改善汽车能量管理的联合仿真-研发工具-恒润科技

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推荐 | 改善汽车能量管理的联合仿真

项目背景

        该项目是德国布伦瑞克工业大学Rashad Mustafa等人利用TISC联合仿真工具进行的在汽车能量管理方面的前瞻性研究。利用发动机封装和进气格栅主动控制技术改善汽车能源利用率。

 

在讨论汽车的热管理时,两种条件必须要考虑:
纵向的汽车动力学模型
动力元件的热力学模型(发动机和湿式的双离合自动变速器)

 

 

项目方案

        纵向的汽车动力学模型结构如下图所示:司机作为一个调节器,接收要求的速度(命令变量),并且调节器的生成考虑了当时实际的车速(控制变量)和脚踏板的数值(作用变量)。这个作用变量传递到动力系统,转换为力矩指令,作用到汽车上。

 

 

基于TISC在各模型之间进行耦合,之间的信号交互如下图所示:

 

 

        传统的驱动系统被分成了司机、发动机、湿式双离合自动变速箱,车轮、车辆和周边模型。周边模型包含剩下的必要模型,比如热管理策略,电系统,HVAC单元和流体系统(油,制冷剂和空气)。

        通过汽车热风洞试验测量在发动机舱中实际存在多少温度水平。为了实现这个目的,在发动机舱内安装了8个温度传感器。下图展示了在室温为20℃时,循环中不同的温度水平。
 

 

        基于测量数据,识别为两种不同的温度区间。低温区是接近地板的发动机舱部件部分,高温区是发动机舱的顶层。因此,冷却空气模型需要计算两个数值。发动机舱内的传热布置如图所示。

 

 

进气格栅的控制策略如下图所示:

 

 

项目效果

        在这个部分仿真几种驾驶循环在该循环中,在工作中循环的使用是高负载循环和低负载循环。NEDC和BS驾驶循环代表了欧洲城市和乡下驾驶。FIP-75驾驶循环的搭建就是描述美国的城市驾驶。

 

NEDC驾驶循环的仿真结果

 

BS驾驶循环仿真结果

 

FIP-75驾驶循环仿真结果

 

三种驾驶循环条件下的油耗对比:

 

 

项目价值

基于发动机封装和进气格栅控制技术可以优化汽车的热管理系统。优化结果取决于绝缘材料和格栅阀门的位置
耦合的模型的关键是正确地表征了各等效质量之间的信号传递关系
仿真模型是复杂的多学科模型,利用分布式仿真的方法,在保证仿真精度的同时,提高了仿真效率,缩短了仿真时间

 

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