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技术 | 整车水管理开发的主要技术手段

2020-10-09 14:18:26·  来源：中国汽研汽车风洞技术  
　
随着多项国家标准陆续出台进一步强化整车防水等相关要求以提高车辆安全性，车辆水管理性能作为用户最能感知的性能之一越来越受到车企的重视，现已成为整车开发中
随着多项国家标准陆续出台进一步强化整车防水等相关要求以提高车辆安全性，车辆水管理性能作为用户最能感知的性能之一越来越受到车企的重视，现已成为整车开发中关键的性能指标之一。本期将介绍整车水管理开发过程中常见的技术手段。
 
1.整车水管理的重要性
 
当前，汽车正朝着电动化、智能化和共享化的方向发展，行车安全变得更加重要。国家即时出台了相应法规、标准来提高车辆安全性，其中《GB 18384-2020 电动汽车安全要求》、《GB 38031-2020 电动汽车用动力蓄电池安全要求》、《GB 38032-2020 电动客车安全要求》，均涉及或强化了整车防水等相关要求，并已于2020年1月1日起实施。中国汽研汽车风洞中心正与多家车企、研究机构联合制定汽车水管理相关团体标准，相关研究成果将有效助力我国汽车产品水管理性能提升。
 
另一方面，用户在涉水、淋雨等实际水管理场景下的直观体验（抱怨甚至安全隐患），促使水管理性能成为车辆研发过程中的关键性能指标。
2. 整车水管理仿真技术
水管理性能仿真主要集中在气液交互面的精确捕捉上，使用传统的VOF方法便能胜任，但所需要的资源及开销巨大，当涉及大变形流动时更显得力不从心。针对这一类问题，目前主要采用LBM和SPH两种方法。
由AVL基于SPH方法开发的水管理软件Preonlab，使用无网格技术，擅长解决自由表面捕捉及大变形流动等问题，被宝马、特斯拉、克莱斯勒、沃尔沃、菲亚特等车企广泛应用于车辆水管理性能研发过程，内容包括涉水、雨水、及雪场景等。
车辆涉水
 
车辆涉水性能开发，主要关注进、排气口的进水、积水，关键零部件防水及护板等零部件的受力(防断裂)等。Car Suspension Model可考虑车辆入水瞬间悬架的运动,精准再现物理场景。
雨水管理
 
雨水管理性能开发，主要关注A柱溢流、导水槽溢流、空调新风口进水、门窗漏雨及积水等。无网格技术确保CAD数模可直接导入，保留复杂结构及局部细节。
雪管理
 
雪管理性能开发，主要关注前档风玻璃积雪与除雪、格栅封堵、机舱结冰、进气口进雪等。Snow slover专用求解器，预定义了雪管理的各种开发需求。
目前，中国汽研汽车风洞中心已与AVL List GmbH开展深度合作，将水管理性能开发所涉及的仿真分析与风洞试验验证结合起来，共同打造全流程的水管理技术服务，欢迎咨询合作。
 
3. 整车水管理风洞试验
中国汽研汽车环境风洞具备完善的软硬件试验设施，可复现不同量级的雨雪车辆行驶工况，在汽车开发过程中实现对车辆水管理性能的精准测试评价。
中国汽研汽车环境风洞
 
中国汽研汽车环境风洞配备了国际一流的温湿度及光照控制系统和独特的雨雪模拟系统，同时可实现气流模拟和道路载荷模拟，可满足从乘用车到重型商用车整车及零部件的热管理性能开发，可开展动力总成冷却、空调性能、电动汽车环境适应性、动力电池冷却、曲轴通风、除霜除雾、降雨降雪、防泥防溅等试验服务。
中国汽研汽车环境风洞特点：
 
稳定且性能良好的气流环境
 
复现不同量级的雨雪行驶工况
 
喷口尺寸对应不同车型可调
 
密闭试验空间保证开发车型保密性
 
配备高性能转鼓可模拟恒定行驶道路工况
环境风洞降雨试验
 
降雨流量：100 ~ 2500 L/h
雨滴直径：0.04 ~ 1.5 mm
风速范围：20 ~ 180 km/h
环境温度：+5℃~55℃
 
 
 
环境风洞降雪试验
 
降雪流量：500～2400L/h
降雪密度：100kg/m³@T≤-20℃
风速范围：20 ~ 180 km/h
环境温度：-10℃~-40℃
 
中国汽研汽车风洞中心拥有超8项成熟的仿真及试验业务能力，可用于规范开展整车水管理仿真及测试，有效助力我国汽车产品水管理性能提升。
 
中国汽研汽车风洞中心成立于2014年，经过多年的建设与发展，现已拥有国际一流水平的全尺寸汽车空气动力学-声学风洞、整车环境风洞、高低温环境舱、五轴联动数控加工中心和高性能仿真计算平台，已在汽车空气动力学、热力学、风噪技术领域形成了完整的试验、仿真、验证及开发能力，构建了边界条件与中国汽研实体风洞一致的数值风洞以及涵盖主流车型的开发数据库两个服务平台，可为国内外企业提供专业的技术服务、数据服务和一站式工程解决方案 。
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