一种汽车车窗能耗优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车车窗能耗优化方法及系统，建立整车车窗几何模型，将内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布设定为玻璃内层的物理属性，将外层玻璃的对流换热系数分布设定为玻璃外层的物理属性，在设定环境边界后，形成整车车窗仿真模型；得到各选定因子与漏热量之间的传递函数和各选定因子与成本之间的传递函数；获得成本目标值和漏热量目标值，基于选定因子与漏热量之间的传递函数以及选定因子与成本之间的传递函数，得到各选定因子的最优值

【技术实现步骤摘要】
一种汽车车窗能耗优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车
，具体涉及汽车车窗能耗优化方法及系统
。

技术介绍

[0002]根据国标要求，“汽车能源消耗标识”增加高温开空调，低温开暖风两种工况标识，因此减少整车能耗已成为汽车主机厂关重点
。
目前用户对纯电动车辆的低温续航里程衰退的抱怨的更多，同时技术难度更大，当前，降低低温法规工况下的整车能耗，可以通过热管理系统优化或减少整车的漏热量实现
。
车窗玻璃作为整车与环境的最重要的热交互边界，其漏热量多少直接关系到整车的能耗水平，但是盲目提高其隔热效果，成本无法控制，主机厂难以接受
。
[0003]现有技术提出了一种被动式恒温超低能耗汽车保温方法，通过在汽车各个部位设置高效隔热保温材料层
、
高气密性围护结构
、
多玻温屏节能中空玻璃车窗
、
防紫外线保温镀膜或贴膜等方式，有效地解决了汽车停驶中夏季车内炎热，冬季车内寒冷的保温需求，以极少的能源消耗保持车内恒温
、
恒湿
、
恒氧
、
恒净
、
低噪
、
健康和舒适的行车环境
。
[0004]现有技术中用于解决冬季能耗的主要方式为采用节能车窗
、
天窗和前后挡风玻璃，所述的节能车窗
、
天窗和前后挡风玻璃采用温屏多玻中空玻璃，然而该方案未考虑不同车窗的漏热量高低问题
、
>车窗成本问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种汽车车窗能耗优化方法，以解决现有技术盲目提高其隔热效果，成本无法控制的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种汽车车窗能耗优化方法，建立整车车窗几何模型，将内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布设定为玻璃内层的物理属性，将外层玻璃的对流换热系数分布设定为玻璃外层的物理属性，在设定环境边界后，形成整车车窗仿真模型；根据玻璃物性参数设定选定因子，基于所述整车车窗仿真模型，得到各选定因子与漏热量之间的传递函数；基于玻璃物性参数与成本之间的关系函数，得到各选定因子与成本之间的传递函数；获得成本目标值和漏热量目标值，基于选定因子与漏热量之间的传递函数以及选定因子与成本之间的传递函数，得到各选定因子的最优值
。
[0007]根据上述技术手段，通过建立整车车窗几何模型计算漏热量，然后根据玻璃物性参数确定选定因子后，计算各选定因子与漏热量之间的传递函数以及各选定因子与成本之间的传递函数，在结合两个传递函数，在确定成本目标值和漏热量目标值后，得到各选定因子的最优值，在改善玻璃漏热量的同时兼顾成本，进而通过该方法提供具有高玻璃隔热性
和低成本相结合的具有性价比的方案
。
[0008]进一步，所述选定因子与漏热量之间的传递函数或者选定因子与成本之间的传递函数的计算方法为：根据所述整车车窗仿真模型或者玻璃物性参数与成本之间的关系函数，计算得到每组玻璃物性参数所对应的漏热量或者成本；拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系；计算的得到所有选定因子的主效应，若存在主效应大于目标参数的选定因子，则删除主效应最大的选定因子，然后重新进行所述拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系，直至所有的选定因子的主效应均小于等于目标参数
。
[0009]进一步，所述选定因子包括玻璃厚度
、
玻璃导热系数
、
玻璃比热容
、
玻璃密度以及上述参数的两两组合
。
[0010]进一步，计算所述外层玻璃的对流换热系数分布的方法在于：建立整车外流场计算域的几何模型，所述整车外流场几何模型的边界包括车身表面
、
车窗
、
车轮
、
底盘
、
模拟环境进风面和出风面，环境边界与所述整车车窗几何模型的环境边界相同；针对整车外流场几何模型进行仿真分析，计算得到所述外层玻璃的对流换热系数分布
。
[0011]进一步，计算所述内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布的方法为：建立整车内流场计算域的几何模型，所述整车内流场几何模型的边界包括仪表台
、
中控
、
吹面出风口
、
除霜出风口
、
车窗
、
座椅
、
门内饰板和地毯，环境边界与所述整车车窗几何模型的环境边界相同；对整车内流场几何模型进行仿真分析，计算得到所述内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布
