乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法
【專利摘要】一種乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，包括步驟：獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲線；整車在試驗(yàn)艙中以一定車速行駛時(shí)，擬合出整車在不同車速下的全阻抗曲線；通過仿真得出校核車型在校核用典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值；通過臺(tái)架試驗(yàn)得出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求量，進(jìn)而得到校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量；整理出匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線；根據(jù)上述的全阻抗曲線與匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線，計(jì)算出匹配冷卻模塊所能提供的散熱量，并將匹配冷卻模塊所能提供的散熱量與校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn)行比較，以判定匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。
【專利說明】
乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及乘用車?yán)鋮s模塊的方案設(shè)計(jì)，尤其是設(shè)及一種乘用車?yán)鋮s模塊的匹配 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，汽車作為代步工具早已進(jìn)入千萬家，隨著科技的進(jìn)步， 汽車更新?lián)Q代的速度也越來越快，因此汽車廠商推出新車型的頻率也在加快。而且，汽車廠 商每隔一段時(shí)間（例如一年）還會(huì)推出基于現(xiàn)有平臺(tái)的改型車，W更好滿足消費(fèi)者的需求。 汽車廠商在開發(fā)新車型或開發(fā)現(xiàn)有平臺(tái)的改型車時(shí)，都需要對(duì)汽車的冷卻模塊進(jìn)行改型和 優(yōu)化設(shè)計(jì)，使冷卻模塊可W匹配新車型的冷卻需求。
[0003] 目前汽車行業(yè)對(duì)冷卻模塊進(jìn)行匹配的方法有W下幾種：1、采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)冷卻 模塊的主要參數(shù)；2、參考類似車型估計(jì)冷卻模塊的主要參數(shù)；3、對(duì)于現(xiàn)有車型的冷卻模塊 進(jìn)行優(yōu)化，需要通過大量樣件搭載整車試驗(yàn)來確定最優(yōu)方案，周期和成本高。
[0004] 可W看出，現(xiàn)有方法對(duì)于冷卻模塊的匹配設(shè)計(jì)主要W經(jīng)驗(yàn)估計(jì)為主，對(duì)各車型沒 有針對(duì)性，且在C抑(Computational Fluid Dynamics,計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)）流場仿真介入之前 無法有效校核在不同車速下的冷卻模塊性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，在CFD流場仿真介入之 前，即可對(duì)冷卻模塊的方案設(shè)計(jì)給予較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，較為準(zhǔn)確的進(jìn)行冷卻模塊的更新匹 配，降低對(duì)試驗(yàn)的依賴。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，該匹配方法包括如下步驟：
[0007] 獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲線；
[0008] 將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器安裝在整車上；
[0009] 整車在試驗(yàn)艙中W-定車速行駛時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散 熱器的空氣流量；
[0010] 根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車行駛時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得到整 車行駛時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在不同車速下的 全阻抗曲線；
[0011] 通過仿真得出校核車型在校核用典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值；
[0012] 通過臺(tái)架試驗(yàn)得出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求量，進(jìn) 而得到校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量；
