汽車散熱器能否用復合材料做為原料

　　汽車散熱器又稱水箱，是汽車冷卻系統中不可或缺的一個部分。其功用是散發熱量，降低發動機工作溫度，保證其能正常高效的工作。作為一項傳統產品，散熱器目前的技術已經能夠滿足整車廠的需求，不少人士認為此方面技術已經相對成熟和完善。然據了解，與發動機其它部件相比，散熱器技術發展還相對較落后。尤其是隨著節能減排政策的加嚴以及新能源車的推廣加快，這對散熱器的設計及技術提出更高要求。
      
　　節能減排大趨下 性能有待提升
　　散熱器在我國已發展多年，屬于比較傳統的技術，目前國內生產企業眾多，產品參差不齊。至于產品優劣之間的差異比較，格朗吉斯研發人員HOUSE表示，主要由三個關鍵因素來衡定：散熱性能、重量和體積(輕量化)，使用年限(可靠性)。
　　排放標準的提高，致使發動機對于散熱器的散熱性能提出更高要求，如為了減少NOX排放，需要優化噴油正時，這會增加發動機機油熱負荷;另外，越來越多的消費者追求動感駕駛樂趣，這促使發動機功率的不斷提升，從而致使散熱量也逐步增加;在新能源車方面，燃料電池車熱負荷非常大。在燃料電池系統中，大約有50%的能量轉換成熱量被水散發到大氣中去，與傳統內燃機33%左右的熱負荷相比，對散熱器的散熱能力提出了更高的要求……這些都需要高性能散熱器來輔助。散熱性能的好壞對發動機的動力性、經濟性和可靠性都有很大的影響。
　　除減排外，節能與油耗達標也成為各車企面臨的嚴峻問題，而輕量化成為主要解決方案之一，發動機小型化已成趨勢，這就要求包括散熱器在內的各配件降低自身重量。不過對于發動機小型化是否會促使散熱器體積的縮小，富奧偉世通熱交換系統有限公司技術部部長時華表示，“這是不成正比的，發動機小型化反而要求散熱器的性能要不斷提升。”
　　在可靠性上，浙江銀輪轎車鋁油冷器事業部總經理兼監事會主席馮宗會表示，“現今主機廠對散熱器使用壽命提出越來越高的要求，其中材料的匹配和產品的設計構造對其影響較大。”
　　在節能減排政策下，高性能、輕量化、低成本將成為散熱器的發展所趨，這將會引來新一輪的技術和產品變革。
　　“要滿足這三點要求，材料的選擇至關重要，目前市場上的材料主要以鋁為主，未來亦有可能會有新材料來替代。”汽車工業協會車用散熱器委員會秘書長王鐘柱表示。
　　所用材料的發展
　　由于銅具有傳熱性能好、抗腐蝕能力強、具有足夠的強度、有良好的釬焊性能、易于加工成型及好的經濟性，初散熱器行業一直以銅及銅合金作為制造散熱器的主要材料。隨著工業的不斷發展，銅材的消耗量日益增加。對于散熱器行業來說，材料問題已成為亟待解決的問題。而鋁制散熱器具有質量輕、散熱性能高、原材料成本低、可靠性好等優點，自20世紀80年代中期，逐漸取代銅散熱器，在轎車上得到廣泛使用。在20年的發展過程中，管壁日趨薄，整體器件也越來越輕，散熱效率要求也逐步得以提高，從而滿足低成本高效率的市場要求。
　　然鋁制散熱器也有其弊端存在，馮宗會表示，目前在耐高溫、耐腐蝕性、高強度方面鋁散熱器的性能還有待提高。王鐘柱秘書長則認為，耐高溫方面目前問題倒不是很大，耐高壓高強度方面亟待提高。上海貝洱熱系統有限公司技術主管潘云仙指出，與銅相比，鋁的確有不足之處，但我們要看一個產品的整體性價比，總體來講，鋁的優勢遠遠大于劣勢。
　　目前，一些新材料也正逐步被研發。奧克里奇實驗室之前曾開發出一種獨特的石墨泡沫材料，這種石墨泡沫材料密度為0.2～0.6g/cm3，導熱率為40～187W/m.K。且因為泡沫為蜂窩狀的網形結構，接觸表面積很大，可以極大提高傳熱系數。此外，一些工程塑料也逐漸用在散熱器上不涉及換熱的部件，常見的是用增強尼龍66(加入玻璃纖維的尼龍66)注塑加工成散熱器的水室，散熱器芯體與水室之間不用釬焊，用機械方式進行裝配。然對于未來是否有其它非金屬材料如高分子復合材料可以用于散熱器散熱部件的制造現在還不可知，不過先該材料本身需要有較好的導熱性能，另外從結構上也需要比較大的調整。目前，可以從國外一些資料看到發泡材料制作的散熱器的研究，采用納米流體作為內部換熱介質。
　　國內外技術差距縮小
　　“之前我們的技術主要是拷貝的，然目前我們已經有自己的研發隊伍，可以自主研發。”馮總會自豪地說，“目前我們已經加大技術投入和人才培養，并不斷引進經驗豐富的國際化人才，技術跟外資企業基本相差不大，經過不懈的努力，現今已與福特、奔馳、通用等車企配套。”
　　王鐘柱亦表示，“目前國內散熱器生產企業眾多，國內外的技術差距正逐步縮小。不過配套領域多以外資品牌為主，民營企業多供應于售后或出口，在國外的市場倒發展不錯，但國內整車企業固有的供應鏈體系很難打破。”
　　不過對于目前存在的差距，以上兩位均指出，在生產的標準化和自動化方面民營與國外還有一定差距，另外，新能源車的配套和技術研發上，外資品牌比較有優勢。
　　而對于整車廠來講，固有的理念依然認為在技術和質量方面，外資品牌相對較為。因此，民營企業未來要進入配套體系，阻力依然較大。
　　技術探討與合作
　　雖然目前散熱器技術上相對比較成熟，國內外企業差距縮小，但距離畢竟還存在。這些具體的差異表現在哪里?面對汽車節能減排大趨勢和新能源車的發展，各企業如何在現有的技術基礎上進行提升，滿足現實發展所需?針對此，熱交換器鋁材供應商——格朗吉斯鋁業(上海)有限公司，以其在行業的地位和獨有的觀察，近期進行了一項散熱器技術差異化的測試研究。該研究根據精密的調研，特選擇12款不同型號的散熱器，對其散熱量、耐熱疲勞、耐振動、防腐蝕等性能以及尺寸、重量、設計構造等方面進行了微觀測量和研究，為行業提供差異化及價值性參考。
　　項目負責人HOUSE告知記者，之前這類研究很少，作為供應鏈的上游，我們一方面想通過研究加深對散熱器技術的了解，以推進產品和技術創新。同時更希望將此研究結果分享給我們的下游散熱器企業，讓他們從細分化的數據中找到自己的差距，進而提升技術實力。
　　據了解，格朗吉斯每2年都會舉辦大型的散熱器相關技術研討會，為國內外企業提供技術交流平臺，今年的10月份亦將會在成都舉辦這樣的盛會，圍繞散熱器目前的技術現狀和未來發展展開探討，同時在會上分享之前的測試研究報告。
　　無論是外資還是民營企業，在散熱器技術上雖然有一定的熟稔度，然勢必要跟上整車快速發展的步伐，不斷的拓展和提高。市場不需要老成持重，傳統的技術更需要去跨越和提高，而相互了解、相互促進未嘗不是促進技術革新的有利途徑。
       更多信息請關注復合材料信息網http://cnfrp.net