[热管理] 电动汽车HVAC模块制热模式风量分配优化研究：提升驾乘舒适性的关键技术

电动汽车冬季制热时，脚部冷热不均的体验普遍存在。一项针对HVAC模块的深入研究，揭示了风量分配不均的根本原因，并提出了一种简单而高效的优化方案。该方案通过精准的结构改进，显著提升了出风均匀性，不仅解决了舒适性痛点，还对提升整车能效有积极影响。

智能速览

• 吹脚模式风量不均源于风道内部结构设计缺陷。

• 采用CFD仿真与实验验证相结合的方法，确保了研究的可靠性。

• 在风道底部增加倒圆角，可显著改善气流分布，减少涡旋。

• 优化后，风量不均匀度最高可从60.7%降至13.7%。

• 优化方案提升了鼓风机效率，对电动汽车续航有积极影响。

精华内容

要解决风量不均的难题，关键在于精准定位问题源头。通过科学的模拟与分析，一项巧妙的改动应运而生，带来了立竿见影的效果。

问题根源

许多电动汽车的制热吹脚模式会导致脚部温度不均。研究发现这并非随机现象，而是HVAC模块内部的结构缺陷所致。具体来说，当气流进入吹脚风道时，因180°拐角和风门限位板的影响，产生偏流和涡旋。气流在风道底部垂直撞击，形成回流，导致中间出风口风量过大，两侧出风口风量过小，造成了明显的舒适性问题。

模拟验证

为精准分析，研究团队采用三维扫描建立HVAC模型，并创新性地应用多孔介质理论简化了换热器等复杂结构，大幅提升了计算效率。

通过多参考系模型（MRF）模拟鼓风机旋转，并依据实验数据设定边界条件，确保了模型的准确性。

仿真结果与4组不同转速下的实验数据高度吻合，最大误差仅为9%，验证了该方法在工程上的可靠性。

结构优化

基于模拟分析，问题的核心被锁定在吹脚风道入口处的结构。优化方案直击要害，在吹脚风道底部中间处向左右两侧进行倒圆角处理。

这一改动看似微小，却从根本上改变了气流的路径。它能引导气流平顺地分成两股，避免了原有的垂直撞击和回流，有效减少了涡旋的产生，为均匀出风创造了先决条件。

成效显著

优化方案的效果通过实验得到了量化证实。在2140 r/min的低转速下，风量分配最大不均匀度从23.8%降至9.3%；在4053 r/min的高转速下，更是从60.7%锐减至13.7%。

整体来看，优化后各出风口风量不均匀度减小了2%至57%，总不均匀度S降低了5.2%至34.3%。此外，由于内部流动阻力减小，鼓风机总进风量提升，效率更高，对延长电动汽车续航里程亦有助益。

这项研究不仅为电动汽车的舒适性难题提供了切实可行的解决方案，更展示了从细节入手进行技术创新的价值。其科学的量化评估方法和低成本、高回报的优化思路，对整个汽车行业具有重要的借鉴意义。未来，随着消费者对驾乘品质要求的不断提升，这类精细化的技术优化将成为车企赢得市场的关键。