[0013] 整理出匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線；
[0014] 根據(jù)上述的全阻抗曲線與匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線，得到匹配風(fēng)扇 在額定電壓下的工作點(diǎn)；W及
[0015] 根據(jù)匹配風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)，計(jì)算出匹配冷卻模塊所能提供的散熱量， 并將匹配冷卻模塊所能提供的散熱量與校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn)行 比較，W判定匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。
[0016] 進(jìn)一步地，當(dāng)判定匹配冷卻模塊與校核車型的冷卻需求不相匹配時(shí)，該匹配方法 進(jìn)一步包括：將匹配風(fēng)扇和匹配散熱器中至少其中之一進(jìn)行更換，并更新上述的全阻抗曲 線，再判定新的匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。
[0017] 進(jìn)一步地，更新上述的全阻抗曲線的方法為：將新的冷卻模塊的阻抗曲線與基準(zhǔn) 冷卻模塊的阻抗曲線做差，將差值與原來的全阻抗曲線相疊加，從而得到整車更新后的全 阻抗曲線。
[0018] 進(jìn)一步地，在進(jìn)行冷卻模塊匹配時(shí)，先W基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器作為冷卻模塊進(jìn) 行匹配，若基準(zhǔn)冷卻模塊無法滿足校核車型的冷卻需求，則將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器中至 少其中之一進(jìn)行更換，進(jìn)行再次匹配。
[0019] 進(jìn)一步地，當(dāng)存在多個(gè)與校核車型的冷卻需求相匹配的冷卻模塊時(shí)，該匹配方法 進(jìn)一步包括：整理出運(yùn)些冷卻模塊中的各自風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇效率曲線，然后利用 運(yùn)些風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線和風(fēng)扇效率曲線篩選出功耗最低的風(fēng)扇方案。
[0020] 進(jìn)一步地，在得出上述的全阻抗曲線之前，該匹配方法進(jìn)一步包括：
[0021] 整車在試驗(yàn)艙中靜止時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣 流量；W及
[0022] 根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車靜止時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得到整 車靜止時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在靜止?fàn)顟B(tài)下的 阻抗曲線。
[0023] 進(jìn)一步地，在該匹配方法中，共獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少=個(gè)不同電壓下的風(fēng)扇特性 曲線，W及共測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少=個(gè)不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量。
[0024] 進(jìn)一步地，上述的全阻抗曲線關(guān)
其中A為常量，Cp為車速利用 率，P為空氣密度，V為車速。
[00巧]進(jìn)一步地，在計(jì)算匹配冷卻模塊所能提供的散熱量時(shí)，先根據(jù)匹配風(fēng)扇在額定電 壓下的工作點(diǎn)，得到流經(jīng)匹配散熱器的空氣流量，然后根據(jù)流經(jīng)匹配散熱器的空氣流量，得 出流經(jīng)匹配散熱器的風(fēng)速，再通過查找匹配散熱器的換熱性能表，獲得匹配冷卻模塊所能 提供的散熱量。
[00%] 進(jìn)一步地，在判定匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配時(shí)，具體是比 較匹配冷卻模塊所能提供的散熱量是否大于校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量。
[0027] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種乘用車?yán)鋮s模塊（主要指散熱器和風(fēng)扇）的匹配方法， 可W建立現(xiàn)有車型平臺(tái)W及對(duì)標(biāo)車型平臺(tái)的整車阻抗數(shù)學(xué)模型，對(duì)于新車型的開發(fā)，可在 整車概念設(shè)計(jì)初期較準(zhǔn)確的設(shè)置散熱器和風(fēng)扇的主要參數(shù)，在CFD流場仿真介入之前，即 可對(duì)冷卻模塊的方案設(shè)計(jì)給予較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)；對(duì)于現(xiàn)有平臺(tái)的改型車，在現(xiàn)有車型對(duì)冷 卻模塊改型和優(yōu)化過程中，可較為準(zhǔn)確的進(jìn)行冷卻模塊的更新匹配，減少樣件的制作數(shù)量 和樣車試驗(yàn)次數(shù)，降低對(duì)試驗(yàn)的依賴。
