车辆热管理的研究方法和内容
整车热管理模型建立
整车热管理模型建立1.引言1.1 概述概述整车热管理模型是在汽车工程领域中一个重要的研究方向。
随着汽车工业的发展和技术的进步，汽车的热管理变得越来越重要。
汽车发动机和其他关键部件的高效工作需要保持适当的温度范围，并且在极端环境条件下仍然能够正常运行。
因此，建立一个准确而可靠的整车热管理模型成为了必要的。
本文旨在介绍整车热管理模型的建立过程以及其应用前景，并提出进一步研究的方向和建议。
在引言部分，我们将对整车热管理模型的概念进行详细阐述，并介绍本文的结构和目的。
整车热管理模型是指一个综合考虑汽车各个部件之间热交换过程的数学模型。
通过建立整车热管理模型，我们可以模拟和优化汽车在不同工况下的热平衡状况，从而提高汽车的热管理效率和能量利用率。
本文的结构如下：在引言部分，我们将对整车热管理模型的概念进行概述；在正文部分，我们将介绍热管理模型的重要性以及现有模型的不足，并提出建立整车热管理模型的方法；在结论部分，我们将总结热管理模型的建立过程，并展望整车热管理模型的应用前景，同时提出进一步研究的方向和建议。
通过本文的研究，我们可以为汽车制造商和工程师提供一个更加科学和有效的方法来优化汽车的热管理系统。
这对于提高汽车的性能和可靠性，降低能源消耗和环境影响具有重要意义。
同时，本文的研究结果也可以为相关领域的学者提供参考和启发，促进整车热管理模型研究的进一步发展。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行组织和讨论:第1部分是引言，其中包括对整篇文章的概述，介绍文章的结构和目的。
在这一部分，我们将给出对整车热管理模型建立的背景和意义进行阐述，以及我们所希望通过本文表达的信息。
第2部分是正文，主要涵盖三个方面的内容。
首先，我们将探讨热管理模型的重要性，明确为何需要在整车设计中引入热管理模型。
然后，我们将分析现有热管理模型的不足之处，指出其存在的问题和局限性。
最后，我们将详细介绍建立整车热管理模型的方法，探讨如何克服已有模型所面临的挑战，并提出一种新的方法或框架。
2024年新能源汽车热管理市场研究报告
2024年是新能源汽车发展的关键时刻，同时也是汽车热管理技术迎来新突破的一年。
随着新能源汽车的快速发展，汽车热管理系统在新能源汽车中扮演着越来越重要的角色。
本文将对2024年新能源汽车热管理市场的发展进行研究分析，以期为相关企业提供参考。
一、新能源汽车热管理技术的发展趋势1.热管理系统的智能化：随着新能源汽车的发展，热管理系统的智能化程度也在不断提升。
目前，一些新能源汽车已经开始采用先进的智能热管理技术，通过传感器、控制器等设备实时监测车辆的温度变化，从而更加高效地管理车辆的热量。
2.热管理系统的高效化：新能源汽车对热管理系统的要求越来越高效，希望能够提高能源利用率，减少能源消耗。
因此，热管理系统在设计和研发阶段需致力于提高系统的热量利用率，降低系统的能耗，并提升系统的效率和稳定性。
3.热管理系统的综合化：新能源汽车的热管理系统需要综合考虑电池、电机、电子设备等多方面的散热问题，因此热管理系统的设计需要考虑整车系统的综合性能，以确保车辆在各种条件下都能正常运行。
二、2024年新能源汽车热管理市场的现状1.市场规模持续增长：2024年，新能源汽车市场的规模持续增长，带动了汽车热管理市场的需求增加。
随着新能源汽车的不断普及和推广，汽车热管理市场规模也在逐渐扩大。
2.技术水平逐步提高：2024年新能源汽车热管理技术水平得到了较大的提升，一些企业推出了具有自主知识产权的高端技术产品，并取得了一定的市场份额。
3.品牌竞争激烈：2024年新能源汽车热管理市场存在激烈的品牌竞争，各大汽车制造商在研发和生产方面加大投入，致力于提升产品性能和创新能力，以争夺市场份额。
三、新能源汽车热管理市场的发展趋势1.技术创新驱动市场：未来新能源汽车热管理市场将更加注重技术创新，不断推出符合市场需求的高端产品，并不断提高产品的性能和稳定性，以满足日益增长的市场需求。
2.市场细分化趋势明显：随着新能源汽车市场的不断细分，热管理系统也将进一步细分化，不同类型的新能源汽车将需要不同的热管理系统，市场将呈现出更多的亚洲亚洲趋势。
汽车热管理技术分析与研究
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨汽车热管理技术分析与研究李宇洲长城汽车股份有限公司 河北省汽车工程技术研究中心 河北省保定市 071000摘 要： 汽车热管理技术的合理化应用可提高汽车整车能源利用效率，带来更优的节能环保性能，并帮助汽车使用者降低经济成本。
