KULI的案例
混合動力汽車熱管理仿真軟件kuli
1D 軟件的代表- kuli和 flowmaster
網(wǎng)上搜了一些信息，關(guān)于兩個軟件的介紹，簡述一下如下：
KULI軟件隸屬于全球第三大汽車零部件供應(yīng)和整車開發(fā)商Magna International (麥格納國際)汽車集團旗下，公司全稱為Engineer Center Steyr(斯太爾工程中心)，總部設(shè)在奧地利，就是當(dāng)年與中國重汽合作，一起推動中國重型汽車業(yè)蓬勃發(fā)展的Steyr-Diamler-Puch(斯太爾)。
KULI的特長應(yīng)該在算散熱器和引擎匹配以及空調(diào)部分，F(xiàn)lowmaster我不是很熟，但他在流體方面?zhèn)戎氐母啵苍S做內(nèi)部的管路設(shè)計會更好些。在乘用車方面可以做一些概念設(shè)計：零部件尺寸、位置最優(yōu)化；更換發(fā)動機后冷卻系統(tǒng)的改進設(shè)計；行駛過程模擬、道路試驗仿真；空調(diào)系統(tǒng)模擬：乘客艙內(nèi)溫升和溫降過程研究 。目前而言使用的人也不是很多，關(guān)鍵是銷售和售后策略有點保守！
個人最感興趣的是其參數(shù)敏感性分析，這個有意思。
關(guān)于KULI:
Although the KULI battery cell model is mainly intended for simulating the behavior of one individual battery cell, it can also be used to simulate battery modules (i.e. several cells grouped together) or even complete battery packages.
展開 淺談電池系統(tǒng)1d熱仿真軟件KULI
1D 軟件的代表- kuli和 flowmaster
網(wǎng)上搜了一些信息，關(guān)于兩個軟件的介紹，簡述一下如下：
KULI軟件隸屬于全球第三大汽車零部件供應(yīng)和整車開發(fā)商Magna International (麥格納國際)汽車集團旗下，公司全稱為Engineer Center Steyr(斯太爾工程中心)，總部設(shè)在奧地利，就是當(dāng)年與中國重汽合作，一起推動中國重型汽車業(yè)蓬勃發(fā)展的Steyr-Diamler-Puch(斯太爾)。
KULI的特長應(yīng)該在算散熱器和引擎匹配以及空調(diào)部分，F(xiàn)lowmaster我不是很熟，但他在流體方面?zhèn)戎氐母啵苍S做內(nèi)部的管路設(shè)計會更好些。在乘用車方面可以做一些概念設(shè)計：零部件尺寸、位置最優(yōu)化；更換發(fā)動機后冷卻系統(tǒng)的改進設(shè)計；行駛過程模擬、道路試驗仿真；空調(diào)系統(tǒng)模擬：乘客艙內(nèi)溫升和溫降過程研究 。目前而言使用的人也不是很多，關(guān)鍵是銷售和售后策略有點保守！
個人最感興趣的是其參數(shù)敏感性分析，這個有意思。
關(guān)于KULI:
Although the KULI battery cell model is mainly intended for simulating the behavior of one individual battery cell, it can also be used to simulate battery modules (i.e. several cells grouped together) or even complete battery packages.
