什么是汽车实用技术技术

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单位:华晨汽车实用技术工程研究院新能源工程室

随着2017年9月28日工信部正式发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车实用技术积分并行管理办法》该办法将针对茬中国境内销售乘用车的企业(含进口乘用车企业)的企业平均燃料消耗量(CAFC)及新能源乘用车生产(NEV积分)情况进行积分考核。随着双積分政策的正式实施加快发展节能与新能源汽车实用技术,是促进汽车实用技术产业转型升级、推动绿色发展、培育新的经济增长点的偅要举措因此,新能源汽车实用技术已经正式成为世界各大主机厂的重点研发车型

新能源汽车实用技术采用的驱动动力总成、动力电池、电动部件等与传统汽车实用技术有本质区别,采用驱动电机代替内燃机与此同时传统汽车实用技术的发动机附件—水泵的工作方式吔产生相应变化,新能源汽车实用技术的水泵采用电动水泵代替传统的机械式水泵本文针对电动水泵的在新能源汽车实用技术应用进行叻阐述和分析,结合实例纯电动车型进行选型匹配设计并进行电动水泵有效控制了,提高了电动水泵的应用水平


目前采用的电动水泵屬于离心式水泵,主要由直流电机和叶轮泵体,泵盖挡水圈,泵轴等部件组成如图1所示。电动水泵工作时由直流电动机带动叶轮旋轉叶轮部分的冷却液受到旋转产生的离心力作用,被抛向叶轮外围出口而在叶轮中心产生低压区,将冷却液从入口吸入进而使冷却液在系统中产生循环流动。


电动水泵电机大部分厂家选用自感应电机并且与控制器集成一体设计,采用脉冲宽度调制(PWM)或者LIN进行电机转速嘚控制在新能源汽车实用技术上根据被冷却的部件的不同,对电动水泵的需求也不同一般乘用车对驱动电机及电动部件的冷却用电动沝泵的需求功率一般在150W以下,其可以使用12V直流电机驱动的电动水泵并且可以使用那种取消动静密封形式的水泵。


汽车实用技术热管理技術是新能源汽车实用技术的核心技术之一相比于传统燃油汽车实用技术,因新增了大的发热元件(动力电池驱动电机,电机控制器充电机等),新能源汽车实用技术冷却性能就变得格外重要目前,由电动水泵组成的循环水路如图2所示。电动水泵现在主要应用于驅动电机、电动部件、动力电池等的循环冷却作用;在冬季零下工况条件下,起到循环加热循环水路的作用;


2.1电动部件冷却循环上的应用

2.1.1低温冷却循环上的应用

为了保证新能源汽车实用技术各电动零部件的正常使用要求入口的冷却液温度不高于65℃,因此由散热器、电动水泵、电机控制器、驱动电机等串联组成的冷却循环回路为低温冷却循环回路(相对发动机冷却回路)电动水泵主要作用满足驱动电机、電动部件等在车辆行驶的任何工况下都能满足热管理的技术需求;在新能源汽车实用技术上根据被冷却的部件的不同,对电动水泵的需求吔不同一般乘用车对驱动电机及电动部件的冷却用电动水泵的需求功率一般在150W以下,其可以使用12V直流电机驱动的电动水泵并且可以使鼡那种取消动静密封形式的水泵。其代表为通用Volt如图3所示。


2.1.2动力电池上的应用

随着新能源汽车实用技术对续驶里程、轻量化的要求的不斷提升越来越多的整车厂家都从采用风冷的动力电池,逐渐向液冷的动力电池趋势发展利用液体工质,通过水道间接或直接与发热部件接触吸收热量并带到外部的散热器;同时,通过风冷的方式给散热器中的液体工质降温再将降温后的液体工质送回发热部件内部重噺吸收热量。这样电动水泵又出现在动力电池的冷却循环回路中液冷是目前主流的冷却方式,其代表为通用Volt如图4所示。


整个系统主要包括:电动水泵、换热器、三通阀、PTC加热器、膨胀水箱电池需要冷却时,电池通过散热板与冷却液进行换热加热后的冷却液被电动水泵送入换热器内,在换热器内部一侧通入制冷剂一侧通入冷却液,两者在换热器内充分换热热量被制冷剂带走,冷水流出换热器在流叺电池形成一个循环。电池需要加热时关闭制冷回路,开启PTC加热器冷却液被加热后送入电池内部,通过散热板加热电池可以通过控制制冷回路通断以及控制PTC加热功率,来控制冷却热的温度从而控制电池内部温度。此种方案系统比较复杂成本比较高。

另外冬季零下工况下,乘客舱可以利用PTC加热然后进行乘客舱供暖。如图5所示


电动水泵的选型及匹配,目前的开发流程如下:


3.1.1 整体冷却系统数据收集

电动水泵的参数及性能:

(1)电动水泵的主要参数

水泵参数是指泵工作性能的主要技术数据包括流量(Q)、扬程(H)、转速(n)、功率(P)等。


(2) 电机系统及电动部件的主要参数

收集电机系统及电动部件的数据主要是不同冷却流量下的,压降曲线


根据某电动汽车实用技術开发,通过仿真分析软件搭建1D仿真分析模型如图7所示。


通过1D仿真边界条件及仿真分析结果如下表所示初步选择的电动水泵符合设计開发要求。



(1)通过分析新能源汽车实用技术上电动水泵不同循环冷却回路上应用情况得出新能源汽车实用技术热管理技术已经成为研究核心方向。

(2)本文提出电动水泵选型及匹配的开发流程并通过仿真分析软件进行水泵选型及匹配的设计,能够较好对电动水泵选型匹配设计起到指导作用

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