Eine kurze Analyse künftiger Forschungsrichtungen für Rohr- und Flossenradiatoren im thermischen Management im Automobilbereich

Mit der zunehmenden Leistungsdichte von Motoren und der wachsenden Vielfalt der Kühlbedürfnisse in neuen Energiefahrzeugen (NEV)Die Erreichung einer hocheffizienten Wärmeableitung bleibt das Hauptziel der modernen Kühlerkonstruktion.

• Fortgesetzte Dominanz von Aluminiumlegierungen:Aluminiumlegierungen bleiben das Hauptmaterial für Hochleistungsradiatoren und entwickeln sich zu hochfesten, korrosionsbeständigen Varianten.
• Wiederverwertung von Kupfermaterialien:Kupfer ist zwar schwerer und teurer als Aluminium, doch seine Wärmeleitfähigkeit übersteigt bei weitem die von Aluminiumlegierungen.In Anwendungen mit extremen Anforderungen an die Wärmeabbaueffizienz, wie beispielsweise Hochleistungsrechner undHigh-End-Fahrzeuge mit neuer Energie (NEV)•Dünnere Rohre und Flossen aus Kupferlegierungen können eine höhere Wärmeabbaueffizienz in einem kleineren Volumen erreichen.

• Flossentechnologie für eine verbesserte Wärmeübertragung:Die Entwicklung von herkömmlichen flachen Flossen zu komplexeren, wellenförmigen,und andere Konfigurationen erhöht die Wärmeübertragungseffizienz durch Erhöhung der Turbulenz des Luftstroms und der Wärmeaustauschoberfläche.
• Flachrohrtechnik mit Mikrokanaledesign:Die inneren Flossenstrukturen (innere Rippen) sind komplizierter und dichter geworden, was zur Entwicklung von Mikro-Kanal-Flachröhren geführt hat.Dies erhöht die Kontaktfläche zwischen dem Kühlmittel und der Rohrwand erheblich, wodurch die Wärmeübertragung in der Röhre für kompakte Heizkörper verbessert wird.
• Variable Fin Pitch Design für eine optimierte Leistung:Durch die Anwendung verschiedener Flossendichten in verschiedenen Zonen des Kühlerkühlers lassen sich nicht einheitliche Temperaturfeldverteilungen berücksichtigen und die Gesamtwärmeabfallleistung optimieren.

Die Leichtgewichtung ist von entscheidender Bedeutung für die Verbesserung der Kraftstoffverbrauchsfähigkeit konventioneller Fahrzeuge und die Erweiterung der Reichweite von Elektrofahrzeugen (EV).

• Materialverdünnen durch fortschrittliche Fertigung:Durch fortschrittliche Fertigungsprozesse wird die Dicke von flachen Rohren und Flossen von der traditionellen Größenordnung von 0,1 mm auf 0,05 mm oder sogar dünner reduziert, wodurch ultraleichte Kärner ermöglicht werden.
• Strukturelle Optimierung mit CAE:Topologieoptimierung mit computergestütztem Engineering (CAE) entfernt überschüssiges Material bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Festigkeit und der Wärmeableitung,Erzielung von leichten Kernen ohne Beeinträchtigung der Haltbarkeit.
• Anwendung von Leichtbauwerkstoffen:Technische Kunststoffe oder Verbundwerkstoffe werden für Wasserbehälter und Seitenplatten als Ersatz für herkömmliche Metallbauteile verwendet.erhebliche Verringerung des Gesamtgewichts der Kühleranlage.

Der Heizkörper ist kein eigenständiges Bauteil mehr, sondern integraler Bestandteil des gesamten Fahrzeugthermischen Managementsystems (TMS).