。
[0012]一种汽车车窗能耗优化系统，包括：第一模型分析模块，配置为建立整车车窗几何模型，将内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布设定为玻璃内层的物理属性，将外层玻璃的对流换热系数分布设定为玻璃外层的物理属性，在设定环境边界后，形成整车车窗仿真模型；传递函数计算模块，配置为根据玻璃物性参数设定选定因子，基于所述整车车窗仿真模型，得到各选定因子与漏热量之间的传递函数；基于玻璃物性参数与成本之间的关系函数，得到各选定因子与成本之间的传递函数；优化模块，配置为获得成本目标值和漏热量目标值，基于选定因子与漏热量之间的传递函数以及选定因子与成本之间的传递函数，得到各选定因子的最优值
。
[0013]进一步，所述选定因子与漏热量之间的传递函数或者选定因子与成本之间的传递函数的计算方法为：根据所述整车车窗仿真模型或者玻璃物性参数与成本之间的关系函数，计算得到每组玻璃物性参数所对应的漏热量或者成本；拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系；计算的得到所有选定因子的主效应，若存在主效应大于目标参数的选定因子，则
删除主效应最大的选定因子，然后重新进行所述拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系，直至所有的选定因子的主效应均小于等于目标参数
。
[0014]进一步，所述选定因子包括玻璃厚度
、
玻璃导热系数
、
玻璃比热容
、
玻璃密度以及上述参数的两两组合
。
[0015]进一步，还包括第二模型分析模块，配置为根据下述方法计算所述外层玻璃的对流换热系数分布，具体的：建立整车外流场几何模型，所述整车外流场几何模型的边界包括车身表面
、
车窗
、
车轮
、
底盘
、
模拟环境进风面和出风面，环境边界与所述整车车窗几何模型的环境边界相同；针对整车外流场几何模型进行仿真分析，计算得到所述外层玻璃的对流换热系数分布
。
[0016]进一步，还包括第三模型分析模块，配置为根据下述方法计算所述内层玻璃的对流换热系数分布和所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种汽车车窗能耗优化方法，其特征在于：建立整车车窗几何模型，将内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布设定为玻璃内层的物理属性，将外层玻璃的对流换热系数分布设定为玻璃外层的物理属性，在设定环境边界后，形成整车车窗仿真模型；根据玻璃物性参数设定选定因子，基于所述整车车窗仿真模型，得到各选定因子与漏热量之间的传递函数；基于玻璃物性参数与成本之间的关系函数，得到各选定因子与成本之间的传递函数；获得成本目标值和漏热量目标值，基于选定因子与漏热量之间的传递函数以及选定因子与成本之间的传递函数，得到各选定因子的最优值
。2.
根据权利要求1所述的汽车车窗能耗优化方法，其特征在于：所述选定因子与漏热量之间的传递函数或者选定因子与成本之间的传递函数的计算方法为：根据所述整车车窗仿真模型或者玻璃物性参数与成本之间的关系函数，计算得到每组玻璃物性参数所对应的漏热量或者成本；拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系；计算的得到所有选定因子的主效应，若存在主效应大于目标参数的选定因子，则删除主效应最大的选定因子，然后重新进行所述拟合得到选定因子与漏热量的函数关系或者选定因子与成本的函数关系，直至所有的选定因子的主效应均小于等于目标参数
。3.
根据权利要求2所述的汽车车窗能耗优化方法，其特征在于：所述选定因子包括玻璃厚度
、
玻璃导热系数
、
玻璃比热容
、
玻璃密度以及上述参数的两两组合
。4.
根据权利要求1所述的汽车车窗能耗优化方法，其特征在于：计算所述外层玻璃的对流换热系数分布的方法在于：建立整车外流场计算域的几何模型，所述整车外流场几何模型的边界包括车身表面
、
车窗
、
车轮
、
底盘
、
模拟设定工况下不同车速的气流进风面和出风面，环境边界与所述整车车窗几何模型的环境边界相同；针对整车外流场几何模型进行仿真分析，计算得到所述外层玻璃的对流换热系数分布
。5.
根据权利要求1所述的汽车车窗能耗优化方法，其特征在于：计算所述内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布的方法为：建立整车内流场计算域的几何模型，所述整车内流场几何模型的边界包括仪表台
、
中控
、
吹面出风口
、
除霜出风口
、
车窗
、
座椅
、
门内饰板和地毯，环境边界与所述整车车窗几何模型的环境边界相同；对整车内流场几何模型进行仿真分析，计算得到所述内层玻璃的对流换热系数分布和所述内层玻璃的温度分布
。6.
一种如权利要求1‑5任一项所述的汽车车窗能耗优化方法的汽车车窗能耗优化系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新华，杨帆，文苑，赖菲，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：