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传统动力总成冷却系统集成
变速箱散热量
• Pump Loss：规定油温下，和油泵转速和油压相关
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• Spin Loss：规定油温下，和Turbine转速、油压、档位相关
• TCC：和液力变矩器特性有关，受变速箱标定策略影响极大。 通常选型主要考虑TCC Lock情况，滑擦作为瞬态考虑。后期开发
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• 动力总成冷却系统设计工况定义
• 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计
• 动力总成冷却系统控制
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传统动力总成冷却系统集成
变速箱输入
• 变速箱类型 • 各档速比
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• 液力变矩器效率
• 换挡策略 • 变速箱油流量
• 变速箱油温限值
• 油冷系统压降
工况 最大功率
环境温度
进水温度
进水流量
换热量需求 出口水温要求
冷却液压降要 通风量 求 需求
低速爬坡
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内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析
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• 动力总成冷却系统设计工况定义
• 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计
发动机散热量数据无量纲化分析处理
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最大功率
散热
行驶功率
发动机转速
节气门开度
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传统动力总成冷却系统集成
无量纲化处理的优点
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• 通过建立数据库，总结参数规律，对不同发动机散热需求进 行评估。 • 早期缺乏发动机数据的情况下，尤其是发动机和整车同步开 发的项目，根据发动机类型、配置及名义功率，对发动机可 能的散热需求进行早期评估，确定冷却模块框架尺寸，指导 初期项目开发。
同一发动机，相同功率下，散热相同？ 同一发动机，相同功率下，效率相同？ 同一发动机，相同功率下，油耗相同？ 同一发动机，同一辆车，不同档位，油耗相同？
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传统动力总成冷却系统集成
发动机水流量
• 发动机水流量可近似认为和发动转速是线性关系
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• 注意大小循环影响
• 可以通过台架实验或者模拟获取 • 为减小附件损失，水泵选型趋向减小，相同功率不同转速下的水
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6
内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析
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• 动力总成冷却系统设计工况定义
• 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计
• 动力总成冷却系统控制
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冷却系统能量平衡
Pressure Drop
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Flow
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内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析
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• 动力总成冷却系统设计工况定义
• 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计
。。。
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传统动力总成冷却系统集成
项目输入 工程语言

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动力总成 发动机系列？排量？最大功率？PFI or SIDI? -- 水箱大小 涡轮增压？水冷 or 风冷？ -- 中冷系统 手动、DCT、自动变速箱？ -- 油冷系统 车型区间和载荷
A/B/C, Van Trailer…
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传统动力总成冷却系统集成
涡轮增压器散热
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• 中冷系统通常按发动机最大功率点进行设计（考虑限功率），校
核低速爬坡工况下的风量情况，其他工况下，仅需要考虑可能对
水箱等带来的负荷。
工况 最大功率 低速爬坡 环境温度 中冷器进 口温度 进气流量 换热量需求 中冷器出口温 中冷系统压降 通风量 度要求 要求 需求
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整车驱动冷却系统集成
2017-12-22
内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析
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• 动力总成冷却系统设计工况定义
• 动力总成冷却系统负荷计算 • 动力总成冷却系统回路设计
• 动力总成冷却系统控制
• 实际操作中可考虑分段拟合
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传统动力总成冷却系统集成
无量纲化处理的缺点
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• 没有考虑相同功率下，发动机不同转速下的发动机效率不同，从 而散热量不同 • 没有发动机转速，无法确定水泵流量 • 数据点散差较大，处理复杂，工程师需要具有一定整车开发经验 • 后期信息完备后需要进一步校核
流量可能成为瓶颈，但增加某些特征会导致水泵能力提升，如
IEM、EGR等 • 1L/KW侧传统选型原则，大排量过设计， 小排量不足，可通过Benchmark、模拟 及台架确认
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内容
传统动力总成冷却系统集成
• 动力总成冷却系统输入要求 • 发动机散热需求分析 • 变速箱散热需求分析 • 涡轮增压器散热需求分析
100.00% 100.00% 100.00% 100.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00% 90.00%
……
……
PFI： Port Fuel Injection SIDI: Spark Ignition Direct Injection Turbo IEM EGR
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传统动力总成冷却系统集成
整车性能要求（Cd）
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动力总成冷却系 统要求
动力总成系统和空调 系统散热
平衡 热量散入环境
产生热量
换热器 + 前端风量
带走热量
冷却液，制冷剂，润滑油
前端风量
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传统动力总成冷却系统集成
集成的核心：平衡
Balance with Cost， Package， Quality，Mass，Cd, Safety, Elec. Power budget, Studio…
• 动力总成冷却系统控制
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传统动力总成冷却系统集成
涡轮增压器散热
• 中冷系统的作用：当空气进入涡轮增压后
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其温度会大幅升高，密度也相应变小，
中冷器冷却高温空气，保证进气量， 防止因空气温度过高导致发动机爆震。
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传统动力总成冷却系统集成
涡轮增压器散热
• 风冷式中冷系统：有成本优势。缺点是
●
●
●
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混合动力车工况定义
混合动力车冷却系统的负荷计算 混合动力车冷却回路设计
●
●
4
内容
纯电动车冷却系统集成
●
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纯电动车冷却系统特点 纯电动车冷却系统负荷计算 纯电动车工况定义
●
●
●
混合动力车冷却回路设计范例
5Байду номын сангаас
内容
传统动力总成冷却系统集成 新型热管理系统 混合动力车冷却系统集成 纯电动车冷却系统集成
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性能 空间尺
质量
寸匹配
Cooling Performance
Mass Cost Package Warranty Cd Electric Power
重量
成本
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传统动力总成冷却系统集成
项目输入

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动力总成


车型区间： A/B/C, Van…
销售市场：国内/中东/东南亚/印度/墨西哥/澳大利亚/欧洲？ 竞争车型 产地 销量 成本
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传统动力总成冷却系统集成
发动机散热
进气
燃烧室
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燃油
• 附件损失
化学能转化
热能
机械 功
本体
排气
车轮
润滑
冷却液
环境
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传统动力总成冷却系统集成
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排气散热 Exhaust Heat
燃油热能 Fuel Energy
冷却散热 Cooling
摩擦 Friction 泵 Pumping 指示功 Indicated Power 附件 Accessories 有效功 Brake Power 传动 Transmission 车辆损失 惯性 Inertia 空气阻力Aerodynamic Drag Vehicle Losses 滚动阻力 Rolling Resistance
压降可达到12~20Kpa
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传统动力总成冷却系统集成
涡轮增压器散热
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• 水冷式中冷系统：间接冷却，成本高，增加低温水箱，水泵，冷
却水路。
• 中冷器水冷，无需迎面风，因此可以尽可能缩短进气路径，甚至 集成在进气歧管中，从而有效改善扭矩迟滞现象 • 水冷中冷系统的冷却泵通常由ECM 控制，和排放相关，需要满足国6 OBD诊断要求。

销售市场：国内/中东/东南亚/印度/墨西哥 /澳大利亚/欧洲？
不同考核工况，尤其热区特殊要求
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传统动力总成冷却系统集成
项目输入 工程语言

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竞争车型
Mass 比较 Cost 比较 Package 比较

产地
供应商数量、生产地规划 模具和物流成本平衡

销量
模具核算 冷却模块Matrix优化（平衡销量过低的配置？）