电驱动热管理系统设计的论文答辩

在8月7日杭州上市的吉利旗下几何C电动汽车，扣除补贴后综合售价12.98-18.28万元，NEDC续航里程550公里（400公里）。本文将对几何C引用的”三合一“电驱动技术、和铝材质与复合材料构成的电驱动牵引总成，以及基于热泵空调的动力电池热管理控制策略综合研判。

几何C的外观秉承几何品牌“多维流动生命体”理念，几何C采用一体扰流悬浮车顶、动感御风腰线、战斧式运动轮毂等元素，进一步降低风阻。

1、“3合1”电驱动技术的首次引用：

上图为几何C前至动力舱内诸多分系统状态特写。相对在售国产品牌新能源车都会给动力舱添加一个防尘盖板的做法不同，几何C没有再配置这种阻碍散热且没有任何防尘效果的护板。

红色箭头：集成DCDC\PDU\OBD功能的“3合1”高压充放电总成

黄色箭头：热泵空调体系中的电动压缩机

白色箭头：热泵空调体系中的两用蒸发器

蓝色箭头：动力电池热管理系统循环管路补液壶

绿色箭头：“3合1”高压充放电系统总成，与“3合1”电驱动系统总成循环管路补液壶

在2016年-2019年期间量产的吉利新能源车型上，装配的是不同技术状态的“2合1”高压重放电系统总成（PDU+OBC），驱动电机控制器与OBC集成在一起的“2合1”控制模组。

发展到几何C，“3合1”高压充放电系统的集成同时，还换装的“3合1”电驱动总成。整套电驱动与高压充放电控制系统的结构，最大程度缩减到2个部分，无论散热管路的长度、阀体的数量，电子水泵的电耗，还是高压线缆的重量与发热量，都得到较大程度的降低，增加整体可靠性。

在几何C上，进化的“3合1”高压充放电系统（红色箭头红色箭头所指）、PTC控制模组（黄色箭头所指）以及启动用蓄电池都被2组铝材质横梁支撑。

蓝色箭头：固定在铝材质横梁的支架本体也具备一定轻量化功能设定

不过，几何C的亮点并非这套“3合1”电驱动总成外层包裹着降噪衬套，而是悬置总成采用铝材质+复合材料构成。需要确认的是，几何C配置的由复合材料制造的电驱动悬置总成，是行业中独一无二，有助于抑制震动和提升轻量化。

蓝色箭头：“3合1”电驱动总成（包裹着降噪衬套）

黄色箭头：固定在驱动电机端的铝材质悬置

红色箭头：固定在框型副车架端的复合材料悬置

从另一个角度看，悬置铝材质与复合材料之间用胶套进行“软连接”。在几何C急加速或急减速时，“3合1”电驱动总成将产生一个向前或向后的位移并伴随震颤。复合材料构成的悬置（固定在框型副车架一端）与可以有效抑制驱动电机的位移，并通过胶套将震颤过滤，保证车辆的NVH性能。

在这里有必要提及一下，这种可以归属为工程塑料的复合材料的强度远高于铝材质结构件，且更耐腐蚀。目前，连续出现多宗“断轴”事故的理想ONE，就是在前悬架下摆臂处应用复合材料。复合材料用来“软连接”对支撑要求远低于悬架的电机悬置，体现的是在几何C造车层面的改进持续性的，而不是激进的“断崖”式跃进的策略。

几何C的轻量化并不激进，将3组“3合1”电驱动总成的悬置总成，用钢材质+复合材料“混搭”而成。复合材料构成的悬置固定在框型副车架（也是几何C的一项重要技术提升点），铝材质悬置在“3合1”电驱动总成端，两种材料通过胶套“软连接”。

2、基于热泵空调的整车层面热管理控制策略：

NEDC续航里程550公里的几何C，动力电池装载电量为70度电，与ITCS 3.0电池液冷温控管理系统配合，电池单体温差控制在±2℃以内，使电池温度始终处于最佳温度范围。

几何C动力电池热管理控制系统关联的高温散热的“冷量”，低温预热的“热量”的来源，确是首次集成的热泵空调系统。相对在售电动汽车使用的电动空调系统，热泵空调系统保留了电动压缩机同时，用一组双向蒸发器进行“冷热交换”。虽然物理结构复杂性有所增加，但是在“冷量”和“热量”转换时占用的来自动力电池装载的电量比例却明显降低。

上图为几何C动力电池热管理控制系统的分系统。

白色箭头：为动力电池提供“冷量”的水冷板控制模组

绿色箭头：动力电池热管理系统循环管路补液壶

蓝色箭头：“3合1”电驱动总成与“3合1”充放电系统总成共用的循环管路补液壶

几何C搭载的这套节能型水冷板控制模组分为两个部分，红色箭头所指的是来自热本空调输出“冷量”循环区域，黄色箭头所指的是为动力电池提供经过接触性冷却后的冷却液的循环区域。

