典型转子发动机散热翅片结构优化设计及仿真研究

摘要:在工作过程中,转子发动机的缸体内部温度高、分布不均匀,易引起热应力、热疲劳等问题,影响发动机使用寿命。为了提高转子发动机工作时的安全性,延长其使用寿命,针对高温区温度过高的主要问题,基于转子发动机换热理论提出了加长翅片、栅格结构、铜铝一体化3 种优化方法。在验证仿真正确性的前提下,使用Fluent 模拟了不同模型的换热过程。仿真结果表明,所提3种方案均能提高转子发动机散热性能,相比于未优化模型,加长翅片模型的表面积提高124.4%,散热效果提升4.9%,栅格模型的表面积提高158.5%,散热效果提升8.3%,铜铝一体化模型在结构和材料的协同作用下,散热能力提升15.2%。试验表明,合理优化翅片结构及材料能够提高转子发动机的散热效果。

基于超材料声学包的商用车低频降噪研究

摘要:针对传统材料声学包存在低频降噪量不够及轻量化较差等局限性,开展了超材料声学包设计与试验研究。在分析声学超材料隔声性能的基础上,设计了一种九元胞声学超材料,应用有限元方法,进行超材料设计参数确定与隔声量仿真分析。面向某商用车在多种匀速行驶工况下的车内噪声,开展了超材料和传统材料声学包性能的实车试验对比研究。实车验证结果表明,设计的超材料声学包具有比传统材料声学包更好的低频宽带噪声衰减性能,并且质量更轻。该研究结果可为车辆低频降噪提供工程指导。

铝合金在汽车轻量化中的研发应用及发展

摘要:“双碳”目标下新能源汽车迅速崛起,推动了汽车轻量化从传统的结构、工艺创新向材料的更换和优化方面发展。铝合金材料与汽车轻量化用材的要求高度契合,是当前最优选材料。梳理、讨论了铝合金材料在汽车轻量化中的研发、应用及新发展方向。介绍了汽车用铝占比超过70%的压铸铝在驱动系统、底盘系统和车身结构件方面的主要牌号和研发应用现状,着重分析了一体化压铸技术及其必需的免热处理铝合金研究现状;对变形铝合金在汽车领域中应用到的冲压件、型材件以及锻件进行了归纳,讨论了在高强韧铝合金发展方向的引导下传统车用锻铝、高强铝的研究现状;针对铝合金材料在汽车领域中现有的应用瓶颈进行了分析和展望。

论汽车材料研发和推广应用的EVI模式

摘要:详细论述了在汽车材料研发和推广应用中的供应商早期介入(EVI)模式。介绍了这一模式发展的背景和内涵,以及在新材料研发和推广应用中的重要作用;详细介绍了国内外一些知名公司的EVI活动及其特点、鞍钢蒂森克虏伯汽车钢有限公司在数字车身平台及其钢材解决方案方面的新近成果,以及有关企业在推广EVI活动中所取得的进展;论述了EVI模式在新开发车型中推广应用新型材料时所发挥的作用,提出了企业推广应用EVI模式应具有的条件;最后阐明了EVI模式对“双碳”战略的重要意义。

喷丸强化对车辆传动齿轮裂纹扩展影响的研究综述

摘要:疲劳断裂是重载车辆传动齿轮的主要失效形式之一,齿轮底部疲劳裂纹的扩展将缩短车辆传动系统的服役寿命,严重时会导致车辆发生安全事故。延缓裂纹扩展的主要方法是在传动齿轮的表面引入一定大小的残余压应力。喷丸技术是一种冷加工表面强化处理工艺,该技术利用高速弹丸冲击材料表面,使零件表层产生塑性应变的同时,在表面和内部引入残余压应力,从而使裂纹闭合的能力得到强化,达到延缓裂纹扩展的强化效果。为了更好地揭示喷丸引入的残余压应力对疲劳裂纹扩展的影响,首先综述了传动齿轮表面疲劳裂纹产生的原因以及疲劳裂纹的扩展行为对重载车辆服役的影响。从强度因子、J积分以及裂纹闭合效应出发,介绍了传动齿轮表面疲劳裂纹扩展的理论以及残余压应力与疲劳裂纹扩展速率之间的关系。其次概述了目前国内外常用的新型有益于将残余拉应力转化为残余压应力的微粒子喷丸、激光喷丸、超声喷丸方法,并与传统机械喷丸技术相比较,阐述了新型喷丸表面强化技术的优缺点。此外,从数值模拟和试验结果两方面,论述了喷丸速度、喷丸角度、弹丸直径、弹丸材质和覆盖率5个工艺参数对在传动齿轮表面引入残余压应力的改善影响。最后对喷丸强化技术在传动齿轮上的多目标参数优化以及多尺度残余压应力与疲劳性能进行了展望,并结合重载车辆的使用需求,强调需要创新设计一种效率高、价格低、适用性广的喷丸技术,以进一步推动喷丸强化在延缓疲劳裂纹扩展方面的持续发展。

