Een korte analyse van toekomstige onderzoeksrichtingen voor buis-en-vin radiatoren in thermisch beheer van auto's

Met de toenemende krachtdichtheid van motoren en de toenemende verscheidenheid aan koelbehoeften in nieuwe energievoertuigen (NEV's)Het bereiken van een efficiënte warmteafvoer blijft het belangrijkste doel van het moderne radiatorontwerp.

• Toegepaste dominantie van aluminiumlegeringen:Aluminiumlegeringen blijven het belangrijkste materiaal voor hoogwaardige radiatoren en evolueren naar krachtige, corrosiebestendige varianten.
• Herverkenning van kopermaterialen:Hoewel koper zwaarder en duurder is dan aluminium, is de warmtegeleidbaarheid ervan ver boven die van aluminiumlegeringen.In toepassingen met extreme vereisten voor de efficiëntie van de warmteafvoer, zoals high-performance computing enNieuwe energievoertuigen (NEV's) van hoge kwaliteit¥ dunnere koperen buisjes en vinnen kunnen een hoger warmteafvoervermogen bereiken binnen een kleiner volume.

• Fintechnologie voor verbeterde warmteoverdracht:De evolutie van conventionele platte vinnen naar complexere, golvende vinnen.en andere configuraties verbetert het warmteoverdrachtsvermogen aanzienlijk door de turbulentie van de luchtstroom en het oppervlak van de warmte-uitwisseling te vergroten.
• Flat Tube (Multi-Port Tube) technologie met micro-kanaalontwerp:De interne vinnenstructuren (binnenribben) zijn ingewikkelder en dichter geworden, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van micro-kanaal platte buizen.Dit verhoogt het contactgebied tussen het koelmiddel en de buiswand aanzienlijk, waardoor de warmteoverdracht in de buis voor compacte radiatoren wordt verbeterd.
• Variabele vinpitchontwerp voor geoptimaliseerde prestaties:Het aanbrengen van verschillende vinnendichten in verschillende zones van de radiator zorgt voor niet-uniforme temperatuurveldverdelingen, waardoor de algehele warmteafvoerprestaties worden geoptimaliseerd.

Het lichtgewicht is van cruciaal belang om het brandstofverbruik van conventionele voertuigen te verbeteren en het rijbereik van elektrische voertuigen (EV's) te vergroten.

• Verdunning van materiaal door middel van geavanceerde fabricage:Door middel van geavanceerde productieprocessen wordt de dikte van vlakke buizen en vinnen verlaagd van het traditionele bereik van 0,1 mm+ naar 0,05 mm of zelfs dunner, waardoor ultralichte radiatorkernen mogelijk worden gemaakt.
• Structurele optimalisatie met behulp van CAETopologie-optimalisatie met behulp van computerondersteunde engineering (CAE) verwijdert overtollig materiaal terwijl de sterkte en warmteafvoerprestaties worden gehandhaafd,het bereiken van lichtgewicht radiatorkernen zonder afbreuk te doen aan de duurzaamheid.
• Toepassing van lichtgewicht materialen:Ingenieursplastiek of composietmateriaal wordt gebruikt voor watertanks en zijplaten als vervanging van traditionele metalen onderdelen.aanzienlijk verminderen van het totale gewicht van de radiator.

De radiator is niet langer een zelfstandig onderdeel, maar een integraal onderdeel van het totale warmtebeheersysteem (TMS) van het voertuig.

• een vermogen van niet meer dan 50 W;Vooral bij nieuwe energievoertuigen (NEV's) is dit zichtbaar: radiatoren zijn vaak geïntegreerd met interkoelers, A/C-condensatoren, chipkoelers, enz. in één enkele module, de koelmodule aan de voorzijde.Dit bespaart ruimte., vereenvoudigt de montage en optimaliseert de lay-out van het voertuig voor een betere thermische integratie.
• Functionele integratie voor multi-bronkoeling:Bijvoorbeeld het integreren van de koelfuncties voor de batterij, de elektromotor,of energie-elektronica met de motor radiator in een enkele kern maakt een uitgebreid beheer van verschillende warmtebronnen, waardoor de algehele efficiëntie van het systeem wordt verbeterd.

