劉 西,蒲 浩,胡遠(yuǎn)志

(重慶理工大學(xué) 汽車零部件先進(jìn)制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400054)

汽車工業(yè)歷經(jīng)百余年積淀,其動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和安全性等性能都得到了充分發(fā)展。隨著生活品質(zhì)的提升,人們對汽車乘坐舒適性的要求越來越高[1]。高溫天氣下,乘員艙空調(diào)的降溫性能是汽車舒適性的一項(xiàng)重要指標(biāo),文獻(xiàn)[2]研究表明,空調(diào)的普及明顯降低了熱相關(guān)死亡率,對于密閉狹小的汽車乘員艙而言,空調(diào)降溫性能更為重要。歐美國家從20世紀(jì)70年代就開始關(guān)注乘員艙的熱舒適性問題[3],但在汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中,通過試驗(yàn)分析艙內(nèi)流場成本高、周期長,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷完善,計(jì)算機(jī)輔助工程成為了解決這一問題的最優(yōu)選擇。國外很早就開始利用仿真技術(shù)研究HVAC系統(tǒng)設(shè)計(jì)[4],Yang等[5]設(shè)計(jì)了一種可以控制局部區(qū)域溫度的車載空調(diào),提高車輛的能量利用效率;Singh等[6]提出了一種新的一維和三維聯(lián)合仿真框架,通過對收割機(jī)乘員艙的HVAC系統(tǒng)仿真結(jié)果,分析驗(yàn)證了該框架的有效性。

國內(nèi)對乘員艙舒適性的研究起步較晚。孫學(xué)軍等[7]利用二維數(shù)值模擬的方法,通過改變空調(diào)的送風(fēng)角度,分析了艙內(nèi)溫度場和速度場的變化,為乘員艙氣流組織設(shè)計(jì)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ);何青治等[8]通過三維模型仿真軟件對乘員艙的降溫過程進(jìn)行分析,反映了艙內(nèi)不同區(qū)域的降溫情況;高健[9]介紹了一種一維和三維聯(lián)合仿真的方法,可以提高乘員艙降溫過程仿真的精度。

如今,汽車不僅在駕駛性能上追求極致,車主的審美要求也越來越高。當(dāng)下全景天窗車型成為了汽車時(shí)尚的一種標(biāo)志[10],但全景天窗在提升汽車美觀的同時(shí),也導(dǎo)致高溫天氣下,乘員艙內(nèi)頭部溫度過高的問題[11]。對此,可以通過貼膜、加裝遮陽簾,或者采用有色玻璃等方式解決。本文對一款帶全景天窗的車型,應(yīng)用多領(lǐng)域一維仿真軟件AMESim,分別對其加裝遮陽簾前、后進(jìn)行乘員艙降溫仿真分析。

1 空調(diào)系統(tǒng)制冷負(fù)荷計(jì)算理論

1.1 車身熱平衡關(guān)系的建立

汽車空調(diào)使乘員艙內(nèi)的溫度、濕度和空氣清新度保持在一個(gè)舒適的范圍。其熱負(fù)荷主要由內(nèi)部熱量和外部熱量兩部分組成,車身是這兩部分傳熱的介質(zhì),車身傳熱部件如圖1所示。

圖1 車身傳熱部件示意圖

傳入車廂內(nèi)的各部分熱負(fù)荷的總和構(gòu)成了該車的總熱負(fù)荷,汽車車身熱負(fù)荷主要包括車廂壁傳熱、通過玻璃的太陽輻射熱、新風(fēng)熱、乘員散熱、車內(nèi)電器設(shè)備散熱等。綜合各種因素,車身熱平衡的方程式表達(dá)如下[12]:

Q=α1(QB+QG+QV+QP+QM)

(1)

式中:α1為儲備系數(shù),取α1=1.1;Q為制冷機(jī)產(chǎn)生的冷量;QB為車身壁面?zhèn)魅霟崃?QG為玻璃傳入熱量;QV為新風(fēng)熱;QP為人體熱;QM為用電設(shè)備散熱量。

1.2 通過車身壁面?zhèn)魅氲臒崃縌B

車身壁面包括頂板、側(cè)圍、地板、前圍、后圍等幾部分。即車身壁面熱負(fù)荷表達(dá)式為:

QB=Q頂板+Q側(cè)圍+Q地板+Q前圍+Q后圍

(2)

車身壁面多屬均勻壁面,因此,它的傳熱可以按照多層均勻壁面?zhèn)鳠嵊?jì)算,計(jì)算公式如下:

Qi=KiFi(tH-tB)

(3)

式中:Qi為傳熱量;Ki為傳熱系數(shù);Fi為傳熱面積;tH為車外空氣溫度;tB為車內(nèi)空氣溫度。需要注意帶發(fā)動(dòng)機(jī)的車型前圍靠近機(jī)艙;tH的溫度應(yīng)單獨(dú)取值計(jì)算。

1.2.1車身壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Ki的計(jì)算

傳熱系數(shù)K與車身內(nèi)、外表面放熱系數(shù)αH、αB及隔熱層熱阻有關(guān),由于車身各壁面的條件不同(如壁面外表面溫度、車身隔熱措施等差別很大),所以車身各壁面的傳熱系數(shù)Ki是不同的。要分別計(jì)算各部分的傳熱系數(shù)Ki,計(jì)算公式如下:

(4)

式中:αH為外表面放熱系數(shù);αB為內(nèi)表面放熱系數(shù);δ為隔熱材料厚度;λ為隔熱材料導(dǎo)熱系數(shù);Ra為空氣夾層熱阻。需要注意車身壁面部分結(jié)構(gòu)金屬面直接和內(nèi)飾板相連,中間沒有空氣夾層,則Ra取值為0。

1.2.2日照綜合溫度計(jì)算

考慮到太陽輻射的作用,通過車身壁面?zhèn)魅胲噧?nèi)的熱量由對流換熱和輻射換熱2部分組成。式(3)表示由車內(nèi)外空氣溫差引起的以表面對流換熱方式從大氣傳入車內(nèi)的熱量。通過熱輻射傳入車內(nèi)的熱量表達(dá)式為:

Qi=KiFi(tci-tH)

(5)

式中:tci為日照表面綜合溫度;Ki為傳熱系數(shù);Fi為傳熱面積;tH為車外空氣溫度。

傳入車內(nèi)的總熱量由式(3)、(5)相加得到:

Qi=KiFi(tci-tB)

(6)

將太陽輻射轉(zhuǎn)化成為當(dāng)量溫度的形式,并與車外溫度疊加在一起,組成日照表面綜合溫度tci:

(7)

式中:ρ為車外表面吸收系數(shù),與汽車表面顏色、粗糙度有關(guān),一般取值在0.9左右;I為太陽輻射強(qiáng)度,太陽入射角的不同I的取值不同;αH為外表面放熱系數(shù);Ki為傳熱系數(shù);tH為車外空氣溫度。

1.3 通過車窗玻璃傳入車內(nèi)的熱量

經(jīng)車窗玻璃傳入車內(nèi)的熱量同樣由對流傳熱量和輻射傳熱量2部分組成:

QG=QG1+QG2

(8)

由車內(nèi)外溫差引起的以表面對流換熱傳入車內(nèi)的熱量QG1:

QG1=K玻F玻(tH-tB)

(9)

式中:K玻為玻璃傳熱系數(shù);F玻為車窗總面積;tH為車外空氣溫度;tB為車內(nèi)空氣溫度。

由太陽輻射引起的以輻射換熱傳入車內(nèi)的熱量QG2:

(10)

1.4 通過換氣新風(fēng)傳入車內(nèi)的熱量

QV=V·ρ·(hH-hB)

(11)

式中:ρ為空氣密度;當(dāng)tH=38 ℃時(shí),ρ=1.1 kg/m3;V為車內(nèi)新風(fēng)量,V由內(nèi)座位數(shù)決定,按衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)人體新風(fēng)量需求為20～30 m3/(h·人);hH為車內(nèi)空氣比焓值;hB為車外空氣比焓值。

1.5 乘員人體散發(fā)的熱量

車內(nèi)乘員散發(fā)的熱量與年齡、性別、身體狀況、周圍空氣環(huán)境、衣著等諸多因素有關(guān)。根據(jù)推薦數(shù)據(jù),司機(jī)可按522.5 kJ/h,乘員按418 kJ/h計(jì)算。一般直接按照每人發(fā)熱116 W計(jì)算。

