项目背景
随着新能源汽车的不断发展,越来越多的汽车主机厂投入更多资源到新能源汽车的研发制造中,而由于其热管理系统的特殊性,也制约着正向开发流程。与传统汽车相比,新能源汽车热管理要求更为苛刻,系统结构更为复杂。热管理系统主要包括电池热管理系统、空调系统、电机电控冷却单元及刹车系统冷却单元等,需综合考虑空调系统与电池、电驱动等部件的冷却需求。
为了缩短高质量、高可靠性的新能源汽车热管理系统的研发周期,行业内普遍采用基于虚拟模型的现代设计法,逐渐替代传统的物理试验方法。基于模型搭建虚拟测试场景,预测在实际驾驶循环下系统性能,可以进行多方案评估,并在研发早期进行快速优化验证,减少或避免中后期发生错误或问题。以丰田为例,早在1996年第一代普锐斯(Prius)开发过程中,使用Modelica\Dymola进行HEV控制系统开发,研发时间减少10个月,研发成本降低30%以上。此后,丰田在电控刹车,动力系统,发动机,驱动系统的振动控制等领域,大规模应用基于Modelica的虚拟仿真技术。自2010年起,丰田将Modelica作为其新能源汽车开发的标准建模语言而使用。
实施案例
平衡系统层级对冷却和能源的需求,基于模型的系统设计/优化和控制设计。搭建热管理模型-综合考虑燃油经济性和整车热管理:
具有负载和损耗的车辆模型
车辆热负荷模型(发动机、摩擦、变速器)
集成发动机热模型
其他包含冷却剂和油等介质的热流体回路模型
驾驶循环模型(速度、等级、风等)