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、驅動系統功率密度、系統能耗以及快充等要求的日益提高，熱系統集成化的深度和難度持續增加。經緯恒潤基于V模式開發流程，提供整車熱管理系統開發服務，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方案設計

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

?  熱管理系統建模

        基于零部件的幾何或特性曲線，結合系統架構模型搭建熱管理系統。對典型工況下，熱管理系統性能進行評估，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，根據仿真結果，指導整車熱管理系統選型方案優化。

?  多學科集成優化和平衡分析

        搭建整車多學科模型，含整車動力學模型、熱管理系統和熱管理控制。根據多學科聯仿模型，分析不同循環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化平臺結合，從多個維度進行優化，如空調系統性能、冷卻系統性能、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化帕累托解集進行平衡分析，選取較優方案，提升整車屬性評分。

部件級詳細設計

?  整車熱環境模擬

        根據整車各零部件材料屬性，搭建乘員艙熱模型，加載環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境的換熱狀況進行乘員艙熱環境分析，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，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連接，與座椅進行更好的貼合。

?  三電系統熱設計

        電芯電熱耦合模型搭建，根據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，搭建電模型。根據電芯實際物理結構、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。基于NREL半經驗壽命模型，對整車電池包各電芯健康狀態變化進行評估。根據熱失控過程的模擬，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，根據熱分析溫度場結果，進行散熱方案設計，如電機冷卻水套優化、控制器水冷風冷散熱結構設計優化等。

整車熱管理系統HIL測試

        對熱管理系統模型進行實時化，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設計、選型優化、多學科集成優化以及零部件級散熱方案設計。

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