[0028] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予W實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，W下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0029] 圖1為風(fēng)扇特性曲線和系統(tǒng)阻抗曲線的示意圖。
[0030] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法的流程框圖。
[0031] 圖3為基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下測得的風(fēng)扇特性曲線的示意圖。
[0032] 圖4為整車靜止時(shí)確定基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)的示意圖。
[0033] 圖5為擬合出的整車在靜止?fàn)顟B(tài)下的阻抗曲線的示意圖。
[0034] 圖6為擬合出的整車在不同車速下的全阻抗曲線的示意圖。
[0035] 圖7為確定匹配風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)及篩選風(fēng)扇方案的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，W下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明如下。
[0037] 在說明本發(fā)明實(shí)施例之前，在運(yùn)里先簡單介紹一下風(fēng)扇特性曲線和系統(tǒng)阻抗曲 線。
[0038] 風(fēng)扇特性曲線即風(fēng)壓/風(fēng)量曲線，也稱為P-Q曲線，在選取風(fēng)扇時(shí)，起決定作用的 因素就是風(fēng)扇的P-Q曲線。風(fēng)扇的尺寸一旦確定，對(duì)應(yīng)每一個(gè)電壓或轉(zhuǎn)速，在不同的風(fēng)量之 下，量測其壓力值，即可繪出一條P-Q曲線，如圖1所示。風(fēng)扇P-Q曲線有個(gè)特點(diǎn)：在最大風(fēng) 壓點(diǎn)，風(fēng)量為零；在最大風(fēng)量點(diǎn)，風(fēng)壓為零；整個(gè)曲線是風(fēng)壓隨著風(fēng)量的增大而減小。因此， P-Q曲線一般常W下面S個(gè)物理值來描述它：
[0039] Pmax:當(dāng)風(fēng)量為零時(shí)，在某密閉空間的固定容積狀態(tài)下，該風(fēng)扇的最大風(fēng)壓值。 W40] Qmax :當(dāng)風(fēng)扇的入口與出口兩端壓力差為零時(shí)的風(fēng)量，即為該風(fēng)扇的最大風(fēng)量。
[0041] P-Q值：為風(fēng)扇的入口與出口兩端的壓力差與當(dāng)時(shí)狀態(tài)下的風(fēng)量Q的對(duì)應(yīng)值。
[0042] 針對(duì)一個(gè)包含散熱器和風(fēng)扇的冷卻模塊而言，所選取的散熱器和風(fēng)扇的各自特性 將直接影響該冷卻模塊的整體冷卻性能?？諝庠诹鲃?dòng)過程中，氣流在其流動(dòng)路徑上會(huì)遇到 系統(tǒng)內(nèi)部零件的阻擾，其阻抗會(huì)限制空氣自由流通，造成風(fēng)壓的損失，此損失因風(fēng)量而變 化，在空氣流量Q的狀態(tài)下，系統(tǒng)的入風(fēng)口端與出風(fēng)口端形成壓力差P，該壓力P與流量Q的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，為系統(tǒng)的空氣流量阻抗特性，所得到的即為系統(tǒng)阻抗曲線，如圖1所示。系統(tǒng)阻 抗曲線與風(fēng)扇特性曲線的交點(diǎn)，稱為系統(tǒng)的工作點(diǎn)，該工作點(diǎn)即為風(fēng)扇的最佳運(yùn)作點(diǎn)。而系 統(tǒng)阻抗曲線不同，或者風(fēng)扇特性曲線不同，所產(chǎn)生的工作點(diǎn)也隨之不同。系統(tǒng)阻抗曲線與風(fēng) 扇特性曲線均可通過在試驗(yàn)艙中的風(fēng)桐試驗(yàn)獲得。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種乘用車?yán)鋮s模塊（主要指散熱器和風(fēng)扇）的匹配方法， 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法的流程框圖，該匹配方法主要應(yīng)用于乘 用車?yán)鋮s模塊的匹配；對(duì)于新車型開發(fā)，可在概念設(shè)計(jì)初期較準(zhǔn)確的設(shè)置散熱器和風(fēng)扇的 主要參數(shù)；對(duì)于現(xiàn)有平臺(tái)的改型車，可準(zhǔn)確的進(jìn)行冷卻模塊的更新匹配。