在动力电池热管理控制系统的循环体系中，包括1组为电芯提供高温散热伺服的水冷板控制模组，和1组为电芯提供低温预热伺服的PTC控制模组（设定杂“3合1”高压充放电系统总成下端），以及多组“3通”阀体。

由于几何C配置了双向热本空调系统，将驾驶舱和动力电池所需要的的“热量”和“冷量”的输出源进行了统一，较大程度降低了电耗。作为整车层面热管理控系统一项全新的重要功能，利用“3合1”电驱动总成的热量，引入动力电池热管理系统的低温预热功能，使得低温环境下续航再提升4%。在环境温度摄氏度时，预估可提升续航5%，在环境温度零下7摄氏度时，预估可提升续航10%。

3、持续轻量化的车型平台：

几何C前悬架为麦弗逊式独立架构、后悬架为扭力梁使用半独立架构，中置的动力电池四周由塑料护板完全遮蔽。

红色箭头：前保险杠下端护板

黄色箭头：前副车架下护板

蓝色箭头：中置动力电池铝材质下壳体

从正向观察，几何C的动力电池、前副车架的最下端处于同一水平线，前保险杠下护板微微上翘。底盘诸多分系统没有凸出异物，平整规则，有利于降低风阻。

几何C换装了1套钢材质全框型副车架+铝材质下A型摆臂，这种悬架方面的改变，或许与自重有所提升的“3合1”电驱动总成有所关联。

几何C配置的铝材质下A型摆臂和铝材质前转向节（黄色箭头所指）。不过需要注意的是，下A型摆臂的球头销（蓝色箭头）为不可更换设定。如果由于下球销磨损异常，导致转向异响或跑偏，就要整体更换下A型摆臂。另外，自重只有1.65吨的几何C，分配给前转向驱动桥的载荷，是不会出现下球销因为颠簸或轻微碰撞而被“抽出”的“短轴”类故障。

红色箭头：铺设在电机外壳的降噪衬套厚度接近80mm

黄色箭头：为了便于快速散热，额外设定了1组冷却组件

蓝色箭头：仍然是为了提升散热效率，在靠近电机冷却液管路接入段设定的1组电子水泵

几何C搭载的“3合1”电驱动系统最大输出功率150千瓦、最大输出扭矩310牛米、最高转速15000转/分，使得整车百公里加速达到6.9秒，起步加速仅需2.9s。对于当下主流车型所适配的驱动电机，都因为动力电池性能的攀升，而不再遵循牺牲性能换取续航的适配原则。反而继续挖掘电动汽车“低转速，大扭矩”的特性，在保证续航里程的同时，让车主享受到极速驾驶的“爽”。最高转速提升至15000转/分的“3合”电驱动总成，意味着几何C在高速行驶时产生的电耗有所降低。

4、60千瓦直流快充表现：

选用1台由国家电网提供的60千瓦直流快充桩对几何C充电效率和动力电池热管理策略进行比对。测试当天的14点，地表最高温度只有37.4摄氏度，因此要向体验到几何C在快充模式下，动力电池热管理系统激活高温散热功能有些困难。

在完成与充电状态通信并开始充电后，几何C的中央显示屏（包括驾驶员显示屏）会自动进入相关界面，以动态柱状图形式直观显示动力电池SOC值的变化。

从动力电池SOC值50%开始充电至70%，需求电流稳定在130-150安、电芯温度从24摄氏度提升至29摄氏度。

根据以往评测经验，在室外温度不超过不超过40摄氏度进行直流快充，很难达到激活几何C的动力电池热管理控制系统的高温散热功能阈值（温度）。相对2020年在售的主流车型看，动力电池在快充模式高温散热功能开启的电芯温度点普遍处于36-37摄氏度。如果在大功率直流快充工况下，多组电芯温度达到36-37摄氏度，即便多数电芯温度没有达到，也会开启高温散热功能。

在前文提及的几何C电动汽车搭载的ITCS 3.0电池液冷温控管理系统，具备让电芯单体的温差控制在±2摄氏度以内的能力。这种对数百节电芯温度进行全向掌控，并将温差控制在2摄氏度的热管理系统能力十分优秀。

5、吉利新能源独有的SEM智能能量管理技术：

几何C独有的一个技术特点，就是基于全场景、全工况、全温度系统级动态能效控制算法，做到精准用电能耗控制的SEM智能能量管理技术。SEM智能能量管理技术，可以理解为基于整车控制系统（VCU）与电池控制系统（BMS）联合对驾驶员习惯、充电模式、空调负载等多种参数进行动态标定的控制策略，不仅仅提升续航里程算法的精度，还具备通过长期检测整车状态后通过优化控制提升续航里程的能力。

