整車能量管理模型的案例
【技術貼】AVL CRUISE M整車能量管理應用流程
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AVL CRUISE M作為一款多物理場系統仿真工具，支持用戶開展新能源整車能量管理虛擬仿真，本篇文章為您詳細介紹AVL CRUISE M整車能量管理應用流程。
新能源汽車的耗能部件越來越多，結構越來越復雜，并且系統關聯性更強，集成度也更高，如果是采用試驗的方法進行整車能量優化工作，成本和周期都會大大增加。AVL基于這些挑戰開發出一款多物理場系統仿真工具AVL CRUISE M， 能夠在一個模型中集成機械、電氣、氣路、熱網絡、兩相流等多個物理場，系統考慮發動機、變速箱、傳動系統、電氣化動力總成部件、冷卻潤滑、空調客艙等，仿真分析在循環工況下整車能量傳遞過程，有效監控各個系統或部件的能耗占比，為實現整車層級能耗最優提供支持。
對于純電動汽車，動力電池的化學能轉化為電能，再通過電機轉換為機械能驅動車輛。電池是唯一的能源，無論是車輛驅動還是熱管理系統，都需要從電池獲取能量。因此如何在保證安全性、舒適性、可靠性的前提下，確保電動車能耗最低，續航最優是當前OEM面臨的難點課題。AVL CRUISE M能夠搭建詳細的整車能量管理系統模型，包括動力傳動系統、動力總成熱管理系統以及空調客艙系統，基于此，支持分析優化各個系統性能，做到各個系統之間的耦合控制最優，從而，使得整車能耗最低。接下來，詳細介紹AVL CRUISE M整車能量管理應用流程：
第一步：動力傳動系統建模和仿真
動力傳動系統模型是整車能量管理模型中最基礎也是最重要的部分，能夠提供車輛運行的速度，轉矩等工況信息，主要包括動力系統和傳動系統兩部分，用來模擬動力輸出（發動機或電池），以及動力傳遞到輪端，產生驅動力，使得汽車能以一定的速度行駛。
展開 【技術貼】AVL電動車能量管理仿真解決方案
考慮到整車能量管理涉及系統眾多，各個系統部門可能使用不同軟件進行相應的仿真工作，為了避免客戶重復建模，充分利用各個部門模型的優勢，AVL提供了基于集成和開放式仿真平臺Model CONNECT的整車能量管理仿真解決方案，用戶可以通過ModelCONNECT將不同軟件所搭建的模型集成在一起，進行整車能量管理仿真，并進行相應的優化工作。
電動汽車能量流仿真分析
在整車開發的早期階段、測試條件還不具備時，利用系統仿真工具進行整車水平的能量管理分析對于整車開發具有重要意義。工程師可以通過這樣的整車能量管理模型，以很低的成本，在開發早期就可以進行硬件的匹配和控制策略的標定，滿足續航、電池溫度、駕駛艙溫度等的設計要求。
整車能量管理仿真是一個典型的多物理集成仿真。針對電動車，其能量形式相對于其他新能源汽車較為簡單，它包含了化學能、電能、機械能以及內能之間的轉化和傳遞。電動車只有一個能量來源，即鋰電池的化學能。在放電過程中，鋰電池存儲的化學能轉化為電能，電能經過驅動電機轉化為機械能，機械能再經過傳動系統傳遞至車輪，進而推動車輛前進。在每一種能量的傳遞過程中以及不同能量形式的轉化過程中，都存在一定的能量消耗，如電池、電機以及一些機械部件的發熱等。除此之外，還有一些能量存儲在系統中，如儲存在運動部件中的動能、由于溫度變化而導致的內能的變化。
本文將基于一個詳細的電動車整車能量管理模型，分別在夏季（環境溫度30℃，駕駛艙溫度目標為21℃）和冬季（環境溫度-10℃,駕駛艙溫度目標為25℃），進行NEDC循環的能量流分析，并分析了一些關鍵部件和附件的能耗。
1整車模型介紹
GT-SUITE是一款世界領先的多物理系統仿真工具，在新能源汽車領域得到了廣泛地使用。本文首先基于GT-SUITE搭建該電動車的整車能量管理模型。如圖1所示，該整車系統的電池冷卻形式為水冷，共由5個流體回路組成：高低溫兩個冷卻回路、間接制冷劑回路、駕駛艙空氣回路、動力艙空氣回路。工作原理為：
1)控制系統通過環境溫度來判斷電池冷卻采用高溫（HT）回路還是低溫（LT）回路。
