外饰领域车辆节能减排对策

摘 要：随着各地国六排放标准依次公布，一时间，各主机厂对汽车节能减排的需求也水涨船高。本文旨在通过分享外饰领域节能减排的实际设计案例，希望能给读者带来启发。

关键词：外饰;节能减排设计;实际设计案例

0 前言

进气格栅是整车前端重要的构成部分，一般来说，汽车前端的格栅是固定结构，格栅开口也同时作为发动机舱的进气口。而主动进气格栅（以下简称AGS），是在通过测量车辆发动机水温，机油温度，进气温度，空调系统状态后，根据设定好的控制逻辑，依靠控制电机实现格栅叶片在开启到关闭状态自由切换的一种装置。通过两种状态的合理切换，提高车辆的导流，降低整车空气动态阻力，提高发动机热效率，提升整车燃油经济性。

1 AGS的开发大纲

AGS技术开发大致分为三个阶段进行推进：

第一阶段：节能减排效果论证，产品结构、执行电机规范要求、控制策略方法研究;

第二阶段：产品立项开发，完成产品与整车搭载试验验证;

第三阶段：技术应用推广。

2 AGS研究路线确定

前期调研不是本文的主要内容，在此跳过。就一个具体的项目来说，我们的首要任务，是分析AGS的布置，通过对格栅在机舱不同位置的选取，给出初步的总布置方案。

通过对不同方案进行模拟验证，可以得出一个初步结论。在造型，总布置允许的情况下，AGS叶片与前格栅X向距离越近，降低风阻的实际效果越好。

3 AGS的结构设计

主动进气格栅可以分为a：仅具备上主动进气格柵，b：上下主动进气格栅，显而易见，零件和开发成本b>a，实际效果b>a，具体成本待后续结论。为了充分的验证，针对该实际项目，采用b方案进行设计。每个单独的AGS由框架，电机，驱动连杆，导风罩，叶片等分件构成。具体的详细信息可以参考下面图表。

4 物理层总线布置及技术要求

本节提供了LIN主、从节点推荐的收发器及其接口电路。推荐使用的LIN收发器型号为TJA1020A。由于选用不同的LIN收发器和微控制器，LIN的接口电路可能与此原理图有所差别，但可以作为参考。

ECU的EMC与ESD元件见表1。

为了保证良好的EMC和ESD性能，我们可以增加一些抗干扰的要求。

5 AGS的控制原理

（1）动力系统的润滑效率与其工作温度息息相关，当机械润滑效率高时，摩擦力小，机械磨损也比较轻微，在提高动力系统寿命的同时，也有利于提高发动机的燃油效率，降低损耗。因此，减小动力系统进入最佳工作温度范围的时间，有利于提高燃油经济性，降低油耗。动力系统的工作温度一般是通过测量发动机冷却液的温度间接获得。当动力系统工作温度较低时，主动关闭AGS，有利于发动机舱外的冷空气气流带走热量，提高动力系统进入最佳工作范围的速度，降低油耗。

（2）显然的，AGS打开与关闭，会对整车风阻系数产生影响。一般叶片开度越小，整车的风阻系数越小，他们成一个正比关系，且车速越高，该效果越明显。而汽车冷却系统的设计一般针对恶劣工况，因此在普通的常规形式状态下，冷却系统是具备了一;定的冗余冷却能力，这就给AGS控制留下了空间，使整车在普通工况下，AGS只打开一定的角度，甚至完全关闭，在冗余的冷却性能保证下，依然能够保证动力系统温度处在正常范围内。在同样的外界条件下，我们针对打开和完全关闭状态进行实车验证，可以得到下述对照表。

在上述两个基本原则下，主动进气格栅的控制逻辑如下：

（1）主动进气格栅在车辆冷启动时，应尽量处于完全关闭状态，当进气格栅关闭时，动力系统的温度得到提高，特别是怠速和低速工况。发动机功率低，发热量少时效果更好。

（2）而在高速时，冷却系统的冗余设计则更多的在进气格栅关闭工况下展现出来，即高速时，发动机冷却液温度差别不是很大，在进气格栅完全关闭工况下，节温器的开度更大，且保持大角度的时间也较长，这些保证了发动机冷却液不会因此上升过度，引起发动机过热。

（3）在两者之间的工况，需要根据整车标定结果，制定合适的策略，让发动机在保持正常工作温度的情况下尽可能做到关闭状态。当动力系统的温度较高时，则需要打开进气格栅，使外界更多的冷空气进入发动机舱，带走多余的热量。

6 产品仿真及实物测试

经过以上几个步骤，我们接下来需要制作样件验证设计思路的正确性。同时对比测试实际数值和仿真数值，也更有利于调整模拟环境的设定，为后续整车油耗评估搭建更为精准的平台。具体测试结论见表4。

说明，为了对比上文结构设计时的方案选择。第一次滑行试验时，仅对上AGS采取控制，下AGS全程打开。第二次滑行试验上下AGS一起参与验证。

7 结论

（1）AGS系统在整车开发中，可以对整车排放，油耗起到正面作用，相当于侧面降低整车重量。

（2）通过对比测试发现，上下AGS同时作用的时候，对油耗和排放带来的好处稍稍大于仅上AGS启动的一半。项目策划阶段，可以根据车辆的具体需求选择开发方案。

综上所述，本文通过某实际车型开发，分享了从外饰零件着手降低整车排放和油耗的一个经典设计案例。将来，随着我国居民环境保护意识的提高，国家法规要求的加严，可以预见，可以控制的进气外饰零件是未来的设计趋势，将有越来越广的应用。

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