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干货!国内小型乘用车空調冷凝器技术调研报告

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干货!国内小型乘用车空調冷凝器技术调研报告
发布时间:2018-06-14 ?? 点击次数:次 ??
格朗吉斯铝业作为一家专业从事车用换热器铝材加工的生产商,对下游应用端的系统及产品技术发展的热点始终保持着一定的关注。另一方面,由于服务于众多国内外的汽车热管理系统供应商,得以管中窥豹,从客户对材料的特殊需求了解到一些车用换热器行业的发展方向,例如轻量化,更苛刻的可靠性要求。当然,受制于专业限制,很多来自推测的理解可能差之毫厘,谬以千里。为此,公司设立专项基金,对车用换热器进行技术调研,204年我们发布了发动机散热器的调研报告,本次分享的是我们去年开展的空調冷凝器的调研工作。
如前述散熱器調研報告中提到的,本文所做工作無論從樣本規模還是數據的信息量都僅僅是滄海一粟,特別是本文完成單位爲一家原材料企業,搜集冷凝器樣品和測試工作遇到諸多困難。因此部分表述如有不當,歡迎批評指正。
【摘要】
本報告主體包含3個部分,部分介紹了車用冷凝器的樣本確定原則;第二部分具體介紹本文選取的冷凝器産品在設計上的特點及性能結果;第三部分對當前冷凝器的主要原材料方案進行了總結。
需要說明的是,本文不可避免的通過台架試驗對各冷凝器的性能進行了羅列和對比,但這並不反映冷凝器本身的優劣。因爲冷凝器作爲空調制冷系統的重要組成部分,其匹配性能需要放在各自的系統中進行評價,同時受安裝尺寸及整車運行參數的影響(例如風扇,控制邏輯,發艙內流道等),實際性能應以整車實驗爲准。換言之,每一款汽車,每一套空調系統都會有一個合適的,即匹配好的冷凝器方案。
【調研樣本的確定】
本調研選取樣件基于如下限定:
對應車型的國內銷量爲204年前00名,我們認爲這些樣件可以代表行業的主流;
對應車型均爲A級轎車,一般而言具備相似的空調負荷和系統配置,冷凝器的迎風面尺寸也比較接近;
所对应车型均生产并销售于 203~204年,保证是同一技术水平时期产品的比较。
在明確上述原則後,我們又考慮到不同車企的技術水平差異,希望我們的調研能盡量覆蓋自主品牌,歐美系、韓日系的車型産品。
終,我們在市場上搜集了套冷凝器樣品,具體見下表:
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【車用冷凝器設計及基于台架試驗的性能評價】
?  车用冷凝器设计变迁及趋势展望
車用冷凝器大體經曆了管片式、管帶式到平行流的設計變遷(圖),伴隨著更精細的部件設計和材料技術,近年來冷凝器的技術進步主要體現在小型化和輕量化。此外,
擠壓扁管近年來不斷追求更小的孔徑。而由軋制材制造的折疊扁管則由于具備成本優勢在90年代末期開始逐漸被引入市場;
平行流冷凝器的設計優化-主要是翅片的優化,與水箱一體、前端模塊化是未來冷凝器開發的主要方向;
液冷式冷凝器開始出現應用,尤其適合縮減前端布置空間和二次回路系統(液冷式空調系統)。
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图:汽车空調冷凝器产品进化史
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图2 液冷式冷凝器一般采用板式换热器结构
冷凝器樣品的測量及主要測量結果展示
本文對搜集的冷凝器參數進行宏觀測量和微觀測量,得到樣品的大部分設計參數,其中宏觀測量7項,包括散熱器芯體的長、寬、厚度、總成的毛重量,集液管的外徑、內徑,以及制冷劑側流程布置。微觀測量20項,包括:扁管和翅片的具體形狀參數。微觀測量是利用光學顯微鏡對小尺寸部件進行一般精度測量的方法,需要經曆切割、制(磨)樣、觀察、測量四個階段,其中切割和制樣階段尤爲關鍵,直接影響終的測量精度。本文采取多次制樣多次測量的方式控制誤差。
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圖3:翅片百葉窗的微觀測量界面
表一:測量結果展示(部分)
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图4 部分参数统计结果
(左上到右上依次爲扁管高度、扁管寬度、扁管孔數;
左下到右下依次爲翅片高度、開窗數量、開窗角度)
基于此可以认为,目前汽车行业的冷凝器主流设计是芯厚6mm, 扁管高2mm/.8mm, 扁管孔数0,翅片高度7.8mm,开窗数0,开窗角度27度,存在一定的设计趋同性;
冷凝器樣品的測試
本調研對冷凝器的測試項目包括傳熱性能試驗、壓力交變試驗、耐冷/熱試驗、外腐蝕加速試驗。除外腐蝕試驗外,其它測試均在上海交大-中關村研究院完成。各項試驗的測試條件

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