摘要汽车使用的热开拓比过去庞大得众。实在来说，插电式混杂动力汽车(phev)的全盘子编制都是互相交叉的，很难只把它们行为子编制举办剖判。为了适宜地安排组件的

汽车使用的热开拓比过去庞大得众。实在来说，插电式混杂动力汽车(phev)的全盘子编制都是互相交叉的，很难只把它们行为子编制举办剖判。为了适宜地安排组件的巨细，须要一个编制级的处分计划。对付早期的热开拓，纠合仿真设施可能确保咱们思索到汽车中全盘热特征的互相依赖性。比如，大型PHEV电池能够须要制冷剂被动制冷，这也与室内加热、透风和空调(HVAC)冷却编制相合。为了使冷凝器、冷却器等的尺寸相宜，必需把电池冷却和舱室冷却行为一个编制来思索。插电式混杂动力汽车上也有很众热推广器，如统制阀、脉宽模块(PWM)泵、电动压缩机、电动冷却液加热器等。正在产物开拓的早期，智能统制和校准开拓能够会明显影响前端冷却模块和其他热交流器的尺寸。硬件和软件的打算必需同时和同步，以打算一个适宜优化的热编制。本文将阐发混杂动力汽车的纠合仿真设施，并给出少少仿真结果。

正在这一节中，咱们将商榷对有用和订正的热编制打算的编制级纠合仿真的需求。然后，咱们将商榷纠合仿真设施正在集成分别子编制的热力编制中的使用。最终，使用分别工况下的车辆编制级试验数据对结果举办了验证。

车辆编制由煽动机、传动编制、冷却编制、客舱痛速编制等众个子编制构成。插电式混杂动力汽车(PHEV)各子编制的庞大性和互相依赖性要大得众。全盘的子编制必需无缝地就业正在一道，以确保车辆的有用运转。每个子编制也有它自身独立的统制编制，它决断它的部分最有用的操作。正在整车开拓进程中，须要将各个子编制举办集成，以理解和剖判一个子编制对其他子编制的影响。

然而这些子编制的开拓时分线并不是并行的。比如，一个新的动力编制的开拓要比开拓一个新的冷却编制花费更众的时分，而冷却编制的打算依赖于动力编制的开拓。因为这些时分不配合，能够展现的环境，最终一刻的打算改造将是必需告终车辆的效力主意。

为了正在开拓时分框架的早期清楚和处分题目，虚拟剖判是紧急的。分别的团队利用分别的模仿东西打算分别的编制。要正在虚拟境况中集玉成盘这些实质，一种设施是利用相仿的东西开拓全盘实质。正在像汽车如此庞大的行业，这简直是不行够的。其余，借使悉数都是同一的，就会落空很众规模特定的专业学问。另一种抉择是纠合模仿。现有的纠合模仿进程必需措置版本统制题目。当模仿东西升级其版本时，须要重写接口。管束和助助接口须要花费大宗的人力。另一个潜正在规模是通过硬件正在环(HIL)将虚拟模子与硬件集成的才能。图1闪现了一个虚拟集成平台中众个东西之间的交互协同仿真示例。正在本就业中，FCA采用AVL模子。CONNECT行为虚拟集成平台。

热力编制有两个紧要效力:加热和冷却。最佳热管束编制的主意是维持车辆动力编制和传动编制的流体温度正在最佳局限内，即正在最有用的形态。供热才能是正在严寒的境况前提下管束热力编制。该编制须要供给舱室痛速性，并疾速预热动力编制，以削减煽动机和传动摩擦牺牲。车辆热管束的第二个效力是冷却。当境况燥热，车辆随拖车爬坡时，冷却编制扫除煽动机过热，避免欢娱、过热和流体温度震撼，掩护煽动机不受损坏，耽误车辆耐久性。

•优化热统制，告终最佳气氛阻力，抗御煽动机爆震，抬高动力总成耐久性，并正在寻常驾驶前提消浸低功耗。

车辆热管束编制修模是一项庞大的就业，涉及到板滞、液压、热力学、流体力学和传热学等方面的学问。表1总结了古板冷却编制打算向基于模子的新设施的转化。为了也许确切预测瞬态环境下的流体温度，模子应网罗流体回道模子、煽动机和传动编制热模子、两相客舱痛速性模子、前端冷却气流模子、车辆和传动编制模子以及统制逻辑模子。该模子还该当也许运转分别的驾驶周期，如燃料经济周期和切实宇宙的驾驶周期。变速器换挡策划和聚散器统制逻辑也该当网罗正在模子中。图3显示了一个榜样的车辆热管束模子编制。

