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技術(shù) | 整車(chē)水管理開(kāi)發(fā)的主要技術(shù)手段

2020-10-09 14:18:26·  來(lái)源：中國(guó)汽研汽車(chē)風(fēng)洞技術(shù)  
　
隨著多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)進(jìn)一步強(qiáng)化整車(chē)防水等相關(guān)要求以提高車(chē)輛安全性，車(chē)輛水管理性能作為用戶(hù)最能感知的性能之一越來(lái)越受到車(chē)企的重視，現(xiàn)已成為整車(chē)開(kāi)發(fā)中
隨著多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)出臺(tái)進(jìn)一步強(qiáng)化整車(chē)防水等相關(guān)要求以提高車(chē)輛安全性，車(chē)輛水管理性能作為用戶(hù)最能感知的性能之一越來(lái)越受到車(chē)企的重視，現(xiàn)已成為整車(chē)開(kāi)發(fā)中關(guān)鍵的性能指標(biāo)之一。本期將介紹整車(chē)水管理開(kāi)發(fā)過(guò)程中常見(jiàn)的技術(shù)手段。
 
1.整車(chē)水管理的重要性
 
當(dāng)前，汽車(chē)正朝著電動(dòng)化、智能化和共享化的方向發(fā)展，行車(chē)安全變得更加重要。國(guó)家即時(shí)出臺(tái)了相應(yīng)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提高車(chē)輛安全性，其中《GB 18384-2020 電動(dòng)汽車(chē)安全要求》、《GB 38031-2020 電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池安全要求》、《GB 38032-2020 電動(dòng)客車(chē)安全要求》，均涉及或強(qiáng)化了整車(chē)防水等相關(guān)要求，并已于2020年1月1日起實(shí)施。中國(guó)汽研汽車(chē)風(fēng)洞中心正與多家車(chē)企、研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合制定汽車(chē)水管理相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)研究成果將有效助力我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品水管理性能提升。
 
另一方面，用戶(hù)在涉水、淋雨等實(shí)際水管理場(chǎng)景下的直觀體驗(yàn)（抱怨甚至安全隱患），促使水管理性能成為車(chē)輛研發(fā)過(guò)程中的關(guān)鍵性能指標(biāo)。
2. 整車(chē)水管理仿真技術(shù)
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(kāi)銷(xiāo)巨大，當(dāng)涉及大變形流動(dòng)時(shí)更顯得力不從心。針對(duì)這一類(lèi)問(wèn)題，目前主要采用LBM和SPH兩種方法。
由AVL基于SPH方法開(kāi)發(fā)的水管理軟件Preonlab，使用無(wú)網(wǎng)格技術(shù)，擅長(zhǎng)解決自由表面捕捉及大變形流動(dòng)等問(wèn)題，被寶馬、特斯拉、克萊斯勒、沃爾沃、菲亞特等車(chē)企廣泛應(yīng)用于車(chē)輛水管理性能研發(fā)過(guò)程，內(nèi)容包括涉水、雨水、及雪場(chǎng)景等。
車(chē)輛涉水
 
車(chē)輛涉水性能開(kāi)發(fā)，主要關(guān)注進(jìn)、排氣口的進(jìn)水、積水，關(guān)鍵零部件防水及護(hù)板等零部件的受力(防斷裂)等。Car Suspension Model可考慮車(chē)輛入水瞬間懸架的運(yùn)動(dòng),精準(zhǔn)再現(xiàn)物理場(chǎng)景。
雨水管理
 
雨水管理性能開(kāi)發(fā)，主要關(guān)注A柱溢流、導(dǎo)水槽溢流、空調(diào)新風(fēng)口進(jìn)水、門(mén)窗漏雨及積水等。無(wú)網(wǎng)格技術(shù)確保CAD數(shù)模可直接導(dǎo)入，保留復(fù)雜結(jié)構(gòu)及局部細(xì)節(jié)。
雪管理
 
