Un breve análisis de las futuras direcciones de investigación de los radiadores de tubo y aleta en la gestión térmica automotriz

Con la creciente densidad de potencia de los motores y la creciente diversidad de las demandas de refrigeración en los vehículos de nueva energía (NEV),La obtención de una disipación de calor de alta eficiencia sigue siendo el objetivo principal del diseño de radiadores modernos.

• Continuación del dominio de las aleaciones de aluminio:Las aleaciones de aluminio seguirán siendo el material principal para los radiadores de alto rendimiento, evolucionando hacia variantes resistentes a la corrosión y de alta resistencia.
• Reexploración de materiales de cobre:Aunque el cobre es más pesado y más caro que el aluminio, su conductividad térmica es muy superior a la de las aleaciones de aluminio.En aplicaciones con requisitos extremos para la eficiencia de disipación de calor, como las computaciones de alto rendimiento yvehículos de nueva energía de gama alta (NEV)El cobre es un material muy importante para la fabricación de los intercambiadores de calor.

• Tecnología de aleta para una transferencia de calor mejorada:La evolución de las aletas planas convencionales a las aletas onduladas más complejas,y otras configuraciones mejora sustancialmente la eficiencia de transferencia de calor al aumentar la turbulencia del flujo de aire y la superficie de intercambio de calor.
• Tecnología de tubo plano (tubo de puertos múltiples) con diseño de microcanal:Las estructuras internas de las aletas (costillas internas) se han vuelto más intrincadas y densas, lo que lleva al desarrollo de tubos planos de microcanal.Esto aumenta significativamente el área de contacto entre el refrigerante y la pared del tubo, mejorando así la transferencia de calor en el tubo para los radiadores compactos.
• Diseño de tono de aleta variable para un rendimiento optimizado:La aplicación de diferentes densidades de aletas en diferentes zonas del radiador permite una distribución no uniforme del campo de temperatura, optimizando el rendimiento general de la disipación de calor.

La ligereza es fundamental para mejorar el ahorro de combustible de los vehículos convencionales y ampliar el rango de conducción de los vehículos eléctricos.

• Disminución de materiales mediante fabricación avanzada:A través de procesos de fabricación avanzados, el grosor de los tubos planos y las aletas se está reduciendo desde el rango tradicional de 0,1 mm + a 0,05 mm o incluso más delgado, lo que permite núcleos de radiadores ultraligeros.
• Optimización estructural mediante CAE:La optimización de la topología mediante ingeniería asistida por computadora (CAE) elimina el exceso de material manteniendo la resistencia y el rendimiento de disipación de calor.lograr núcleos de radiadores ligeros sin comprometer la durabilidad.
• Aplicación de materiales ligeros:Los plásticos de ingeniería o los materiales compuestos se utilizan para los tanques de agua y las placas laterales como sustitutos de los componentes metálicos tradicionales.reducción significativa del peso total del conjunto de radiadores.

El radiador ya no es un componente independiente, sino una parte integral del sistema de gestión térmica (TMS) general del vehículo.

• Modulos de refrigeración de extremo delantero múltiples en uno:Los radiadores se integran a menudo con intercooler, condensadores de aire acondicionado, refrigeradores de chips, etc., en un único módulo, el módulo de refrigeración frontal.Esto ahorra espacio., simplifica el montaje y optimiza el diseño del vehículo para una mejor integración térmica.
• Integrado funcional para refrigeración de múltiples fuentes:Por ejemplo, la integración de las funciones de refrigeración para la batería, motor eléctrico,o electrónica de potencia con el radiador del motor en un solo núcleo permite la gestión integral de múltiples fuentes de calor, mejorando la eficiencia general del sistema.

El sistema de refrigeración está cambiando de respuesta pasiva a predicción activa y control de precisión.

• Coordinación del obturador activo de la rejilla (AGS):Cuando la demanda de refrigeración es baja, el AGS se cierra para reducir el arrastre aerodinámico y mejorar la eficiencia energética; cuando surge una demanda de refrigeración alta,el AGS se abre para el máximo flujo de aire.
• Ventiladores inteligentes y bombas de velocidad variable para refrigeración bajo demanda:La velocidad del ventilador y el caudal de la bomba se ajustan en tiempo real en función de la carga térmica, lo que permite la refrigeración bajo demanda y reduce el consumo de energía innecesario.
• Integración del sistema de gestión térmica:Como punto final de accionamiento del TMS del vehículo, el radiador recibe señales de múltiples sensores de temperatura, con una toma de decisiones unificada por parte de la unidad de control (ECU/VCU),El sistema de control de la temperatura se ha desarrollado de forma que permite una regulación precisa de la temperatura en diversas condiciones de funcionamiento (ePor ejemplo, arranque en frío, crucero por carretera, aceleración rápida, carga rápida).

Los procesos de fabricación avanzados sustentan las tendencias descritas anteriormente.

• Tecnología de soldadura Nocolok sin flujo:La tecnología de soldadura Nocolok sin flujo está madurando y se está extendiendo, garantizando la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión del núcleo del radiador.y estructuras de paredes finas.
• Producción automatizada e inteligente:La visión artificial y el ensamblaje robótico se emplean para mejorar la eficiencia de producción y la consistencia del producto al tiempo que se reducen las tasas de defectos en la fabricación de radiadores de gran volumen.
• Resistencia a la corrosión mejorada:A través de formulaciones de materiales optimizadas, recubrimientos de alto rendimiento y procesos de soldadura mejorados, la vida útil de los radiadores en ambientes hostiles (por ejemplo, alta salinidad,la humedad alta) se extiende, garantizando la fiabilidad para aplicaciones de vehículos pesados y vehículos eléctricos.

Los vehículos de nueva energía (NEV), incluidos los vehículos eléctricos de batería (BEV) y los vehículos de pila de combustible, imponen nuevos requisitos al diseño de los radiadores.

• Refrigerador a baja temperatura para vehículos eléctricos y pilas de combustible:Los radiadores para vehículos eléctricos y vehículos de pila de combustible sirven principalmente para la batería, el motor eléctrico y la electrónica de potencia.funcionando a temperaturas típicamente inferiores a 65 °C (mucho más bajas que las de los motores de combustión interna (~ 90 °C), pero con mayores exigencias de estabilidad y uniformidad de temperatura.
• Diversificación de los refrigerantes para la seguridad de alta tensión:Los refrigerantes de baja conductividad pueden ser necesarios para cumplir con los requisitos de seguridad de los sistemas de alto voltaje de los vehículos eléctricos modernos.
• Diseño compacto y adaptable a la forma:Sin un gran depósito de líquido de refrigeración del motor, pero con un mayor número de componentes que requieren refrigeración, la disposición espacial y la adaptabilidad a la forma de los radiadores se enfrentan a demandas más altas, impulsando la innovación enintercambiadores de calor de forma personalizada.