1.6 用電設(shè)備的發(fā)熱量

用電設(shè)備的發(fā)熱量QM主要計(jì)算鼓風(fēng)機(jī)及音響等用電設(shè)備散熱量,根據(jù)設(shè)計(jì)車型實(shí)際情況計(jì)算,這部分熱量一般較小,在某些情況下也可忽略不計(jì)。

2 AMESim模型搭建

本文利用SIEMENS公司的AMESim 2019搭建空調(diào)系統(tǒng)和乘員艙模型,對乘員艙內(nèi)的降溫性能進(jìn)行仿真分析。該一維仿真軟件可以用于能量流以及機(jī)電液一體化仿真,能夠?qū)照{(diào)能耗、乘員艙降溫特性精準(zhǔn)仿真[13]。楊英等[14]利用AMESim對影響發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的多個(gè)因素進(jìn)行了仿真分析,說明了AMESim在能量流仿真上的便捷性和準(zhǔn)確性。本文根據(jù)實(shí)車結(jié)構(gòu)和空調(diào)系統(tǒng)的熱管理原理圖,搭建了AMESim仿真模型。

在搭建仿真模型時(shí),為了更精準(zhǔn)地模擬系統(tǒng)性能,空調(diào)系統(tǒng)的換熱部件及電池冷卻液與空調(diào)冷媒換熱的零件chiller需要進(jìn)行換熱性能的標(biāo)定。仿真模型中輸入的物理性能參數(shù)是經(jīng)過標(biāo)定后得到的物理參數(shù),此性能參數(shù)可能與零部件的實(shí)際參數(shù)有所差別。

2.1 空調(diào)系統(tǒng)熱管理原理圖

本文仿真分析的車型為一款新能源車型。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)和電池的熱管理原理圖(如圖2所示),可以看出,空調(diào)制冷量不僅用于乘員艙的降溫,還需要兼顧電池包的冷卻。

圖2 空調(diào)系統(tǒng)熱管理原理圖

由于電池包的發(fā)熱和降溫是一個(gè)比較復(fù)雜的過程,本文在模擬電池包發(fā)熱時(shí)通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定結(jié)果,在不同工況下給電池包一個(gè)不同的恒定發(fā)熱功率進(jìn)行模擬。

2.2 換熱部件的標(biāo)定

在AMESim軟件中搭建空調(diào)系統(tǒng)的仿真模型時(shí),對于大多數(shù)的換熱部件軟件都自帶了對應(yīng)的標(biāo)定模型,可以直接從demo中獲取。輸入已有的相關(guān)換熱部件的單體測試參數(shù),利用自動(dòng)標(biāo)定功能,調(diào)整相關(guān)性能參數(shù),使得模型在設(shè)定的進(jìn)風(fēng)量及制冷劑流量下的換熱功率與單體測試值接近。這里以蒸發(fā)器的標(biāo)定為例進(jìn)行說明。

對于蒸發(fā)器的標(biāo)定,標(biāo)定模型不需要自行搭建,軟件自帶蒸發(fā)器標(biāo)定模型,如圖3所示。

圖3 蒸發(fā)器標(biāo)定模型示意圖

蒸發(fā)器標(biāo)定主要的輸入?yún)?shù)包括零件幾何尺寸、過風(fēng)面積、進(jìn)風(fēng)速度、進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)風(fēng)相對濕度、制冷劑進(jìn)口焓值、制冷劑流量、制冷劑進(jìn)口壓力及各個(gè)條件下的換熱量和制冷劑壓降。

AMESim中換熱模型的標(biāo)定通過將物理量進(jìn)行無量綱化處理,再根據(jù)單體參數(shù)和不同工況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),標(biāo)定經(jīng)驗(yàn)公式中所需要求解的無量綱系數(shù)。在標(biāo)定模塊中有以下經(jīng)驗(yàn)公式用于參數(shù)的標(biāo)定:

(12)

式中:Φ為熱流率;λ為導(dǎo)熱系數(shù);dcdim為換熱器特征長度即液力直徑;Scearea為對流換熱面積;Tair為濕空氣溫度;Twall為換熱壁面溫度;Nu為努塞特?cái)?shù),表征對流傳熱與純導(dǎo)熱之比。

