整車系統仿真的案例
新能源/電動汽車續航里程仿真--Amesim整車系統仿真
AMESim為多學科領域復雜系統建模仿真平臺。用戶可以在這個單一平臺上建立復雜的多學科領域的系統模型，并在此基礎上進行仿真計算和深入分析，也可以在這個平臺上研究任何元件或系統的穩態和動態性能。例如在燃油噴射、制動系統、動力傳動、液壓系統、機電系統和冷卻系統中的應用。面向工程應用的定位使得AMESim成為在汽車、液壓和航天航空工業研發部門的理想選擇。工程設計師完全可以應用集成的一整套AMESim應用庫來設計一個系統，所有的這些來自不同物理領域的模型都是經過嚴格的測試和實驗驗證的。
AMESim使得工程師迅速達到建模仿真的最終目標：分析和優化工程師的設計，從而幫助用戶降低開發的成本和縮短開發的周期。
1、純電動汽車性能仿真分析之續駛里程仿真
本節將詳細介紹純電動汽車的動力性、經濟性建模分析過程。其中動力性分析的工況包括最大爬坡度、最高車速、30min最高車速；經濟性分析的工況包括續駛里程的仿真以及考慮安全控制單元的影響。
1) 模型搭建及各元件參數設置
一個典型純電動汽車的車輛模型包括電池、電機、駕駛員、VCU（整車控制器)和車輛負載幾部分。車輛負載模型和駕駛員模型需要的參數跟傳統燃油車模型完全相同。電池模型中需要輸入電池開路電壓和電池內阻的數表文件、電池的容量、電池初始SOC及電池包的串并聯個數。
電動汽車的續航里程模型如下圖所示。
其中電池模型和電機模型如下圖所示
2） 輸入工況設置
仿真續駛里程，首先設置循環的工況，這里設置NEDC，一直循環模式。
3） 續駛里程仿真
文章來源：新能源技術和仿真
展開 大會進行中：西門子汽車性能工程線上研討會，想要的都有：NVH、結構輕量化、整車系統、平臺架構、汽車性能、電子系統...
研討會關鍵詞
● 汽車復雜系統的平臺構架開發
● 汽車性能集成與全流程的性能驗證平臺系統
● 整車系統性能仿真與多屬性平衡、整車能量管理
● NVH性能開發
● 安全性能開發
招募講師：整車懸架及輪胎系統，整車操穩分析...
要求：
熟悉MATLAB VEHICLE DYNAMICS BLOCKSET，建立整車懸架及輪胎系統，進行整車操穩分析
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發動機激勵整車結構噪聲混合仿真分析
摘 要：為解決整車開發早期沒有載荷譜無法進行整車發動機激勵噪聲預測的困境，本文采用多體進行發動機動力學分析，發動機載荷，結合有限元仿真技術，對整車進行發動機階次及overall分析，針對低頻轟鳴聲進行TPA診斷優化分析，結果證明仿真能反饋實車的主要問題，能有效為整車NVH前期開發提供有效的計算方法和指導方向。
關鍵詞：發動機激勵噪聲，多體，有限元，TPA
1.引言
發動機結構噪聲作為乘用車噪聲最大貢獻源[1][2]，一直是NVH工程師最大難題之一。為解決發動機結構噪聲，在不更改發動機內部運動件的情況下，眾多學者一直在不斷地做著各方面的研究和嘗試。近十年來，懸置系統解耦率分析方法已經非常成熟[3][4]，對NVH工程應用起到非常重要的指導作用。發動機接附點模態動剛度結構有限元仿真與優化[5][6]，避免了結構剛性不足所帶來的結構噪聲問題。車身傳遞函數仿真分析優化技術[7][8]，改善了對發動機激勵結構噪聲的放大傳遞作用。在應用這些研究成果過程中發現所有的分析僅僅考慮到子系統本身的性能，但整車是一個整體系統，子系統本身性能良好，不代表著整車裝配后的整體性能良好。整車狀態的仿真分析也大部分在有前一階段的載荷數據后才能開展分析工作。本文采用多體進行發動機動力學分析，發動機載荷，結合有限元仿真技術，對整車進行發動機階次分析，并合成overall。
2.仿真優化方法理論
2.1傳遞路徑技術理論
圖1 發動機激勵結構噪聲模型
發動機激勵結構噪聲模型簡化如圖1所示，發動機內部燃燒爆發力引起整機振動，經發動機懸置系統隔振后，對車身產生激勵力。激勵力經車身進行傳遞，經過放大或衰減作用后產生響應，通過人的觸覺或聽覺感受到發動機激勵所引起的結構振動和噪聲。