該匹配方法包括如 下步驟： W44] (1)、獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲線（即P-Q曲線，P為風(fēng)壓，Q為風(fēng) 量），如圖3所示?；鶞?zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線可W在試驗(yàn)艙中通過風(fēng)桐測試來獲得。在本實(shí) 施例中，共測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少S個(gè)不同電壓下的P-Q曲線。例如，該至少S個(gè)不同電壓可 W包括100%額定電壓、80%額定電壓、60%額定電壓等。在本實(shí)施例的圖3中，W基準(zhǔn)風(fēng)扇 在S個(gè)不同電壓（8V、10V、12V)下測試得到的P-Q曲線為例進(jìn)行說明，但不W此為限。
[0045] (2)、將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器安裝在整車上。整車可W是與校核車型最為接近的 現(xiàn)有車型，校核車型即為冷卻模塊被匹配的車型，可W為新車型或現(xiàn)有平臺(tái)的改型車。若校 核車型是新開發(fā)車型，則整車可W是與待開發(fā)車型最為相近的現(xiàn)有車型；若校核車型是現(xiàn) 有平臺(tái)的改型車，則整車可W是該現(xiàn)有平臺(tái)的現(xiàn)有車型。
[0046] (3)、整車在試驗(yàn)艙中靜止（V = 0)時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn) 散熱器的空氣流量Q。具體的，在整車靜止時(shí)，通過測試位于基準(zhǔn)散熱器前的風(fēng)速X，然后利 用Q = Sx,即得到流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Q。其中，X為基準(zhǔn)散熱器前的風(fēng)速，S為基準(zhǔn) 散熱器的迎風(fēng)面積，Q為流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量。該測試過程在試驗(yàn)艙中進(jìn)行，避免受 環(huán)境因素影響。
[0047] 為了測試基準(zhǔn)散熱器前的風(fēng)速X，可W在基準(zhǔn)散熱器前布置風(fēng)速計(jì)。
[0048] 基準(zhǔn)散熱器的迎風(fēng)面積S可W通過測量獲得。乘用車的冷卻系統(tǒng)一般由散熱器、 節(jié)溫器、水累、缸體水道、缸蓋水道、風(fēng)扇等組成。散熱器負(fù)責(zé)循環(huán)水的冷卻，它的水管和散 熱片多用侶材制成，侶制水管做成扁平形狀，散熱片為波紋狀，安裝方向垂直于空氣流動(dòng)的 方向，盡量做到風(fēng)阻小。冷卻液在散熱器忍體內(nèi)流動(dòng)，空氣在散熱器忍體外通過。熱的冷卻 液由于向空氣散熱而變冷，冷空氣則因?yàn)槲绽鋮s液散出的熱量而升溫。散熱器忍體應(yīng)具 有足夠的通流面積，讓冷卻液通過，同時(shí)也應(yīng)具備足夠的空氣通流面積，讓足量的空氣通過 W帶走冷卻液傳給散熱器的熱量。具體的，可W將散熱器忍體的迎風(fēng)面積作為基準(zhǔn)散熱器 的迎風(fēng)面積S。 W例在本實(shí)施例中，共測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少S個(gè)不同電壓（8V、10V、12V)下，分別流經(jīng) 基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Q，W下假設(shè)在第一電壓（8V)下測試得到的流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣 流量為Qi,在第二電壓（IOV)下測試得到的流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量為〇2,在第=電壓 (12V)下測試得到的流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量為〇3。
[0050] (4)、根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車靜止時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Q， 得到整車靜止時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在靜止?fàn)?態(tài)下的阻抗曲線。具體的，利用在步驟（1)中得到的基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲 線，W及在步驟（3)中得到的整車靜止時(shí)在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Qi、〇2、 得到整車靜止時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的至少^個(gè)工作點(diǎn)怕1，Pi)、怕2, P2)、佩，Ps)，如 圖4所示，其中在流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量分別為Qi、Q2、〇3時(shí)，基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)壓值分別對(duì) 應(yīng)為Pi A A。然后利用該至少S個(gè)工作點(diǎn)擬合出二次曲線y = Ax2(依據(jù)流體力學(xué)端流中 流量與沿程阻力的關(guān)系特性），從而得到整車在靜止?fàn)顟B(tài)（V = 0)下的阻抗曲線y = Ax2， 其中A為常量，如圖5所示。