展開 — 西門子整車能量管理（VEM）試驗中心
為了幫助汽車制造商們生產出省油的車，西門子在法國里昂專門建立了一座先進的整車能量管理（VEM）試驗中心。
這可是全球首座將整車級別的先進測試解決方案與物理仿真相結合的試驗基地。到底有多高大上？戳視頻去感受一下吧↓↓
“高大上”的配置
看過視頻，相信您已經了解到，這座高大上的試驗中心配置相當高：
四輪、主軸驅動測功機，可以測量大型轎車和SUV的轉矩；
溫度可控的環境倉，測試范圍從-7℃到45℃；
5自由度機器人，可以操控手動和自動擋的汽車擋桿，實現高精度跟隨預設條件；
多重物理量測試系統，用于從不同的物理領域獲取能量流；
測量與后處理功能，可以將測量數據轉化為能量流map圖。
試驗中心牛在哪兒？
有了上述法寶，西門子VEM試驗中心就可以為車輛油耗分布做一個全面的“CT檢查”，西門子專家團隊依據這些數據會給出各種改進油耗的措施，并預測對應的效果。同時，實驗中心還能幫助汽車制造商達到整車性能的最優平衡，讓汽車測試結果事半功倍。
1
為燃油經濟性設定基準和目標
提高燃油經濟性有利于車輛節能，卻往往會影響車輛的舒適性和耐久性。要想獲得良好均衡的整體性能，需要在開發過程中將系統目標設定為一個整體。西門子VEM實驗中心會幫助客戶分析最具競爭力的先進汽車，并評估現有產品的改進潛力，以制定最具挑戰性又可實現的設計目標。
展開 
整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
整車能量管理VEM解決方案和多屬性協平衡技術會議資料
資料百度網盤地址：http://pan.baidu.com/s/1sjPZaDB
整車熱管理NVH概述
一、汽車熱管理簡介
傳統汽車熱管理包括暖通空調系統和冷卻系統，EV車熱管理包括制冷空調系統、電加熱系統、熱泵空調系統，HEV車型熱管理包括發動機冷卻、變速箱冷卻、電機冷卻、電池冷卻、CPU冷卻等。其中熱管理NVH重點關注的系統有空調系統（壓縮機、壓縮機進排氣管、高低壓管路、膨脹閥、鼓風機）、冷卻系統（冷卻風扇、電機水泵、PTC泵）。
二、熱管理的NVH需求
新能源汽車與純燃油汽車最大的區別在于采用不同驅動類型的壓縮機，新能源汽車采用電動壓縮機，而純燃油汽車則采用發動機帶動的機械式壓縮機，其它部件區別不大，新能源汽車空調系統主要采用電力驅動，為了提高性能，將電動機、變頻器與壓縮機組裝成一體，形成全封閉結構。
2.1 新能源壓縮機
新能源汽車電動壓縮機工作原理：動力電池向壓縮機變頻器供電，變頻器將直流電轉化為交流電，向三相永磁同步電機輸出交流電，三相永磁同步電機帶動渦旋式壓縮機運轉，將低壓氣體制冷劑壓縮成高壓氣。渦旋式壓縮機結構如下所示。由一個靜渦盤和一個動渦盤組成，兩個函數方程型線的動、靜渦盤相互咬合而成相互嚙合，相互錯開180°安裝。
渦旋式壓縮機工作原理如下所示。靜渦盤固定在外殼不動，電機偏心軸驅動動渦盤。動渦盤不作旋轉，而是作小范圍形位移，靜渦盤與動渦盤之間的相對位置不斷變化，壓縮制冷劑，形成高壓，從壓縮機輸出口排出。
2.2傳統車壓縮機
傳統燃油汽車一般使用機械式壓縮機，壓縮機由發動機提供動力。壓縮機與發動機用皮帶相連，發動機帶動壓縮機運轉。如圖所示。此類壓縮機具有結構簡單、生產和維修成本低、制冷量大等優點，缺點是需要發動機提供動力，降低了發動機的功率。
展開 智能算法純電混合動力汽車能量管理
一 、混合動力系統工作模式
對于能量管理策略，在混合動力系統中占據著非常重要的位置，因為其直接影響到混合動力系統的性能。
混合動力系統的引入，在發揮動力鋰電池和超級電容的優勢的同時避免了單一供電的弊端，正確、合理地對能量供應方式進行分分配，可以避開單一能源的缺點，充分發揮各自特點。
動力鋰電池具有高能量密度低功率密度的特點，超級電容具有低能量密度高功率密度的特點。用動力鋰電池作為車輛的主要能量源，超級電容做為次要能量源，可以更好的滿足整車的能量需求。