展開 
Abaqus Connector-搭建整車底盤懸掛系統
汽車的舒適性、操控性跟底盤的懸掛系統有著密切的關系，麥弗遜式獨立懸架是比較常見的一種懸掛系統，它的舒適性還可以，結構簡單而且成本相對低廉，所以在現代汽車工業中有著非常廣泛的應用，本期文章將介紹使用Abaqus Connector搭建整車麥弗遜式獨立懸架。
麥弗遜式獨立懸架
麥弗遜式獨立懸架結構主要包括減震器（彈簧、阻尼器）、控制臂、穩定桿等，這些部件之間通過多種運動副連接在一起，傳遞載荷與運動關系。Abaqus中的Connector單元可以表達各種復雜的連接關系，實現汽車底盤懸掛系統的動力學建模分析。
Abaqus中的Connector單元（部分）
首先，我們可以簡化出懸架部件的基本構型，并以剛體的形式納入整車懸掛系統模型中，各個部件之間的連接關系采用Interaction模塊中的Connector單元來完成建模。
麥弗遜式獨立懸架結構簡化模型
Connector單元的GUI建模工具
底盤懸掛系統動力學模型整車外觀
轉向系統采用三種連接器單元：U Joint、Flow-Converter、Slip Ring，可以實現將轉向柱的轉動轉化為前輪拉桿的平動，推動前輪進行同步轉向。
轉向系統
利用Axial連接器的Elasticity和Damping屬性來定義各獨立懸架的減震器。
碾過減速帶（23.8Km/h）
減震彈簧的力-時間曲線
通過方向盤控制汽車的前進方向，先向左打一圈，再迅速回正、緊接著向右打一圈，繞過減速帶，在現實中操作起來很容易，現在我們要在Abaqus中實現這個過程，注意速度云圖，輪胎與地面接觸區域為藍色，代表此時輪胎純滾動。
展開 整車電控系統及架構設計技術
我們研究域控制設計方法，目的是打造全新的整車電控系統和架構，并為域控制器上實現SOA設計思想提供一個開發性的軟硬件平臺。當然，這也是技術發展和經濟效益結合的產物。
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
展開 整車電控系統及架構設計技術
我們研究域控制設計方法，目的是打造全新的整車電控系統和架構，并為域控制器上實現SOA設計思想提供一個開發性的軟硬件平臺。當然，這也是技術發展和經濟效益結合的產物。
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
展開 整車正面碰約束系統后處理Hyperworks
配套免費視頻課程見技術鄰->中沫工程師-小周->HyperMesh聯合Primer整車約束系統前后處理
整車正面碰約束系統后處理是基于正面碰整車模型基礎，完善假人、安全帶、氣囊設置，進行正面碰撞計算（50km/h 正面碰 60ms），對計算結果進行數據提取與評價，其提取方面包括：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數VC
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數
以下，基于Hyperworks后處理系統分步驟說明：
1.頭部傷害：頭部傷害值HIC、3ms合成加速度
（1）頭部加速度曲線提取
（2）提取頭部傷害值
（3）頭部傷害3ms合成加速度提取與頭部傷害評價
2.頸部傷害值：剪切力Fx、伸張力Fz、伸張彎矩My
（1）頸部傷害值-剪切力Fx提取與評價
（2）頸部傷害值-伸張力Fz提取與評價
（3）頸部傷害值-伸張彎矩My提取與評價
（4）頸部傷害值評價
3.胸部傷害值：壓縮變形量、粘性指數VC
（1）胸部傷害值-壓縮變形量提取與評價
（2）胸部傷害值-粘性指數VC提取與評價
4.大腿傷害值：大腿力、膝蓋滑動位移
（1）大腿傷害值-大腿力提取與評價（這里為說明方法，僅提取左大腿力）
（2）大腿傷害值-膝蓋滑動位移提取與評價
5.小腿傷害值：小腿壓縮力、小腿脛骨指數
（1）小腿傷害值-小腿壓縮力提取與評價
（2）小腿傷害值-小腿脛骨指數提取與評價
展開 美的計劃提供新能源整車系統級解決方案