上式用于計(jì)算空氣側(cè)的濕空氣和換熱壁面的熱交換,相關(guān)參數(shù)均為濕空氣參數(shù)。

努塞特關(guān)聯(lián)式:

(13)

式中:Re為濕空氣側(cè)的雷諾數(shù),表征湍流換熱和層流換熱的無量綱參數(shù);Pr為濕空氣側(cè)的普朗特?cái)?shù),表征速度邊界層和層流邊界層的無量綱參數(shù);a、b、c均為換熱器單體特性無量綱常數(shù),通過標(biāo)定得出具體數(shù)值。

在標(biāo)定模型中,a、b、c用于調(diào)整外部換熱的參數(shù),外部換熱是壁溫的函數(shù),而壁溫又取決于內(nèi)部溫度,所以,在某些情況下,需要同時(shí)調(diào)整制冷劑側(cè)的熱交換系數(shù)kHeat。同時(shí)制冷劑流過冷凝器管道后會有壓降,壓降和散熱是一對耦合現(xiàn)象,所以需要標(biāo)定制冷劑側(cè)摩擦壓降系數(shù)kdP。在標(biāo)定界面輸入相關(guān)參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)標(biāo)定后會得到上述a、b、c、kHeat、kdP5個(gè)參數(shù)的最優(yōu)解,用于仿真模型的參數(shù)設(shè)置中。本文蒸發(fā)器用于標(biāo)定的單體性能參數(shù)如表1所示。標(biāo)定結(jié)果如圖4所示。

表1 蒸發(fā)器單體性能參數(shù)

圖4 蒸發(fā)器標(biāo)定結(jié)果

2.3 乘員艙降溫性能仿真模型

乘員艙的溫度會受到汽車行駛狀態(tài)的影響[15],為了模擬不同工況下車內(nèi)的降溫過程,根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)工況設(shè)定仿真工況,空調(diào)選擇內(nèi)循環(huán)模式,整車降溫環(huán)境溫度為38 ℃,空氣相對濕度為50%,光照強(qiáng)度1 000 W/m2。車速如表2所示,主要驗(yàn)證低速、高速及怠速3種工況下的降溫性能。

表2 行駛車速

乘員艙降溫性能仿真模型如圖5所示。主要包括空調(diào)系統(tǒng)回路、乘員艙模型和模擬電池包發(fā)熱模型三大部分。模型下半部分為電池包發(fā)熱模型,根據(jù)熱管理原理圖可知空調(diào)系統(tǒng)可以對電池包進(jìn)行降溫。但是兩回路中的工作介質(zhì)不同,空調(diào)系統(tǒng)使用冷媒制冷,電池包使用冷卻液換熱,所以兩者之間的熱交換是通過換熱零件chiller實(shí)現(xiàn)的,chiller一側(cè)在電池冷卻回路中,另一側(cè)在空調(diào)制冷劑回路中。在仿真模型中,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定結(jié)果設(shè)置電池包散熱從空調(diào)制冷量中所帶走的部分能量,車速為40 km/h時(shí)為80 W,車速為100 km/h時(shí)為1 000 W,怠速工況下為30 W。右上半部分為乘員艙模型,針對不同的乘員艙車頂狀態(tài)仿真時(shí),要改變其換熱系數(shù),該模型的換熱系數(shù)通過相近車型的環(huán)境艙試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定后獲得。模型左上部分是空調(diào)系統(tǒng)回路模型,空調(diào)系統(tǒng)中零部件較多,在搭建模型過程中對于零部件的單體參數(shù)需求較多,特別對于蒸發(fā)器、冷凝器需要單體試驗(yàn)數(shù)據(jù)用來對其進(jìn)行標(biāo)定。所有參數(shù)設(shè)置完成后,根據(jù)仿真工況設(shè)置好仿真時(shí)間即可進(jìn)行仿真。

圖5 乘員艙降溫仿真模型示意圖

3 仿真結(jié)果及試驗(yàn)驗(yàn)證

為解決該車型全景天窗降溫不滿足性能目標(biāo)的問題,分別對全景天窗、加裝一層遮陽簾和加裝兩層遮陽簾3種車頂狀態(tài)進(jìn)行降溫性能仿真和試驗(yàn)分析。3種不同車頂狀態(tài)的仿真模型只需要更改乘員艙模型的相關(guān)換熱系數(shù),試驗(yàn)工況和仿真工況保持一致。

