增程式混合动力汽车散热器布置方式的传热流动特性研究

杨宇; 沈俊; 杨焘; 林嘉文; 许强辉

doi:10.12465/issn.0253-4339.20240929002

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增程式混合动力汽车散热器布置方式的传热流动特性研究

更新时间：2025-09-28

- 增程式混合动力汽车散热器布置方式的传热流动特性研究
- Study on Heat Transfer and Flow Characteristics of Radiator Arrangement for Extended Range Hybrid Electric Vehicle
- 制冷学报 2025年页码：1-8
- 作者机构：
  
  1.北京理工大学机械与车辆学院制冷与低温工程研究所北京 100081
  2. 中山市北京理工大学研究院中山 528400
- 作者简介：
  
  许强辉，男，助理教授，特别副研究员，北京理工大学大学机械与车辆学院，18600640260，E-mail：xuqh12@bit.edu.cn。研究方向：复杂结构与极端条件的传热传质机理、数值模型与应用技术研究。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(52206014;52206217)
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20240929002
  中图分类号： TB61⁺1;TK124;U464.138⁺.2
- CSTR：XXXXX.XX.XXX.20240929002
- 收稿：2024-09-29，
  
  修回：2024-10-14，
  
  录用：2024-11-22，
  
  网络出版：2025-09-28，
- 稿件说明：
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杨宇,沈俊,杨焘等.增程式混合动力汽车散热器布置方式的传热流动特性研究[J].制冷学报,

Yang Yu,Shen Jun,Yang Tao,et al.Study on Heat Transfer and Flow Characteristics of Radiator Arrangement for Extended Range Hybrid Electric Vehicle[J].Journal of Refrigeration,
杨宇,沈俊,杨焘等.增程式混合动力汽车散热器布置方式的传热流动特性研究[J].制冷学报, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20240929002. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20240929002.

Yang Yu,Shen Jun,Yang Tao,et al.Study on Heat Transfer and Flow Characteristics of Radiator Arrangement for Extended Range Hybrid Electric Vehicle[J].Journal of Refrigeration, DOI：10.12465/issn.0253-4339.20240929002. CSTR： XXXXX.XX.XXX.20240929002.

摘要

面对不断增长的能源危机以及“碳中和”目标的驱动，新能源汽车已然成为当下的研究热点。然而面对热源分布复杂化和功率密度逐渐增加，给车辆散热器

带来了更大的挑战。对增程式混合动力汽车的热管理系统进行了传热特性研究，设计了3种不同的冷却回路及散热器布置方式，研究得到不同散热器布置方式对传热、流动的影响，提出功率/压降效率和功率密度来评估散热器布置的优劣。结果表明，串联方案（低温散热器、空空中冷器与高温散热器串联布置）拥有高功率密度2 862 kW/m

以及较好的功率/压降效率0.15 kW/Pa。综合考虑安装空间、压降与散热的竞争平衡关系，该方案具有最佳的综合传热流动性能。随着散热功率的增加，冷却空气和冷却液流量呈现线性增加的趋势。

Abstract

In the backdrop of the growing energy crisis and drive for carbon neutrality， new energy vehicles have become a key area of interest. However， the complexity of the heat source distribution and the gradual increase in power density pose higher challenges to vehicle radiators. In this study， the heat transfer characteristics of the thermal management system of a range-extended hybrid electric vehicle were investigated. Furthermore， three cooling circuits and radiator arrangements were designed. The effects of different radiator arrangements on the heat transfer and flow were investigated. Additionally， power/pressure drop efficiency and power density values were proposed to evaluate the advantages and disadvantages of the radiator arrangement. The results reveal that the serial case （low-temperature radiator， air-to-air intercooler， and high-temperature radiator arranged in series） displayed a high power density of 2 862 kW/m

and a better power/pressure drop efficiency of 0.15 kW/Pa. It exhibited the best overall heat transfer and flow performance considering the competitive balance between pressure drop and heat dissipation. With an increase in the heat transfer power， the cooling flow rate generally exhibited an increasing trend.

关键词

Keywords

references

CHEN Jie ， WANG Ruochen ， DING Renkai ， et al . Matching design and numerical optimization of automotive thermoelectric generator system applied to range-extended electric vehicle ［J］. Applied Energy ， 2024 ， 370 ： 123637 .

邹慧明，唐坐航，杨天阳，等 . 电动汽车热管理技术研究进展［J］. 制冷学报， 2022 ， 43 （ 3 ）： 15 - 27 .

ZOU Huiming ， TANG Zuohang ， YANG Tianyang ， et al . Review of research on thermal management technology for electric vehicles ［J］. Journal of Refrigeration ， 2022 ， 43 （ 3 ）： 15 - 27 .

STAUNTON N ， MAUGHAN R ， PICKERT V . Controlled cooling in hybrid electric vehicles ［C］// IET HEVC 2008- Hybrid and Eco-Friendly Vehicle Conference . Coventry， London ： IET ， 2008 .

张舟云，徐国卿，沈祥林 . 用于电动汽车的电机和驱动器一体化冷却系统［J］. 同济大学学报（自然科学版）， 2005 ， 33 （ 10 ）： 1367 - 1371 .

