电动汽车电池管理系统采样模块化的设计
王璐
[摘 要]针对汽车前端冷却系统对应不同动力总成及热管理系统进行模块化设计，降低整车冷却系统物料数量，最大化利用机舱空间，针对各动力总成进行对应模块匹配，同时提升了整车模块化水平。
[关键词]模块化 冷却系统 汽车
中图分类号：U464.138 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0245-01
0 前言*
随着汽车产业的不断发展，车辆的动力及舒适性配置不断增加，随之汽车冷却系统功能也随之增多，但随之而来的冷却系统布置及安装问题也逐渐突出。由于车辆动力系统及热管理系统在单一车款中的多样化配置，同一车型往往随之衍生出对应每一种车辆配置的冷却系统，造成同车零部件附加衍生量增加，单车成本上升，管理困难，且由于不同冷却系统对应散热器数量不同，完全更随总装线进行安装必然造成工位间断性冗余，装配技师培训难度上升，整车装配不良率上升。
冷却模块概念的提出为解决单车型多配置及汽车模块化平台的开发提供了优质的解决方案。冷却模块依据车型使用的动力总成（自然吸气内燃机、涡轮增压内燃机、混合动力系统、纯电动系统）、空调系统（单前HVAC、前HVAC+后HVAC）、变速箱（手动变速箱、自动变速箱）、电池模块（混合动力电池组、纯电动电池组）进行对应散热器及风扇分解，在于车辆总装过程中使用单一工位相同安装位置及安装方式条件下，对不同配置进行对应任务模块集成，利用模块内子模块安装通用接口，减少全车系冷却系统零部件数量，利用冷却模块分总成预装减少车辆总装线体工位，提升效率、减低成本、提高下线质量及维修便捷性，具有显著意义。
1 需求分析
1.1 产品功能分析
汽车冷却系统为车内多种动力及舒适性配置提供散热及保温支撑，冷却系统为动力总成系统、车内空系统、变速箱、电池组及电机提供散热。
动力总成包含：1.4T涡轮增压内燃机，1.4T涡轮增压内燃机+驱动电机。
车内空调系统包含：单前HVAC，前HVAC+后HVAC
变速箱包含：手动变速箱，自动变速箱
电池组包含：动力电池组
对应动力系统子功能为：内燃机水箱，中冷器，电动电机冷却水箱
对应空调系统子功能为：低功率冷凝器，高功率冷凝器
对应变速箱系统子功能为：自动变速箱油冷器
对应电池组子功能为：动力电池电池散热器
1.2 产品组合划分
依据车型市场规划，期望在本级别车型上进行六个车型的开发，车辆配置如下：
1） 1.4T涡轮增压内燃机+单前HVAC+手动变速箱；2） 1.4T涡轮增压内燃机+单前HVAC+自动变速箱；3） 1.4T涡轮增压内燃机+前后HVAC+手动变速箱；4） 1.4T涡轮增压内燃机+前后HVAC+自动变速箱
对应冷却系统按顺序如下：
1）内燃机水箱+空气中冷器+低功率冷凝器；2）内燃机水箱+空气中冷器+低功率冷凝器+油冷器；3）内燃机水箱+空气中冷器+高功率冷凝器；4）内燃机水箱+空气中冷器+高功率冷凝器+油冷器；5）内燃机水箱+电机散热器+空气中冷器+低功率冷凝器+电池散热器
2 模块划分
2.1 相关度分析
冷却模块零部件之间的关系可以用相关度来表示，冷却模块的相关度包含功能相关、空间相关，其相关度标定准则如下表1所示，同时对于两部件间存在多于一种相关，则依据下表2零部件不同类型相关度权重进行计算。
依据冷却模块各零部件列出相关矩阵如下表3所示
算法步骤：
1） 权重计算
依据表2所示功能与空间相关度进行权重计算，取功能与空间相关系数为Aij，则取得相关性数据为Aii，Aij，Aji，Ajj。
则依据权重计算公式（1）尽心权重计算
（1）
则A功能权重为0.692，A空间权重为0.308。
2） 零部件相关度计算
假设零部件Fi与Fj之间关于功能相关度为S（Ii，Oj），空间相关度为S（Ij，Oi），则依据公式（2）进行零部件相关度Rij计算：
（2）
经过计算得出各零部件相关度如下：
R内燃机水箱·空气中冷器=0.846
R内燃机水箱·低功率冷凝器=0.154
R内燃机水箱·高功率冷凝器=0.154
R空气中冷器·低功率冷凝器=0.154
R空气中冷器·高功率冷凝器=0.154
R高功率冷凝器·油冷器=0.154
R电机散热器·电池散热器=0.846
2.2 模块划分
取相关度阀值为λ=0.3，则根据表3相关度进行模块划分如下：
模块1：内燃机水箱+空气中冷器
模块2：低功率冷凝器
模块3：高功率冷凝器
模块4：油冷器
模块5：电机散热器+电池散热器
4 结论
由汽车前端冷却系统的模块化设计，可以发现使用模块化设计方法进行产品设计可显著减少全平台零部件数量，同时通过通用接口进行各通用模塊及个性模块间的组合可扩大产品族数量，充分利用平台进行扩展开发可实现车辆配置系统的定制化、高效化及快速化。模块化设计方法在汽车产品及工业产品设计领域具有显著提升设计速度和合理性的意义，具有广泛的应用空间。
参考文献
[1]顾佩华，胡崇淋，彭庆金.开放式结构产品的模块规划[J].工程设计学报，2014，21（2）：129-139.
[2]杨运泽，刘夫云，邓艳容.基于复杂网络边介数集聚特性的模块划分方法研究[J].中国科技信息，2013，10：251-252.endprint
