CN113619379B - 一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法 - Google Patents

一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车散热装置技术领域，具体涉及一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法。通过自动调节散热器的翻转倾斜角度和格栅的开闭状态，针对车辆不同的行驶模式，最大化的提高散热器的散热能力，同时尽可能的减小风阻并保证美观性；在车辆前悬尺寸边界有限的情况下，能够优化机舱的布置空间，且能够适应多种不同尺寸的车型，通用性好；在车辆停止及正常行驶时，通过散热器和下格栅相配合，在保证散热能力的同时尽量关闭上格栅，提高车辆前部的造型美观性；在车辆爬坡或越野发热功率增强时，通过开启上格栅和下格栅，提升进气量，保证散热能力；在车辆涉水时，通过关闭下格栅、翻转倾斜散热器，提高车辆的涉水能力。

Description

一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法
技术领域
本发明涉及汽车散热装置技术领域，具体涉及一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法。
背景技术
汽车在行驶过程中，发动机产生的热量通过散热器排出，并通过位于车辆前部的汽车格栅散发到外部。当前无论是传统燃油车、纯电动车，还是混合动力汽车，汽车散热系统的布置一直都是机舱布置的重点难点，因为散热系统的布置与车辆的进风量的大小、格栅造型、前保、前悬尺寸等息息相关，并且会间接影响机舱的温度。
现有的汽车散热系统通常采用可调节格栅和固定散热器的结构，根据车辆散热情况调节格栅的角度，但是格栅与汽车的进风量和风阻相关，若格栅开小了，则进风量很小，若格栅开大了，会增大整车风阻，增加油耗，无法根据汽车工况兼顾进风量和风阻。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法，能够在不同车况下综合考虑进风量和风阻，最大化利用散热面积，且通用性好，能适应多种车型。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种可自动调节的汽车散热系统结构，包括设于前保险杠上的上格栅1和下格栅2以及设于机舱里的散热器9，所述散热器9侧方上部设有散热器传动机构6，侧方中部连接有散热器管路7，底部设有滑轨8，所述散热器传动机构6由电机Ⅲ5驱动并可带动散热器9沿滑轨8翻转；
所述上格栅1中部设有电机Ⅰ3和上格栅传动机构，所述电机Ⅰ3可驱动上格栅传动机构进而带动上格栅1的叶片开启和关闭；
所述下格栅2中部设有电机Ⅱ4和下格栅传动机构，所述电机Ⅱ4可驱动下格栅传动机构进而带动下格栅2的叶片开启和关闭；
所述电机Ⅰ3、电机Ⅱ4、电机Ⅲ5均与散热控制器电连接，由散热控制器按照预设的控制策略控制。
进一步的，所述散热器管路7采用柔性可伸缩管路。
进一步的，所述电机Ⅲ5驱动散热器传动机构6的方式具体为链条齿轮传动。
进一步的，所述电机Ⅰ3驱动上格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动，所述电机Ⅱ4驱动下格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动。
进一步的，所述滑轨8为圆弧形且设有2组，所述2组滑轨8对称的设置在散热器9底部两侧。
进一步的，所述上格栅1采用蜂窝状格栅，所述下格栅2采用网状格栅。
进一步的，所述散热控制器与车辆主控ECU电连接。
一种可自动调节的汽车散热系统控制方法，包括如下步骤：
S1，判断车辆是否在行驶状态，若是，则执行步骤S2，若否则执行步骤S8；
S2，判断车辆行驶模式，并根据车辆行驶模式执行如下策略：
当车辆高速行驶时，则执行步骤S3；
当车辆中速行驶时，则执行步骤S4；
当车辆低速行驶时，则执行步骤S5；
当车辆涉水行驶时，则执行步骤S6；
当车辆爬坡或越野行驶时，则执行步骤S7；
S3，散热器9翻转倾斜30°～60°，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S4，散热器9翻转倾斜15°～30°，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S5，散热器9处于竖置状态，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S6，散热器9翻转倾斜30°～60°，上格栅1的叶片开启，下格栅2的叶片关闭；
S7，散热器9处于竖置状态，上格栅1和下格栅2的叶片均开启；
S8，散热器9处于竖置状态，上格栅1和下格栅2的叶片均关闭。
进一步的，所述车辆高速行驶的时速大于80km/h，所述车辆中速行驶的时速为所述车辆中速行驶的时速为大于或等于30km/h且小于或等于80km/h，所述车辆低速行驶的时速小于30km/h且大于0km/h。
一种汽车，包括如上述的一种可自动调节的汽车散热系统结构。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1、通过自动调节散热器的翻转倾斜角度和格栅的开闭状态，针对车辆不同的行驶模式，最大化的提高散热器的散热能力，同时尽可能的减小风阻并保证美观性。
