研究高效可靠的汽车发动机舱热管理方法势在必行

汽车高速行驶时冷却气流高速通过位于发动机舱前方的格栅进入机舱内进行冷却。此时流过车身的空气速度较高，车身的形状对汽车周围的流场影响较大。

同时由于气流速度高对发动机舱内部的流动也会产生一定的影响。因此计算的模型保留了部分车身特征。但是汽车的尾流离进气格栅位置较远，所以对进入机舱内部的气流的影响有限。

传统汽车前进气格栅的开口面积（GOA）是基于满足最恶劣工况下散热需求对风量要求而设计的，它不会随着汽车工况的改变而主动调节开口面积。实际情况下，发动机所需要的散热量是随着工况而不断变化的，这就要求进气格栅能随着工况的改变而主动改变开口面积。

并且过量的冷却气流动量损失反而会导致内循环阻力上升，可对GOA进行控制优化。当进气格栅的状态发生变化时，进入发动机舱的气流量和气流流向均会受到影响，引起整车冷却系统有效迎风面积、内部流场等气动阻力的变化，进而对整车性能产生影响。这就要求根据整车的行驶状态来主动调节进气格栅的开口面积以使整车的行驶状态达到最优。

针对目前主动进气格栅采用的开环控制算法，本章节通过建立发动机舱热管理模型，对发动机散热与冷却需求进行理论分析，建立最多10种的格栅开启角度控制算法，满足冷却系统对进风量的实时需求。引入中心组合设计法设计标定方案并通过二次多项式回归方程建立车速-格栅开度-风扇状态的三因素风量预测模型。该方法能够实时满足整车冷却需求并优化匹配标定方案，有效降低汽车行驶阻力，提升燃油经济性。

发动机舱热管理模型作为整车动力之源的发动机，其性能设计的好坏将直接影响到整车的动力性、经济性，以及越来越备受关注的环保性能。从发动机舱热管理的重要性来讲，发动机舱内的温度直接影响到发动机的动力性、经济性和环保性能。提高发动机性能的方法之一是得到整车尤其是发动机舱内器件，如发动机、冷却系统、排气系统的温度分布，然后指导冷却系统的设计改进。

而这正是汽车发动机舱热管理仿真的核心内容。从发动机舱热管理的必要性来讲，一方面，由于汽车工业的高速发展，引起人们对汽车美观、舒适性和安全性更高的追求；另一方面，由于全球范围内的能源供应日趋紧张以及国际对生态环境的不断重视，世界各国不断要求汽车厂商进行节能减排和环保，并陆续制定更加严格的排放标准。

因此，研究高效可靠的汽车发动机舱热管理方法势在必行。从发动机舱热管理的可行性来讲，随着计算机技术的迅速发展而蓬勃兴起的计算流体力学和计算传热学为汽车发动机热管理的设计研究开辟了新的途径，仿真成为一种非常有效并具有潜力的手段，对热管理系统的成功开发与设计带来非常显著的作用。

有关汽车发动机舱热管理分析的一维热平衡研究是指分析在不同工况下发动机燃油燃烧所释放出的总能量分配到有效功率以及各部分散热损失的情况。根据热量的分配情况，可以判断在某一特定工况下，零部件的热负荷是否过高。同时，热平衡的研究结果可以为冷却系统的设计提供依据，并为提高发动机的热效率指明方向。