展開 基于KULI設(shè)計的發(fā)動機冷卻系統(tǒng)
Kuli軟件的特點是主要使用試驗數(shù)據(jù)進行理論分析，這樣使開發(fā)費用和周期都大大降低。
請問有沒有會KULI的大神？想加個好友學(xué)習(xí)下
學(xué)習(xí)KULI軟件，不是懂這個數(shù)據(jù)輸入
一維分析建模規(guī)范-KULI-散熱器輸入?yún)?shù) ￥2
一維分析建模規(guī)范-KULI-散熱器輸入?yún)?shù)
用modeFrontier來降溫
挑戰(zhàn)
為了確定六缸225kw柴油發(fā)動機的瞬態(tài)冷卻系統(tǒng)的更好配置，寶馬的工程師團隊用Kuli軟件生成了空氣和冷卻液回路的模型，并用三維CFD仿真進行了檢驗。為了驗證模型，在實驗平臺上對兩種不同的駕駛循環(huán)以及載荷步進行了實驗測量。對實驗中車輛內(nèi)油和水循環(huán)兩種不同冷卻液的熱平衡進行了比較，結(jié)果差別明顯，即使對于非常相似的發(fā)動機工作點。特別是當(dāng)風(fēng)速作用于曲軸箱時，很難對試驗臺架上發(fā)動機罩下實際熱環(huán)境之外的油底殼和氣缸頭進行精確確定，這影響了相關(guān)瞬態(tài)冷卻模擬的可靠性。為了提高仿真的可靠性，對發(fā)動機模型進行了改進，以減少實驗測試中觀察到的測量差異。
解決方案
發(fā)動機模型中的冷卻液回路和空氣路徑模型包括兩組需要優(yōu)化的主要參數(shù)：五個傳熱系數(shù)和四個熱容量。modeFRONTIER使工程師可以建立一個有效的優(yōu)化工作流程，自動與KULI發(fā)動機模型交互，找到九個參數(shù)的最優(yōu)配置。
GüGünther PESSL，寶馬仿真部門的頭說：“兩個軟件之間很容易建立集成，從而可以在發(fā)動機分析中更快地識別最好的傳熱系數(shù)和熱慣性。在將試驗臺模型轉(zhuǎn)化為真實的車輛模型時，一些參數(shù)在驗證循環(huán)中出現(xiàn)了波動，特別是油溫在爬坡過程中出現(xiàn)的偏差最大。借助于對爬坡周期進行的優(yōu)化循環(huán)，對發(fā)動機參數(shù)進行了改進，從而顯著提高了Miramas 寶馬測試軌道的測量精度”。
modeFrontier的優(yōu)勢
modeFRONTIER幫助寶馬團隊建立了一個可靠的瞬態(tài)冷卻系統(tǒng)模型，與新的實驗指引吻合，精度足以重復(fù)使用于比較和優(yōu)化不同的冷卻配置。該軟件顯著降低了機油溫度和冷卻液側(cè)模型的誤差，改善了相應(yīng)的溫度趨勢。此外，modeFRONTIER的自動化能力及其強大的優(yōu)化算法，可以進行自動參數(shù)尋優(yōu)，從而支持并縮短模型驗證的步驟。
展開 學(xué)習(xí)STAR-CCM+編程語言：在Eclipse中進行二次開發(fā)調(diào)試
KULI，可以使用MATLAB，VBA，Python調(diào)試，KULI利用了微軟的COM server，只要注冊KuliAnalysisServer這個DLL/EXE（一般在安裝時就已經(jīng)注冊好了），就可以在任何支持COM的語言中調(diào)用其進行計算，寫一句就能得到反饋（非圖形的）。
Amesim，這個我還沒怎么接觸過，但現(xiàn)在慢慢開始欣賞、學(xué)習(xí)，可恨資料比CCM+還少。Amesim可以用MATLAB和Python進行二次開發(fā)，很久之前用MATLAB連過一次，并不麻煩，記得也是MATLAB寫一句，都能得到反饋（非圖形的）。
STARCCM，可以使用JAVA。以一個特定的bat腳本令其運行在調(diào)試模式下，打開一個模型。再在Eclipse中新建項目，引用CCM的所有JAR，添加調(diào)試器，寫腳本，添加斷點，再在CCM（而不是Eclipse）里執(zhí)行這個腳本！！！執(zhí)行到斷點這一行時，會跳到Eclipse進入調(diào)試模式，調(diào)試模式下寫的語句也能得到即時的圖形反饋。
可以看到STAR的調(diào)試路徑和其他的軟件差別巨大，我不太清楚是語言還是IDE導(dǎo)致的差異，但覺得有點反直覺。這些步驟都在help文檔里的確都寫了，但非常簡略，加上嚴重的慣性思維，讓我過于相信自己的經(jīng)驗而不是文檔了。
啰里啰嗦說了這么多，開始正題。
展開 Cradle CFD—專業(yè)熱流場分析工具
依托聯(lián)合仿真功能，不僅可實現(xiàn)與三維多物理場耦合（結(jié)構(gòu)、聲學(xué)、電磁、機械），還能夠與一維系統(tǒng)級仿真工具和多學(xué)科優(yōu)化平臺耦合，實現(xiàn)多物理場協(xié)同仿真，例如Adams、Romax、FFT、Abaqus、GT、KULI等工具。
產(chǎn)品介紹
??產(chǎn)品組成
Cradle共包含5個軟件包和1個通用的后處理模塊：
scSTREAM和HeatDesigner是基于笛卡爾網(wǎng)格（像素網(wǎng)格）的CFD軟件，前者是通用的熱流體分析系統(tǒng)，求解模型更豐富，包括多相流、燃燒、非牛頓流體等，后者主要應(yīng)用在電力電子行業(yè)，擁有大量電子元件模型可供使用，兩者均可用于大規(guī)模復(fù)雜模型的分析