當動力需求功率比較大時，超級電容可以參與峰值功率輸出任務，發揮高功率密度的長處，減緩大倍率電流對主能量源造成的沖擊，減小主能量源的容量衰減速度，相應延長鋰電池使用壽命，動力需求平緩較小時，可以將動力電池高能量密度的優點充分發揮。
在車輛進行制動或減速時，能夠將回饋能量充分吸收并存儲，并將之優先用于超級電容的充電，增大動力鋰電池充放電的間隔時間，延長使用壽命。
展開 海洋能摩擦納米發電網絡的能量管理
發電機網絡經能量管理后的輸出性能和充電性能
a)對發電機網絡進行能量管理的原理示意圖；
b)經能量管理后，在縱向脈沖波作用下，發電機網絡在負載電阻上產生的輸出電壓；
c)能量管理后，給不同電容充電的電壓曲線；
d)電壓的直流分量與電阻的關系及電容上儲存能量與電容的關系；
e)給10mF電容器直接充電與能量管理后充電的電壓曲線比較。
圖5. 發電機網絡能量管理后的應用展示
1.a) 經能量管理后，在橫向正弦波作用下，發電機網絡驅動數字溫度計的照片；
2.b) 能量管理后的發電機網絡驅動數字溫度計時的電壓曲線；
3.c) 經能量管理后，在橫向正弦波作用下，發電機網絡驅動無線發射器發射信號報警的照片；
4.d) 能量管理后的發電機網絡驅動無線發射器時的電壓曲線。
【結論】
綜上所述，作者基于耦合彈簧及多層結構的球形摩擦納米發電機單元制備了納米發電機網絡，并與能量管理模塊有效地集成。在橫向正弦、橫向脈沖和縱向脈沖波三種類型水波中研究了水波頻率和振幅對發電網絡輸出性能的影響。在縱向脈沖波中發電網絡產生的最高輸出為270 μA, 354 V, 12.20 mW (對應于3.33 W m-3)。經過能量管理，發電機網絡能在負載電阻上輸出平穩持續的電壓，給電容充電時儲存能量提高了96倍，并能持續驅動溫度計測量水溫，且每10秒鐘驅動無線發射器發射信號一次。這些結果顯示了能量管理后發電機網絡的性能有了很大的改進，展示了藍色能源應用的巨大前景。
展開 AMESim解決方案介紹之在汽車能量管理策略（Vehicle Energy Management）
AMESim解決方案介紹之在汽車能量管理策略（Vehicle Energy Management）
AMESim_Solution_for_VEM.part1.rar
AMESim_Solution_for_VEM.part2.rar
AMESim_Solution_for_VEM.part3.rar
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免費網絡課程 | 新能源汽車能量流管理測試與分析
培訓內容
對新能源汽車各系統及部件的
能量消耗研究，能掌握整車在整個
運行工況下能量損失的流向問題；同時可以對
能量回收、
控制策略的調整以及
整車能量流動的優化工作提出有效指導建議。
此次在線研討會將圍繞新能源汽車能量流管理測試與分析展開，包含以下內容：
能量分析的趨勢與挑戰
能量流分析的基本思路
能量流分析的解決方案
能量流測試的案例分析
培訓時長
1小時
課程對象
電驅電控測試工程師，電驅電控研發人員
培訓時間
5月27日（周三）下午14:00-15:00PM
主講講師簡介
李勇，2010加入HBM公司
現擔任HBK公司亞太區EPT銷售拓展經理
特邀嘉賓：
耿沖博士，M-Stars公司，總經理
20年 汽車性能工作經驗
3年 北京理工大學研究扭轉振動
4年 LMS ES部，項目經理
6年 西門子ES部，中國區經理
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦
報名方式
點擊即刻
在線報名；或掃描下方二維碼進入報名。
展開 【仿真報告】基于AMESim 的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析
[1]韓懿,高曉梅.基于AMESim的插電式并聯混合動力汽車能量管理策略仿真分析[J].交通節能與環保,2020,16(01):5-9.
