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经纬恒润热管理解决方案

        伴随新能源汽车对电池包能量密度、驱动系统功率密度、系统能耗以及快充等要求的日益提高,热系统集成化的深度和难度持续增加。经纬恒润基于V模式开发流程,提供整车热管理系统开发服务,包括需求捕获、方案设计、详细设计、部件测试、集成测试、实车标定等。

 


基于模型的整车热管理系统方案设计

        根据需求梳理结果,设计多种满足需求的系统架构,搭建热管理系统模型,通过仿真对热管理系统架构和零部件选型方案进行验证和优化。进行整车多学科全系统模型与优化平台集成,实现多目标优化、多属性平衡分析和控制算法设计优化。

 

•  热管理系统建模

        基于零部件的几何或特性曲线,结合系统架构模型搭建热管理系统。对典型工况下,热管理系统性能进行评估,如乘员舱急降温、冬季采暖、电池包高速巡航冷却、低温启动、高温快充等工况,根据仿真结果,引导整车热管理系统选型方案优化。

 


•  多学科集成优化和平衡分析

        搭建整车多学科模型,含整车动力学模型、热管理系统和热管理控制。根据多学科联仿模型,分析不同循环工况下如何控制压缩机转速、水泵转速、风扇转速、PTC加热量等来满足设计指标要求,进行热管理控制策略设计。

 


        将整车多学科模型与优化平台结合,从多个维度进行优化,如空调系统性能、冷却系统性能、人体热舒适度、重量和成本等等,通过自研平衡分析App对优化帕累托解集进行平衡分析,选取较优方案,提升整车属性评分。

 


部件级详细设计

•  整车热环境模拟

        根据整车各零部件材料属性,搭建乘员舱热模型,加载环境试验地点天气文件,如三亚、漠河、吐鲁番等,进行乘员舱热分析。根据分析结果,引导车身热设计,如车门、车顶选材,隔热材料厚度、玻璃的透射性能等等。

 


•  乘员舱人体热舒适性分析和测试

        考虑人体的生理特性、新陈代谢生热及其与外界环境的换热状况进行乘员舱热环境分析,运用伯克利舒适度评价模型对乘员舱人员的热舒适度进行准确的评估,引导乘员舱热舒适度优化设计。

 


        HVAC假人测试方案,可获得测试时间历程人体局部和整体热舒适度、冷暖感矩阵、PMV、PPD、体感温度、DTS(Dynamic Thermal Sensation)等多种舒适性评价维度结果。假人测试系统,包含46组温度、风速和热辐射传感器,4个相对湿度传感器,采用环氧碳纤维外壳,为西方或亚洲男性平均身材,支撑不同身材比例定制。肩部,臀部,膝盖,肘部及脚踝都有关节连接,与座椅进行更好的贴合。

 


•  三电系统热设计

        电芯电热耦合模型搭建,根据应用场景选择不同的等效电路,进行电芯充放电特性试验,拟合获得等效电路配置参数,搭建电模型。根据电芯实际物理结构、各层材料属性搭建电芯热模型。电热耦合模型可考虑电芯放电倍率、放电深度和温度对产热的影响。电芯等效电路模型有NTG等效电路、NTG分布式和NREL等效电路模型,不同的等效电路模型,对应不同的试验方案。

 


        基于热电耦合模型,可快速完成各种驾驶循环工况和设计工况下整车电池包热管理分析,引导电池包散热方案设计。基于NREL半经验寿命模型,对整车电池包各电芯健康状态变化进行评估。根据热失控过程的模拟,引导散热方案和热扩展抑制方案设计。

 


        创建电机电控产热模型,搭建完整的电机、电控热流耦合分析模型,根据热分析温度场结果,进行散热方案设计,如电机冷却水套优化、控制器水冷风冷散热结构设计优化等。

 


整车热管理系统HIL测试

        对热管理系统模型进行实时化,以FMU的形式导入NI、Concurrent、Higale等仿真机,从而实现HIL层级的仿真测试。

 


应用&案例

        经纬恒润已帮助多家主机厂、零部件供应商,基于模型进行热管理系统设计、选型优化、多学科集成优化以及零部件级散热方案设计。

 

 

        欲了解更多相关信息,请点击本链接,报名参加9月14日《乘员舱热舒适度和车辆能量管理》云技术研讨会,期待您的参与!

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