3.1 試驗(yàn)驗(yàn)證方案

3.1.1試驗(yàn)準(zhǔn)備

試驗(yàn)前按照試驗(yàn)規(guī)范布置溫度傳感器,如圖6所示。連接數(shù)據(jù)采集模塊,接通電源檢測傳感器是否能夠正常工作。按照試驗(yàn)車型使用說明書和有關(guān)技術(shù)條件規(guī)定,對汽車進(jìn)行技術(shù)檢查和保養(yǎng)。將車輛正確固定到試驗(yàn)艙轉(zhuǎn)轂上,確保試驗(yàn)過程中試驗(yàn)人員的安全。

圖6 溫度傳感器布置示意圖

模擬試驗(yàn)艙溫度維持在(38±1)℃,相對濕度在(50±5)%,太陽輻射強(qiáng)度在(1 000±25)W/m2。試驗(yàn)期間調(diào)整空調(diào)出風(fēng)口角度,使主要?dú)饬鞔迪驕囟葌鞲衅魈帯?/p>

3.1.2試驗(yàn)方法

開始降溫前,先進(jìn)行預(yù)熱升溫。預(yù)熱階段1:試驗(yàn)艙環(huán)境達(dá)到試驗(yàn)準(zhǔn)備中所述條件后,打車汽車門窗,汽車迎面風(fēng)速設(shè)置為30 km/h,取座椅導(dǎo)軌(金屬材料)溫度為參考值,直到其溫度與環(huán)境溫度一致。預(yù)熱階段2:試驗(yàn)艙環(huán)境條件不變,汽車迎面風(fēng)速設(shè)置為5 km/h,關(guān)閉汽車門窗,預(yù)熱30 min。升溫階段3:試驗(yàn)艙環(huán)境條件不變,汽車迎面風(fēng)速設(shè)置為5 km/h,關(guān)閉門窗,使車內(nèi)溫度達(dá)到60 ℃或車內(nèi)溫度變化率不大于1 ℃/10 min。

預(yù)熱升溫結(jié)束,整車施加滿載滑行阻力曲線。駕駛員進(jìn)入車內(nèi),將溫度調(diào)節(jié)開關(guān)置于最大冷卻模式位置,同時(shí)打開A/C開關(guān),按照表2工況進(jìn)行降溫試驗(yàn),全程記錄各測試點(diǎn)數(shù)據(jù)。

3.2 全景天窗降溫

3.2.1仿真結(jié)果

根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)規(guī)范在進(jìn)行乘員艙降溫性能試驗(yàn)時(shí),首先對車內(nèi)空氣進(jìn)行預(yù)熱升溫。在仿真時(shí)可以直接設(shè)定乘員艙內(nèi)空氣的初始狀態(tài),全景天窗狀態(tài)下,前排頭部初始溫度設(shè)為60 ℃,后排頭部溫度設(shè)為60 ℃。根據(jù)試驗(yàn)工況要求,仿真總時(shí)長為4 200 s。全景天窗狀態(tài)下的降溫仿真結(jié)果如圖7所示。

圖7 全景玻璃狀態(tài)乘員艙降溫仿真結(jié)果曲線

從仿真結(jié)果看出,在車速為40 km/h,行駛20 min后,前后排頭部溫度均不滿足表3中的性能要求。

3.2.2試驗(yàn)驗(yàn)證

全景天窗狀態(tài)下,試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果曲線如圖8。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示車速為40 km/h,行駛20 min后,前后排頭部溫度均不滿足表3中性能要求。分析仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù),兩者降溫過程基本一致,試驗(yàn)過程降溫速率略快于仿真過程降溫速率,溫度穩(wěn)定后試驗(yàn)值略高于仿真值。

圖8 全景玻璃狀態(tài)仿真和試驗(yàn)結(jié)果曲線

3.3 加裝一層遮陽簾降溫

3.3.1仿真結(jié)果

全景天窗加裝遮陽簾后,預(yù)熱升溫階段結(jié)束前后排頭部溫度會有差異。前排頭部溫度因直接接受太陽輻射,同時(shí)車內(nèi)空氣流動(dòng)性弱,所以前排頭部溫度會高于后排頭部溫度,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定結(jié)果,仿真時(shí)設(shè)置前排頭部初始溫度為60 ℃,后排頭部初始溫度為45 ℃。重新設(shè)置乘員艙相關(guān)換熱系數(shù)后,其余參數(shù)不變,加裝一層遮陽簾后乘員艙降溫仿真結(jié)果如圖9所示。