SC/Tetra和scFLOW是基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的CFD軟件，前者主要通過劃分四面體、五面體和六面體網(wǎng)格進行離散求解，后者通過劃分多面體網(wǎng)格來進行離散求解，主要應(yīng)用在汽車領(lǐng)域及其他通用設(shè)備領(lǐng)域，兩者均支持高精度模型的求解分析
PICLS可進行PCB板級熱流分析，實現(xiàn)PCB級熱設(shè)計，具備實時仿真能力
通用的后處理模塊scPOST，支持上述軟件的仿真結(jié)果直接導(dǎo)入，能夠根據(jù)客戶需要快速地進行結(jié)果可視化，包括部件溫度云圖顯示、截面熱流數(shù)據(jù)顯示、流跡線顯示以及部件熱路徑考察，快速定位熱阻分布，實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計
??典型應(yīng)用
電池包冷卻系統(tǒng)分析
導(dǎo)入帶有水冷板以及通風(fēng)道等回路的電池包數(shù)模，進行冷卻系統(tǒng)內(nèi)的熱流求解，計算出系統(tǒng)內(nèi)溫度和壓力的分布，指導(dǎo)流量分布和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等工作，同時可與一維仿真工具進行耦合分析，通過系統(tǒng)仿真獲取三維熱流分析所需要的邊界輸入，例如進口流量、出口壓力等，較精確地對電池包冷卻性能進行分析。同時還可與控制模型進行耦合，多工況地分析冷卻系統(tǒng)的響應(yīng)和效率。
展開 Kuli軟件用于電池系統(tǒng)1D仿真實例
3D仿真因需要大量的幾何處理，然后網(wǎng)格進行劃分，這個對個人能力及電腦配置都非常高，而且時間周期比較長，因此1D分析具有較大的意義。
動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計的總體流程一般如下：
（1）確定外部輸入。這一部分通常是指考慮與分析整車使用要求和環(huán)境要求，比如功率、能量、放電倍率、行車工況、環(huán)境溫度等因素。
（2）根據(jù)外部輸入確定電池功率需求以及能量需求。
（3）計算電池生熱量。通常，電池生熱量可以根據(jù)電化學(xué)理論、熱力學(xué)理論等計算。但在工程中，可以用簡單的焦耳熱去代替。
（4）根據(jù)車輛使用的環(huán)境要求，確定動力電池系統(tǒng)是否需要設(shè)計冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)和保溫系統(tǒng)。同時，在冷卻系統(tǒng)設(shè)計中要確定是使用自然冷卻方案、強制風(fēng)冷方案還是強制液冷方案。
（5）根據(jù)1～4確定設(shè)計說明書，如果計算結(jié)果超過熱管理設(shè)計目標，那么要重新考慮電池選型或者電池?zé)崾褂铆h(huán)境。
（6）根據(jù)設(shè)計書進行詳細設(shè)計，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計以及仿真分析。在這一階段，CFD仿真和熱仿真占用了大量時間，結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)仿真結(jié)果進行調(diào)整與完善。
（7）動力電池的試制。
（8）動力電池?zé)峁芾硇阅軠y試，包括冷卻效果測試、加熱效果測試和保溫效果測試三個基本方面。
接下來給一個具體的案例來分析一下，99s48p電池系統(tǒng)，采用液冷方案，每個模組以750W功率對外放電，期望獲得730s后的電池溫度分布。
有些仿真參數(shù)和實際值不相符，本例僅僅表明方案和效果！
電池系統(tǒng)仿真需求的參數(shù)有以下幾個方面：
仿真之前，需要知道電池的比熱容，導(dǎo)熱系數(shù)，密度等數(shù)據(jù)。
關(guān)于電池的內(nèi)阻，一般用直流內(nèi)阻來計算發(fā)熱量。
案列分析
本例模組是由48個單體電池構(gòu)成，單體cell根據(jù)實際的參數(shù)進行輸入，如重量，傳熱面積，內(nèi)阻，SOC-OCV曲線等參數(shù)在cell level里面設(shè)置
展開 【技術(shù)貼】AVL電動車能量管理仿真解決方案
圖2 Model.CONNECT 模型及常見支持軟件