作为整车电耗输出/回收效率提升的重要环节，几何C配置了1套iBooster电液一体化制动总泵，与带有ESP功能的ABS阀体配合，不仅优化制动曲线，更将制动力转化成电量回收至动力电池存储。在SEM智能能量管理技术架构中，这套制动系统是获取几何C驾驶员习惯、能量输出等关键数据的重要分系统。

在完成2轮直流快充测试和动态测试后，使用检测电脑对几何C的电芯电压、温度以及SOC值调取的数据进行研读和判定。在关于动力电池数据选项中，可以勾选全部以模组为单位，关于电芯的电压和温度值，并且可以获取动力电池冷却液进出口温度值。

笔者注意到，在最后一次进行直流快充测试并行驶70公里后（间歇开启驾驶舱空调制冷功能），电芯温度几乎都处于26摄氏度，只有1#模组电芯温度达到27摄氏度。整个动力总成最低温度处于25摄氏度，这意味着铝合金材质电池壳体的温度会低于电芯温度，而围绕电芯的冷却液温度与绝大多数电芯温度同为26摄氏度。

作为几何系列电动汽车独有的整车性能提升的技术特点，在SEM智能能量管理技术架构下，可以写入厂家为几何C推送的新的VCU及BMS控制策略，通过在市场上使用较长时间反馈的行车数据，与能量输出/回收参数，进行重新适配，已获得更长的续航里程。在SEM智能能量管理技术支持下，几何C在冬季、拥堵等使用场景下，续航最大提升40%，基本做到表显续驶里程与实际续驶里程一致，精准度接近100%。

而几何C电动汽车关键的数据升级，必须返回4S店，由维修技师通过专用设备进行操作。虽然现在很多造车新势力都在鼓吹无限制的OTA模式的升级，可是涉及到电驱动和动力电池方面的升级，一旦在没有技术支持的环境下进行，外衣出现了意外故障，就可能导致车辆在交通主干道不能行驶的窘境。

几何C具备的OTA升级，则在升级同时备份原有数据，一旦出现读写错误还会还原原有配置，且关键系统的升级必须返回4S店或授权服务站进行的便利性与安全性兼顾的做法值得肯定。

6、10项空气动力学设计和智能驾驶技术：

风阻系数只有0.273几何C运用了低能耗、低风阻、低滑阻等技术，设定10项空气动力学设计，包括主动式进气格栅、格栅两侧的扰流气帘等功能性设定。几何C的前保险杠两端，开通了各1组纵向扰流道，降低风阻同时优化了动力舱内冷热空气交换效率。

智能驾驶方面，几何C搭载行业领先的L2+级别智能驾驶辅助系统，能实现0-150公里时速间的跟随前车行驶、车辆起停和随车转弯，识别潜在危险，紧急时刻自动刹停和540度无死角AR底盘透视技术，得以全方位确保行车安全。

这里有要提及几何C配置的HUD抬头显示功能。通过仪表台HUD组件，将行车速度、道路限速等重要信息投射到驾驶员一侧的前风挡玻璃。HUD抬头显示功能的配置，最大程度降低，驾驶员视线偏离-观察显示屏带来的行车危险。

无死角AR底盘透视技术基于车载摄像头拍摄的实景，通过算法将辅助标线与虚拟影像进行合成，实现对车辆前后行驶方向6m内的行人及移动物体实时监测，帮助驾驶员在复杂路况或极端气候提升行车安全系数。

几何C还具备同级领先的APA全自动泊车系统，利用视觉、超声波深度融合技术，做到“自动配对”、一键即停，可实现自动水平泊车、垂直泊车，支持倾斜泊车及自选泊车功能。在娱乐方面，中央显示屏支持开放式环境可以安装多种APP，并具备在线音乐播放功能，与其适配的是Bose音响。

笔者有话说：

2020年8月上市的几何C，保持了几何家族化的外观、内饰以及部分配置方面的设定。可是，在几何C的诸多系统设定上，有体现出基于外观、驱动、电池、控制等多个维度的“降低能耗，提升效率”的持续进化策略。

NEDC续航里程550公里、装载电量70度电、采用CTP-无模组技术的动力电池能量密度183.23Wh/kg的几何C整车自重1.65吨，处于2020年主流量产电动汽车的技术状态。

几何C搭载的动力电池系统能量密度为183.23Wh/kg，但是这不是以增加电芯的能量密度提升换来。通过引入CTP-无模组技术，通过取掉模组、冷却管路、高压线缆等附属分系统，减低“额外”的质量及简化结构，已达到间接提升动力电池总成的能量密度的目标。而几何C选择CTP-无模组技术用来提高提高体积能量密度同时，选用523配比（镍钴锰）的三元锂电芯，为的是提高安全性。另外，上汽新能源ER6同样采用CTP-无模组技术的523动力电池，但是系统能量密度只有180Wh/kg，低于几何C。

