9月22日-24日，2024中国（郑州）新能源汽车生态伙伴大会在河南郑州举办。本届大会以“车聚生态，智联未来”为主题，由郑州市人民政府、中国汽车工业协会等单位共同主办。大会由1场高端闭门会、1场主题大会、1场整零生态伙伴对话会、4场专题交流会、N场行业发布会、丰富的主题参观及相关配套活动组成，旨在集聚各方智慧、力量及优势资源，积极推动新能源汽车产业生态融合，促进郑州新能源汽车产业生态集聚化发展。其中，在9月24日上午举办的“中国汽车供应链生态合作会（郑州站）”上，江苏超力电器有限公司热管理集成模块研发科长姜健驰发表精彩演讲。以下内容为现场发言实录：
下面我从以下六个方面来进行本次汇报。
前面两部分是关于整个超力电器介绍以及热管理研发能力，后面四部分是对于热管理集成模块热设计、排气、NVH和总成成本优化。
江苏超力成立于2001年，注册资金5425万，现有员工1800多人，是一家专业研发制造销售各种车用电机风机车载空调热交换器热管理集成国家高新技术企业，是国内微电机行业的龙头企业。公司目前在布局有四个研发中心和8个制造中心，其中包括丹阳以及上海研发中心，以及丹阳常州开封广州等工厂，公司解决方案包括热管理、电机电器、储能热管理、精密加工、工程塑料、汽车电子，我们坚持技术+成本+价值增长，多维度推动垂直整合，在汽车产业积极布局，为主机厂提供创新高性价比零部件产品。
下面讲到整个集团的一些业务范围，热管理相关零部件像前舱、乘员舱、电池、集成式热管理，前舱有前舱冷却模块，包括高低温散热器、冷凝器、室内外换热器、中冷器、油冷器、电子风扇。乘员舱热管理包括HVAC总成、蒸发器、暖风芯片、室内换热器、鼓风机、座椅通风模块。电池热管理中有电池冷却风扇、电池冷板，集成式我们有电池冷却器、水冷冷凝器、水换热器、电子水泵水阀。
下面包括乘用车商用车新能源零部件企业是我们的合作企业。
研发能力，公司有研发人员三百人，硕士32人，博士十人，国家千人计划学者一人，省双创人才5人，公司通过测量体系认证CNAS认证，具备国内噪声振动高低温喷淋风量寿命、空调综合性能、EMC电磁兼容检测手段实验能力。下面是我们用到研发工具，包括工具类、数据处理类、软硬件开发类。成果转化部分展示了包括水侧多动阀，以及集成模块自身流道类、换热类专利，包括一些总成和系统专利，以及一些设计优化的论文。
下面就进入到我们的整个技术领域热设计优化。
这边讲述了我们设计优化案例，在整个剂侧优化当中，实测结果与仿真差异4.6%，说明仿真准确性比较高，在原结构基础上增加空气隔热，降低系统之间的串热以及热损失。下面有剂侧优化案例，这边是讲述了整个空气段优化，对于空气段我们从上面是优化前，下面优化后，基于上一版数据对于空气段进行加成，减少了整个高温区低温区接触面积，优化高温区低温区传热，达成最终设计目标。
下面是冷却液侧优化案例，在电机和电池串热量大概达到了370瓦这样一个范围，我们目标值是150瓦，是没有达标。在整个结构设计上做了一些调整，对整个的高温回路低温回路进行隔热设计，增加空气间隔，同时调整了一些容易形成供应链的结构。优化之后换热量变成100瓦，满足设计目标。最终进行台架验证，我们整个台架验证是在焓差实验台进行的，提供整个环境温度保证，同时对于总成环境温度换热、系统内换热以及电子水泵运行过程中自身产热量进行分段式测试，最终计算总成在系统运行过程中实实在在的换热量，最终的结果展示，实测与仿真结果差异5.6%，但是最终结果是能够满足150的漏热条件的。
通过以上案例能够看出，不管是剂侧还是冷却液侧的设计，我们在布置的时候，要对整个温区进行分布规划，高温区和高温区放在一起，中温跟中温放在一起，低温和低温放在一起，不要有交叉，如果有交叉，要通过仿真手段看看整个分布过程中热影响比较危害大的位置在哪个地方，要进行镂空设计或者空气段隔离，要确保串热隔离保证。
下面是冷却液总成设计优化。
在整个设计过程中，系统冷冻液起泡是比较难进行气液分离，气液分离结构接近于水泵进水，难以克服入口负压区吸力形成逃逸。于是我们就进行了一些除气结构设计。下面可以看到暖风水侧增加排气孔和绕流结构，对于电机侧也增加2.5毫米排气孔和绕流结构，在电池Chiller之后，水热换热器之前增加2.5毫米排气孔，后期进行标定确定最终大小，究竟应该取什么样值，这个跟整体排气效果还有换热量都是有一些比较大关系。
下面是具体一些结构和展示。在暖风侧水水换热器之前，整个排气结构绕流结构是在最左边这个圈里面可以看到，Chiller之后水水换热器之前，包括五通阀入口也增加气口，对应电机、电池、暖风系统，我们都增加排气结构，整个实测情况来看的话，各系统的排气时间都能够在5分钟完成，目前整车厂可能没有具体的一些明确要求，但大多数都是要求在20分钟内完成除气。由此我们可以看到在整个的仿真和优化原则上，我们的流道设计其实要尽可能能够实现气液分离。