随着可持续发展理念的普及，热管理成为汽车设计生产中的重点关注对象。
本文分析汽车热管理技术，介绍汽车热管理技术应用情况及主要的热管理技术类型，研究汽车热管理系统设计方案。
对汽车热管理技术理论进行总结，供相关人员参考借鉴。
关键词：电动汽车；热管理；电控风扇1 引言传统燃油汽车能源利用率主要由发动机性能决定，所配备的热管理系统结构相对简单，其运行能耗占汽车总能耗的比例非常有限。
但随着油电混合和纯电动汽车的发展，越来越多的发热元件、智能化技术和零部件加入其中，系统热管理压力增加，其运行也需要消耗更多能源，导致单位能源消耗下，汽车可行驶最大里程降低。
为使热管理系统更加匹配于新型汽车的特点及性能要求，需对热管理技术进行分析。
2 汽车热管理技术应用2.1 燃油汽车燃油汽车的热管理系统由进气中冷回路、发动机冷却回路、空调系统回路及暖风芯体回路构成，回路与位于汽车前端的散热器相连，释放多余热量以维持回路正常运行温度。
传统汽车以发动机为核心驱动，受到发动机属性的影响，汽车系统中超30%的热量需要由发动机冷却回路释放，避免发动机在高负荷运转状态下过热。
发动机冷却回路包括冷却管、水箱、水泵、散热器等结构，利用冷却水完成热量传输与循环，稳定发动机运行温度在90℃上下。
进气中冷回路与增压发动机相匹配，完成增压空气冷却处理，以提高进气密度带来更大的进气量。
该回路还可发挥发动机防爆震的作用，回路中进气冷温度一般不超过55℃。
空调系统回路负责汽车内部制冷与供热，炎热天气，将汽车内多余的热量传输至室外；寒冷天气，利用暖风芯体回路循环发动机冷却回路中的余热对汽车内进行供暖。
车辆热管理的研究方法和内容
车辆热管理的研究方法和内容车辆热管理是指通过科学的方法和技术手段，对汽车内部和外部的热量进行管理和控制，以提高车辆热效应和驾驶舒适度。
车辆热管理的研究方法和内容主要包括热源研究、热传递分析、热力学模拟、热管理系统设计和优化等方面。
一、热源研究热源是指汽车引擎和排气系统产生的热量。
热源研究主要包括对燃烧过程和排气过程的分析和优化，以提高燃烧效率和减少热量损失。
研究方法包括实验测试和数值模拟。
实验测试可以通过安装传感器和数据采集设备，对引擎和排气系统的温度、流速和压力等参数进行实时监测和记录，来分析热源的特性和性能。
数值模拟则可以通过运用流体力学理论和计算流体力学方法，建立热源模型，模拟和预测热源的工作过程和性能。
二、热传递分析热传递是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。
热传递分析主要包括内部热传递和外部热传递两个方面。
内部热传递分析是指研究汽车内部各个部件之间的热传递过程，以确定热量分布和传递路径。
外部热传递分析是指研究汽车外部与环境之间的热传递过程，以确定车身和窗户等部件的热绝缘和隔热性能。
热传递分析的方法包括实验测试和数值模拟，如换热器性能测试、传热和传质的数学模型建立等。
三、热力学模拟热力学模拟是运用热力学原理和计算方法，对车辆热系统进行建模和仿真，以分析和评估热系统的性能和效果。
热力学模拟主要包括热力学循环分析、能量平衡分析和热力学特性优化等方面。
研究方法包括理论推导和计算模型建立。
理论推导可以通过热力学基本原理，建立热力学模型和方程，分析系统的热力学循环过程。
计算模型建立可以通过将热力学方程和计算流体力学方法相结合，建立数值模型，模拟和预测热系统的工作过程和性能。
四、热管理系统设计和优化热管理系统设计和优化是指根据研究结果和需求分析，对车辆热系统进行设计、改进和升级，以提高热系统的性能和效果。
热管理系统设计和优化主要包括系统结构设计、元件选择和布置、控制策略和参数优化等方面。
设计和优化的方法包括规划设计和仿真分析。
汽车热管理系统研究现状
能也得到了提高。假如能够避免散热器和冷凝器之 间的热过渡区，这种技术可以满足散热器和冷凝器 的性能要求，使空气侧压降最小化，那样就极大的减
少装配空间及其制造费用。 ＶＥＣ公司针对汽车前端换热器的许多特点，研 制出了全新布局的汽车热管理系统Ｕｌｔｉｍａｔｅ—Ｃ００１一
安装在５８８ｋｗ的Ｖ８赛车发动机上，替代原有的
在１９９５年，在美国Ａ唱ｏｎｎｅ国家实验室，ｃｈｏｉ等 人提出了纳米流体概念，并在流体中加入纳米微粒，
万方数据
内燃机与配件
２０１４年第９期
手段。同传统的研究方式相比，仿真具有可预先研 究、无条件限制、信息丰富、成本低和周期短等优点。 汽车热管理方面的仿真研究大部分是利用多个
