伴隨新能源汽車對電池包能量密度、驅(qū)動系統(tǒng)功率密度、系統(tǒng)能耗以及快充等要求的日益提高，熱系統(tǒng)集成化的深度和難度持續(xù)增加。經(jīng)緯恒潤基于V模式開發(fā)流程，提供整車熱管理系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)，包括需求捕獲、方案設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、部件測試、集成測試、實車標(biāo)定等。

基于模型的整車熱管理系統(tǒng)方案設(shè)計

        根據(jù)需求梳理結(jié)果，設(shè)計多種滿足需求的系統(tǒng)架構(gòu)，搭建熱管理系統(tǒng)模型，通過仿真對熱管理系統(tǒng)架構(gòu)和零部件選型方案進(jìn)行驗證和優(yōu)化。進(jìn)行整車多學(xué)科全系統(tǒng)模型與優(yōu)化平臺集成，實現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化、多屬性平衡分析和控制算法設(shè)計優(yōu)化。

?  熱管理系統(tǒng)建模

        基于零部件的幾何或特性曲線，結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)模型搭建熱管理系統(tǒng)。對典型工況下，熱管理系統(tǒng)性能進(jìn)行評估，如乘員艙急降溫、冬季采暖、電池包高速巡航冷卻、低溫啟動、高溫快充等工況，根據(jù)仿真結(jié)果，指導(dǎo)整車熱管理系統(tǒng)選型方案優(yōu)化。

?  多學(xué)科集成優(yōu)化和平衡分析

        搭建整車多學(xué)科模型，含整車動力學(xué)模型、熱管理系統(tǒng)和熱管理控制。根據(jù)多學(xué)科聯(lián)仿模型，分析不同循環(huán)工況下如何控制壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速、水泵轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、PTC加熱量等來滿足設(shè)計指標(biāo)要求，進(jìn)行熱管理控制策略設(shè)計。

        將整車多學(xué)科模型與優(yōu)化平臺結(jié)合，從多個維度進(jìn)行優(yōu)化，如空調(diào)系統(tǒng)性能、冷卻系統(tǒng)性能、人體熱舒適度、重量和成本等等，通過自研平衡分析軟件對優(yōu)化帕累托解集進(jìn)行平衡分析，選取較優(yōu)方案，提升整車屬性評分。

部件級詳細(xì)設(shè)計

?  整車熱環(huán)境模擬

        根據(jù)整車各零部件材料屬性，搭建乘員艙熱模型，加載環(huán)境試驗地點天氣文件，如三亞、漠河、吐魯番等，進(jìn)行乘員艙熱分析。根據(jù)分析結(jié)果，指導(dǎo)車身熱設(shè)計，如車門、車頂選材，隔熱材料厚度、玻璃的透射性能等等。

?  乘員艙人體熱舒適性分析和測試

        考慮人體的生理特性、新陳代謝生熱及其與外界環(huán)境的換熱狀況進(jìn)行乘員艙熱環(huán)境分析，運(yùn)用伯克利舒適度評價模型對乘員艙人員的熱舒適度進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，指導(dǎo)乘員艙熱舒適度優(yōu)化設(shè)計。

        HVAC假人測試方案，可獲得測試時間歷程人體局部和整體熱舒適度、冷暖感矩陣、PMV、PPD、體感溫度、DTS(Dynamic Thermal Sensation)等多種舒適性評價維度結(jié)果。假人測試系統(tǒng)，包含46組溫度、風(fēng)速和熱輻射傳感器，4個相對濕度傳感器，采用環(huán)氧碳纖維外殼，為西方或亞洲男性平均身材，支持不同身材比例定制。肩部，臀部，膝蓋，肘部及腳踝都有關(guān)節(jié)連接，與座椅進(jìn)行更好的貼合。

?  三電系統(tǒng)熱設(shè)計

        電芯電熱耦合模型搭建，根據(jù)應(yīng)用場景選擇不同的等效電路，進(jìn)行電芯充放電特性試驗，擬合獲得等效電路配置參數(shù)，搭建電模型。根據(jù)電芯實際物理結(jié)構(gòu)、各層材料屬性搭建電芯熱模型。電熱耦合模型可考慮電芯放電倍率、放電深度和溫度對產(chǎn)熱的影響。電芯等效電路模型有NTG等效電路、NTG分布式和NREL等效電路模型，不同的等效電路模型，對應(yīng)不同的試驗方案。

        基于熱電耦合模型，可快速完成各種駕駛循環(huán)工況和設(shè)計工況下整車電池包熱管理分析，指導(dǎo)電池包散熱方案設(shè)計?；贜REL半經(jīng)驗壽命模型，對整車電池包各電芯健康狀態(tài)變化進(jìn)行評估。根據(jù)熱失控過程的模擬，指導(dǎo)散熱方案和熱擴(kuò)展抑制方案設(shè)計。

        創(chuàng)建電機(jī)電控產(chǎn)熱模型，搭建完整的電機(jī)、電控?zé)崃黢詈戏治瞿Ｐ?，根?jù)熱分析溫度場結(jié)果，進(jìn)行散熱方案設(shè)計，如電機(jī)冷卻水套優(yōu)化、控制器水冷風(fēng)冷散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化等。

整車熱管理系統(tǒng)HIL測試

        對熱管理系統(tǒng)模型進(jìn)行實時化，以FMU的形式導(dǎo)入NI、Concurrent、Higale等仿真機(jī)，從而實現(xiàn)HIL層級的仿真測試。

應(yīng)用&案例

        經(jīng)緯恒潤已幫助多家主機(jī)廠、零部件供應(yīng)商，基于模型進(jìn)行熱管理系統(tǒng)設(shè)計、選型優(yōu)化、多學(xué)科集成優(yōu)化以及零部件級散熱方案設(shè)計。

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