汽車熱管理系統是從系統集成角度出發,統籌熱量與發動機及整車之間的關係,採用綜合手段控制和優化熱量傳遞的系統。其可根據行車工況和環境條件,自動調節冷卻強度以保證被冷卻對象工作在最佳温度範圍,從而優化整車的環保性能和節能效果,同時改善汽車運行安全性和駕駛舒適性等。
汽車熱管理系統主要用於冷卻和温度控制,如對發動機、機油、潤滑油、增壓空氣、燃料、電子裝置以及排氣再循環(EGR)的冷卻和對發動機艙及駕駛室的温度控制等。汽車熱管理系統由多個部件和傳熱流體組成,部件包括換熱器、風扇、冷卻液泵、壓縮機、節温器、傳感器、執行器、冷卻水套和各種管道;傳熱流體包括空氣、冷卻液、機油、潤滑油、廢氣、燃料、製冷劑等,這些部件和流體必須協調工作以滿足車輛散熱和温度控制要求。
通過上述介紹,大家都知道汽車熱管理技術主要應用在汽車上,下邊詳細介紹一下具體應用在哪種類型的汽車上:
1、燃油汽車
燃油汽車的熱管理系統由進氣中冷迴路、發動機冷卻迴路、空調系統迴路及暖風芯體迴路構成,迴路與位於汽車前端的散熱器相連,釋放多餘熱量以維持迴路正常運行温度。傳統汽車以發動機為核心驅動,受到發動機屬性的影響,汽車系統中超30%的熱量需要由發動機冷卻迴路釋放,避免發動機在高負荷運轉狀態下過熱。發動機冷卻迴路包括冷卻管、水箱、水泵、散熱器等結構,利用冷卻水完成熱量傳輸與循環,穩定發動機運行温度在90℃上下。
2、電動汽車
電動汽車以電機取代發動機,其熱管理系統由電機迴路、電池迴路、空調系統迴路及暖風芯體迴路構成。電動汽車的冷卻迴路與燃油汽車相似,但其工作目的及工作條件存在差異。例如,電機迴路的合理運行温度不應超過80℃,而電池迴路的合理運行温度應在20~35℃。通常情況下,空調系統迴路負責汽車內部製冷,但也可對電池迴路進行冷卻。發動機被取代後,寒冷天氣無法獲取發動機餘熱進行供暖,而採用暖風芯體迴路的正温度係數熱敏電阻(PTC)將電能轉化為熱能。
目前大部分汽車熱管理系統為開環控制,沒有壓力、流量、温度傳感器對具體工作狀況進行實時反饋,無法有效管理系統根據實際工作狀態進行實時控制。在汽車運行中,由於驅動電機和控制器產生的熱量沒有得到充分利用,不但造成能量浪費,而且不利於節能環保。
汽車熱管理技術的合理化應用可提高汽車整車能源利用效率,帶來更優的節能環保性能,並幫助汽車使用者降低經濟成本。隨着科技的發展,汽車熱管理系統一定會帶給我們更多的驚喜。
本文由石家莊藁城區興安鎮中學高級教師崔會欣進行科學性把關。
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