Model.CONNECT支持30多款汽車行業(yè)常用軟件，包括CRUISE,CRUISE M, AVL BOOST, AEMSim, GT-SUITE, KULI, Flowmaster, Dymola, MATLAB等。為應(yīng)對聯(lián)合仿真可能導(dǎo)致的計算速度較慢問題，Model.CONNECT支持分布式聯(lián)合仿真、HPC及云計算，有效提高聯(lián)合仿真速度。另外，車輛能量管理涉及多領(lǐng)域多學(xué)科模型耦合，不可避免產(chǎn)生耦合誤差，Model.CONNECT專利技術(shù)誤差補償算法NEPCE(Near EnergyPreserving Coupling Element) 結(jié)合多種技術(shù)用以補償和消除協(xié)同仿真誤差，并確保最大的仿真精度。圖3顯示了采用耦合補償算法后，車輛百公里車速條件下剎車距離的模擬，可以看到采用補償算法能夠精準避免由于耦合誤差導(dǎo)致的1.9m剎車距離的誤差。
圖3 百公里車速下剎車距離的模擬
Model.CONNECT 作為聯(lián)合仿真平臺，實踐證明能夠有效的將整車能量管理各個子系統(tǒng)模型無縫聯(lián)合起來，組成系統(tǒng)級仿真環(huán)境，并執(zhí)行能量管理相關(guān)的仿真計算以及任務(wù)優(yōu)化。
3. 案例分析
3.1基于CRUISE M的電動車能量管理仿真實例
基于CRUISE M搭建電動車能量管理模型如圖4所示，包括整車動力傳動系統(tǒng)、電機冷卻系統(tǒng)、空調(diào)制冷及采暖系統(tǒng)和電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)。在這個案例中，為了模擬較大的整車負載，駕駛循環(huán)定義為兩組US06循環(huán)。
圖4 基于CRUISE M搭建電動車能量管理模型圖
電機冷卻系統(tǒng)如圖5所示，考慮了對充電機、電機控制器和驅(qū)動電機的冷卻，冷卻方式包含：小循環(huán)冷卻、電機余熱回收用于電池加熱模式以及電機散熱器模式。
圖5 電機冷卻系統(tǒng)模型圖
空調(diào)與電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)模型如圖6所示。
展開 一條通往合格動力電池?zé)峁芾矸抡婧驮O(shè)計工程師之路
二、 電池?zé)峁芾砉こ處煹墓ぷ鲀?nèi)容
1、協(xié)同進行電芯或模組的選型、熱管理性能評估及設(shè)計目標確認
評估電芯模組的高低溫性能_容量衰減、能量衰減、循環(huán)壽命、發(fā)熱特性等；
明確電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計目標_最高溫度、最低溫度、電芯溫差、電池保溫性能、升溫速率等；
2、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計一水冷電池包為例
電池冷板設(shè)計一流道設(shè)計、流程設(shè)計、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計等；
保溫(外部保溫)，導(dǎo)熱(導(dǎo)熱墊)和其他散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計；
3、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)控制策略設(shè)計溫度計算、熱行為識別算法
電池冷板水溫流量需求、充放電倍率邊界等；
4、試驗策劃實施—電芯臺架試驗、整包臺架試驗、整車標定試驗
三、 電池?zé)峁芾砉こ處熜枰莆盏募寄?技能工具的使用：
3D建模工具— catia，UG， Solidworks
CFD仿真工具—star-ccm 、 fluent、ansa、 hypermesh
1D仿真工具— Flowmaster、KULI、GT- SUITE
報文采集及曲線分析 c****yzer， contest
開發(fā)標定工具—C語言， Matlab，INCA等
四、 電池?zé)峁芾砉こ處煹穆殬I(yè)發(fā)展前景
1、普通工程師
工作1~3年，參與1~2款電池包熱管設(shè)計；
熟練掌握相關(guān)設(shè)計工具、仿真軟件和試驗方法；熟悉電池性能和成組要求；
2、資深工程師
工作3~5年，主持5款以上電池包熱管設(shè)計
能獨立負責(zé)供應(yīng)商管理交流、
展開 
如何進行動力電池?zé)峁芾矸抡婧驮O(shè)計
電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計一水冷電池包為例
l 電池冷板設(shè)計一流道設(shè)計、流程設(shè)計、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計等；
l 保溫(外部保溫)，導(dǎo)熱(導(dǎo)熱墊)和其他散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計；
3電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)控制策略設(shè)計溫度計算、熱行為識別算法、
l 電池冷板水溫流量需求、充放電倍率邊界等；
4、試驗策劃實施—電芯臺架試驗、整包臺架試驗、整車標定試驗
三、 電池?zé)峁芾砉こ處熜枰莆盏募寄?技能工具的使用：
1、3D建模工具— catia，UG， Solidworks