雪管理性能開(kāi)發(fā)，主要關(guān)注前檔風(fēng)玻璃積雪與除雪、格柵封堵、機(jī)艙結(jié)冰、進(jìn)氣口進(jìn)雪等。Snow slover專(zhuān)用求解器，預(yù)定義了雪管理的各種開(kāi)發(fā)需求。
目前，中國(guó)汽研汽車(chē)風(fēng)洞中心已與AVL List GmbH開(kāi)展深度合作，將水管理性能開(kāi)發(fā)所涉及的仿真分析與風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)合起來(lái)，共同打造全流程的水管理技術(shù)服務(wù)，歡迎咨詢(xún)合作。
 
3. 整車(chē)水管理風(fēng)洞試驗(yàn)
中國(guó)汽研汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞具備完善的軟硬件試驗(yàn)設(shè)施，可復(fù)現(xiàn)不同量級(jí)的雨雪車(chē)輛行駛工況，在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛水管理性能的精準(zhǔn)測(cè)試評(píng)價(jià)。
中國(guó)汽研汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞
 
中國(guó)汽研汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞配備了國(guó)際一流的溫濕度及光照控制系統(tǒng)和獨(dú)特的雨雪模擬系統(tǒng)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)氣流模擬和道路載荷模擬，可滿(mǎn)足從乘用車(chē)到重型商用車(chē)整車(chē)及零部件的熱管理性能開(kāi)發(fā)，可開(kāi)展動(dòng)力總成冷卻、空調(diào)性能、電動(dòng)汽車(chē)環(huán)境適應(yīng)性、動(dòng)力電池冷卻、曲軸通風(fēng)、除霜除霧、降雨降雪、防泥防濺等試驗(yàn)服務(wù)。
中國(guó)汽研汽車(chē)環(huán)境風(fēng)洞特點(diǎn)：
 
穩(wěn)定且性能良好的氣流環(huán)境
 
復(fù)現(xiàn)不同量級(jí)的雨雪行駛工況
 
噴口尺寸對(duì)應(yīng)不同車(chē)型可調(diào)
 
密閉試驗(yàn)空間保證開(kāi)發(fā)車(chē)型保密性
 
配備高性能轉(zhuǎn)鼓可模擬恒定行駛道路工況
環(huán)境風(fēng)洞降雨試驗(yàn)
 
降雨流量：100 ~ 2500 L/h
雨滴直徑：0.04 ~ 1.5 mm
風(fēng)速范圍：20 ~ 180 km/h
環(huán)境溫度：+5℃~55℃
 
 
 
環(huán)境風(fēng)洞降雪試驗(yàn)
 
降雪流量：500～2400L/h
降雪密度：100kg/m³@T≤-20℃
風(fēng)速范圍：20 ~ 180 km/h
環(huán)境溫度：-10℃~-40℃
 
中國(guó)汽研汽車(chē)風(fēng)洞中心擁有超8項(xiàng)成熟的仿真及試驗(yàn)業(yè)務(wù)能力，可用于規(guī)范開(kāi)展整車(chē)水管理仿真及測(cè)試，有效助力我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)品水管理性能提升。
 
中國(guó)汽研汽車(chē)風(fēng)洞中心成立于2014年，經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)與發(fā)展，現(xiàn)已擁有國(guó)際一流水平的全尺寸汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)-聲學(xué)風(fēng)洞、整車(chē)環(huán)境風(fēng)洞、高低溫環(huán)境艙、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心和高性能仿真計(jì)算平臺(tái)，已在汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、風(fēng)噪技術(shù)領(lǐng)域形成了完整的試驗(yàn)、仿真、驗(yàn)證及開(kāi)發(fā)能力，構(gòu)建了邊界條件與中國(guó)汽研實(shí)體風(fēng)洞一致的數(shù)值風(fēng)洞以及涵蓋主流車(chē)型的開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)兩個(gè)服務(wù)平臺(tái)，可為國(guó)內(nèi)外企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)的技術(shù)服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)和一站式工程解決方案 。
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