论文：整车集成热管理协同控制与优化研究，卢鹏宇，2020年
整车集成热管理系统数学模型建立
内燃机汽车集成热管理系统基本架构包括发动机冷却系统、空调系统、暖通加热器、乘员舱、动力舱以及ECU控制器等。
发动机冷却系统由补偿水箱、散热器、水泵、节温器以及发动机冷却水套等部件组成。冷却水套和散热器作为系统主要换热部件，其内部存在缸体、冷却液、动力舱环境之间的对流换热。由冷却水泵为系统内各回路提供压力扬程，保证冷却液的循环流动。节温器为三通阀元件，将系统分为大、小循环两个回路。当发动机出口冷却液温度低于节温器开启温度时，大循环关闭冷却液从旁路流经水泵后返回发动机，该过程冷却系统不与外界环境进行换热；当发动机出口冷却液温度高于节温器最大升程温度时，小循环关闭系统冷却液全部流经散热器后返回发动机，此时为系统处于最大换热能力状态；当冷却液温度位于节温器调节区间时，系统内大、小循环同时开启，节温器根据发动机出口冷却液温度调节阀体开度，从而控制大、小循环内的冷却液流量配比。
空调系统由压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器组成。压缩机出口的高温高压气体经冷凝器冷凝散热后变为高温高压液体，制冷剂流经膨胀阀节流降压后转变为低温气液混合态，低温混合态制冷剂在蒸发器内蒸发吸热，蒸发器出口的过热蒸汽再返回压缩机形成流动循环。在整个制冷循环中，压缩机内的蒸汽压缩为过程为耗功过程，蒸发器和冷凝器内为相变换热过程，膨胀阀内为节流降压过程。在夏季工况时由空调系统为乘员舱提供低温制冷空气，冬季工况下由暖通加热器利用发动机冷却循环余热为乘员舱提供高温加热空气。
热管理系统控制器集成于整车 ECU 内。成员舱内部和发动机出口位置处分别安置空气温度传感器和冷却液温度传感器，温度传感器将各系统状态信号反馈给控制器。由ECU 输出水泵、冷却风扇、压缩机等执行部件控制变量信号，实现集成热管理系统的闭环反馈控制。
集成换热器模块与舱内结构组成一个相对封闭的热环境，动力舱结构特征决定了系统间耦合传热特性以及集成系统控制性能，具体表现为：1）由于冷却风扇抽吸导致动力舱内部存在高温空气回流和冷凝器上游加热，形成复杂的多系统换热器间气动耦合传热，集成系统耦合换热强度与动力舱结构特征相关。2）集成换热器模块安置于动力舱前端，由同一风扇为各换热器提供新风进气，散热器、冷凝器的流动阻力与动力舱结构特征决定了集成换热模块的流量特性，从而影响冷却风扇的动态控制效果。
发动机冷却系统数学模型的建立包括机内产热模型，散热器传热模型，机外循环模型和系统1D数学模型整体框架。
空调系统机乘员舱数学模型包括压缩机模型，膨胀阀模型，相变换热器模型，乘员舱模型和空调与乘员舱系统框架。