下面是NVH优化。
我们NVH也是在XYZ方向0.5米放麦克风采样，同时我们布置悬置元件主动端被动端，从测试结果来看，总成Z声级47.5db，并没有满足总成设计目标，低频段的声压贡献量最大在640Hz，峰值达到42.3dB，X和Y向各频率端隔振率低于15db，没有达到很好的效果。我们进行分析，NVH主要通过振动噪声和脉动三种形式进行传递，我们也围绕这三种形式进行分析。
一方面对于电子水泵进行优化，在整个仿真过程中可以看到在水泵的割舌处有一个R0.2倒角，我们把它改成R2倒角，会改善水泵性能。对于整个壶体结构进行蜂窝状加强，针对减振垫X和Y向进行减小，硬度从60改到45硬度。
从电子水泵仿真来看，分布在叶片与隔舌之间的速度压力明显高于其他区域，油道湍流运动更为强烈，原因在二者之间流体微团受到周期性挤压导致周期性波动，对外辐射压力脉动，反作用到叶轮上产生周期性不平衡的径向力。我们改后，流体微团速度见效，缓解叶轮径向力。我们可以看到基频主频在640Hz，峰值达到了3492.4Pa，增大隔舌之后，可以使振动减弱。
我们做了一个模态仿真，可以看到仿真前和仿真后，整体模态有所加强，水壶5阶8阶以及电机水泵4阶10阶频率分别是186.6、376.6Hz，188和377Hz，频率相近，通常存在共振风险，所以基于这一块，我们把水壶总成强度进行加强，利用模态频率错峰避开共振。优化后结构总成5阶8阶达到369.8和484H2，1阶模态比优化前提升96%，进一步降低整体共振风险。
下面是总成噪声仿真。
优化前影响较大频率在1272H2和1904H2附近，优化后结构在以上2个阶次附近共振带明显有所减弱。优化后结构整体声压级有所下降，加权计算后得到分别是41.3DB和37.9DB，虽然无法进行定量计算，但是定向计算上可以得到一些结论的。
最终在减振垫设计优化上，优化前后的刚度进行调整，同时对于总成解耦计算，在右边可以看到，优化后系统模态的频率最小间隔是1.2Hz，可以满足固有频率设定范围，解耦率在6方向都有所提升，尤其是XY向，分别提升了91.1和91.7%，降低了整个受激励影响，同时对于后期的减振垫调教，可以在X和Y向上得到比较大调教效果。
下面在测试过程中发现，同一激励下，优化后悬置系统x和y向振动加速度由0.58 m/s2，0.79 m/s2降低至0.32 m/s2，0.62 m/s2，振动幅值分别降低了44.8%和21.5%。在60-100 Hz频率范围内，悬置系统在x，y方向隔振率提升至15 dB以上，满足隔振要求，且z向隔振率较优化前整体上也得到了明显改善。电池泵转速范围为1700 r/min-5800 r/min时，优化后总成峰值噪声声压级由47.5 dB(A)降低至36.0 dB(A)，噪声信号以及中低频内的共振带较优化前均明显减弱，有效降低了悬置系统传递给台架的振动。
这边举了系统架构案例，原来是直接热被系统架构，出版边界是50X400X250，我们以剂侧作为安装点承载，这个边界有所优化，也进行掏空设计，整个边界做到50X360X230，重量降低10%，成本降低14%，同时优化整个流道内容，冲注量有所降低，开发周期有所减少。在后期开发过程中，我们放弃以剂侧模块作为安装主承载方案，我们利用防冻液作为安装模块，把剂侧进行更加紧凑和简化以及优化的设计，我们最终也是通过压铸来实现对锻造的替代，去实现轻量化，同时实现了更高的生产效率，达到更小尺寸，满足平台化需求。同时相对来说铸造对比于锻造整体的CNC加工量也会有所减少。
同时，在整个降本过程中，我们觉得从系统架构上的降本，其实是比较能够体现出降本的优势，我们这边也提供了一款带超级集成模块直接热泵系统架构，通过多个水侧+冷媒侧部件，进行整合集成，应用及自加热技术以及电机主动加热技术，达到弱化甚至取消PTC目的，实现系统大幅度降本。整个系统的功能亮点在于：直接式热泵空调、电机主动产热技术、压缩机热气旁通和三角循环技术、双热源热泵系统、电机+电池双热源余热回收利用、超级热管理集成模块实现对热量的统一调配处理。
低成本方案点：
一是直接式热泵，省去采暖二次换热回路，对比间接热泵系统零部件有所减少。
二是压缩机热气旁通和三角循环技术，尽可能减少APTC或者WPTC，如果不能减少，也能够降低它的功率。
三是电机主动产热技术，这是目前已经可以达到去掉电池加热WPTC目的。
所以，我们整个超力所做的工作就是在降本升级优化上所进行的，感谢大家！
（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅）