智能汽车国内外汽车散热器技术分析方案

汽车散热器又称水箱，是汽车冷却系统中不可或缺的一个部分。其功用是散发热量，降低发动机工作温度，保证其能正常高效的工作。作为一项传统产品，散热器目前的技术已经能够满足整车厂的需求，不少人士认为此方面技术已经相对成熟和完善。然据了解，与发动机其它部件相比，散热器技术发展还相对较落后。尤其是随着节能减排政策的加严以及新能源车的推广加快，这对散热器的设计及技术提出更高要求。

节能减排大趋下 性能有待提升

散热器在我国已发展多年，属于比较传统的技术，目前国内生产企业众多，产品参差不齐。至于产品优劣之间的差异比较，格朗吉斯研发人员HOUSE表示，主要由三个关键因素来衡定：散热性能、重量和体积（轻量化），使用年限（可靠性）。

排放标准的提高，致使发动机对于散热器的散热性能提出更高要求，如为了减少ＮＯＸ排放，需要优化喷油正时，这会增加发动机机油热负荷；另外，越来越多的消费者追求动感驾驶乐趣，这促使发动机功率的不断提升，从而致使散热量也逐步增加；在新能源车方面，燃料电池车热负荷非常大。在燃料电池系统中，大约有５０％的能量转换成热量被水散发到大气中去，与传统内燃机３３％左右的热负荷相比，对散热器的散热能力提出了更高的要求……这些都需要高性能散热器来辅助。散热性能的好坏对发动机的动力性、经济性和可靠性都有很大的影响。

除减排外，节能与油耗达标也成为各车企面临的严峻问题，而轻量化成为主要解决方案之一，发动机小型化已成趋势，这就要求包括散热器在内的各配件降低自身重量。不过对于发动机小型化是否会促使散热器体积的缩小，富奥伟世通热交换系统有限公司技术部部长时华表示，“这是不成正比的，发动机小型化反而要求散热器的性能要不断提升。”

 

在可靠性上，浙江银轮轿车铝油冷器事业部总经理兼监事会主席冯宗会表示，“现今主机厂对散热器使用寿命提出越来越高的要求，其中材料的匹配和产品的设计构造对其影响较大。”

在节能减排政策下，高性能、轻量化、低成本将成为散热器的发展所趋，这将会引来新一轮的技术和产品变革。

“要满足这三点要求，材料的选择至关重要，目前市场上的材料主要以铝为主，未来亦有可能会有新材料来替代。”中国汽车工业协会车用散热器委员会秘书长王钟柱表示。

所用材料的发展

由于铜具有传热性能好、抗腐蚀能力强、具有足够的强度、有良好的钎焊性能、易于加工成型及好的经济性，最初散热器行业一直以铜及铜合金作为制造散热器的主要材料。随着工业的不断发展，铜材的消耗量日益增加。对于散热器行业来说，材料问题已成为亟待解决的问题。而铝制散热器具有质量轻、散热性能高、原材料成本低、可靠性好等优点，自20世纪80年代中期，逐渐取代铜散热器，在轿车上得到广泛使用。在20年的发展过程中，管壁日趋薄，整体器件也越来越轻，散热效率要求也逐步得以提高，从而满足低成本高效率的市场要求。

然铝制散热器也有其弊端存在，冯宗会表示，目前在耐高温、耐腐蚀性、高强度方面铝散热器的性能还有待提高。王钟柱秘书长则认为，耐高温方面目前问题倒不是很大，耐高压高强度方面亟待提高。上海贝洱热系统有限公司技术主管潘云仙指出，与铜相比，铝的确有不足之处，但我们要看一个产品的整体性价比，总体来讲，铝的优势远远大于劣势。

目前，一些新材料也正逐步被研发。奥克里奇国家实验室之前曾开发出一种独特的石墨泡沫材料，这种石墨泡沫材料密度为０．２～０．６ｇ／ｃｍ３，导热率为４０～１８７Ｗ／ｍ．Ｋ。且因为泡沫为蜂窝状的网形结构，接触表面积很大，可以极大提高传热系数。此外，一些工程塑料也逐渐用在散热器上不涉及换热的部件，常见的是用增强尼龙６６（加人玻璃纤维的尼龙６６）注塑加工成散热器的水室，散热器芯体与水室之间不用钎焊，用机械方式进行装配。然对于未来是否有其它非金属材料如高分子复合材料可以用于散热器散热部件的制造现在还不可知，不过首先该材料本身需要有较好的导热性能，另外从结构上也需要比较大的调整。目前，可以从国外一些资料看到发泡材料制作的散热器的研究，采用纳米流体作为内部换热介质。