2、由于散热器的翻转倾斜角度可任意设定，在车辆前悬尺寸边界有限的情况下，能够优化机舱的布置空间，且使该散热系统结构能够适应多种不同尺寸的车型，通用性好。
3、在车辆停止及正常行驶时，通过散热器和下格栅相配合，在保证散热能力的同时尽量关闭上格栅，可提高车辆前部的造型美观性；在车辆爬坡或越野发热功率增强时，通过开启上格栅和下格栅，能够提升进气量，保证散热器散热能力；在车辆涉水时，通过开启上格栅、关闭下格栅、翻转倾斜散热器，能够在保证进气量的情况下极大的提高车辆的涉水能力。
附图说明
图1为本发明汽车散热系统结构整体示意图；
图2为本发明散热器散热器传动机构示意图；
图3为本发明散热器滑轨示意图；
图4为本发明散热器垂直布置示意图；
图5为本发明散热器倾斜布置示意图；
图6为本发明汽车散热系统控制方法流程图。
图中：1、上格栅；2、下格栅；3、电机Ⅰ；4、电机Ⅱ；5、电机Ⅲ；6、散热器传动机构；7、散热器管路；8、滑轨；9、散热器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
实施例一，根据本发明实施的一种可自动调节的汽车散热系统结构，如图1～3所示，包括设于前保险杠上的上格栅1和下格栅2以及设于机舱里的散热器9。
其中，所述散热器9侧方上部设有散热器传动机构6，侧方中部连接有散热器管路7，底部设有滑轨8；所述散热器管路7采用柔性可伸缩管路；所述滑轨8为圆弧形且设有2组，所述2组滑轨8对称的设置在散热器9底部两侧。
所述上格栅1采用蜂窝状格栅，所述下格栅2采用网状格栅。
进一步的，所述散热器传动机构6由电机Ⅲ5驱动并可带动散热器9沿滑轨8翻转，具体翻转倾斜角度范围为0°～60°；所述电机Ⅲ5驱动散热器传动机构6的方式具体为链条齿轮传动。
所述上格栅1中部设有电机Ⅰ3和上格栅传动机构，所述电机Ⅰ3可驱动上格栅传动机构进而带动上格栅1的叶片开启和关闭；所述电机Ⅰ3驱动上格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动。
所述下格栅2中部设有电机Ⅱ4和下格栅传动机构，所述电机Ⅱ4可驱动下格栅传动机构进而带动下格栅2的叶片开启和关闭；所述电机Ⅱ4驱动下格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动。
更进一步的，所述电机Ⅰ3、电机Ⅱ4、电机Ⅲ5均与散热控制器电连接，由散热控制器按照预设的控制策略控制，所述散热控制器与车辆主控ECU电连接。
所述车辆主控ECU实时监控车辆的发动机工况、车速、车外环境信息，并以此来判断车辆的行驶状态和行驶模式，并将判断结果发送给散热控制器；所述散热控制器根据接收到的ECU指令控制电机Ⅰ3、电机Ⅱ4、电机Ⅲ5工作，进而控制上格栅1、下格栅2、散热器9执行相应的动作。
在车辆行驶过程中，开启上格栅1和下格栅2可以增大散热系统的进风量，但会提高车辆风阻，增加油耗；关闭上格栅1可以提高车辆前部的造型美观性，关闭下格栅2可以提高车辆的涉水能力，但会减小散热系统的进风量，影响散热能力。
进一步的，在相同进风量条件下，调整散热器的翻转倾斜一定角度，可增大其散热面积；同时散热器翻转倾斜后，散热器底部会抬高，可进一步提高车辆的涉水能力。
进行车辆散热能力实验，在空气密度＝1.086kg/m3，迎风面积为2.616m2条件下：
如图4所示，当散热器9处于竖置状态，上格栅1和下格栅2的叶片均开启时，散热器在不同车速下的散热参数如下表：
Figure BDA0003253050100000051
如图5所示，当散热器9翻转倾斜30°，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启时，散热器在不同车速下的散热参数如下表：
Figure BDA0003253050100000052
Figure BDA0003253050100000061
由此可以证明，在至少一个格栅叶片开启时，车速越快，散热器的散热能力越强；关闭一个格栅会影响散热器的散热能力；散热器翻转倾斜一定角度可显著提高散热能力，且车速越快，散热能力提高越明显。
因此，需综合考虑散热器的散热能力和不同车况下的车辆发热，合理的控制上下格栅和散热器的动作。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种可自动调节的汽车散热系统控制方法，如图6所示，针对车辆不同工况的需求，综合考虑进风量、风阻和美观性，并最大化保证散热面积，具体包括如下步骤：
S1，判断车辆是否在行驶状态，若是，则执行步骤S2，若否则执行步骤S8；
S2，判断车辆行驶模式，并根据车辆行驶模式执行如下策略：
当车辆高速行驶时，则执行步骤S3；
当车辆中速行驶时，则执行步骤S4；
当车辆低速行驶时，则执行步骤S5；
当车辆涉水行驶时，则执行步骤S6；
当车辆爬坡或越野行驶时，则执行步骤S7；
S3，散热器9翻转倾斜30°～60°，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S4，散热器9翻转倾斜15°～30°，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S5，散热器9处于竖置状态，上格栅1的叶片关闭，下格栅2的叶片开启；
S6，散热器9翻转倾斜30°～60°，上格栅1的叶片开启，下格栅2的叶片关闭；
S7，散热器9处于竖置状态，上格栅1和下格栅2的叶片均开启；
S8，散热器9处于竖置状态，上格栅1和下格栅2的叶片均关闭。
进一步的，当车辆不在行驶状态时，时速为0km/h；所述车辆高速行驶的时速大于80km/h，所述车辆中速行驶的时速为大于或等于30km/h且小于或等于80km/h，所述车辆低速行驶的时速小于30km/h且大于0km/h。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种汽车，包括如上所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构。
实施例二，本实施例的原理和技术方案与实施例一基本相同，其不同之处在于：所述散热器9设有小轮，所述滑轨8上设有多个与所述小轮相适配的卡槽，当散热器9沿滑轨8翻转到需要的角度时，所述小轮会卡进对应的卡槽中，从而固定住散热器9。
采用上述的一种可自动调节的汽车散热系统结构及控制方法，通过自动调节散热器的翻转倾斜角度和格栅的开闭状态，针对车辆不同的行驶模式，最大化的提高散热器的散热能力，同时尽可能的减小风阻并保证美观性；
由于散热器的翻转倾斜角度可任意设定，在车辆前悬尺寸边界有限的情况下，能够优化机舱的布置空间，且使该散热系统结构能够适应多种不同尺寸的车型，通用性好；
在车辆停止及正常行驶时，通过散热器和下格栅相配合，在保证散热能力的同时尽量关闭上格栅，可提高车辆前部的造型美观性；
在车辆爬坡或越野发热功率增强时，通过开启上格栅和下格栅，能够提升进气量，保证散热器散热能力；
在车辆涉水时，通过开启上格栅、关闭下格栅、翻转倾斜散热器，能够在保证进气量的情况下极大的提高车辆的涉水能力。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自动调节的汽车散热系统结构，包括设于前保险杠上的上格栅(1)和下格栅(2)以及设于机舱里的散热器(9)，其特征在于，所述散热器(9)侧方上部设有散热器传动机构(6)，侧方中部连接有散热器管路(7)，底部设有滑轨(8)，所述散热器传动机构(6)由电机Ⅲ(5)驱动并带动散热器(9)沿滑轨(8)翻转；
所述上格栅(1)中部设有电机Ⅰ(3)和上格栅传动机构，所述电机Ⅰ(3)用于驱动上格栅传动机构进而带动上格栅(1)的叶片开启和关闭；
所述下格栅(2)中部设有电机Ⅱ(4)和下格栅传动机构，所述电机Ⅱ(4)用于驱动下格栅传动机构进而带动下格栅(2)的叶片开启和关闭；
所述电机Ⅰ(3)、电机Ⅱ(4)、电机Ⅲ(5)均与散热控制器电连接，由散热控制器按照预设的控制策略控制。
2.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述散热器管路(7)采用柔性可伸缩管路。
3.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述电机Ⅲ(5)驱动散热器传动机构(6)的方式具体为链条齿轮传动。
4.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述电机Ⅰ(3)驱动上格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动，所述电机Ⅱ(4)驱动下格栅传动机构的方式具体为联轴器直接传动。
5.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述滑轨(8)为圆弧形且设有2组，所述2组滑轨(8)对称的设置在散热器(9)底部两侧。
6.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述上格栅(1)采用蜂窝状格栅，所述下格栅(2)采用网状格栅。
7.根据权利要求1所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构，其特征在于，所述散热控制器与车辆主控ECU电连接。
8.一种可自动调节的汽车散热系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，判断车辆是否在行驶状态，若是，则执行步骤S2，若否则执行步骤S8；
S2，判断车辆行驶模式，并根据车辆行驶模式执行如下策略：
当车辆高速行驶时，则执行步骤S3；
当车辆中速行驶时，则执行步骤S4；
当车辆低速行驶时，则执行步骤S5；
当车辆涉水行驶时，则执行步骤S6；
当车辆爬坡或越野行驶时，则执行步骤S7；
所述的高速、中速和低速为按照从高到低预设的速度区间；
S3，散热器(9)翻转倾斜30°～60°，上格栅(1)的叶片关闭，下格栅(2)的叶片开启；
S4，散热器(9)翻转倾斜15°～30°，上格栅(1)的叶片关闭，下格栅(2)的叶片开启；
S5，散热器(9)处于竖置状态，上格栅(1)的叶片关闭，下格栅(2)的叶片开启；
S6，散热器(9)翻转倾斜30°～60°，上格栅(1)的叶片开启，下格栅(2)的叶片关闭；
S7，散热器(9)处于竖置状态，上格栅(1)和下格栅(2)的叶片均开启；
S8，散热器(9)处于竖置状态，上格栅(1)和下格栅(2)的叶片均关闭。
9.根据权利要求8所述的一种可自动调节的汽车散热系统控制方法，其特征在于，所述车辆高速行驶的时速大于80km/h，所述车辆中速行驶的时速为大于或等于30km/h且小于或等于80km/h，所述车辆低速行驶的时速小于30km/h且大于0km/h。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的一种可自动调节的汽车散热系统结构。
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