而在众多在售车型中几何首次适配复合材料的电驱动悬置技术，可以看作是整车轻量化在铝材质基础上的又一次大胆但不激进的尝试，或用于为后续车型配置更多复合材料分系统提供可靠性验证。

“3合1”电驱动技术与“3合1”高压充放电总成的换装，大幅度降低散热用电耗。整车层面的热管理系统在双向热泵空调系统和SEM智能能量管理技术综合控制下，降低冬季制热的耗电量，复杂环境续航里程动态计算变得更加精准。

新能源情报分析网评测组出品

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

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答辩委员会主席：

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本文对分级进风燃烧室内的高温气固两相流动与燃烧过程进行了实验研究，对于了解分级燃烧过程的两相流动、燃烧与污染物生成机理，发展分级燃烧技术，具有重要的学术意义和实用价值。

本文取得了以下主要成果：

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2）应用三维激光粒子动态分析仪对分级进风燃烧室内有气相燃烧的高温气固流动进行了测量，得到了气固两相平均轴向与切向速度和湍流脉动特性以及两相轴向与切向速度的概率密度函数，揭示了燃烧室内高温气固两相流动的特点。

3）对分级进风燃烧室内湍流燃烧的温度场和组分浓度场进行了测量，阐明了二次风率对气体温度场、组分浓度场和NO浓度场的影响规律。

论文表明作者掌握了本学科坚实的基础理论和系统的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力。论文写作规范，图表完备。答辩中叙述清晰，回答问题正确。答辩委员会经表决，5票一致同意通过论文答辩，并建议授予郑晓川工学硕士学位。

速生材改性研究是木材科学与应用研究领域十分重要的课题。论文选题紧密结合学科发展和实际应用需要，具有较强的理论意义和较好的应用背景。立题正确。

作者对国内外在木材改性领域的研究情况和发展趋势做了较充分的调研和分析，在此基础上，有针对性地开展了三倍体毛白杨木材化学改性研究。论文采用4种不同的方法对木材进行化学改性处理，通过尺寸稳定性、阻燃性、抗吸水性、硬度等的检测，考察了各种改性木材的物理力学性能，得出以下主要研究结论：

1）用含有纳米SiO2的UF、PF树脂复合处理剂处理木材时，二氧化硅对提高木

材的尺寸稳定性和硬度具有明显的作用，且纳米二氧化硅能够降低处理材的游离甲醛释放量；2）马来酸酐/苯乙烯和马来酸酐/环氧氯丙烷复合处理液均能够在一定程度上提高木材的尺寸稳定性、抗吸水性、抗吸湿性和硬度。研究成果具有一定的理论意义和实际应用价值。

论文实验设计合理，数据完整，撰写认真，文字流畅，图表清晰，工作量饱满。论文答辩中，讲解重点突出，回答问题基本正确，表明该同学具有较好的本学科理论基础及相关的专业知识，具备了较好的综合分析能力和从事科研工作的能力，论文达到了硕士学位水平要求。

全体答辩评委一致同意通过论文答辩，建议授予工学硕士学位。

随着计算机主频、内存的快速发展，显示清晰度和显示尺寸的限制已经成为计算机系统的瓶颈。如何利用高性能价格比的机群实现超高分辨率的高清晰度大尺寸显示正在成为并行可视化方向一个重要的研究课题。李颖敏同学的硕士论文以设计基于机群的拼贴显示系统提供方便的编程接口和编程环境为目的，其选题具有前瞻性，论文的工作有很好的应用前景。（第一段：选题的意义）

论文在分析调研国际目前研究动态的基础上应用“分布式共享显示内存”的新概念提出了一种并行程序环境下的拼贴显示接口，并以两种形式实现了该接口，简化了系统应用的编程实现。提供了一些测试用的应用程序，为今后的研究工作提供了有参考价值的研究平台。展示了基于机群作分布式显示的良好前景。同时作者还利用该拼贴显示接口为一个地理图像信息系统实现了多屏显示应用，满足了该应用对高分辨率显示的需求。（第二段：论文工作取得的成果或新见解） 论文工作表明作者基础理论和专业知识都比较好，掌握了计算机系统结构领域分析问题、解决问题的基本方法和技能。对拼贴显示领域有较深的了解，对机群系统，尤其是有较好的基础知识和技术，具备了一定的独立工作能力和实际动手能力（第三段：对科研能力及对论文的评价）

论文组织合理，叙述清晰，文字简洁流畅，理论与实践结合得较好。答辩中表达清楚，思维敏捷，能够正确回答问题。经答辩委员会无记名投票，一致通过该同学的硕士论文答辩，并一致建议授予李颖敏同学工学硕士学位。（第四段：答辩中的表现及结论性意见）