ZHANG Zhouyun ， XU Guoqing ， SHEN Xianglin . Uniform cooling system of motor and its controller used in electric vehicles ［J］. Journal of Tongji University ， 2005 ， 33 （ 10 ）： 1367 - 1371 .

王义春，王发成，杨英俊 . 电传动装甲车辆冷却系统水路性能试验研究［J］. 车辆与动力技术， 2006 （ 4 ）： 1 - 4 .

WANG Yichun ， WANG Facheng ， YANG Yingjun . Experimental study on the water circulation performance of the electric armored vehicle cooling system ［J］. Vehicle & Power Technology ， 2006 （ 4 ）： 1 - 4 .

杨文霞，汤小波，郭新民 . 混合动力车辆双层冷却系统设计［J］. 农业装备与车辆工程， 2008 ， 46 （ 6 ）： 25 - 28 .

YANG Wenxia ， TANG Xiaobo ， GUO Xinmin . Design of the double-layer cooling system for a hybrid vehicle ［J］. Agricultural Equipment & Vehicle Engineering ， 2008 ， 46 （ 6 ）： 25 - 28 .

张伟，杨珏，张文明，等 . 中冷器布置对内燃机冷却系统性能影响的试验研究［J］. 东北大学学报（自然科学版）， 2015 ， 36 （ 5 ）： 719 - 723 .

ZHANG Wei ， YANG Jue ， ZHANG Wenming ， et al . Experimental study of the charge air cooler arrangement for engine cooling performance ［J］. Journal of Northeastern University （Natural Science）， 2015 ， 36 （ 5 ）： 719 - 723 .

SUN Xiaoxia ， WANG Yichun ， SHAO Chunming ， et al . Study of thermal management system for a series-parallel hybrid electric vehicle using numerical simulation ［J］. Applied Mechanics and Materials ， 2013 ， 300-301 ： 932 - 937 .

HU Donghai ， DONG Weijie ， GAO Peng ， et al . Noise reduction optimization for numerous radiator fans for fuel cell vehicle considering thermal-fluid-acoustic synergy ［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer ， 2024 ， 223 ： 125231 .

JI Hongzeng ， DUAN Xiuhui ， LIU Jiaxin ， et al . Research and evaluation of the arrangement of heat exchangers in electric vehicle thermal management systems for CO 2 refrigerant ［J］. Journal of Cleaner Production ， 2024 ， 449 ： 141836 .

YANG Qiao ， ZENG Tao ， ZHANG Caizhi ， et al . Modeling and simulation of vehicle integrated thermal management system for a fuel cell hybrid vehicle ［J］. Energy Conversion and Management ， 2023 ， 278 ： 116745 .

KIM S C ， KIM M S ， HWANG I C ， et al . Performance evaluation of a CO 2 heat pump system for fuel cell vehicles considering the heat exchanger arrangements ［J］. International Journal of Refrigeration ， 2007 ， 30 （ 7 ）： 1195 - 1206 .

DIMITROVA Z ， NADER W B . PEM fuel cell as an auxiliary power unit for range extended hybrid electric vehicles ［J］. Energy ， 2022 ， 239 ： 121933 .

HUANG Yin ， HU Haoqin ， TAN Jiaqi ， et al . Deep reinforcement learning based energy management strategy for range extend fuel cell hybrid electric vehicle ［J］. Energy Conversion and Management ， 2023 ， 277 ： 116678 .

徐赛 . 几种常见翅片通道内流动与传热的数值模拟［D］. 天津：天津大学， 2015 .

XU Sai . Numerical simulation of flow and heat transfer in several common fin channels ［D］. Tianjin ： Tianjin University ， 2015 .

GONG Chengyuan ， DU Yingmeng ， YU Yi ， et al . Numerical and experimental investigation of enhanced heat transfer radiator through air deflection used in fuel cell vehicles ［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer ， 2022 ， 183 ： 122205 .

HAO Junhong ， CHEN Qun ， REN Jianxun ， et al . An experimental study on the offset-strip fin geometry optimization of a plate-fin heat exchanger based on the heat current model ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2019 ， 154 ： 111 - 119 .

SALMON P ， KÖNÖZSY L ， TEMPLE C ， et al . Numerical investigation on various heat exchanger performances to determine an optimum configuration for charge air cooler， oil and water radiators in F1 sidepods ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2017 ， 117 ： 235 - 244 .

王义春，王发成，薛莹，等 . 电传动履带车辆冷却系统设计与计算［J］. 兵工学报， 2009 ， 30 （ 2 ）： 241 - 246 .

WANG Yichun ， WANG Facheng ， XUE Ying ， et al . Design and calculation of cooling system of electric drive tracked vehicle ［J］. Acta Armamentarii ， 2009 ， 30 （ 2 ）： 241 - 246 .

钱颂文 . 换热器设计手册［M］. 北京：化学工业出版社， 2002 .

QIAN Songwen . Heat exchanger design manual ［M］. Beijing ： Chemical Industry Press ， 2002 .

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