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《Automotive Innovation》:低碳汽车电气化驱动系统热管理综述

2020-12-18 09:01:15


《Automotive Innovation》是中国汽车行业首个英文学术期刊,由中国汽车工程学会(China  SAE)主办,与世界著名出版集团施普林格(Springer Nature)深度合作,电子刊和纸质刊全球同步发行。2020年第4期Thermal Management专刊已正式上线。

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“低碳汽车电气化驱动系统热管理综述”为英国诺丁汉大学阎玉英教授团队撰写的综述论文,文章指出热管理技术可以推进汽车电气化发展,提升系统的集成化和小型化,综述了当前主要的先进冷却技术,并提出一种早期设计阶段的热管理方法。其论文摘要如下所示(中文摘要为编辑译,仅供参考),全文及具体内容详见网址:

https://link.springer.com/article/10.1007/s42154-020-00124-y


引用词条为:Li, B., Kuo, H., Wang, X., et al.: Thermal management of electrified propulsion system for low-carbon vehicles. Automot. Innov. 3(4), 299–316 (2020)


Thermal Management of Electrified Propulsion System for Low-Carbon Vehicles

Bo Li, · Kuo Huang · Xuehui Wang · Yiyi Chen · Yangang Wang · David Gerada · Sean Worall · Ian Stone · Yuying Yan


Abstract

An overview of current thermal challenges in transport electrification is introduced in order to underpin the research developments and trends of recent thermal management techniques. Currently, explorations of intelligent thermal management and control strategies prevail among car manufacturers in the context of climate change and global warming impacts. Therefore, major cutting-edge systematic approaches in electrified powertrain are summarized in the first place. In particular, the important role of heating, ventilation and air-condition system (HVAC) is emphasised. The trends in developing efficient HVAC system for future electrified powertrain are analysed. Then electric machine efficiency is under spotlight which could be improved by introducing new thermal management techniques and strengthening the efforts of driveline integrations. The demanded integration efforts are expected to provide better value per volume, or more power output/torque per unit with smaller form factor. Driven by demands, major thermal issues of high-power density machines are raised including the comprehensive understanding of thermal path, and multiphysics challenges are addressed whilst embedding power electronic semiconductors, non-isotropic electromagnetic materials and thermal insulation materials. Last but not least, the present review has listed several typical cooling techniques such as liquid cooling jacket, impingement/spray cooling and immersion cooling that could be applied to facilitate the development of integrated electric machine, and a mechanic-electric-thermal holistic approach is suggested at early design phase. Conclusively, a brief summary of the emerging new cooling techniques is presented and the keys to a successful integration are concluded.


Keywords  Thermal management · Electrified powertrain · Efficient cooling and heating · Electric machine and control · High power electronics


低碳汽车电气化驱动系统热管理综述

李博 · 黄阔 · 王学会 · 陈意奕 · 王彦刚 · David Gerada · Sean Worall · Ian Stone · 阎玉英


摘要

概述了当前热管理技术在汽车电气化驱动系统方面的挑战,反映了最新的热管理技术与研究趋势。目前,在气候变化和全球变暖的影响下,汽车制造商对智能热管理和控制策略的探索成为趋势。本文中首先总结了电气化驱动系统的主要前沿系统方法,强调了暖通空调系统的重要性。分析了电气化驱动系统中高效暖通空调系统的发展趋势。随后,提出了可以通过引入新的热管理技术和加强驱动系统集成提高电机效率;系统集成会促进系统小型化,因此可以提升单位体积价值,实现更高的单位功率输出/扭矩。在需求的驱动下,高功率密度电机的主要热管理问题亟待解决,包括热路径的全面研究,嵌入电力电子半导体、非各向同性电磁材料和绝热材料带来的多重物理量的挑战。文中列举了几种典型的冷却技术,如夹套式液体冷却、冲击/喷雾冷却和浸没冷却,这些技术可以促进集成电机的发展;提出了一种早期设计阶段的机械-电-热整体管理方法。最后,简要总结了新兴的冷却技术和成功集成的关键


关键词 热管理 · 电气化驱动系统· 高效冷却/加热 · 电机控制 · 大功率电子设备


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Thermal Management专刊亮点

本期专刊由英国诺丁汉大学阎玉英教授和吉林大学郭亮教授担任客座主编,精选来自全球研究团队的优秀论文。
热管理技术对于提升汽车热效率、零部件寿命、驾驶稳定性和乘坐舒适性至关重要。随着新能源汽车的不断发展,对高效的新能源汽车热管理系统需求日益迫切。新型材料、智能控制技术和新的制造工艺不断发展,汽车热管理系统将更加多样化、高效化、低成本化和智能化。
本期专刊旨在促进汽车热管理技术的进步。本期论文涵盖了驱动系统、动力电池和空调系统的创新性热管理解决方案,还有两篇文章讨论了提升燃气汽车热效率的相关方法与策略。


Automotive Innovation介绍

《Automotive Innovation》作为由国家新闻出版署批准的中国汽车行业首个英文科技期刊,也是中国汽车工程学会(China SAE)为行业打造的重要国际交流平台和窗口,旨在进一步推动国际合作与交流,加速中国汽车创新成果走向国际,提升中国在国际汽车界的话语权。
自创刊以来,期刊就以建设世界一流期刊为目标,邀请全球15个国家和地区极具影响力的汽车领域专家担任编委,并与著名出版集团施普林格(Springer Nature)合作,以国际高标准确保论文水平和出版质量。期刊每季度出版1期,读者已涉及72个国家和地区,目前最高单篇下载次数超过13000次。期刊已得到业内众多知名专家学者认可。
期刊主要刊登汽车及出行领域范围内具有创新性的理论、方法研究,产品开发和工程技术应用等相关创新成果,涵盖智能网联汽车技术、新能源汽车技术、未来出行技术、节能与环保技术和系统工程等领域。
《Automotive Innovation》主编为清华大学李骏院士、赵福全教授,执行主编为吉林大学马芳武教授。


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