CN108982124B - 一种整车环境散热器散热性能检测方法及模块 - Google Patents

一种整车环境散热器散热性能检测方法及模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种整车环境散热器散热性能检测方法及模块，前者包括以下步骤：采集不同车速ua下，整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw；由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw；采集不同车速ua下，散热器进口液温Tw‑in；根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw‑in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw‑in‑Ta)Sw。本发明的检测方法可得到整车环境中散热器的散热量，有利于提高散热器散热性能的表征精度、可靠性和可信度。

Description

一种整车环境散热器散热性能检测方法及模块
技术领域
本发明涉及发动机散热测试领域，更具体地，涉及一种整车环境散热器散热性能检测方法及模块。
背景技术
散热器散热性能测试主要指发动机大循环通过散热器向其周围空气传递热量的能力，是整车能量流测试的重要组成部分。现有的散热器散热性能测试所采取的方法是利用双流器和单流器的传热方式，建立散热器空气侧波纹翅片的微流道模型并进行仿真模拟。
但是，现有的散热器散热性能测试主要针对散热器本身的散热性能进行研究，而并未考虑处于整车环境中的散热器的散热性能。当散热器处于整车环境中时，空气阻力、冷却液阻力等因素对散热器的散热性能均有影响。因此，现有的散热器散热性能测试的研究结果相对于整车环境中散热器的散热量呈现表征不准确、吻合度不高的缺点，导致降低了散热器散热性能的测试结果的可靠性和可信度。
因此，如何提供一种表征精度高，兼具可靠性和可信度的整车环境散热器散热性能检测的方法可为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种表征精度高，兼具可靠性和可信度的整车环境散热器散热性能检测的方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种整车环境散热器散热性能检测方法。
该整车环境散热器散热性能检测方法包括以下步骤：
(1)采集不同车速ua下，整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw；
(2)由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw；
(3)采集不同车速ua下，散热器进口液温Tw-in；
(4)根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw。
可选的，所述流量Vw为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。
可选的，所述流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw的获取方法如下：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1，由函数F1获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
可选的，所述第一预设发动机转速np1的起始转速为1000rpm，终止转速为5000rpm，以500rpm的步长递增。
可选的，根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure BDA0001784435680000021
得到发动机转速和散热系数的函数F2，由函数F2获取目标发动机转速n下的散热系数Kw，其中，cw为冷却液比热容，Ta为环境温度，Sw为散热器截面积。
根据本发明的第二方面，提供了一种整车环境散热器散热性能检测模块。
该整车环境散热器散热性能检测模块用于采集不同车速ua下整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw、流过散热器的冷却液的流量Vw、不同车速ua下散热器进口液温Tw-in，由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw，根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw。
可选的，所述流量Vw为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。
可选的，所述模块还用于：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1，由函数F1获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
可选的，所述模块还用于：
根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure BDA0001784435680000031
得到发动机转速和散热系数的函数F2，由函数F2获取目标发动机转速n下的散热系数Kw，其中，cw为冷却液比热容，Ta为环境温度，Sw为散热器截面积。
本发明的检测方法可得到整车环境中散热器的散热量，有利于提高散热器散热性能的表征精度、可靠性和可信度。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1为本公开整车环境散热器散热性能检测方法实施例的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了解决现有的散热器散热性能测试的研究结果相对于整车环境中散热器的散热量呈现表征不准确、吻合度不高的问题，本公开提供了一种整车环境散热器散热性能检测方法。
如图1所示，整车环境散热器散热性能检测方法包括以下步骤：
步骤(1)：采集不同车速ua下，整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw。步骤(1)可在转毂试验台上进行检测。车速ua的单位通常为km/h，散热器表面风速uw的单位通常为m/s2。通常，整车冷却风扇具有关闭、低速、高速三种档位，通过风速计即可方便测量散热器表面风速uw。
步骤(2)：由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw。流量Vw的单位通常为L/min。可在不同发动机转速下，通过实验建立一个流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器表面风速uw和散热系数Kw的关系表，该关系表可由实验得出或者是计算得出。由Vw-uw-Kw的关系表可在某一流量Vw下，由散热器表面风速uw查得散热系数Kw。
在本公开整车环境散热器散热性能检测方法的一个实施例中，散热系数Kw可由以下方法获得：
根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure BDA0001784435680000041
得到发动机转速和散热系数的函数F2，其中，cw为冷却液比热容(J/(kg·℃))，Ta为环境温度(℃)，Sw为散热器截面积(m2)。由函数F2获取目标发动机转速n下的散热系数Kw(kJ/(min·℃·m2))。第二预设发动机转速np2的起始转速为1000rpm，终止转速为5000rpm，以500rpm的步长递增。
散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in与散热器表面风速uw相关，可通过实验建立一个散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in与散热器表面风速uw的关系表，该关系表可由实验得出或者是计算得出。由Tw-out-Tw-in-uw的关系表可确定某一风速uw和散热器出口液温Tw-out、散热器进口液温Tw-in之间的对应关系。因此，由函数F2获取目标发动机转速n下的散热系数Kw与流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw相关，在目标发动机转速下，当流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw确定时，散热系数Kw随之确定。