Het koelsysteem verschuift van passieve reactie naar actieve voorspelling en nauwkeurige controle.

• Coördinatie van de actieve roosterluchter (AGS):De radiator werkt in combinatie met de AGS. Wanneer de koelbehoefte laag is, sluit de AGS om de luchtweerstand te verminderen en de energie-efficiëntie te verbeteren; wanneer de koelbehoefte hoog is, wordt de AGS gesloten.de AGS opent voor maximale luchtstroom.
• Intelligente ventilatoren en pompen met variabele snelheid voor koeling op aanvraag:De snelheid van de ventilator en de doorstroming van de pomp worden in realtime aangepast op basis van de thermische belasting, waardoor op aanvraag koeling mogelijk wordt gemaakt en onnodig energieverbruik wordt verminderd.
• Integratie van het warmtebeheersysteem:Als activerend eindpunt van het TMS van het voertuig ontvangt de radiator signalen van meerdere temperatuursensoren, waarbij de besturingseenheid (ECU/VCU) een uniforme besluitvorming heeft.Het systeem is in staat om de temperatuur onder verschillende bedrijfsomstandigheden nauwkeurig te regelen (e).bv. koud starten, snelweg cruise, snelle versnelling, snel opladen).

De hierboven beschreven trends worden ondersteund door geavanceerde productieprocessen.

• Fluxloze Nocolok brazing technologie:De technologie van het fluxloze Nocolok-brazen is aan het rijpen en wordt wijdverspreid, waardoor de hoge temperatuursterkte en corrosiebestendigheid van de radiatorkern van complexe, lichte,en dunwandige structuren.
• Geautomatiseerde en intelligente productie:Machine vision en robot assemblage worden gebruikt om de productie-efficiëntie en consistentie van het product te verbeteren en tegelijkertijd de gebreken in de productie van radiatoren met een groot volume te verminderen.
• Verbeterde corrosiebestendigheid:Door middel van geoptimaliseerde materiaalformules, hoogwaardige coatings en verbeterde braasprocessen wordt de levensduur van radiatoren in ruwe omgevingen (bijv.de luchtvochtigheid van het water (hoog vochtigheidsgraad) wordt verlengd, waardoor de betrouwbaarheid voor zware voertuigen en elektrische voertuigen wordt gewaarborgd.

Nieuwe energievoertuigen (NEV's), met inbegrip van batterijelektrische voertuigen (BEV's) en brandstofcelvoertuigen, stellen nieuwe eisen aan het ontwerp van radiatoren.

• Onderhoud van elektrische voertuigen en brandstofcellen:Radiatoren voor elektrische voertuigen en voertuigen met brandstofcellen zijn voornamelijk bestemd voor batterijen, elektromotoren en krachtelektronica,werken bij temperaturen die doorgaans lager zijn dan 65 °C – veel lager dan die van verbrandingsmotoren (~90 °C) – maar met hogere eisen aan temperatuurstabiliteit en -eenvormigheid.
• Diversificatie van koelmiddelen voor de veiligheid bij hoge spanning:Voor het voldoen aan de veiligheidseisen van hoogspanningssystemen in moderne elektrische voertuigen kunnen koelmiddelen met een lage geleidbaarheid nodig zijn.
• Compact en vorm-adaptief ontwerp:Met geen grote koelvloeistoftank voor de motor, maar een groter aantal onderdelen die moeten worden gekoeld, worden de ruimtelijke lay-out en vorm aanpassingsvermogen van radiatoren hoger geëist, waardoor innovatie in compacte,warmtewisselaars op maat.