2、CFD仿真工具—star-ccm+、 fluent、ansa、 hypermesh
3、1D仿真工具— Flowmaster、KULI、GT- SUITE
4、報文采集及曲線分析 canalyzer， contest
5、開發(fā)標定工具—C語言， Matlab，INCA等
四、 電池?zé)峁芾砉こ處煹穆殬I(yè)發(fā)展前景
普通工程師
1． 工作1~3年，參與1~2款電池包熱管設(shè)計
2． 熟練掌握相關(guān)設(shè)計工具、仿真軟件和試驗方法；熟悉電池性能和成組要求
資深工程師
1． 工作3~5年，主持5款以上電池包熱管設(shè)計
2． 能獨立負責(zé)供應(yīng)商管理交流、負責(zé)SOR發(fā)放、制定相關(guān)試驗標準；對行業(yè)新的技術(shù)發(fā)展方向有一定了解
專家工程師
1． 工作5~10年，參與3款以上電池包熱管設(shè)計
2． 可以獨立負責(zé)方案制定、性能定義，解決復(fù)雜技術(shù)問題；對行業(yè)型的技術(shù)發(fā)展方向有深入了解。
五、 動力電池?zé)峁芾矸抡婧驮O(shè)計
如上，你是屬于那類熱管理工程師呢？熱管理工程師的基本工作基本分為兩大塊，一塊是熱管理仿真工作，另外是熱管理設(shè)計工作。
熱管理仿真工作，常用star-ccm+、 fluent作為仿真的工具，但是在利用仿真軟件在劃分網(wǎng)格時，效率比較低。
展開 Cotherm 多物理場耦合方案
Cotherm 2021.1版本增強了TAITherm與多種一維工具耦合仿真的功能，包括與Matlab-Simulink耦合、與GT-SUITE軟件耦合以及與FMU模型耦合，其中支持FMU模型集成耦合，為集成支持FMI協(xié)議的多種一維工具提供了條件，如KULI、Dymola、AMESim、Flomaster等等。本文將結(jié)合相關(guān)案例對多物理場耦合方案進行簡要介紹。
MATLAB-Simulink & TAITherm耦合功能
通過MATLAB-Simulink & TAITherm耦合方案，可實現(xiàn)三維熱模型和控制算法聯(lián)合仿真，詳細的熱模型作為控制算法被控對象，還原真實熱系統(tǒng)運行環(huán)境，指導(dǎo)熱系統(tǒng)和控制算法優(yōu)化。
?? 案例介紹
以一個黑箱石墨加熱器PID控制模型為例，通過PID調(diào)控石墨加熱體兩端的電壓，石墨加熱體以輻射傳熱的形式控制試驗件的溫度。其中，傳熱過程由TAITherm計算模擬，控制過程由Simulink模擬。
圖1 Matlab-Simulink & TAITherm控制模型耦合案例
?? 耦合流程
該案例在Cotherm中耦合仿真流程如圖2所示。首先TAITherm根據(jù)初始狀態(tài)計算當(dāng)前試驗件溫度；Simulink根據(jù)試驗件溫度計算一個時間步長后石墨加熱體的溫度；TAITherm再根據(jù)石墨加熱體溫度計算試驗件溫度；不斷循環(huán)直至試驗件達到目標溫度。
圖2 Cotherm耦合計算流程
?? 結(jié)果分析
經(jīng)過Cotherm耦合迭代，由Simulink的PID控制模型與TAITherm耦合計算的結(jié)果如圖3所示。
展開 Aspen Economic Evaluation Family v7.3.2-ISO 1DVD
Chasm Consulting Ventsim Visual Premium v4.0.9.9 1CD
KBC.Petro-SIM.Suite.V6.1.build.1416.Win32_64 1DVD
Esko Studio & DeskPack Advanced + Dynamic VDP v14.1.1 MacOSX 4CD
GibbsCAM 2015 v11.0.18.0 Multilanguage Win64 1DVD
INRS-ETE Hyfran Plus v2.2 1CD
PipelineStudio v4.0.0.0-ISO 1CD
Tecplot 360 EX 2016 R1 Build 16.0.1.67556 Win64 Linux64 macOSX64 3CD
Tecplot Focus 2016 R1 Build 16.0.1.67556 Win64 Linux64 macOSX64 3CD
Mastercam X9 for SolidWorks Update3 v18.0.18466.10 1CD
Mastercam X9 Update3 v18.0.18466.0 Win64 1CD
NI AWR Design Environment v11.04 2CD
PV.Elite.2016.v18.00.00.0000.Full-ISO 1CD
Studio Tecnico Guerra Thopos v7.03.00 Win64 1CD
Synopsys Synplify 2015.09 Windows 1CD
Actran v15.1 Win32_64 1CD
BETA CAE Systems v16.1.0 Win64 1DVD
MAGNA ECS KULI
展開 