CN110044635A - 一种基于实时数据分析的热平衡判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于实时数据分析的热平衡判定方法，其包括有以下步骤：1)待试验部件在某一工况中稳定后，记录冷却介质温度与环境温度数据；2)对记录的数据进行数据校验，将不符合传感器精度及跳跃超过一定范围的数据进行剔除；3)选择计算域，并将计算域内突变的小段数据进行修正或剔除；4)根据传热理论及平衡方程建立热平衡模型，即：T_(t)＝T_∞+De^‑λ·t，对计算域中的数据进行模型计算，并得到冷却介质温度与环境温度的差值及变化率；5)达到热平衡判据条件后延长4min，冷却介质与环境温度的差值的变化率不发生改变趋势的改变后，试验结束。基于以上方法，本发明使热平衡试验得达到标准判据的时间大大减小并且过滤掉了操作性因素导致的误判，使得试验结果更加精确、可信。

Description

一种基于实时数据分析的热平衡判定方法

技术领域

本发明涉及一种试验方法，尤其是一种基于实时数据分析的热平衡判定方法。

背景技术

目前，汽车热平衡试验主要的判定依据为国标GB/T 12542-2009中规定的即：“各试验工况开始后每20S的时间间隔测量一次各点的温度并计算个冷却介质温度与环境温度的差值。当连续4min各冷却介质温度与环境温度的差值无升高趋势且变化均在±1℃内时，即认为汽车达到热平衡，该试验工况结束”。

目前，在进行热平衡试验时，如下因素会对判据的操作性产生不确定性：①外部环境扰动导致传感数据的波动；②观测数据的误差波动；③冷却介质温度与环境温度差值变化率的稳定性。

目前，汽车热平衡试验不仅是对冷却部件的散热性能进行检验，还对需冷却部件的散热工况进行校验。若因操作性因素产生误判不仅无法了解冷却部件匹配的真实性能，也对需冷却部件的散热工况产生了错误的认识。这使得热平衡试验无法验证，其对冷却部件匹配也毫无参考价值。若考虑操作性因素而延长热平衡试验的时间直至达标准判据则会增加试验的成本。

发明内容

为解决上述背景技术中的技术问题，本发明提供了一种基于实时数据分析的热平衡判定方法，本发明所述的方法使热平衡试验得达到标准判据的时间大大减小并且过滤掉了操作性因素导致的误判，使得试验结果更加精确、可信。

具体地说，本发明所述的基于实时数据分析的热平衡判定方法，其包括有以下步骤：1)待试验部件在某一工况中稳定后，记录冷却介质温度与环境温度数据；2)对记录的数据进行数据校验，将不符合传感器精度及跳跃超过一定范围的数据进行剔除；3)选择计算域，并将计算域内突变的小段数据进行修正或剔除；4)根据传热理论及平衡方程建立热平衡模型，即： T_(t)＝T_∞+De^-λ·t，对计算域中的数据进行模型计算，并得到冷却介质温度与环境温度的差值及变化率；5)达到热平衡判据条件后延长4min，冷却介质与环境温度的差值的变化率不发生改变趋势的改变后，试验结束。

在本实施例中，若步骤4)的计算结果未达到热平衡判据，则需基于实时数据对热平衡进行外推计算，并得到当前时刻距离热平衡判据的时间。

在本实施例中，热平衡模型中，T_(t)为测点在时刻t时的瞬时温度；T_∞为测点的极限热平衡温度；De为测点材料热物性参数和初始温度条件相关的量；λ为测点处的综合物性参数。

附图说明

图1为本发明所述基于实时数据分析的热平衡判定方法的流程框图；

图2为本发明所述基于实时数据分析的热平衡判定方法具体实施例示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及相应附图对本发明的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本发明的方案，但并不因此限制本发明的保护范围。

本发明所述的基于实时数据分析的热平衡判定方法，其包括有以下步骤：1)待试验部件在某一工况中稳定后，记录冷却介质温度与环境温度数据；2)对记录的数据进行数据校验，将不符合传感器精度及跳跃超过一定范围的数据进行剔除；3)选择计算域，并将计算域内突变的小段数据进行修正或剔除；4)根据传热理论及平衡方程建立热平衡模型，即：T_(t)＝T_∞+De^-λ·t，对计算域中的数据进行模型计算，并得到冷却介质温度与环境温度的差值及变化率；5)达到热平衡判据条件后延长4min，冷却介质与环境温度的差值的变化率不发生改变趋势的改变后，试验结束。

在本实施例中，若步骤4)的计算结果未达到热平衡判据，则需基于实时数据对热平衡进行外推计算，并得到当前时刻距离热平衡判据的时间。

在本实施例中，热平衡模型中，T_(t)为测点在时刻t时的瞬时温度；T_∞为测点的极限热平衡温度；De为测点材料热物性参数和初始温度条件相关的量；λ为测点处的综合物性参数。

图2为汽车冷却系统在进行某一工况热平衡试验时对实时数据处理分析的示意图。图2中①部分为试验进行到500秒内采集到的数据，由于外界环境对环境温度传感器的干扰使得冷却液与环境温度温差发生部分数据点的跳跃及小段数据的失真。在②部分中对500秒内的数据进行了数据校验及计算域的选择，并在此基础上进行了回归分析，得出了回归曲线。在此基础上得出了液气温差的变化率为2.57℃/4min，明显不符合1℃/4min的国标判据。由于前500秒的试验没有达到热平衡，在③部分利用算法对500秒内的数据进行了外推计算，外推结果显示在大约600秒时液气温差的变化率可以满足国标中关于变化率的要求。在此基础上便可对试验还需进行的时间进行预测。④部分在对840秒的试验数据进行回归分析并得出了回归曲线，试验在第600秒时液气温差变化率满足了国标要求，并在试验进行到820秒时该趋势也没有发生变化。因此该工况的热平衡试验，满足了国标判据的要求，试验便可宣布结束。

本发明所述的方法是基于实时数据分析并充分考虑外部环境扰动导致传感器数据的波动、观测数据的误差波动及冷却介质温度与环境温度差值变化率稳定性等不确定因素，可使试验严格按照标准判据进行判定的方法，这样使热平衡试验得达到标准判据的时间大大减小并且过滤掉了操作性因素导致的误判，使得试验结果更加精确、可信。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。

Claims (3)

1.一种基于实时数据分析的热平衡判定方法，其特征在于，包括有以下步骤：

1)待试验部件在某一工况中稳定后，记录冷却介质温度与环境温度数据；

2)对记录的数据进行数据校验，将不符合传感器精度及跳跃超过一定范围的数据进行剔除；

3)选择计算域，并将计算域内突变的小段数据进行修正或剔除；

4)根据传热理论及平衡方程建立热平衡模型，即：T_(t)＝T_∞+De^-λ·t，对计算域中的数据进行模型计算，并得到冷却介质温度与环境温度的差值及变化率；

5)达到热平衡判据条件后延长4min，冷却介质与环境温度的差值的变化率不发生改变趋势的改变后，试验结束。

2.如权利要求1所述的基于实时数据分析的热平衡判定方法，其特征在于，若步骤4)的计算结果未达到热平衡判据，则需基于实时数据对热平衡进行外推计算，并得到当前时刻距离热平衡判据的时间。

3.如权利要求1或2所述的基于实时数据分析的热平衡判定方法，其特征在于，热平衡模型中，T_(t)为测点在时刻t时的瞬时温度；T_∞为测点的极限热平衡温度；De为测点材料热物性参数和初始温度条件相关的量；λ为测点处的综合物性参数。