據了解，美的集團已擁有熱管理、電驅動和智能駕駛三個產品線，今年將打入全球一半主流新能源車客戶的供應鏈，未來計劃提供新能源汽車整車系統級的解決方案。
圖片來源：美的威靈汽車
公開數據顯示，到2025年，電驅動、熱管理以及智能駕駛在中國的市場規模超過1000億元，全球市場規模超過3000億元。其中，美的威靈汽車部件的目標是爭取未來5年內營收規模做到100億。
另外值得提及的是，日前美的集團負責人在接受采訪時表示，公司2022年目標出貨8000萬顆芯片，除MCU芯片外，未來計劃覆蓋功率芯片、電源芯片、IoT芯片等家電領域芯片，并且計劃布局汽車芯片。
相關市場人士透露，目前美的自研的MCU屬于入門級產品，主要用于自家家電，與車用芯片種類不同。對于車規級芯片，集團或將在2024年才能達到量產。
一般來看，汽車零部件的利潤率要高于汽車整車。根據蓋世汽車對我國26家汽車整車上市公司和60家汽車零部件上市公司2008-2010年凈利率統計，三年來零部件上市企業平均凈利率均高于整車企業平均水平，且二者的凈利率差距在2009和2010年進一步擴大。
家電龍頭企業入局汽車行業的例子不在少數，誠然美的現在選擇的路線與格力、創維不盡相同——從汽車零部件入手。而從某種程度上來看，美的和華為的路數較為相似。
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展開 純電動汽車整車及三電系統設計開發
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2、108頁PPT，純電動汽車整車控制策略（技術干貨、建議收藏）
3、特斯拉專利解析報告（專利都在這，建議收藏）
4、電動汽車正向開發對動力電池性能要求及系統熱失控防護措施（PPT可下載）
5、日本專家看呆！拆解五菱宏光MINIEV后直呼：成本太低，我們造不了（附拆解報告可下載）
6、卷起來了：海通剛拆完比亞迪，中信就拆了特斯拉（報告可下載）！
整車及系統研發驗證-實驗室試驗介紹
整車及系統研發驗證是通過實驗室試驗來評估車輛及其系統的性能和可靠性，為后續的工藝優化和產品升級提供依據。本文將介紹整車及系統研發驗證實驗室試驗的幾個重要方面，包括白車身剛度實驗、開閉件耐久實驗、零部件剛度實驗臺、MAST多軸振動實驗臺、24通道軸耦合實驗臺、四立柱實驗臺、5通道轉向實驗臺和制動實驗臺。通過本文的介紹，讀者可以了解到整車及系統研發驗證實驗室試驗的基本原理和操作方法。
一、白車身剛度實驗
白車身是汽車制造中的重要部件，其剛度對整車性能有著重要影響。白車身剛度實驗是評估白車身剛度的一種方法，通過在實驗室中施加一定的力量來測量白車身的變形情況，從而確定其剛度。在實驗中，需要使用高精度的位移傳感器和力傳感器來測量白車身的變形和所受的力。通過將這些數據輸入計算機，可以得到白車身的剛度參數，包括彎曲剛度和扭轉剛度等。
二、開閉件耐久實驗
開閉件是車輛中的重要部件，包括車門、引擎蓋、行李箱蓋等。開閉件的耐久性對整車的使用壽命和安全性有著重要的影響。開閉件耐久實驗是評估開閉件耐久性的一種方法，通過在實驗室中對開閉件進行重復開合操作，來模擬其在實際使用中的使用情況，從而評估其耐久性。在實驗中，需要使用特制的機器來對開閉件進行重復開合操作，同時需要使用高精度的位移傳感器和力傳感器來測量開閉件的變形情況和所受的力。通過將這些數據輸入計算機，可以得到開閉件的耐久性參數，包括壽命和失效率等。
三、零部件剛度實驗臺
零部件剛度是整車性能的重要指標之一，直接影響整車的操控性和舒適性。零部件剛度實驗臺是評估零部件剛度的一種方法，通過在實驗室中對零部件進行施加力的測試，來測量其變形情況，從而確定其剛度。在實驗中，需要使用特制的測試設備和高精度的傳感器來測量零部件的變形和所受的力。
展開 
基于整車工況的電動汽車動力總成系統效率優化設計方法
該工況下整車的時間速度如圖1 所示。
3.NEDC 能耗分析方法
如何通過NEDC 工況求得各工況點的電機運動特性和能耗是該方法的核心，整車系統的能量傳輸模型如圖2 所示。動力總成系統效率η 總是電機控制器效率η 控制器總、電機效率η 電機和減速器效率η 減速器的乘積：