圖9 一層遮陽簾狀態(tài)乘員艙降溫結(jié)果曲線

仿真結(jié)果顯示,第二階段車速為100 km/h行駛20 min后,后排頭部溫度略高于表3中性能目標(biāo)值。

3.3.2試驗(yàn)驗(yàn)證

加裝一層遮陽簾后,試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果變化曲線如圖10。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示車速為40 km/h行駛20 min及車速為100 km/h行駛20 min后,后排頭部溫度高于表3中性能目標(biāo)值。分析仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù),兩者降溫過程基本一致,仿真過程降溫速率略快于試驗(yàn)過程降溫速率,溫度穩(wěn)定后,試驗(yàn)值略高于仿真值。

圖10 一層遮陽簾狀態(tài)仿真和試驗(yàn)結(jié)果曲線

3.4 加裝兩層遮陽簾降溫

3.4.1仿真結(jié)果

加裝兩層遮陽簾后,根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)定數(shù)據(jù)重新設(shè)置乘員艙相關(guān)換熱系數(shù),前排頭部初始溫度為 60 ℃,后排頭部初始溫度為45 ℃,其余參數(shù)不變。加裝兩層遮陽簾后,乘員艙降溫仿真結(jié)果如圖11所示。

圖11 兩層遮陽簾狀態(tài)乘員艙降溫仿真結(jié)果曲線

仿真結(jié)果表明,加裝兩層遮陽簾后,各個(gè)工況結(jié)束后的溫度值都滿足乘員艙降溫性能要求。

3.4.2試驗(yàn)驗(yàn)證

加裝兩層遮陽簾后,試驗(yàn)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果變化曲線如圖12。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示車速為40 km/h行駛20 min后,后排頭部溫度仍略高于高于表3中性能目標(biāo)值(可通過更換隔熱效果更好的遮陽簾解決)。分析仿真和試驗(yàn)數(shù)據(jù),兩者降溫過程基本一致,仿真過程降溫速率略快于試驗(yàn)過程降溫速率,溫度穩(wěn)定后試驗(yàn)值略高于仿真值。

圖12 兩層遮陽簾狀態(tài)仿真和試驗(yàn)結(jié)果曲線

3種不同車頂狀態(tài)下的乘員艙降溫仿真及試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 仿真及試驗(yàn)結(jié)果

由于部分零部件參數(shù)無法收集齊全,選取相近車型的零部件參數(shù)代替,對仿真精度會有一定影響。但從仿真結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對來看,兩者降溫過程基本一致,溫度穩(wěn)定后的最大誤差在15%左右。仿真和試驗(yàn)結(jié)果說明,通過加裝遮陽簾能夠有效解決車內(nèi)溫度過高的問題,同時(shí)也驗(yàn)證了該一維仿真模型準(zhǔn)確性較高。

4 結(jié)論

新能源汽車整車熱管理回路互相耦合,各回路的熱量會根據(jù)具體的熱量需求在整車控制器的控制下分配利用,有電池回路和電機(jī)回路串聯(lián)的情況,也有兩回路并聯(lián)的情況,相較于傳統(tǒng)燃油車的整車熱管理回路更加復(fù)雜,而AMESim能夠?qū)ι鲜銮闆r的能量流進(jìn)行有效仿真,可以實(shí)現(xiàn)便捷更改熱管理回路中各零部件參數(shù)對不同工況進(jìn)行仿真。本文應(yīng)用AMESim針對某全景天窗車型加裝車頂遮陽簾前后,在相同工況下對乘員艙頭部降溫性能進(jìn)行了仿真分析,為相關(guān)科研工作提供了思路。

仿真及試驗(yàn)結(jié)果表明,通過加裝遮陽簾有效降低了全景天窗車型高溫環(huán)境中乘員艙頭部溫度。在實(shí)際研發(fā)過程中可以選擇加裝多層遮陽簾或一層隔熱效果較好的遮陽簾,避免全景天窗車型乘員艙降溫性能不滿足實(shí)用目標(biāo)要求。