[0051] 巧）、整車在試驗(yàn)艙中W-定車速（V = Vi, Vi聲0)行駛時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不 同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Q。具體的，在整車W車速Vi行駛時(shí)，通過測試位于基 準(zhǔn)散熱器前的風(fēng)速X，然后利用Q = Sx,即得到流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量Q。在本實(shí)施例 中，共測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少=個(gè)不同電壓（8V、10V、12V)下，分別流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流 量Q。關(guān)于本步驟的更多內(nèi)容可W參見上述步驟（3)，在此不再寶述。
[0052] 化）、根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車行駛時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得 到整車行駛時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在不同車速 下的全阻抗曲線。具體的，利用在步驟（1)中得到的基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲 線，W及在步驟巧）中得到的整車行駛時(shí)在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得到 整車行駛時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的至少=個(gè)工作點(diǎn)61、82、83，然后利用該至少=個(gè)工作 點(diǎn)擬合出整車在車速Vi下對(duì)應(yīng)的另一條二次曲線y = Ax 2+C，其中，A、C為常量，如圖6所 示；再令
，計(jì)算出Cp值（Cp為車速利用率），其中P為空氣密度，而為伯 努利方程中動(dòng)能項(xiàng)的公式，從而得到整車在不同車速下的全阻抗曲線
當(dāng)車速V不同時(shí)，得到的二次曲線也不同，運(yùn)些二次曲線對(duì)應(yīng)于整車在不同車速下的阻抗 曲線，運(yùn)些阻抗曲線的集合即構(gòu)成該全阻抗曲線。也就是說，該全阻抗曲線包含整車在不同 車速下的所有阻抗曲線的組合，相當(dāng)于一個(gè)曲線族。
[0053] (7)、通過仿真得出校核車型在校核用典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值。 在運(yùn)里，校核用典型工況即為考核校核車型的冷卻系統(tǒng)性能的工況，運(yùn)些校核用典型工況 可W包括校核車型在搭配不同發(fā)動(dòng)機(jī)或不同變速箱、在不同車速下的車輛工況。此步驟是 利用計(jì)算機(jī)及車輛動(dòng)力性能仿真軟件，通過計(jì)算機(jī)仿真手段，得到校核車型在各校核用典 型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值。車輛動(dòng)力性能仿真軟件可W是業(yè)界所熟知的車輛 一維動(dòng)力性能仿真軟件或者其他的仿真軟件。
[0054] (8)、通過臺(tái)架試驗(yàn)得出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求 量，進(jìn)而得到校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量。例如，若在步驟（7)中通過仿真 得出校核車型在校核用某一典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值分別為X轉(zhuǎn)/分鐘和Y 牛頓?米，而在步驟（8)中，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，得出發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為X轉(zhuǎn)/分鐘、 輸出扭矩為Y牛頓?米時(shí)，對(duì)應(yīng)所需的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求量為Z千瓦，那么即可得出校核車型 在該校核用典型工況下的散熱需求量即為Z千瓦。 陽化5] 巧）、整理出匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線（即P-Q曲線）。匹配風(fēng)扇指 用于匹配的冷卻模塊中所用的風(fēng)扇，可W是基準(zhǔn)風(fēng)扇或者新風(fēng)扇。一般而言，在為校核車型 (新車型或現(xiàn)有平臺(tái)的改型車）進(jìn)行冷卻模塊的匹配時(shí)，可W先W基準(zhǔn)冷卻模塊（基準(zhǔn)風(fēng)扇 和基準(zhǔn)散熱器）進(jìn)行匹配，若基準(zhǔn)冷卻模塊不符合校核車型的冷卻需求，則將基準(zhǔn)風(fēng)扇和 基準(zhǔn)散熱器中至少其中之一進(jìn)行更換，從而得到一個(gè)新的冷卻模塊，再利用該新的冷卻模 塊進(jìn)行再次匹配，直至找到冷卻性能符合要求的冷卻模塊為止。
