基于模型的汽车热管理系统设计与优化
表2. 系统尺寸研究 - 冷却空气、冷却液和热交换器尺寸灵敏度
图14. 仿真中的冷却液温度结果
从仿真结果(图14)中,我们可以找出哪种组合符合冷却液温度目标,并从符合目标的组合中选择最佳组合。根据包装、成本和功耗,我们可以选择风扇尺寸、散热器尺寸和水泵尺寸的最佳组合,用于冷却系统。
从研究中还注意到哪个参数对冷却液温度有更大的影响。从图15的图中,我们可以看到,在这种情况下,冷却液流量对流体温度的影响较小,然而,冷却空气流量和热交换器效率(或尺寸)有更陡的斜率或更大的影响冷却液温度。这种效应曲线为冷却工程师提供了设计选择的指导。
06 基于模型的系统设计 - 热系统控制策略
如前所述,由于更复杂的车辆热管理系统和所有可变设备,热系统的控制变得更加具有挑战性,传统的设计方法已不再适用。然而,有了基于模型的方法,设计和优化控制成为可能。基于模型的工具可以帮助:-
冷却液流量控制
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流体温度控制
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AGS位置控制
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风扇占空比控制
图16. 控制效果 - 冷却液流量执行器
图17. 控制效果 - 冷却空气流量执行器
图18. 控制效果 - 空气流量和冷却液流量执行器的组合
07 结 论
更复杂的车辆热管理系统为热系统设计和开发带来了挑战。所有按需组件,如可变泵速、可变冷却液阀、可变AGS和风扇,为热系统控制增加了复杂性。因此,基于模型的方法对新型热系统设计和优化至关重要。-
需要构建车辆和动力总成热系统模型,以协助开发。在车辆开发的不同阶段,可以使用不同级别的模型来服务于不同的目的。
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基于模型的设计强调了在硬件阶段之前废热管理设备的重要性。
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基于模型的设计支持冷却系统架构设计,以防止后期更改并提高首次能力(FTC)。
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基于模型的设计支持在虚拟阶段开发控制策略。控制工程师可以从模型中获得更多见解,以进行算法开发。
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