SIMLIA有一系列的仿真產品，比如我們熟悉的Abaqus、CST、Tosca、XFlow等。本文將為大家介紹SIMULIA仿真工具助力汽車設計研發。

以乘客舒適度為前提延長電動汽車的可行駛里程

電動汽車設計師始終都需要在乘客舒適度、電動汽車行駛里程和電池成本之間做出權衡取舍。事實上，如果遭遇極端天氣，為了保障乘客的舒適度與安全，行駛里程可能下降40%甚至更多。即便是在較好的氣候條件下，如果天氣偏熱或偏冷，電動汽車每英里行使里程耗電也會增加15%。我們發現，一體化設計驗證流程能顯著緩解這種狀況，既能有效地為乘客營造舒適的環境，保證車載電子裝置在正常溫度下運行，又能穩定電池溫度在效率最高的范圍內。這個流程可協助設計師選擇材料、車窗設計、運行策略、局部供暖和降溫，確保在滿足法規要求的同時提供乘客舒適的體驗，最大限度地提高行駛里程，并達到電池的預期壽命。高保真的瞬態3D仿真模型與車輛級別的系統集成相結合，構成成功的要訣。滿懷信心地設計、評估和迭代車艙與電池散熱設計，讓您的電動汽車產品超越競爭對手。

深度掌握提供溫度舒適度和保持電池溫度所需的散熱能耗

令人愉悅的乘客體驗需要卓越的工程設計

消費者對車艙舒適度的期待在不斷提高。十年前被當作奢侈或選配的便利設施，如今象征著一個品牌的差異化。車艙氣候系統以及其所提供的溫度和聲學舒適度，是當今車艙體驗的重要組成部分。整體的暖通空調(HVAC)系統設計解決方案可確保車艙氣候系統被有效集成，同時保障乘客的舒適度與續航里程。

從設計到驗證，從車艙降溫/供暖仿真到乘客感受，達索系統可提供一套完整的解決方案。

采用我們行業領先的SIMULIA求解器，結合先進的人體舒適度建模技術，能準確地預測穩態、初始瞬態以及完整瞬態條件下的溫度感受和舒適度以及它們對電池續航里程的影響。

驗證電池和電子組件的熱管理，包括極端天氣條件下的狀況，優化電池布局或材料選擇。采用SIMULIA工具不僅可以節省電力，而且還可以延長電池的續航里程。

采集暖通空調系統組件的動態行為和有乘客的3D車艙的動態行為，借助1D-3D一體化仿真預測目標溫度，達到舒適度所需的時間和電池續航里程。

包括局部熱調節解決方案，以降低暖通空調的能耗。采用加熱或通風座椅和輻射板等微氣候系統，提高乘客的舒適度。SIMULIA求解器能準確地建模、預測這些解決方案的節能幅度和乘員舒適度。

不必制作真實原型，就能在車艙整體設計中考慮真實天氣條件或乘客多樣性。在數字環境下探索各種場景，無需運輸團隊和設備到不同氣候條件下進行測試。

通過最先進的現實渲染和虛擬現實體驗車艙新設計；理解影響性能的物理現象；驗證車艙人機工程學和可用性。

預測多人車的艙內氣流和溫度分布

電池熱管理

電池熱管理是確保延長可行駛里程和電池長期耐用性的關鍵。盡管在較高溫度下電池能更高效地提供電能，但長時間暴露在高溫下，可能會導致電池的性能提前退化。需要穩健地控制電池溫度在既能有效工作又不影響耐用性的范圍內。

面向電池設計的達索系統完整解決方案：

為了讓電池正常發揮相應功能，多物理場仿真是重要的，包括電化學反應、熱-電行為、熱結構分析等。此外，這些解決方案還能仿真跌落與抗穿刺、電池膨脹、整體安全和熱管理。

覆蓋系統復雜度的各個層面，從電芯模型到模塊模型和散熱板模型，。這些解決方案可在不同的尺度水平上，對電池電芯、連接器、電纜、繼電器、控制器電子裝置和散熱裝置進行仿真。

