Une brève analyse des futures orientations de recherche pour les radiateurs à tubes et ailerons dans la gestion thermique automobile

Avec la densité de puissance croissante des moteurs et la diversité croissante des besoins de refroidissement dans les véhicules à énergie nouvelle (NEV),La réalisation d'une dissipation de chaleur à haut rendement reste l'objectif principal de la conception des radiateurs modernes.

• La domination continue des alliages d'aluminium:Les alliages d'aluminium resteront le matériau principal pour les radiateurs hautes performances, évoluant vers des variantes résistantes à la corrosion et à haute résistance.
• Réexploration des matériaux en cuivre:Bien que le cuivre soit plus lourd et plus cher que l'aluminium, sa conductivité thermique est bien supérieure à celle des alliages d'aluminium.Dans les applications où l'efficacité de la dissipation de chaleur est extrêmement exigée, telles que l'informatique à hautes performances et lesles véhicules à énergie nouvelle haut de gamme (NEV)¥des tubes et des ailerons en alliage de cuivre plus fins peuvent atteindre un rendement de dissipation de chaleur plus élevé dans un volume plus réduit.

• Technologie des ailerons pour un transfert de chaleur accru:L'évolution des nageoires plates conventionnelles vers des nageoires à voile plus complexes, des nageoires ondulées,et autres configurations améliore considérablement l'efficacité du transfert de chaleur en augmentant la turbulence du flux d'air et la surface d'échange de chaleur.
• Technologie de tube plat (tube à plusieurs ports) avec conception micro-canal:Les structures internes des nageoires (côtes internes) sont devenues plus complexes et plus denses, ce qui a conduit au développement de tubes plats à micro-canal.Cela augmente considérablement la zone de contact entre le liquide de refroidissement et la paroi du tube, améliorant ainsi le transfert de chaleur dans les radiateurs compacts.
• Conception de l'envergure de la nageoire variable pour des performances optimisées:L'application de différentes densités d'ailerons dans différentes zones du radiateur permet d'adapter des répartitions de champs de température non uniformes, optimisant ainsi les performances globales de dissipation de chaleur.

L'allégement est essentiel pour améliorer l'économie de carburant des véhicules conventionnels et élargir l'autonomie des véhicules électriques.

• Dilution des matériaux par fabrication avancée:Grâce à des procédés de fabrication avancés, l'épaisseur des tubes plats et des nageoires est réduite de la gamme traditionnelle de 0,1 mm+ à 0,05 mm ou même plus mince, permettant ainsi des noyaux de radiateurs ultra-légers.
• Optimisation structurelle à l'aide de CAE:L'optimisation de la topologie à l'aide de l'ingénierie assistée par ordinateur (CAE) élimine l'excès de matériau tout en maintenant la résistance et les performances de dissipation thermique,réalisation de cœurs de radiateurs légers sans compromettre la durabilité.
• Application des matériaux légers:Les plastiques d'ingénierie ou les matériaux composites sont utilisés pour les réservoirs d'eau et les plaques latérales en remplacement des composants métalliques traditionnels.une réduction significative du poids total du groupe de radiateurs.

Le radiateur n'est plus un composant autonome mais fait partie intégrante du système global de gestion thermique (SGT) du véhicule.

• Modules de refroidissement avant multi-en-un:Les radiateurs sont souvent intégrés avec des intercoolers, des condensateurs A/C, des refroidisseurs à puces, etc., dans un seul module, le module de refroidissement avant.Ça économise de l'espace., simplifie l'assemblage et optimise la disposition du véhicule pour une meilleure intégration thermique.
• Intégration fonctionnelle pour le refroidissement à plusieurs sources:Par exemple, l'intégration des fonctions de refroidissement pour la batterie, le moteur électrique,ou électronique de puissance avec le radiateur du moteur dans un seul noyau permet une gestion complète de plusieurs sources de chaleur, améliorant l'efficacité globale du système.

Le système de refroidissement passe de la réponse passive à la prédiction active et au contrôle de précision.

• Coordination de l'obturateur de grille actif (AGS):Le radiateur fonctionne en tandem avec l'AGS. Lorsque la demande de refroidissement est faible, l'AGS se ferme pour réduire la traînée aérodynamique et améliorer l'efficacité énergétique.l'AGS s'ouvre pour un débit d'air maximal.
• Ventilateurs intelligents et pompes à vitesse variable pour le refroidissement à la demande:La vitesse du ventilateur et le débit de la pompe sont ajustés en temps réel en fonction de la charge thermique, ce qui permet un refroidissement à la demande et réduit la consommation d'énergie inutile.
• Intégration du système de gestion thermique:En tant que point final d'actionnement du TMS du véhicule, le radiateur reçoit des signaux provenant de plusieurs capteurs de température, avec une prise de décision unifiée par l'unité de commande (ECU/VCU),Il s'agit d'un système de régulation de la température qui permet de réguler la température avec précision dans différentes conditions de fonctionnement (Par exemple, le démarrage à froid, la croisière sur autoroute, l'accélération rapide, la recharge rapide).

Des procédés de fabrication avancés sous-tendent les tendances décrites ci-dessus.

• Technologie de brasage Nocolok sans flux:La technologie de brasage Nocolok sans flux est en train de mûrir et de s'étendre, assurant la résistance à haute température et la résistance à la corrosion du cœur du radiateuret les structures à parois minces.
• Production automatisée et intelligente:La vision artificielle et l'assemblage robotique sont utilisés pour améliorer l'efficacité de la production et la cohérence du produit tout en réduisant les taux de défauts dans la fabrication de radiateurs à volume élevé.
• Résistance accrue à la corrosion:Grâce à des formulations de matériaux optimisées, à des revêtements hautes performances et à des procédés de brasage améliorés, la durée de vie des radiateurs dans des environnements difficiles (par exemple, haute salinité,L'humidité est élevée., assurant la fiabilité pour les applications lourdes et électriques.

Les véhicules à énergie nouvelle (NEV), y compris les véhicules électriques à batterie (BEV) et les véhicules à pile à combustible, imposent de nouvelles exigences en matière de conception des radiateurs.

• Le refroidissement à basse température des véhicules électriques et des piles à combustible:Les radiateurs des véhicules électriques et des véhicules à pile à combustible servent principalement la batterie, le moteur électrique et l'électronique de puissance,fonctionnant à des températures généralement inférieures à 65 °C – bien inférieures à celles des moteurs à combustion interne (~ 90 °C) – mais présentant des exigences plus élevées en matière de stabilité et d'uniformité des températures.
• Diversification des liquides de refroidissement pour la sécurité à haute tension:Des liquides de refroidissement à faible conductivité peuvent être nécessaires pour satisfaire aux exigences de sécurité des systèmes haute tension des VE modernes.
• Conception compacte et adaptée à la forme:En l'absence d'un grand réservoir de liquide de refroidissement du moteur, mais avec un plus grand nombre de composants nécessitant un refroidissement, la disposition spatiale et l'adaptabilité des radiateurs à la forme sont plus exigeantes, ce qui stimule l'innovation dans le domaine des radiateurs compacts.échangeurs de chaleur sur mesure.