随着电子技术、计算机技术的发展，热管理技 术将会朝着智能化方向发展，可以满足经济性及排 放控制的要求。 参考文献
些部件和流体必须协调工作以满足车辆散热和温度
控制要求，其是将冷却系统、润滑系统、媛通空调系 统（ＨＶＡＶ）集成为一体的管理系统（图１所示）心ｊ。 热管理系统工作性能的优劣，直接影响着汽车 动力系统的整体性能。开发高效可靠的汽车热管理
万方数据
内燃机与配件
２０１４年第９期
另外还综合考虑车载热源系统与空气侧间的热 量传递过程，涉及到冷却介质、热交换器、风扇、泵、 底盘空气流动、传感器与执行机构、材料与加工、整 车空气动力学、安全性、可靠性、环保性及系统建模 仿真等方面的研究。 国外大公司对热管理部件如散热器、中冷器的 研究已相当成熟，系统匹配已经综合考虑整车动力 性、经济性、排放、乘坐舒适性、可靠性等，并做到了 智能化管理。并且国外整车公司与发动机公司都在
Ｓｏｌｄｎｅｒ【９ ３等提出了一个新的概念一一紧凑型冷
２０℃时保持驾驶室温度３０ｍｉｎ基本不变¨Ｊ。
电动汽车驱动电机热管理系统设计与研究
电动汽车驱动电机热管理系统设计与研究随着环境保护意识的提高和资源能源日益紧张的现状，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，正受到越来越多的关注和青睐。
电动汽车的核心部件之一是驱动电机，它起着引擎的作用，负责将电能转化为机械能，驱动汽车运行。
然而，由于电动汽车驱动电机在工作过程中会产生大量的热量，如果不能有效地控制和排除这些热量，将会对电动汽车的性能和寿命造成负面影响。
因此，电动汽车驱动电机热管理系统的设计与研究显得尤为重要。
电动汽车驱动电机热管理系统主要包括散热系统、冷却系统和温控系统三大部分。
散热系统通过散热片、风扇等设备将电机产生的热量散发到外界，以降低电机温度。
冷却系统则通过循环水冷却或者直接喷水冷却的方式，将电机表面的热量带走。
而温控系统则是根据电机的工作状态和温度变化，智能地控制散热和冷却系统的工作，以保证电机始终处于最佳工作温度范围内。
这三个系统密切配合，共同保障电动汽车驱动电机的正常工作。
在中，首先要对电机的热特性进行深入的分析和研究。
电动汽车驱动电机在工作时会受到外界环境温度、电机工作负载、车辆速度等因素的影响，从而产生不同程度的热量。
通过实验测试和数值模拟，可以获得电机的热特性曲线，进而为热管理系统的设计提供依据。
此外，还需要考虑到电机材料、散热结构、冷却介质等因素对热管理系统的影响，以确保系统设计的科学性和可靠性。
在热管理系统设计中，散热系统是至关重要的一部分。
散热系统的设计要考虑到散热效率和空间占用两个方面。
通常情况下，散热片的表面积越大，散热效率就越高，但也会占用更多的空间。
因此，设计人员需要在散热系统的设计中找到一个平衡点，既要保证散热效果，又要尽量减小系统的体积和重量。
此外，还可以考虑采用强制风冷或者液冷的方式，进一步提高散热效率。
冷却系统是另一个需要重点关注的部分。
冷却系统的设计要考虑到冷却介质的选择、流动速度、管道布局等因素。
一般来说，循环水冷却是比较常用的方式，通过水泵将冷却液循环流动，带走电机产生的热量。
汽车热管理系统的节能减排和环境保护研究报告
汽车热管理系统的节能减排和环境保护研究报告随着汽车行业的不断发展，汽车排放已成为环保领域的一大难题。
为了减少汽车排放对环境造成的负面影响，节能减排和环境保护成为了汽车行业的重要发展方向。
汽车的热管理系统在汽车节能减排和环境保护方面起着重要的作用。
热管理系统的主要功能是通过控制发动机温度和内饰温度，提高汽车的燃油效率，减少二氧化碳等有害气体的排放。
本文将围绕热管理系统的节能减排和环境保护问题展开探讨。
一、节能减排热管理系统的主要作用是控制汽车的温度，提高发动机的燃烧效率，从而减少燃料消耗和排放的有害气体。
一般来说，汽车发动机在高温环境下的燃烧效率会更高，因此，热管理系统的关键在于控制汽车的温度，确保发动机在适宜的温度下工作。
为了实现节能减排，热管理系统采用多种控制技术。
其中最为常见的是恒温控制技术。
恒温控制技术可以通过控制发动机的冷却系统，保持发动机温度在适宜范围内，从而提高发动机的燃烧效率，减少燃料的消耗和有害气体的排放。
此外，热管理系统还可以利用辅助热源来提高燃烧效率。
例如，在汽车启动时，发动机的温度通常较低，此时可以通过辅助热源提供额外的热量，快速升高发动机温度，从而提高燃烧效率，减少能源消耗和有害气体的排放。
二、环境保护除了节能减排，热管理系统还可以通过控制汽车内饰温度，提高乘车舒适度，从而实现环保的目标。