摘要：
為了縮短混合動力汽車開發時間，減少開發成本，本文以插電式并聯混合動力汽車為研究對象，針對設計指標進行動力系統參數匹配以及使用AMESim 軟件搭建了整車模型，然后設計了基于門限值的能量管理策略并使用AMESim 軟件中的Signal，Control 庫進行搭建。之后對已搭建完成的車輛進行動力性經濟性仿真分析，其中經濟性分析是在NEDC 工況下進行的，驗證了本文所搭建策略和整車模型的正確性和可行性。
0 引言
在當今社會能源危機與環境污染的背景下，傳統汽車工業受到了一定的沖擊。控制汽車尾氣排放已經成為了汽車生產廠商以及社會各界迫在眉睫、亟需解決的一項任務[1]。在純電動汽車由于動力電池技術瓶頸無法在短時間內獲得突破及其配套基礎設施尚未普及的情況下，混合動力汽車成為當下發展的首選。
插電式混合動力電動汽車是指可以利用電網對動力電池進行充電的混合動力汽車，它集合了傳統內燃機汽車和純電動汽車的優點，是目前混合動力技術發展的趨勢之一[2]。而混合動力汽車的動力系統部件參數與控制策略參數決定了整車的燃油經濟性及排放性能，尤其能量管理策略作為混合動力汽車的核心，決定了整車的工作狀態及車輛內部的能量分配[3]
本文以某款車型為例，使用AMESim 軟件對能量管理策略以及整車模型進行設計和搭建，并對整車的動力性和經濟性進行分析，以驗證所設計搭建的能量管理策略和整車模型的正確性及可行性。
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）
PS：加入《智享汽車圈》知識星球，可免費下載所有發布的資料，包括16大板塊，詳細清單如下：
以下為歷史發布報告（更多請知識星球內按關鍵詞搜索）：
歷史發布報告
精選報告2|各大機構發布汽車行業報告合集（附目錄及下載）
精選報告5|各大機構發布汽車行業報告合集（附目錄及下載）
【報告701】2020上汽集團創新轉型研究報告（53頁可下載）
【報告702】中國汽車與共享出行：智能駕駛艙（54頁可下載）
【報告703】網聯車與智能座艙市場預測（23頁可下載）
【報告704】2020年中國公共充電樁行業研究報告（64頁可下載）
【報告705】2020動力電池產業發展報告-中汽中心（46頁可下載）
【報告706】2020年11月乘用車零售量分析報告（20頁可下載）
【報告708】2020年中國消費市場發展報告-商務部（37頁可下載）
【報告709】2020中國倉儲自動化研究報告（68頁可下載）
【報告710】HEV-PHEV混合動力系統構型分析（216頁可下載）
【報告711】充電樁行業專題報告（15頁可下載）
【報告712】電力設備行業：充電樁昂首闊步（24頁可下載）
【報告713】汽車軟件操作系統產業鏈深度解析（30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
展開 整車熱管理的一維與三維耦合仿真
同時建立了三維整車熱管理數值模型和發動機及其冷卻系統的一維數值模型。發動機艙內流場及其換熱特性三維仿真獲得的對流換熱系數和換熱量,可用來在發動機及其冷卻系統的一維仿真中算出冷卻系各部件的溫度;這些又可作為三維仿真的邊界條件,去更新發動機艙的熱流特性。如此反復迭代直至收斂。這樣的一維和三維耦合仿真分析,為樣機制造前整車熱管理的仿真提供了一種有效的方法
整車熱管理的一維與三維耦合仿真.pdf
基于CFD分析和試驗的整車熱管理性能研究
從試驗結果可以看出，控制策略中對風扇高速擋的開啟水溫設定越低，對水溫上升速率的抑制效果越好，對整車熱管理性能的貢獻越大。因此最終決定采用100
℃
開啟風扇高速擋的方案。
3整車試驗驗證
基于以上方案驗證結果，決定選用增大格柵進風面積、導風板增加海綿條改善密封、提高電動風扇轉速并延長停機運轉時間和優化電動風扇控制策略4個方案進行綜合應用。應用后的整車熱平衡試驗結果，如表3所示。所有熱平衡工況均滿足要求，試驗通過。
4結論
提高整車熱管理的方式有很多，但應用在不同車型上的效果會產生很大差異，有些方案甚至會對整體產生不利影響，如文章所提到的增加下部密封方案。因此，方案的確定必須基于整車具體情況，進行詳細分析后確定，CFD流場仿真可以提供很好的借鑒，并且縮短試驗周期，節約費用。
展開 