鋁合金散熱器成本分析模型構建

徐睿 康棟 杜小建 李凱 賈建國

摘要：隨著商用車行業的不斷發展，散熱器在車輛上應用的數量和種類也日益增長，而產品發展過程中常常面臨著成本管控的問題。為了有效地對成本進行控制和管理，提高競爭力，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構構成和制造工藝，構建了一種由材料成本、加工成本、工模成本及生產相關的其他費用組成的散熱器成本分析模型。這個模型可以為新產品開發和設計方案變更的成本管控提供科學方法和依據。

關鍵詞：散熱器；分析模型；成本管控

中圖分類號：U463 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2023.05.008

0 前言

隨著汽車制造技術的不斷發展，對汽車輕量化的要求越來越迫切。鋁合金散熱器因其具有良好的輕質性、經濟性和可回收性，正逐步取代其他類型的汽車散熱器。本文從鋁合金散熱器的結構構成和生產工藝出發，重點介紹了基于材料成本、加工成本、工模成本及生產相關的其他費用的散熱器成本分析模型。企業可以根據該模型更好地了解和掌握生產過程中的各項成本構成，從而實現更加精準的成本控制，提高產品的市場競爭力。

1 散熱器基本介紹

在汽車熱管理系統中，主要包含了發動機冷卻系統、空調系統以及電池熱管理系統等。熱管理的核心就是通過熱量傳遞來實現對溫度的有效控制。散熱器作為熱管理系統中的關鍵零部件，其主要功能是保護發動機免受過熱損傷，因而在發動機冷卻系統中占據著舉足輕重的地位。

1.1 散熱器結構

汽車散熱器由芯體、進水室、出水室及側板等部分組成。在散熱器工作中，冷卻液在散熱器芯體內流動，而空氣在散熱器外部通過。熱的冷卻液通過向空氣散熱而降溫，而冷空氣則吸收冷卻液散發的熱量而升溫。因此，散熱器實際上起到了一個熱交換器的作用。

散熱器的芯體由散熱管、散熱帶、主片和內側板4 大零件組成，按照芯體的結構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的冷卻管和散熱片構成，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，當水凍結膨脹時，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，另外散熱帶上開有擾動氣流的類似百葉窗的孔，以破壞流動空氣在散熱帶表面上的附著層，提高散熱能力。本文重點介紹管帶式散熱器的成本分析方法。

1.2 散熱器材質

目前汽車上主要有銅質和鋁質2 種材質的散熱器[2] 。鋁及其合金是銅質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，釬焊的工藝技術已經成功應用于鋁質散熱器的加工過程中。結合以上優點，鋁質散熱器在汽車的輕量化趨勢中已經逐步取代了銅質散熱器。