在夏季高温时，热管理系统可以通过控制空调系统来降低车内温度，提高乘客的舒适感。
此时，系统应尽可能地减少冷气的能耗，避免发生过度制冷，从而减少能源的消耗，减少有害气体的排放。
在冬季低温时，热管理系统可以通过控制汽车的加热系统，提高车内温度，保持乘客的舒适感。
此时，系统应采用高效的加热技术，减少能源消耗，避免发生过度加热，从而减少有害气体的排放。
总的来说，热管理系统是汽车节能减排和环境保护的核心技术之一。
通过采用先进的控制技术，热管理系统可以提高汽车的燃烧效率，减少燃料的消耗和有害气体的排放，同时提高乘车的舒适性和安全性。
汽车热管理技术的发展趋势与创新研究报告
汽车热管理技术的发展趋势与创新研究报告随着汽车技术的不断发展，汽车热管理技术也不断得到了优化与创新，以有效提高汽车的燃油效率、降低排放，增强车辆的安全性能等。
在未来，汽车热管理技术的发展将朝着更加智能化、节能化、环保化和安全化的方向发展。
本篇报告将介绍汽车热管理技术的发展趋势与创新研究。
一、智能化方向智能化是未来汽车热管理技术发展的重要方向，主要通过引入智能控制系统，在保证车辆安全的前提下，为车辆提供更多的温度控制选项和优化方案，进一步增强驾驶舒适度。
该方向主要表现在以下几个方面：1.智能温度控制系统：通过智能温度控制系统，车主可以掌握车内温度、湿度等信息，并通过智能算法优化出一个最适宜的环境温度，实现车辆内部精确温度控制，提高驾驶员和乘客的舒适度。
2.智能能源管理系统：通过智能能源管理系统，将与发电、热水以及车子的动力系统相关的温度控制整合在一起，可以自动进行能源的调控与分配，达到能源更为高效利用的效果。
3.智能空气质量控制系统：智能空气质量控制系统可以监测车内空气质量，包括二氧化碳、甲醛、苯等有害物质的含量，并实时智能调控。
二、节能方向随着能源的紧缺性不断增加，节能成为汽车热管理技术发展的主要方向之一。
在该方向下，应用节能技术和新型的材料，以进一步降低汽车的能耗和排放量。
主要表现在以下几个方面：1. 智能节能制冷系统：新型的制冷技术和循环系统，可有效提高能耗的利用效率，实现快速降温、快速制冷，从而达到节能的目的。
2. 低功耗散热系统：采用新型材料，如铝合金和陶瓷合金等，可以有效减轻散热器的重量，提高散热器的效率。
3. 高效排气系统：高效排气系统可以大大降低废气排放的含量，使得车辆性能更为出众。
三、环保化方向环保化方向是未来汽车热管理技术的必选发展方向，追求更加绿色、低碳的车辆运行方式，以进一步减少对环境的污染。
主要表现在以下几个方面：1. 环保制冷技术：采用环保制冷剂或电管理冷却系统，大幅度降低能源和温室气体排放量。
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• 最新的冷却系统发展方向（VALEO公司)：
1. Nucleate boiling engine cooling: 发动机内部冷却液沸腾冷却系统(REROM) 2. THEMIS™ system： 智能化电子冷却系统（电子控制阀控制条件冷却液的温 度和流量） 3. CoolMaster™：电子水阀 代替传统的 节温器或电子控制阀 4. UltimateCooling™：
风扇的性能
• • 吸风风扇：有利于空气更均匀的流过CPK 吹风风扇：有利于更多空气流过CPK ,但由于产生的二次流的能力损失，降低 空气流量；在12.5cm内，吹风方式有更好的性能；在大于12.5cm，吹风方式 性能降低 如果风扇与冷却模块间距小于120mm，吹风方式有利。 对吹风方式而言，风扇和冷却模块理想距离为50mm；
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UltimateCooling™ system 优点 Compared to the conventional cooling system and based on Mercedes C class 220CDI, UltimateCooling™ system exhibits the following results : • Packaging reduction in Front End by -10 Liters (-40%), • Danner crash repair cost reduction, • Green House Gas benefit (750g of R134a ~ 1000 kg of CO²), • Better WCAC performance (4 to 10 °C better if A/C is ON, and 13 to 20 °C better if A/C is OFF)