[0056] (10)、根據(jù)上述的全阻抗曲線與匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線，得到匹 配風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)0,如圖7所示。根據(jù)該工作點(diǎn)0,可W得到流經(jīng)匹配散熱器 的空氣流量Q。，匹配散熱器指用于匹配的冷卻模塊中所用的散熱器，可W是基準(zhǔn)散熱器或 者新散熱器。
[0057] (11)、校核匹配冷卻模塊的冷卻性能，方法是：根據(jù)匹配風(fēng)扇在額定電壓下的工作 點(diǎn)0,計(jì)算出匹配冷卻模塊所能提供的散熱量，并將匹配冷卻模塊所能提供的散熱量與校核 車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn)行比較，W判定匹配冷卻模塊是否與校核車型的 冷卻需求相匹配。
[0058] 在運(yùn)里，匹配冷卻模塊包括上述的匹配風(fēng)扇和上述的匹配散熱器。在計(jì)算匹配冷 卻模塊所能提供的散熱量時(shí)，首先，根據(jù)流經(jīng)匹配散熱器的空氣流量Q。，除W匹配散熱器的 迎風(fēng)面積S。，即可得到流經(jīng)匹配散熱器的風(fēng)速X。，然后通過查找匹配散熱器的換熱性能表 (在該表中，存儲(chǔ)有空氣在不同風(fēng)速下流經(jīng)匹配散熱器外部、W及冷卻液在不同流速下流經(jīng) 匹配散熱器內(nèi)部時(shí)，該匹配散熱器所對(duì)應(yīng)的散熱量），獲得該匹配冷卻模塊所能提供的散熱 量，并將匹配冷卻模塊所能提供的散熱量與校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn) 行比較，W判定該匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。在判定匹配冷卻模塊 是否與校核車型的冷卻需求相匹配時(shí)，具體是比較匹配冷卻模塊所能提供的散熱量是否大 于校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量，若該散熱量大于該散熱需求量，則匹配冷 卻模塊的冷卻性能與校核車型的冷卻需求相匹配，匹配冷卻模塊能夠滿足校核車型的冷卻 需求；否則，匹配冷卻模塊的冷卻性能不能滿足校核車型的冷卻需求，與校核車型的冷卻需 求不相匹配。
[0059] (12)、當(dāng)判定匹配冷卻模塊與校核車型的冷卻需求不相匹配時(shí)，該匹配方法進(jìn)一 步包括：將匹配風(fēng)扇和匹配散熱器中至少其中之一進(jìn)行更換，并更新上述的全阻抗曲線， 重復(fù)步驟（10)、（11)，再判定新的匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。當(dāng) 匹配風(fēng)扇和匹配散熱器中的至少其中之一被更換后，根據(jù)新的冷卻模塊與基準(zhǔn)冷卻模塊 的阻抗曲線差別，更新上述的全阻抗曲線，其中更新上述的全阻抗曲線的方法為：將新 的冷卻模塊的阻抗曲線y =化2與基準(zhǔn)冷卻模塊的阻抗曲線y = Ex 2做差，將差值y = 值-E)x2與原來的全阻抗曲線
相疊加，從而得到更新后的全阻抗曲線
再依據(jù)更新后的全阻抗曲線，重復(fù)步驟（10)、（11)，再判定新 的匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配，直至找到相匹配的冷卻模塊。例如，當(dāng) 風(fēng)扇被更換時(shí)，則將更新后的全阻抗曲線與新風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線相交，找 到新風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)0'，根據(jù)工作點(diǎn)0'得到流經(jīng)匹配散熱器的空氣流量Q。'，將 Q。'除W匹配散熱器的的迎風(fēng)面積S。，得到流經(jīng)匹配散熱器的風(fēng)速X。'，然后通過查找匹配散 熱器的換熱性能表，得到新的匹配冷卻模塊所能提供的散熱量，再將該新的匹配冷卻模塊 所能提供的散熱量與校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn)行比較，W判定風(fēng)扇更 換后的該新的冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。 W60] 其中，新的冷卻模塊的阻抗曲線y =化2和基準(zhǔn)冷卻模塊的阻抗曲線y = Ex 2可W 在試驗(yàn)艙中通過風(fēng)桐測試獲得。