具体实施时，流量Vw可为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。以流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量作为流量Vw有利于提高散热系数Kw的可信度。
在本公开整车环境散热器散热性能检测方法的一个实施例中，流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw的获取方法可如下：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1。得出函数F1后，即可获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。例如，当发动机转速n确定时，可由函数F1得出相应发动机转速n下，流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
进一步的，第一预设发动机转速np1的起始转速为1000rpm，终止转速为5000rpm，以500rpm的步长递增。
步骤(3)：采集不同车速ua下，散热器进口液温Tw-in。
步骤(4)：根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw。
本公开的整车环境散热器散热性能检测模块用于采集不同车速ua下整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw、流过散热器的冷却液的流量Vw、不同车速ua下散热器进口液温Tw-in，由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw，根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw。
在整车环境散热器散热性能检测模块的一个实施例中，流量Vw为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。
进一步的，整车环境散热器散热性能检测模块还用于：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1，由函数F1获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
在整车环境散热器散热性能检测模块的一个实施例中，整车环境散热器散热性能检测模块还用于：
根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure BDA0001784435680000061
得到发动机转速和散热系数的函数F2，由函数F2获取目标发动机转速n下的散热系数Kw，其中，cw为冷却液比热容，Ta为环境温度，Sw为散热器截面积。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种整车环境散热器散热性能检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)采集不同车速ua下，整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw；
(2)由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw，其中，所述散热系数Kw的获取方法如下：
根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure FDA0002356950180000011
得到发动机转速和散热系数的函数F2，其中，cw为冷却液比热容，Ta为环境温度，Sw为散热器截面积；
在不同发动机转速下，获取散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，以及通过函数F2获取相应发动机转速下的散热系数Kw，建立流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器表面风速uw和散热系数Kw的关系表；
由流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器表面风速uw和散热系数Kw的关系表查得在某一流过散热器的冷却液的流量Vw下，与散热器表面风速uw对应的散热系数Kw；(3)采集不同车速ua下，散热器进口液温Tw-in；
(4)根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw。
2.根据权利要求1所述的整车环境散热器散热性能检测方法，其特征在于，所述流量Vw为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。
3.根据权利要求2所述的整车环境散热器散热性能检测方法，其特征在于，所述流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw的获取方法如下：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1，由函数F1获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
4.根据权利要求3所述的整车环境散热器散热性能检测方法，其特征在于，所述第一预设发动机转速np1的起始转速为1000rpm，终止转速为5000rpm，以500rpm的步长递增。
5.一种整车环境散热器散热性能检测模块，其特征在于，用于采集不同车速ua下整车冷却风扇处于不同档位时的散热器表面风速uw、流过散热器的冷却液的流量Vw、不同车速ua下散热器进口液温Tw-in，由流过散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，获得散热系数Kw，根据散热系数Kw、散热器进口液温Tw-in、环境温度Ta和散热器截面积Sw，计算整车散热器散热量Qw＝Kw(Tw-in-Ta)Sw；
所述散热系数Kw的获取方法如下：
根据第二预设发动机转速np2下，采集到的流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器出口液温Tw-out和散热器进口液温Tw-in，计算第二预设发动机转速np2下的散热系数
Figure FDA0002356950180000021
得到发动机转速和散热系数的函数F2，其中，cw为冷却液比热容，Ta为环境温度，Sw为散热器截面积；
在不同发动机转速下，获取散热器的冷却液的流量Vw和散热器表面风速uw，以及通过函数F2获取相应发动机转速下的散热系数Kw，建立流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器表面风速uw和散热系数Kw的关系表；
由流过散热器的冷却液的流量Vw、散热器表面风速uw和散热系数Kw的关系表查得在某一流过散热器的冷却液的流量Vw下，与散热器表面风速uw对应的散热系数Kw。
6.根据权利要求5所述的整车环境散热器散热性能检测模块，其特征在于，所述流量Vw为流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量。
7.根据权利要求6所述的整车环境散热器散热性能检测模块，其特征在于，所述模块还用于：
发动机大小循环全开，挂空档，根据第一预设发动机转速np1以及第一预设发动机转速np1下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vfun-w，得到发动机转速与流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量的函数F1，由函数F1获取目标发动机转速n下流过散热器和整车空调加热器芯体的冷却液的流量Vw。
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