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• 国内将发动机热管理当作一个系统来进行考虑的比 较少，国内主要还是对各子系统单独考虑，并在此 基础上进行一些优化。 • 装甲兵工程学院毕小平教授等人对发动机冷却系统 和润滑系统进行了建模和编程计算。 • 山东大学的李国祥教授及其学生对发动机冷却系统 进行了建模并主要对冷却风扇和散热器进行了优化 设计。 • 清华大学的张扬军教授等人进行的燃料电池热管理 系统对本研究也具有参考价值 • 南京理工大学的宣益民…. • 。。。。。
改善冷却风道特性，提高热管理系统的实际运行性能
试验研究与数值模拟为热管理系统与整车集成研究的基本方法。
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国外主要的实验结论
• 通用汽车公司的Patrick Hoover在实验室中，考虑集成在一起的发动 机机体、冷凝器、散热器和风扇密封板等影响，对发动机舱内流动进 行试验，分析了冷却风扇与发动机舱流动之间的匹配性能。该研究模 拟车速50km/h，环境温度49℃条件，对散热器工作和不工作时的热 管理系统冷却空气流量进行测量和比较。结果表明，散热器在加热条 件下的冷却空气流量低于不加热时约12%
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• 发动机冷却液性能
• 发动机冷却液是发动机循环冷却系统的冷却介质,主要由防冻剂、缓蚀 剂、消泡剂、着色剂、防霉剂、缓冲剂等组成。随着汽车工业的发展, 对发动机的性能要求也越来越高,不仅要求冷却液具有较低的凝固点和 较高的沸点,还应具有较好的金属防腐性、防气蚀性、防结垢性,以及 对环境污染小或不污染环境,且有较长的使用寿命等等方面的综合性能。 • 冷却液由多种成分组成，但是主要的成分是水和乙二醇。在不同的地 区根据气候的不同将水和乙二醇进行配比得到需要的冷却液， 40%~60%; 50%~50% • 发动机冷却液中水和乙二醇的配比是由当地的气候决定的，冷却液具 有高的沸点和低的凝固点。高沸点保证了冷却系统在较高温度也不会 沸腾，提高了冷却系统散热器的散热效率。低的凝固点保证了冷却液 在冬天不会结冰，改善了发动机的低温启动性能。
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REROM 系统
There are two coolant architectures for nucleate boiling engine cooling: • partially filled coolant architecture: there is coolant in the cylinder bloc and the cylinder head and all the rest of the coolant circuit remains empty. This coolant architecture was adopted and studied by two car manufacturers (Nissan and BMW). • Completely filled coolant architecture: there is coolant in the whole coolant circuit. That means the coolant circuit is pr actically the same as the conventional engine cooling today. This is our coolant architecture and was adopted and studied by two car manufacturers (Renault and VW).
1. 2. 3. 4. 5.
电子泵代替机械泵 低压循环系统0.2bar （1.50 适合更高的（高和中等)发动机负荷 汽缸头的温度高 5~10C 循环水量更少 1300~1400L/H (4300~5400)
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REROM 系统
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智能化冷却系统