提供整車仿真能力，包括電池、電氣傳動系統、驅動和控制器設計等。

預測不同散熱方法的散熱性能，包括強制風冷、散熱鰭片、液冷板和散熱葉片。

提供適合不同時間尺度的流程和建模工具包，從僅使用幾分鐘的載荷周期，到連續數小時駕駛，直至數年真實駕駛和充電。這些工具包可為您提供準確的壽命終止性能預測。

內含整套設計工作流程，從組件層面到系統層面解決各類電池問題。可以集成驗證流程，以便在整個開發過程中和在不同系統復雜度層面上驗證設計，幫助您在完整的數字化環境下快速迭代和優化您的產品。

車艙散熱與電池散熱完美結合

復雜的系統相互作用使車輛設計變成一項艱巨的任務。例如，改變車艙溫度和乘員舒適度的設計 將影響暖通空調(HVAC)系統、電池散熱和車輛整體效率。相反地，電池溫度本身將影響動力傳動系統的效率、暖通空調系統的性能和車輛車艙溫度。因此必須采用綜合全面的方法來設計和優化系統，同時考慮組件性能和系統整體性能。然而，這樣的一體化設計并非一個簡單的過程。達索系統開發的工具包能輕松地將不同子系統內的模型與不同物理場進行集成，讓工程師能夠專注于車輛的整體性能的優化。一體化的設計與驗證解決方案能夠幫助用戶優化系統的整體性能，讓整體性能超越逐個改進子系統所能達到的水平。

通過支持功能模型接口(FMI)標準，可以輕松地集成來自多個求解器的不同模型，能靈活地集成Dymola系統建模。

聯合仿真功能綜合運用3D計算流體動力學(CFD)模型和有限元分析(FEA)熱模型，精準預測乘客熱感受和電池溫度分布。與Dymola系統行為模型深度集成，能為所有車載系統預測真實駕駛場景。

借助集成的仿真功能，工程師能通過數字化校調優化車艙舒適度，因為能通過仿真完整采集電池系統與熱系統間的真實相互作用。

也能在真實環境下盡早地驗證相關設計。例如在設計初期階段，可在真實駕駛周期和天氣條件下數字化地測試涉及長瞬態降溫和升溫場景的車輛車艙。仿真的快速周轉和高可信度，能減少項目后期階段遇到的問題，避免產品上市時間受阻。

車艙散熱與電池散熱聯合仿真的示例如下圖所示。該模型包括一個完整詳細的車艙，并配備風冷電池以及暖通空調系統。冷卻設計讓來自空調排風口的冷空氣先為乘客降溫，然后引導到電池組隔板，最后排放到車外。根據車艙內電池位置或其他電子組件的位置，保持電池溫度和提供溫度舒適度所需制冷功率可能會發生變化，但過大的功耗會導致行駛里程下降。

通過在仿真中集成暖通空調系統模型，正確地分配能耗，有助于提升性能。以制動為例，啟用再生制動回收部分動能，并為電池充電。再生制動通常只能回收一部分動能，因為它受電池充電速率的限制。如果采用這種一體化車輛設計，一部分制動再生能量可用來驅動壓縮機和預冷車艙和電池。如果采用一體化系統優化，重新分配能量表明能降低制冷功耗3%。與此相似，可以在一體化車艙和暖通空調模型中使用微氣候系統營造局部升溫或降溫，通過提供快速局部溫度舒適度，同時降低暖通空調功率和需求，達到節約能源的目的。這種綜合全面的數字仿真能深入了解需要 多大暖通空調功率或加熱器功率才能在不影響車輛溫度舒適度或車輛美觀的前提下實現高續航里程，即便是在極為復雜的建模場景中，達索系統的工具包也可以協助工程師輕松開展一體化系統優化。

要點總結

電動汽車設計是一項挑戰，不僅因為電動汽車采用全新的車輛結構，也因為系統效率和客戶體驗方面的嚴格要求。達索系統可提供電動汽車設計的一套完整解決方案，包括早期概念階段和最終驗證，以及單個組件和子系統模型或整車集成。達索系統的仿真工具包覆蓋了所有相關的物理場仿真，從而有助于評估所有系統和關鍵績效指標。此外，一體化仿真功能還可幫助用戶優化整車能源管理，助力用戶開發出毫不妥協的產品。