[0061] 在進(jìn)行冷卻模塊匹配時(shí)，為了提高匹配效率，可先W基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器作為 冷卻模塊進(jìn)行先行匹配，若基準(zhǔn)冷卻模塊（基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器）與校核車型的冷卻需 求不相匹配，無法滿足校核車型的冷卻需求時(shí)，則將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器中至少其中之 一進(jìn)行更換（例如更換基準(zhǔn)風(fēng)扇，即W新風(fēng)扇替換基準(zhǔn)風(fēng)扇），再依照步驟（12)再次進(jìn)行匹 配。
[0062] (13)當(dāng)存在多個(gè)與校核車型的冷卻需求相匹配的冷卻模塊時(shí)，該匹配方法進(jìn)一步 包括：整理出運(yùn)些冷卻模塊中的各自風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇效率曲線，然后利用運(yùn)些風(fēng) 扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線和風(fēng)扇效率曲線篩選出功耗最低的風(fēng)扇方案。例如，圖7 中兩種匹配風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線（即P-Q曲線）都能使整個(gè)冷卻模塊達(dá)到相同的空氣流 量，但方案一的匹配風(fēng)扇正好處于最大效率點(diǎn)，方案二的匹配風(fēng)扇此時(shí)效率相對(duì)較低，因此 應(yīng)選擇方案一作為最終方案。
[0063] 需要說明的是，上述各個(gè)步驟之間的先后順序有些是可W調(diào)換的，本發(fā)明實(shí)施例 對(duì)運(yùn)些步驟之間的順序并不加 W特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可W在可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的 的前提下適當(dāng)調(diào)整運(yùn)些步驟之間的順序，例如（7)、（8)、（9)可W放在（10)之前的任何位 置。
[0064] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種乘用車?yán)鋮s模塊（主要指散熱器和風(fēng)扇）的匹配方法， 可W建立現(xiàn)有車型平臺(tái)W及對(duì)標(biāo)車型平臺(tái)的整車阻抗數(shù)學(xué)模型，對(duì)于新車型的開發(fā)，可在 整車概念設(shè)計(jì)初期較準(zhǔn)確的設(shè)置散熱器和風(fēng)扇的主要參數(shù)，在CFD流場仿真介入之前，即 可對(duì)冷卻模塊的方案設(shè)計(jì)給予較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)；對(duì)于現(xiàn)有平臺(tái)的改型車，在現(xiàn)有車型對(duì)冷 卻模塊改型和優(yōu)化過程中，可較為準(zhǔn)確的進(jìn)行冷卻模塊的更新匹配，減少樣件的制作數(shù)量 和樣車試驗(yàn)次數(shù)，降低對(duì)試驗(yàn)的依賴。
[0065] W上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已W較佳實(shí)施例掲露如上，然而并非用W限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) W上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于，包括如下步驟： 獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的風(fēng)扇特性曲線； 將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器安裝在整車上； 整車在試驗(yàn)艙中W-定車速行駛時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器 的空氣流量； 根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車行駛時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得到整車行 駛時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在不同車速下的全阻 抗曲線； 通過仿真得出校核車型在校核用典型工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)所需的轉(zhuǎn)速和扭矩值； 通過臺(tái)架試驗(yàn)得出發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷下對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)散熱需求量，進(jìn)而得 到校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量； 