今天聊聊热管理 想节油增效真离不开它!

▎我们常见的热管理技术 都有哪些？

我们可以把热管理分成三个阶段：首先明确热管理的下限：不发生热损害；其次明确热管理的设计上限：不过度设计造成“冷机”；最后就是优化热管理的中心值：站在整车角度来进行技术优化，提升效率，降低油耗。

据了解，热管理技术最早由美国载人空间站提出，在上世纪80年代，该技术是由国外汽车公司引入到发动机开发中。传统的发动机热管理系统主要由水泵、节温器、暖风、散热器及管路等部分组成。

●  传统热管理技术：机械水泵+蜡式节温器

传统的热管理技术简单来说就是通过机械水泵将散热器中的冷却液加入到发动机水套内，冷却液与发动机壁面通过热交换带走发动机燃烧产生的热量，降低发动机温度。

冷却液流出发动机后，分别流向蜡式节温器和暖风系统，当冷却温度低于规定值（一般为87摄氏度）时，节温器内的石蜡呈固态，节温器阀在弹簧的作用下关闭发动机与散热器之间的通道，冷却液经水泵返回发动机，进行发动机内小循环。

当冷却液温度达到规定值后，石蜡开始融化逐渐变为液体，体积随之增大并压迫橡胶管使其收缩。在橡胶管收缩的同时对推杆作用以向上的推力，推杆对阀门有向下的反推力使阀门开启。这时冷却液经由散热器和节温器阀，再经水泵流回发动机，进行大循环。

暖风系统在发动机任何工况下均处于流通状态，以确保驾驶员根据需求随时可通过暖风的热交换将与发动机做完热交换冷却液的热气吹入驾驶室内。

●  传统热管理技术的精进：开关式水泵+电子节温器

但是随着对热管理技术要求的不断提升，前文介绍的机械水泵+蜡式节温器的方案逐渐无法满足需求，后面就有了开关式水泵+电子节温器的方案。

开关式水泵是在传统的机械水泵上增加了一套离合机构，可以控制水泵的开启和关闭，电子节温器是通过ECU发送信号加热电阻来实现石蜡加热膨胀，从而开启冷却大循环。与传动的节温器相比，电子节温器的响应更快、温度调节范围更宽。

《图片为传统节温器与电子节温器燃油情况对比》

●  电子水泵+分体冷却技术 如今主流的内燃机热管理技术

不管是传统的机械水泵和开关式水泵，它的泵水能力无法与发动机做到完全匹配，只能随转速提升而增大流量。为了能够精准控制，电子水泵应运而生。

电动水泵主要通过ECU控制泵水开关，可以根据发动机不同的工况匹配泵水量，比如挡车栏在冷机起动状态下，电动水泵可以停止泵水，从而使发动机内部冷却液处在小循环，实现快速升温，以达到快速暖机的效果。

但是电子水泵也有难点，首先就是相对于机械水泵和开关式水泵来说成本更高，而且电动水泵需要与发动机的实际工况相匹配，对于厂家来说，合理的标定难度也会增加。

《图片为传统冷却系统与智能冷却系统冷却液升温速度对比》

传统热管理系统必须等到缸盖冷却液温度达到节温器所需开启的温度才能开始大循环，但是在发动机运转过程中，缸体与缸盖热负荷状态不同，缸盖部分冷却液升温速度快于缸体，此时由于缸体温度较低，使得整机无法较快的实现发动机达到最高工作温度。

为了解决这个问题，通过两个节温器实现缸体缸盖水温单独控制的分体冷却技术因此诞生，分体冷却技术仅在传统热管理方案的基础上增加了一个传统节温器就实现缸体和缸盖温度的单独控制，在成本增加不多的情况下达到了快速暖机的目的，是性价比较高也是目前比较主流的一种发动机热管理方案。

《福特所采用的分体冷却原理图》

●  智能热管理技术诞生 未来内燃机热管理的趋势在于形成一体化能量管理系统

随着排放要求、节能要求的日益严苛，智能热管理技术正式诞生，以此实现更加精细化的管理。

由于对定义的解释不同，每个发动机厂家的智能热管理技术最终呈现的方式也不同，比如大众集团的智能热管理模块采用球阀结构取代了传统节温器的蜡块结构，可根据需求调节球阀开度从而实现了各通路流量大小的控制；沃尔沃通过液体流量的主动调节、可调式活塞冷却和机油温度调节来实现降低柴油机的燃油耗比。

对于未来，热管理技术主要还是朝着两个方向进行发力：首先就是引入能量转换和高效利用手段，逐步形成一体化能量管理系统；其次是未来的热管理技术势必要向智能化、精细化和高效化的控制领域寻求突破。

换句话说，就是未来的热管理技术除了采用更加智能化、精细化、高效化的手段进行温度调节，比如对温控驱动元件、阀门、冷却介质的流动回路等进行优化，还需要结合整车形成一体化的能量管理系统，发展高效换热装置，提升单元换热效率的基础上，通过控制策略优化实现水泵、风扇等控制器的的高精度跟踪控制，使车辆时刻处于最佳工况。

●  编后语

在未来的发展中，无论是新能源车还是燃油车，热管理技术的地位都将日益突出，成为影响整车经济性、可靠性和环保性表现的关键系统。据了解，现如今“域控”的概念已被引入到热管理系统的控制策略当中，在不远的未来，热管理系统也将会结合用户的自身需求、环境、正在使用场景，使得整车等变得更高效、更经济、更舒适。（文/张夼源 部分图源于网络）