汽车电子电气架构的发展及趋势

摘要:随着汽车功能的日益增加,传统的电子电气(EE) 架构面临很大的挑战,从而迫使整车的电子电气架构不断地演进,从传统的分布式向集中式转变,从面向信号的软件架构向面向服务的软件架构转变,从控制局域网络(CAN)、局域互联网络(LIN) 总线向车载以太网通信架构转变。介绍了汽车电子电气架构的现状以及面临的挑战,概述了汽车电子电气架构的演进路线及具体方案技术,结合电子电气架构的演进趋势,对电子电气架构未来的发展方向提出展望。

车用SiC-MOSFET的应用与技术发展综述

摘要:针对硅基绝缘栅双极型晶体管(IGBT)难以进一步满足电动汽车高功率密度、低导通损耗、高散热能力等需求的不足,综述了车用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC-MOSFET)的最新研究进展。通过总结SiCMOSFET在电动汽车牵引逆变器、DC/DC电源变换器和车载充电机(OBC)应用场景下的特点,分析了目前车用SiCMOSFET在成本、可靠性及散热方面的技术挑战,并探讨了其在微型化、先进封装、多芯片集成和成本方面的发展趋势。

980MPa级先进高强钢的发展

摘要:选用轻量化汽车材料时应综合考虑材料的性能、质量和成本。目前,先进高强钢被广泛用于汽车工业。先进高强钢有双相钢、相变诱导塑性钢、马氏体钢、复相钢、淬火-配分钢、DH钢等。综述了980MPa及以上高强钢的分类和主要钢种,汽车用高强钢的化学成分、显微组织、力学性能和使用性能,并结合实际零件的制造过程对这些高强钢的焊接和成形性能作了较深入的探讨,简述了其发展现状和研究进展。

新能源汽车高速电驱动系统技术现状与展望

摘要:电驱动系统是新能源汽车的核心总成部件,其综合性能优化具有重要意义。为了提高新能源汽车动力性与经济性,电驱动系统逐渐形成了多种技术路线来提升功率密度。文章针对纯电动乘用车高速电驱动系统展开研究,阐述了转子结构设计、损耗抑制、冷却技术、宽禁带功率器件等车用高速电驱动系统国内外发展现状;提出了转子强度、传动系统设计、高频调控、冷却散热、振动噪声、轴电流、绝缘设计的电驱动系统关键问题;总结了电驱动系统新材料技术不断突破、集成度不断深入、调控性能持续优化、运行效率持续提升、智能运维体系加速构建的发展趋势;并在此基础上提出了注重电驱动系统综合性能均衡优化、加强电驱动系统与底盘融合设计、推进电驱动系统低碳绿色发展和优化高速电驱动系统成本管理的发展建议。

基于金属相变材料储热的严寒地区电动客车热管理系统研究

摘要:针对严寒地区大型纯电动客车冬季运行面临的续航里程严重衰减、热车时间过长等问题,本文突破传统低温热管理技术的局限,提出了基于金属相变材料储热的整车热管理解决方案。设计了面向极寒工况的铝硅合金相变储热装置,并基于整车系统仿真,分析了储热装置容量配置对车辆低温性能的影响。结果表明,所设计的储热装置具备超过235 W·h/kg的质量能量密度和429 W·h/L的体积能量密度,储能成本仅为锂离子电池系统的5%~20%。在-40 ℃环境下,增设110 kW·h的储热单元可使续航里程提升115. 5%,而仅配置8 kW·h的储热装置就能将热车时间缩短65%。本文为严寒地区纯电动客车的大规模推广提供了兼具技术可行性与经济合理性的热管理新范式,对推动高纬度地区公共交通全面电动化具有重要意义。