3 KULI建模及计算
首先是KULI冷却系统建模。与传统内燃机汽车仅有发动机为发热部件不同,电动车发热部件较多,且各发热部件发热量、许用工作温度均不同,不能如传统内燃机汽车一样进行简化。考虑各发热部件在计算中所涉及特性主要有散热量、内部液体流阻和外部空气流阻三部分,决定使用Electro Heater (fluid)模块模拟散热量、内部液体流阻特性,将外部空气流阻合并入整体机舱流场的计算过程中并体现在Built-in resistance模块中。
使用Electro Heater (fluid)模块分别建立驱动电动机 (MOTOR)、电机控制器(CONTROLLOR)、车载充电器(OBC)及逆变器(DCDC)模型,在模块中的Pressure Loss页面中选定Characteristic curve并输入不同流量下的水阻值,在Heatingcapacity页面中的Heating power (kW)一栏输入所分析工况下的放热量,需注意的是,任一分析工况都对应不同放热量,需根据分析工况的变化修改放热量。
散热器模型使用Radiator模块建立,在主界面中定义外形尺寸及位置信息,在Inner flow页面中定义内部液体流阻特性,在Outerflow页面中定义外部空气流阻特性,在Heat transfe项面中定义散热量特性。
水路循环使用Water circle模块建立,在主界面中定义溶液构成、比例、许用温度等参数,在Char.lines/Maps界面中定义流量,压力损失及放热量选择Not defined.
将Water circle、Radiator、OBC、DCDC、CONTROLLOR、MOTOR按循环方向顺序连接构成完整的水路循环。
电子风扇模型使用Electric fan模块建立,在主界面中定义外形尺寸及位置信息,在Characteristic curves页面中定义流量一压力损失特性,包括功率、转速、空气流量、压力损失。
冷凝器模型使用Area resistance模块建立,目的在于简化空调系统为单纯的放热和阻力单元。在主界面中定义外形尺寸、位置信息及放热量,在Pressure Loss界面中定义压力损失特性。
使用CP value及Built-in resistance模块定义整车的空气阻力特性,参数值使用CAE计算结果。在Air side界面中将各零部件构建成为完整的空气流通路径,至此就完成了模型的建立。
在Simul. param.界面中输入上文的评价工况即可进行模拟计算。需注意的是,各工况要依次逐一模拟,并且更换工况信息时要相应修改各发热模块中的散热量值。计算结果如表1所示。结果满足要求,冷却系统设计合理。
4 结束语
KULI类的模拟计算软件可帮助工程师在早期设计阶段、试制样机完成前就可较精确的模拟热平衡过程,从而对冷却系统性能进行评估,及早发现问题并采取有效措施,不仅缩短开发时间,也节省了开发经费。