基于FloMASTER的某乘用车热管理分析.pdf

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1、第46卷第5期小型内燃机与车辆技术2017年10月SMALLIN7IERNALCOMBUSrllONENGINEANDVEHICI正7IECHNIQUEV01．46No．5Oct．2017基于FlomSTER的某乘用车热管理分析许志宝1张雷1祝文举1王广基2(1一江淮汽车技术中心安徽合肥2300912一上海海基盛元信息科技有限公司)摘要：基于noMASTER软件对江淮汽车S3一III车型进行一维热管理仿真分析，针对整车在爬坡和高速行驶2种工况下的风量匹配进行三维CFD仿真，将此结果作为一维仿真的输入，进行冷却水温度的分析预

2、测，并对关键零部件如散热器、风扇等进行匹配优化，保证发动机的最高冷却水温不超过110℃。关键词：冷却系统热管理发动机冷却水温度中图分类号：U467．1文献标识码：A文章编号：2095—8234(2017)05—0038—04VehicleThermalManagementSimulationBasedonFloMASTERXuZllib舯1，ZhangLeil，ZhuWenjul，W锄gG嘲n西i21一R&DCenterofJAC(Hefei，Anhui，230091，China)2一ShanghaiHikey—Sheen

3、IayInfo珊ationTechnologyLtd．CoIp．Abstract：nispaperdescribedthevehiclethe瑚almanagement1一DsimulationbyFloMASTERofacarproducedbyJAC．Thesimulationconditionsarehighspeedandclimbcondition．Wecalculatedtheairflowofcoolingpackby3一DCFDsimulationineachcondition，andinputtedthe

4、airnowintothel—Dsim—ulationsoftware．Theresultsarethecoolingtempemtures．Wepredictedthehighestcoolanttemperatureofeachcondition，andoptimizedsomecomponents(radiatoraIldfan)toensurethatthehighestcoolanttemper—atureis10werthan110℃．Keywords：CCoolingsystem；7rhe瑚almanagem

5、ent；En舀ne；Coolanttemperature引言随着车辆使用范围的扩大以及厄尔尼诺现象对环境温度的影响，汽车的热问题凸显，因此，各个汽车企业都加大了对热管理研发的投入力度。夏季，环境温度超过40℃屡见不鲜，冷却液温度很有可能过高，造成发动机效率降低，空调关闭，甚至出现冷却液沸腾现象，即通常所说的“开锅”现象。问题的根源是设计不合理，必须在设计的根源上解决。目前，“开锅”问题的研究方法主要有2种：第1种是采用试验方法将整车放入环境舱内进行热试验，准确性高。第2种方法是采用仿真手段对冷却系统进行建模，快速评估冷却系

6、统的性能【I-3J。本文采用一维热流体系统仿真软件noMASrI'ER对冷却系统进行建模【4】，在夏季高温条件下，针对爬坡和高速行驶2种工况下的冷却水温度进行评估，并进行试验标定和验证。1冷却系统建模1．1冷却系统原理图热管理主要针对发动机的冷却散热系统，并且考虑空气侧的影响。系统的热源主要来自于发动机燃烧和空调系统，通过散热器散发到空气中，冷却系统原理如图1所示。作者简介：许志宝(1976一)，男，硕士，主要研究方向为整车CFD性能开发。第5期许志宝等：基于noMAsrI’ER的某乘用车热管理分析39图1冷却系统原理图1

7、．2冷却系统一维模型根据S3一III车型的冷却系统原理图和设计布置图，利用noMAS，I’ER软件建立该车冷却系统的仿真模型，如图2所示。图2s3一III车型冷却系统一维仿真模型小型内燃机与车辆技术第46卷1．3数学模型FloMAsTER软件基于流体的能量守恒方程一伯努利方程进行压力和流量的求解，各部件的能量守恒方程为：△p=K。牛·秽2式中：△p为流过部件的压力损失，MPa；K为流动损失系数；p为流体的密度，k∥m3；秒为流速，IIl／s。在换热方面，FloMASllER软件基于能量守恒方程进行求解，方程为：(c。·，矗

8、)H·(f。一￡。)H+菥H·(卫L一卫王)=p1p2(c。·疬)c·(屯一如)c+赢c·(丝一卫生)(2)p3p4式中：下标H与C分别代表热侧与冷侧；数字l～4分别代表换热器的4个接口；cD为流体的比热容，kJ／(kg·K)；，矗为流体的质量流量，k∥s；ti、“分别为进、出口的冷却水温度，K；p为压