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ULTIMATECOOLING™ SYSTEM
车辆热管理的研究方法和内容
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车辆热管理的研究方法
热管理系统与整车的集成研究，主要通过研究汽车热管理系统空气侧 复杂流动和传热过程机理，探讨汽车总布置设计、热管理系统集成方 式以及行驶工况等因素对热管理系统性能的影响。在此基础上，从系 统工程观点和综合指标出发，妥善解决热管理与汽车结构和总布置设 计之间的关系，控制汽车热管理系统空气侧流场结构，避免热风回流，
• Better engine performances and dynamic response (turbo lag),
• Mutualization of thermal exchange potential : all heat exchangers being cooled down by the same fluid, A/C, Charge Air and Engine cooling operates by sharing power depending on the vehicle speed conditions, • Could supply low temperature coolant to other fluids : fuel cooler, EGR cooler, oil cooler, electronic cooler and electric power-train cooler for HEV, FCEV, Less high cost hoses: A/C, OC, CAC, Cross-line component standardisation : WCAC, WCDS
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•40％的乙二醇60％水配比得到的冷却液。下表是冷却液90°C的相关性能表：
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Cooling system with expansion tank (blue outline indicates rubber hoses).有膨胀水箱的冷却系统（蓝色的是橡皮软管）
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Heating element
Thermostate
Engine
Radiator
带有蓄水的冷却系统 (blue outline indicates rubber hoses). 用蓝色标出的是橡皮软管
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29பைடு நூலகம்
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Recommendations : • THEMIS™ or CoolMaster™ could be used if the fuel consumption and pollutions reduction are really the main target. Also it’s very good for the medium and high vehicle range equipped with the gasoline engine. • REROM could be a good system in order to reduce fuel consumption, pollution and system cost. It’s very beneficial for low vehicle range equipped with small gasoline and small diesel engine. • UltimateCooling™ is a good system in order to reduce the packaging of cooling module at the front end. It’s an ideal system for high vehicle ange equipped with the turbo diesel or turbo gasoline engine. 11