通過整車平衡方程和NEDC 工況，求得對應的每個工況點所需的輪邊轉矩Tr、輪邊轉速Nr，再通過圖2的能量傳輸模型可求得對應點的電機運動特性和能耗。通過機車理論可得汽車行駛中的輪邊平衡方程：
圖1 整車時間速度
圖2 能量傳輸模型
式中，Ft 為驅動力；Ff 為滾動阻力；Fw 為空氣阻力；Fy 為坡度阻力；Fj為加速阻力；Ttq 為電機輸出轉矩；i 為整車轉速比；ηT 為減速器效率；r 為輪胎滾動半徑；G 為整車質量；f 為滾動阻力系數；α 為整車行駛坡度；CD 為空氣阻力系數；A 為整車迎風面積；μa 為整車行駛速度；δ 為汽車旋轉質量系數。
展開 經緯恒潤整車熱管理系統研發服務，助力新能源汽車發展
高精度的系統仿真模型可以為前期的選型、后期的系統更迭及優化、熱管理控制算法優化提供準確可靠的參考，大大縮短了研發周期。集成了整車動力學系統、整車熱管理系統、熱管理控制系統的高度集成模型可用于選型、校準、優化，可替換的車輛動力學模型更是為不同車型的研發提供了便捷。
· 高精度熱管理系統仿真模型與三電電熱耦合模型開發與標定，實現快速、穩定、精準的動態工況的仿真優化評估
· 熱管理控制算法開發、虛擬標定與策略/算法優化
· 熱管理系統、動力學系統、控制系統的高精度集成化模型開發與MIL仿真，實現功熱耦合能量管理、整車能量流仿真與能耗優化
· 能量管理系統與底盤系統的數字孿生模型開發，實現云端數據接入、故障檢測診斷、系統預測性維護等功能并結合運行數據完成產品升級和新產品功能/性能分析
· 結合MBSE進行熱管理系統協同研發，實現需求文檔模型化、功能架構接口化，提升子系統工程師間的協作效率，實現需求、設計、仿真、測試全過程數據傳遞和追溯
經緯恒潤在汽車熱管理領域積累了豐富的經驗，結合10余年的汽車熱管理系統研發服務經驗，為數十家主機廠及供應商提供了研發咨詢服務。目前已經為一汽集團、長安汽車、上海泛亞、吉利汽車、江淮汽車、上汽通用五菱、上汽商用車、上汽乘用車、比亞迪、東風技術中心、東風日產、東風裕隆、廣汽、奇瑞等國內外主流客戶提供了熱管理系統研發測試、熱管理控制算法開發、能量管理MIL集成與數字孿生、MBSE熱管理系統協同研發、乘員艙熱舒適方案研發測試等服務并得到客戶廣泛認可。
未來，經緯恒潤將緊跟汽車行業發展大勢，堅持自主創新，努力為國內外客戶提供優質的產品和服務，為新能源汽車發展貢獻自己的一份力量！
展開 【報告770】同濟大學：整車熱管理系統研究（75頁可下載）
【報告714】新能源汽車制冷劑替代研究進展中冷協（50頁可下載）
【報告715】整車熱管理產業發展與技術走向（68頁可下載）
【報告716】新能源熱管理系統（27頁可下載）
【報告717】加氫站商業可行性分析（25頁可下載）
【報告718】2020年上半年汽車金融行業信用觀察（10頁可下載）
【報告719】Model3拆解分析報告（28頁可下載）
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【報告721】特斯拉研究報告：新科技綜合體崛起（24頁可下載）
【報告722】皮卡客戶洞察及行業趨勢研判（15頁可下載）
【報告723】長城皮卡市場現狀及趨勢分析2020（19頁可下載）
【報告724】中國氫能產業發展報告2020（32頁可下載）
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【報告726】ADAS和自動駕駛的現狀和技術路徑（39頁可下載）
【報告727】ADAS的八大系統（14頁可下載）
【報告787】車載診斷系統OBD詳解（44頁可下載）
【報告788】43頁PPT講解LIN總線技術原理（43頁可下載）
【報告789】汽車內外飾常用工藝（35頁可下載）
【報告790】車用碳纖維輕量化產業研究報告 （55頁可下載）
【報告791】奇瑞整車廠培訓資料：汽車輕量化材料與工藝（56頁可下載）
【報告792】輕量化和汽車安全的關系研究
展開 整車動力總成懸置系統NVH解決方案
整車動力總成懸置系統NVH解決方案