• Mehrfach-in-einem Front-End-Kühlmodul:Dies ist besonders bei neuen Energiefahrzeugen (NEV) zu beobachten: Heizkörper sind oft mit Zwischenkühlern, Klimakondensatoren, Chipkühlern usw. in einem einzigen Modul (das Frontkühlermodul) integriert.Das spart Platz., vereinfacht die Montage und optimiert das Fahrzeuglayout für eine bessere thermische Integration.
• Funktionale Integration für die Kühlung aus mehreren Quellen:Zum Beispiel die Integration der Kühlfunktionen für die Batterie, den Elektromotor,oder Leistungselektronik mit dem Motorradiator in einem einzigen Kern ermöglicht eine umfassende Verwaltung mehrerer Wärmequellen, was die Effizienz des gesamten Systems verbessert.

Das Kühlsystem wechselt von passiver Reaktion zu aktiver Vorhersage und Präzisionssteuerung.

• Koordinierung des aktiven Gitterverschlusses (AGS):Der Heizkörper arbeitet in Verbindung mit der AGS. Bei geringem Kühlbedarf schließt sich die AGS, um den aerodynamischen Widerstand zu verringern und die Energieeffizienz zu verbessern.das AGS öffnet sich für den maximalen Luftstrom.
• Intelligente Ventilatoren und Pumpen mit variabler Geschwindigkeit für die Kühlung nach Bedarf:Die Lüftergeschwindigkeit und die Pumpendurchflussrate werden in Echtzeit anhand der thermischen Belastung angepasst, wodurch die Abkühlung nach Bedarf ermöglicht und der unnötige Energieverbrauch verringert wird.
• Integration des thermischen Managementsystems:Als Antriebspunkt des TMS des Fahrzeugs empfängt der Heizkörper Signale von mehreren Temperatursensoren, wobei die Steuerungseinheit (ECU/VCU) eine einheitliche Entscheidungsfindung trifft.die präzise Temperaturregelung unter verschiedenen Betriebsbedingungen (e.z.B. Kaltstart, Autobahnfahrt, schnelle Beschleunigung, schnelles Aufladen).

Die oben beschriebenen Trends werden durch fortschrittliche Fertigungsprozesse untermauert.

• Fluxlose Nocolok-Lähtechnologie:Die Fluxless-Nocolok-Löttechnologie reift und wird immer weiter verbreitet, um die Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit des Kühlerkerns sicherzustellen.und dünnwandige Strukturen.
• Automatisierte und intelligente Produktion:Maschinelle Vision und Robotermontage werden eingesetzt, um die Produktionseffizienz und die Produktkonsistenz zu verbessern und gleichzeitig die Defektquote bei der Herstellung von Radiatoren mit hohem Volumen zu reduzieren.
• Verbesserte Korrosionsbeständigkeit:Durch optimierte Materialformulierungen, leistungsfähige Beschichtungen und verbesserte Lötverfahren wird die Lebensdauer von Heizkörpern in rauen Umgebungen (z. B. hoher Salzgehalt,hohe Luftfeuchtigkeit) verlängert wird, um die Zuverlässigkeit für schwere Anwendungen und Elektrofahrzeuge zu gewährleisten.

Neue Energiefahrzeuge (NEV), einschließlich batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV) und Brennstoffzellenfahrzeuge, stellen neue Anforderungen an die Kühlerkonstruktion.

• Niedertemperaturkühlung für Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellen:Heizkörper für Elektrofahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge dienen hauptsächlich der Batterie, dem Elektromotor und der Leistungselektronik,bei Temperaturen, die typischerweise unter 65 °C liegen, viel niedriger als bei Verbrennungsmotoren (~ 90 °C), jedoch mit höheren Anforderungen an Temperaturstabilität und -gleichheit.
• Diversifizierung der Kühlmittel für die Hochspannungssicherheit:Es kann erforderlich sein, dass Kühlmittel mit geringer Leitfähigkeit zur Erfüllung der Sicherheitsanforderungen an Hochspannungssysteme in modernen Elektrofahrzeugen verwendet werden.
• Kompaktes und formanpassungsfähiges Design:Da es keinen großen Kühlmittelbehälter für den Motor gibt, sondern eine größere Anzahl von Komponenten, die gekühlt werden müssen, sind die räumliche Anordnung und die Anpassungsfähigkeit von Heizkörpern an höhere Anforderungen geknüpft.mit einer Leistung von mehr als 10 Watt.