为什么全球主流整车厂商选用Simcenter Amesim平台进行整车能量管理分析？-绵羊汽车生活记录

西门子Simcenter Amesim整车能量解决理会平台实用古板内燃机、混动车及全电动车能耗理会，也许整个理会整车各编制的能量流（化学能、热能、死板能）漫衍，整个预测差异优化计划对油耗革新的影响，同时两全车辆众属性（动力性、驾驶性、安宁性）均衡理会，是基于模子的整车研发（MBD）系统的中央构成局部。

因为疫情合连，近期回忆了2019年11月18-22日，西门子正在Las Vegas的Converge2020聚会和培训，正在会上环球的专家和同事分享了云估计打算、大数据、低代码开垦、CAD、CAM、CAE等涉及机、电、软范畴的优秀学问和计划以及各行业的奇异工夫行使，让人受益匪浅。特别Simcenter平台撑持的基于模子的研发（MBD）理念正在整车能量解决方面的实验，深感受动。进而思虑，为什么环球主流的整车OEM和零部件企业都正在选用Simcenter Amesim平台实行整车能量解决（VEM）理会？

正在新的经济情况和不息改变的市集配景下，革新和环球化使令环球汽车工业采用全新车辆设备计划以应对燃油经济性央求。相看待古板动力总成机合，新型电驱机合更能餍足创作“越发绿色”汽车的央求。然而，无论是古板车照样新能源车的开垦，面对的最大离间之一即是正在项目初期何如挑选精确的工夫，而且确保整车上整个子编制也许最优完婚、协同高效事业。整车的油耗（电耗）和排放的革新需求整个商讨整车子编制之间的能量交互和损耗，简单部件或者总成的功能抬高并不行整个处置该题目。所以要紧需求全新的手法安好台（整车能量解决）来全体地抬高燃油经济性，并两全整车众属性之间的均衡，如动力性、驾驶性、安宁性等。

整车能量解决的手法归纳了整个的测试和集成的仿真来设立历程验证的高精度的整车能量仿真编制。通过整车能量仿真编制理会整车正在各类工况下各个子编制至各个部件能量损耗的状况（整个地能量流图），一方面能够对对标车型各个编制及部件能量损耗实行比较，找到潜正在节能的空间并测试各类节能工夫的恶果；另一方面，通过整车能量解决能够正在打算的早期评估各类动力总成架构、部件选型以及打算参数对油耗的影响，找到有用的抬高燃油经济性的处置计划。其余通过整车能量解决也许为整车能量解决把握战略开垦供给整个地凭借。

1）整个：不但仅只是得到整车的团体油耗，况且要同时获取各个子编制或者部件的燃油损耗和漫衍状况；

2）无误：正在实车事业形态下，通过测试的情况和历程的无误把握，使得获取的数据的可反复性高，确保油耗数据无误地反响实车行使状况；

3）高效：通过主动化的把握实行各类能量合联的物理量的及时同步搜聚和数据后处罚，包罗转速、扭矩、温度、流量、压力、电流、电压等。

同时需求一个编制仿真平台，也许遮盖古板内燃机、混动车及全电动车能耗理会，正在差异的研发阶段供给差异繁复度的各编制（如鼓动机、电机、传动编制、底盘编制、电气编制、电池编制等）及整车仿真模子。整个理会整车各编制的能量流（化学能、热能、死板能）漫衍，预测差异优化计划对油耗革新的影响。

西门子Simcenter Amesim平台供给一个车辆同一的修模情况，遮盖车辆各个子编制差异繁复度的修模。

行动同一的修模平台，不但仅能够对车辆中实在的部件，比如鼓动机、变速器或者整车实行周详的修模，况且能够直接商讨这些部件之间的互相影响。比如能够直接将周详的鼓动机模子和周详的变速器模子之间相接起来，为鼓动机和变速器联结把握供给凭借。看待实在部件的模子，比如鼓动机，也能够将鼓动机的燃烧模子和附件编制，比如燃油喷射编制、VVA编制、涡轮增压编制或者EGR编制直接耦合起来,该上风确保遮盖车辆各大子编制中差异的能量阵势，包罗化学能、热能、死板能、液压能之间的损耗和转换。

Simcenter Amesim 基于因果合连修模，遵照功率键合图表面，从源流上保障了模子的输入输出相接，编制永远遵照功率和能量守恒，是自然的能量流修模平台。

该平台上包括有设立车辆编制模子的各个行使库，从团体部件的功用模子行使库包罗鼓动机模子、变速器模子、整车动力学模子到构修这些团体部件周详动态模子的行使库，包罗鼓动机库、传动库库和车辆动力学库。通过这些行使库，能够设立鼓动机、变速器和车辆动力学的周详动态模子。看待履行器，必需供给各个学科专业对应的根源库，比如死板库、液压库、电动库、气动库等。通过这些专业根源库，能够对车辆把握编制中的履行器，比如车辆的电液或者电动转向编制、ABS和ESP的液压编制、主动悬架及抗侧倾液压编制、主动变速器的液压编制、鼓动机的电液或者电磁VVA编制、燃油喷射编制等。该上风确保能够由浅入深，逐渐开采出车辆从总成、部件直至单个零部件对能量损耗的功劳量，找到潜正在的节能空间和计划。同时通过众方针的修模功用，能够理会所选用的油耗办法对其它车辆属性的影响，比如动力性、操稳、制动、安宁性等的影响，实行众属性的均衡理会。

为了也许实行油耗优化，通过该功用能够开始能够便利地输出各类阵势的能量流图，懂得每个子编制及其部件对整车油耗的功劳量，找到影响油耗的症结部件，为油耗革新找到对象；其次也许便利地找到每个子编制和部件相看待竞品车辆来说的差异，极度是影响油耗的症结部件的功能和竞品车辆的差异，所谓“石友知彼，百战不殆”，为油耗革新找到可行的途径。最终是确定每个子编制和部件的打算参数的更改对油耗的影响水平及耦合状况，为最终部件的选型奠定根源。归纳理会和优化功用为上述事业奠定了根源。

整车VEM是一个众物理范畴编制，包罗机电传动、液压和热等范畴，依据工程算法表面，差异的物理范畴都有其最优化的求解算法，不或者存正在一种积分求解器最优化求解整个的物理范畴。好比求解变速箱高刚度液压编制的积分算法就不行最优求解齿轮传动系，如此会导致微积分方程求解不收敛，并容易形成积分间断点等题目，所以看待VEM这种众范畴编制必需央求其求解器也许依据编制差异范畴的形态方程主动智能切换积分求解器，假若是手动挑选积分求解算法，存正在以下两个题目：

– 看待一个众范畴编制，手动挑选一种固定的积分算法很难餍足众范畴的求解需求，仿真精度和牢靠性差；

– 因为工程工夫职员中心珍视工程现实行使，不需求长远懂得内部的积分算法，好比龙格库塔不适合求解刚性方程，欧拉法是求解手法轻易，估计打算量小但估计打算精度低，ADAMS法固然能够求解隐式方程，但迭代的估计打算量大，影响估计打算恶果；所以让其手动去挑选，难度很大，或者会导致差异的工程师挑选差异的积分算法，所以结果的相仿性很难到达保障，给计划优化和对标理会带来困扰。

正在VEM修模和验证历程中，需求行使到大批的VEM测试数据。该功用也许便利地将测试数据转换成模子中所需求的数据，而且也许便利地对仿真结果和测试结果实行比较。