鋁合金散熱器成本分析模型構(gòu)建

徐睿 康棟 杜小建 李凱 賈建國(guó)

摘要：隨著商用車(chē)行業(yè)的不斷發(fā)展，散熱器在車(chē)輛上應(yīng)用的數(shù)量和種類(lèi)也日益增長(zhǎng)，而產(chǎn)品發(fā)展過(guò)程中常常面臨著成本管控的問(wèn)題。為了有效地對(duì)成本進(jìn)行控制和管理，提高競(jìng)爭(zhēng)力，建立成本核算模型是非常必要的。本文基于鋁合金散熱器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和制造工藝，構(gòu)建了一種由材料成本、加工成本、工模成本及生產(chǎn)相關(guān)的其他費(fèi)用組成的散熱器成本分析模型。這個(gè)模型可以為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)方案變更的成本管控提供科學(xué)方法和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：散熱器；分析模型；成本管控

中圖分類(lèi)號(hào)：U463 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2023.05.008

0 前言

隨著汽車(chē)制造技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)汽車(chē)輕量化的要求越來(lái)越迫切。鋁合金散熱器因其具有良好的輕質(zhì)性、經(jīng)濟(jì)性和可回收性，正逐步取代其他類(lèi)型的汽車(chē)散熱器。本文從鋁合金散熱器的結(jié)構(gòu)構(gòu)成和生產(chǎn)工藝出發(fā)，重點(diǎn)介紹了基于材料成本、加工成本、工模成本及生產(chǎn)相關(guān)的其他費(fèi)用的散熱器成本分析模型。企業(yè)可以根據(jù)該模型更好地了解和掌握生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)成本構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的成本控制，提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 散熱器基本介紹

在汽車(chē)熱管理系統(tǒng)中，主要包含了發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)以及電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)等。熱管理的核心就是通過(guò)熱量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的有效控制。散熱器作為熱管理系統(tǒng)中的關(guān)鍵零部件，其主要功能是保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)免受過(guò)熱損傷，因而在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中占據(jù)著舉足輕重的地位。

1.1 散熱器結(jié)構(gòu)

汽車(chē)散熱器由芯體、進(jìn)水室、出水室及側(cè)板等部分組成。在散熱器工作中，冷卻液在散熱器芯體內(nèi)流動(dòng)，而空氣在散熱器外部通過(guò)。熱的冷卻液通過(guò)向空氣散熱而降溫，而冷空氣則吸收冷卻液散發(fā)的熱量而升溫。因此，散熱器實(shí)際上起到了一個(gè)熱交換器的作用。

散熱器的芯體由散熱管、散熱帶、主片和內(nèi)側(cè)板4 大零件組成，按照芯體的結(jié)構(gòu)形式可分為管片式和管帶式2 種。管片式散熱器芯體是由許多細(xì)的冷卻管和散熱片構(gòu)成，冷卻管大多采用扁圓形截面，相比同容積圓管具有更大的散熱面積，當(dāng)水凍結(jié)膨脹時(shí)，可借橫斷面變形免于破裂[1]。管帶式散熱器是由冷卻管和波紋狀散熱帶相間排列經(jīng)釬焊而成，與管片式散熱器相比，在同樣的條件下管帶式散熱器的散熱面積可以增加12%左右，另外散熱帶上開(kāi)有擾動(dòng)氣流的類(lèi)似百葉窗的孔，以破壞流動(dòng)空氣在散熱帶表面上的附著層，提高散熱能力。本文重點(diǎn)介紹管帶式散熱器的成本分析方法。

1.2 散熱器材質(zhì)

目前汽車(chē)上主要有銅質(zhì)和鋁質(zhì)2 種材質(zhì)的散熱器[2] 。鋁及其合金是銅質(zhì)散熱器的理想代替材料之一。由于鋁的比重只是銅的30.4%，使用鋁材可以顯著減輕散熱器的重量，一般可以比銅散熱器減少25%～40%。同時(shí)，釬焊的工藝技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于鋁質(zhì)散熱器的加工過(guò)程中。結(jié)合以上優(yōu)點(diǎn)，鋁質(zhì)散熱器在汽車(chē)的輕量化趨勢(shì)中已經(jīng)逐步取代了銅質(zhì)散熱器。