經緯恒潤熱管理解決方案

         伴隨新能源汽車對電池包能量密度、驅動系統(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，包括需求捕獲、方案設計、詳細設計、部件測試、集成測試、實車標定等。

基于模型的整車熱管理系統(tǒng)方案設計

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

?  熱管理系統(tǒng)建模

        基于零部件的幾何或特性曲線，結合系統(tǒng)架構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)仿真結果，指導整車熱管理系統(tǒng)選型方案優(yōu)化。

?  多學科集成優(yōu)化和平衡分析

        搭建整車多學科模型，含整車動力學模型、熱管理系統(tǒng)和熱管理控制。根據(jù)多學科聯(lián)仿模型，分析不同循環(huán)工況下如何控制壓縮機轉速、水泵轉速、風扇轉速、PTC加熱量等來滿足設計指標要求，進行熱管理控制策略設計。

        將整車多學科模型與優(yōu)化平臺結合，從多個維度進行優(yōu)化，如空調系統(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。

部件級詳細設計

?  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，進行乘員艙熱分析。根據(jù)分析結果，指導車身熱設計，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)境的換熱狀況進行乘員艙熱環(huán)境分析，運用伯克利舒適度評價模型對乘員艙人員的熱舒適度進行準確的評估，指導乘員艙熱舒適度優(yōu)化設計。

        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果。假人測試系統(tǒng)，包含46組溫度、風速和熱輻射傳感器，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，肘部及腳踝都有關節(jié)連接，與座椅進行更好的貼合。

?  三電系統(tǒng)熱設計

        電芯電熱耦合模型搭建，根據(jù)應用場景選擇不同的等效電路，進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)電芯實際物理結構、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)工況和設計工況下整車電池包熱管理分析，指導電池包散熱方案設計?；贜REL半經驗壽命模型，對整車電池包各電芯健康狀態(tài)變化進行評估。根據(jù)熱失控過程的模擬，指導散熱方案和熱擴展抑制方案設計。

        創(chuàng)建電機電控產熱模型，搭建完整的電機、電控熱流耦合分析模型，根據(jù)熱分析溫度場結果，進行散熱方案設計，如電機冷卻水套優(yōu)化、控制器水冷風冷散熱結構設計優(yōu)化等。

整車熱管理系統(tǒng)HIL測試

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

應用&案例

        經緯恒潤已幫助多家主機廠、零部件供應商，基于模型進行熱管理系統(tǒng)設計、選型優(yōu)化、多學科集成優(yōu)化以及零部件級散熱方案設計。

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