù)要求和整車工況要求，結(jié)合汽車理論知識，提出了一種電動汽車動力總成匹配整車NEDC 工況效率最優(yōu)的正向設(shè)計方法。通過匹配設(shè)計使得NEDC 工況下動力總成的平均效率提高了3%，通過對減速器速比的合理優(yōu)化增大，使得動力總成的成本下降20%，且無需提高減速器、電機及電控等零部件的最高效率。
最后，基于這種方法編制設(shè)計軟件，該軟件可以針對不同整車及工況，快速獲得動力系統(tǒng)效率最優(yōu)的組件參數(shù)。
展開 汽車水冷系統(tǒng)優(yōu)化的相關(guān)專題、標簽、搜索
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