汽车主动进气格栅调节下的Flowmaster冷却系统分析

（转）

1. 背景描述

主动进气格栅（AGS）通过电机主动控制进气格栅的进气角度，影响着空气流动性和进气量等参数。利用主动进气格栅（百叶窗式叶片），来控制经过格栅对冷却系统和发动机舱降温的气流，不仅可以优化汽车空气动力性能，而且当车辆在冷车状态下启动时，进气格栅主动关闭系统还能控制叶片长时间地保持关闭状态，使得发动机更快达到合适的运行温度，从而帮助汽车降低油耗。

2. 技术难点

电动进气格栅的控制策略集成在发动机控制器（EMC）内，EMC按照控制策略，在获取发动机冷却液温度、空调系统压力、车速、环境温度、冷却风扇状态等物理参数后，结合发动机最佳工作温度、空调高效工作系统压力等目标参数，计算出进气格栅的目标开度。整个控制系统非常复杂。如何根据进气格栅对整车各个系统的影响，在满足冷却系统需求的情况下，尽量减小进气格栅的开度是一大难点。

3. 案例介绍

该案例是国外某汽车整车厂商主动进气格栅案例。其工作原理是通过对发动机温度的监控结果，控制一部分进气格栅的开闭。当发动机温度不高时，通过关闭部分格栅来降低车辆的风阻系数，以便最终达到节省油耗的目的。下图为使用Flowmaster建立的汽车热管理模型。

通过Flowmaster仿真计算获得了两种工况下（紫线—暖风未开工况；红线—暖风开启工况）格栅的开启以及循环情况。通过下图可以看到：1）暖风未开工况下，格栅关闭600s左右后开始打开，然后循环开闭。2）暖风开启工况下，格栅关闭2600s左右后打开，然后循环开启。因此，通过仿真可以预测不同工况下格栅的开闭情况，进而对冷却模块进行优化。                   

4. 总结  

汽车冷却系统的设计一般都是在考虑最大冷却需求的情况下进行的，在汽车行驶的大部分工况下，冷却系统都有富足的冷却能力。通过具体工况主动调整进气格栅的开度，可以充分利用冷却系统的冷却能力，不仅有利于减少整车风阻，还能降低能耗，快速暖机，优化排放，提高动力和暖风性能等优点。