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技術 | 整車水管理開發(fā)的主要技術手段

2020-10-09 14:18:26·  來源：中國汽研汽車風洞技術  
　
隨著多項國家標準陸續(xù)出臺進一步強化整車防水等相關要求以提高車輛安全性，車輛水管理性能作為用戶最能感知的性能之一越來越受到車企的重視，現已成為整車開發(fā)中
隨著多項國家標準陸續(xù)出臺進一步強化整車防水等相關要求以提高車輛安全性，車輛水管理性能作為用戶最能感知的性能之一越來越受到車企的重視，現已成為整車開發(fā)中關鍵的性能指標之一。本期將介紹整車水管理開發(fā)過程中常見的技術手段。
 
1.整車水管理的重要性
 
當前，汽車正朝著電動化、智能化和共享化的方向發(fā)展，行車安全變得更加重要。國家即時出臺了相應法規(guī)、標準來提高車輛安全性，其中《GB 18384-2020 電動汽車安全要求》、《GB 38031-2020 電動汽車用動力蓄電池安全要求》、《GB 38032-2020 電動客車安全要求》，均涉及或強化了整車防水等相關要求，并已于2020年1月1日起實施。中國汽研汽車風洞中心正與多家車企、研究機構聯合制定汽車水管理相關團體標準，相關研究成果將有效助力我國汽車產品水管理性能提升。
 
另一方面，用戶在涉水、淋雨等實際水管理場景下的直觀體驗（抱怨甚至安全隱患），促使水管理性能成為車輛研發(fā)過程中的關鍵性能指標。
2. 整車水管理仿真技術
水管理性能仿真主要集中在氣液交互面的精確捕捉上，使用傳統(tǒng)的VOF方法便能勝任，但所需要的資源及開銷巨大，當涉及大變形流動時更顯得力不從心。針對這一類問題，目前主要采用LBM和SPH兩種方法。
由AVL基于SPH方法開發(fā)的水管理軟件Preonlab，使用無網格技術，擅長解決自由表面捕捉及大變形流動等問題，被寶馬、特斯拉、克萊斯勒、沃爾沃、菲亞特等車企廣泛應用于車輛水管理性能研發(fā)過程，內容包括涉水、雨水、及雪場景等。
車輛涉水
 
車輛涉水性能開發(fā)，主要關注進、排氣口的進水、積水，關鍵零部件防水及護板等零部件的受力(防斷裂)等。Car Suspension Model可考慮車輛入水瞬間懸架的運動,精準再現物理場景。
雨水管理
 
雨水管理性能開發(fā)，主要關注A柱溢流、導水槽溢流、空調新風口進水、門窗漏雨及積水等。無網格技術確保CAD數?？芍苯訉?，保留復雜結構及局部細節(jié)。
雪管理
 
雪管理性能開發(fā)，主要關注前檔風玻璃積雪與除雪、格柵封堵、機艙結冰、進氣口進雪等。Snow slover專用求解器，預定義了雪管理的各種開發(fā)需求。
目前，中國汽研汽車風洞中心已與AVL List GmbH開展深度合作，將水管理性能開發(fā)所涉及的仿真分析與風洞試驗驗證結合起來，共同打造全流程的水管理技術服務，歡迎咨詢合作。
 
3. 整車水管理風洞試驗
中國汽研汽車環(huán)境風洞具備完善的軟硬件試驗設施，可復現不同量級的雨雪車輛行駛工況，在汽車開發(fā)過程中實現對車輛水管理性能的精準測試評價。
中國汽研汽車環(huán)境風洞
 
中國汽研汽車環(huán)境風洞配備了國際一流的溫濕度及光照控制系統(tǒng)和獨特的雨雪模擬系統(tǒng)，同時可實現氣流模擬和道路載荷模擬，可滿足從乘用車到重型商用車整車及零部件的熱管理性能開發(fā)，可開展動力總成冷卻、空調性能、電動汽車環(huán)境適應性、動力電池冷卻、曲軸通風、除霜除霧、降雨降雪、防泥防濺等試驗服務。
中國汽研汽車環(huán)境風洞特點：
 
穩(wěn)定且性能良好的氣流環(huán)境
 
復現不同量級的雨雪行駛工況
 
噴口尺寸對應不同車型可調
 
密閉試驗空間保證開發(fā)車型保密性
 
配備高性能轉鼓可模擬恒定行駛道路工況
環(huán)境風洞降雨試驗
 
降雨流量：100 ~ 2500 L/h
雨滴直徑：0.04 ~ 1.5 mm
風速范圍：20 ~ 180 km/h
環(huán)境溫度：+5℃~55℃
 
 
 
環(huán)境風洞降雪試驗
 
降雪流量：500～2400L/h
降雪密度：100kg/m³@T≤-20℃
風速范圍：20 ~ 180 km/h
環(huán)境溫度：-10℃~-40℃
 
中國汽研汽車風洞中心擁有超8項成熟的仿真及試驗業(yè)務能力，可用于規(guī)范開展整車水管理仿真及測試，有效助力我國汽車產品水管理性能提升。
 
中國汽研汽車風洞中心成立于2014年，經過多年的建設與發(fā)展，現已擁有國際一流水平的全尺寸汽車空氣動力學-聲學風洞、整車環(huán)境風洞、高低溫環(huán)境艙、五軸聯動數控加工中心和高性能仿真計算平臺，已在汽車空氣動力學、熱力學、風噪技術領域形成了完整的試驗、仿真、驗證及開發(fā)能力，構建了邊界條件與中國汽研實體風洞一致的數值風洞以及涵蓋主流車型的開發(fā)數據庫兩個服務平臺，可為國內外企業(yè)提供專業(yè)的技術服務、數據服務和一站式工程解決方案 。
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