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关于汽车热管理系统的那些事

2021-05-15 10:14 科普中国网   

汽车热管理系统是从系统集成角度出发,统筹热量与发动机及整车之间的关系,采用综合手段控制和优化热量传递的系统。其可根据行车工况和环境条件,自动调节冷却强度以保证被冷却对象工作在最佳温度范围,从而优化整车的环保性能和节能效果,同时改善汽车运行安全性和驾驶舒适性等。

汽车热管理系统主要用于冷却和温度控制,如对发动机、机油、润滑油、增压空气、燃料、电子装置以及排气再循环(EGR)的冷却和对发动机舱及驾驶室的温度控制等。汽车热管理系统由多个部件和传热流体组成,部件包括换热器、风扇、冷却液泵、压缩机、节温器、传感器、执行器、冷却水套和各种管道;传热流体包括空气、冷却液、机油、润滑油、废气、燃料、制冷剂等,这些部件和流体必须协调工作以满足车辆散热和温度控制要求。

通过上述介绍,大家都知道汽车热管理技术主要应用在汽车上,下边详细介绍一下具体应用在哪种类型的汽车上:

1、燃油汽车

燃油汽车的热管理系统由进气中冷回路、发动机冷却回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成,回路与位于汽车前端的散热器相连,释放多余热量以维持回路正常运行温度。传统汽车以发动机为核心驱动,受到发动机属性的影响,汽车系统中超30%的热量需要由发动机冷却回路释放,避免发动机在高负荷运转状态下过热。发动机冷却回路包括冷却管、水箱、水泵、散热器等结构,利用冷却水完成热量传输与循环,稳定发动机运行温度在90℃上下。

2、电动汽车

电动汽车以电机取代发动机,其热管理系统由电机回路、电池回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成。电动汽车的冷却回路与燃油汽车相似,但其工作目的及工作条件存在差异。例如,电机回路的合理运行温度不应超过80℃,而电池回路的合理运行温度应在20~35℃。通常情况下,空调系统回路负责汽车内部制冷,但也可对电池回路进行冷却。发动机被取代后,寒冷天气无法获取发动机余热进行供暖,而采用暖风芯体回路的正温度系数热敏电阻(PTC)将电能转化为热能。

目前大部分汽车热管理系统为开环控制,没有压力、流量、温度传感器对具体工作状况进行实时反馈,无法有效管理系统根据实际工作状态进行实时控制。在汽车运行中,由于驱动电机和控制器产生的热量没有得到充分利用,不但造成能量浪费,而且不利于节能环保。

汽车热管理技术的合理化应用可提高汽车整车能源利用效率,带来更优的节能环保性能,并帮助汽车使用者降低经济成本。随着科技的发展,汽车热管理系统一定会带给我们更多的惊喜。

本文由石家庄藁城区兴安镇中学高级教师崔会欣进行科学性把关。

 

责任编辑: 4126TJ

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