整理出匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線； 根據(jù)上述的全阻抗曲線與匹配風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線，得到匹配風(fēng)扇在額 定電壓下的工作點(diǎn)；W及 根據(jù)匹配風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)，計(jì)算出匹配冷卻模塊所能提供的散熱量，并將 匹配冷卻模塊所能提供的散熱量與校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量進(jìn)行比較， W判定匹配冷卻模塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配。2. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：當(dāng)判定匹配冷卻模 塊與校核車型的冷卻需求不相匹配時(shí)，該匹配方法進(jìn)一步包括：將匹配風(fēng)扇和匹配散熱器 中至少其中之一進(jìn)行更換，并更新上述的全阻抗曲線，再判定新的匹配冷卻模塊是否與校 核車型的冷卻需求相匹配。3. 如權(quán)利要求2所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：更新上述的全阻抗 曲線的方法為：將新的冷卻模塊的阻抗曲線與基準(zhǔn)冷卻模塊的阻抗曲線做差，將差值與原 來的全阻抗曲線相疊加，從而得到整車更新后的全阻抗曲線。4. 如權(quán)利要求2所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：在進(jìn)行冷卻模塊匹 配時(shí)，先W基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器作為冷卻模塊進(jìn)行匹配，若基準(zhǔn)冷卻模塊無法滿足校核 車型的冷卻需求，則將基準(zhǔn)風(fēng)扇和基準(zhǔn)散熱器中至少其中之一進(jìn)行更換，進(jìn)行再次匹配。5. 如權(quán)利要求2所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：當(dāng)存在多個(gè)與校核 車型的冷卻需求相匹配的冷卻模塊時(shí)，該匹配方法進(jìn)一步包括：整理出運(yùn)些冷卻模塊中的 各自風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇效率曲線，然后利用運(yùn)些風(fēng)扇在額定電壓下的風(fēng)扇特性曲線 和風(fēng)扇效率曲線篩選出功耗最低的風(fēng)扇方案。6. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：在得出上述的全阻 抗曲線之前，該匹配方法進(jìn)一步包括： 整車在試驗(yàn)艙中靜止時(shí)，分別測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流 量；W及 根據(jù)基準(zhǔn)風(fēng)扇的風(fēng)扇特性曲線和整車靜止時(shí)流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量，得到整車靜 止時(shí)基準(zhǔn)風(fēng)扇在不同電壓下的工作點(diǎn)，并利用運(yùn)些工作點(diǎn)擬合出整車在靜止?fàn)顟B(tài)下的阻抗 曲線。7. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：在該匹配方法中，共 獲得基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少=個(gè)不同電壓下的風(fēng)扇特性曲線，W及共測試基準(zhǔn)風(fēng)扇在至少=個(gè)不 同電壓下流經(jīng)基準(zhǔn)散熱器的空氣流量。8. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：上述的全阻抗曲線 關(guān)其中A為常量，Cp為車速利用率，P為空氣密度，V為車速。9. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：在計(jì)算匹配冷卻模 塊所能提供的散熱量時(shí)，先根據(jù)匹配風(fēng)扇在額定電壓下的工作點(diǎn)，得到流經(jīng)匹配散熱器的 空氣流量，然后根據(jù)流經(jīng)匹配散熱器的空氣流量，得出流經(jīng)匹配散熱器的風(fēng)速，再通過查找 匹配散熱器的換熱性能表，獲得匹配冷卻模塊所能提供的散熱量。10. 如權(quán)利要求1所述的乘用車?yán)鋮s模塊的匹配方法，其特征在于：在判定匹配冷卻模 塊是否與校核車型的冷卻需求相匹配時(shí)，具體是比較匹配冷卻模塊所能提供的散熱量是否 大于校核車型在校核用典型工況下的散熱需求量。
【文檔編號(hào)】G01M17/007GK105987817SQ201510081099
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月13日
【發(fā)明人】朱亮, 李忠山, 崔振華, 林寅龍, 張凱, 曾志新, 張安偉
【申請(qǐng)人】廣州汽車集團(tuán)股份有限公司