整车开拓阅历了分别的阶段。正在观念阶段，代庖模子或不太周到的模子可用于编制构造、发端范畴安排和定向打算主意。当有实质的打算和效力数据时，可能构修周到的模子，以供给更确切的结果。打算冻结分娩企图后，合系模子可用于统制和校准开拓。

基于过去的体验，半体验模子正在汽车开拓进程中具有更强的持重性和更确切的结果。依据实质测试数据设立修设子编制模子。比如，冷却剂滚动回道应与实质滚动台架试验数据合系联。借使煽动机和变速器存正在，则应通过台架试验取得煽动机的散热图和变速器出力图。

冷却编制网罗冷却液回道、煽动机油道、传动油道、前端冷却气流、换热器等流体回道。全盘流体回道网罗泵、阀门、管道、弯道和转换元件。这些流体回道模子将揣测和预测分别驱动轮回的流量。冷却液和油道模子应从CAD(揣测机辅助打算)几何修模，滚动台架试验可用于验证模子。前端冷却气流可能从揣测流体力学(CFD)中取得，并使用于具有众维图的一维模子中。图4为CFD模仿取得的冷却气流矩阵的线性插值曲面图，可纳入一维模子举办气流揣测。矩阵网罗全局限的车辆速率和冷却电扇速率。

散热器、油冷却器和冷凝器等热交流器可能依据供应商供给的数据和几何形态修模。往往，供应商将供给台架测试或模仿的职能图。

为了捕获煽动机的瞬态热行动，须要设立修设热质地、热容、热流和流体滚动的煽动机热模子。燃烧热散布正在金属、冷却剂和油中。煽动机热模子涉及流体与金属之间的热对流和导热。煽动机热模子必需依据煽动机动态测试举办校准。该煽动机热模子可能利用贸易仿真东西设立修设。

同样，传动热模子涉及齿轮组和变矩器形成的热量。热量通过热对流和导热传达给热质和油。Scott所设立修设的模子已通过试验数据验证。与煽动机模子雷同，变速箱模子也可能利用贸易东西构修。

FCA正正在整合职能、痛速性和燃油经济性方面的新身手，这些身手对全体热编制都有影响。但大大批讯息不行用于室内修模和验证主意。因为专有讯息共享规章，FCA以加密的花式或仅以DLL可推广文献的花式从供应商罗致这些模子。以是往往须要定制的接口。到目前为止，FCA抉择的东西是通过MATLAB Simul

热管束编制须要评估分别的驱动周期。应设立修设车辆传动编制模子，以也许模仿这些驾驶轮回。传动编制模子网罗众个效力组的分别子模子(比如换挡策划，聚散器相合图，转动牺牲和扭矩转换器相合图)。图5是一个榜样的车辆传动编制模子，具有利用MATLAB Simul

正在热管束编制中，为理解决切实的生存场景，一个切实的统制模子是很紧急的。如图6所示，咱们可能通过纠合仿真战术将现有的统制软件(SW)与虚拟集成平台集成。正在这里，这个例子诠释了混杂动力编制软件内部集成了ECM软件模块，行为混杂动力PT软件的反应供给商。这将模仿车辆的环境，个中统制SW将统制驱动器。正在虚拟集成平台中利用该框架，可能正在Loop (V-HIL)境况中创修虚拟硬件。虚拟集成平台中嵌入了全盘须要的修造模子。

须要两相模仿才能来模仿制冷剂回道和舱室冷却。天气统制编制首要影响着车辆的冷却编制打算和燃油经济性。模子通常正在LMS AMESim中举办。

ink顶用现有的混杂动力编制软件(SW)和GT SUITE中的工场模子对一个车辆冷却液回道举办了仿真。正在这种环境下，可能采用众种设施举办纠合仿真。基于高效的用户界面和较好的数值褂讪性，正在贸易纠合仿真东西中开拓了纠合仿线所示，正在给定的驱动前提下，冷却剂温度的转化会影响泵速。该框架可能用作V-HIL(虚拟硬件正在环)测试创立，以测试软件才能、题目，并验证给定前提下的冷却编制范畴。

商榷了基于模子的打算和优化的请求。一个有用的纠合仿真东西可能抬高推广这种虚拟开拓进程的出力。它有助于扫除构制内部的反复就业，使用供应商的全力，从而抬高虚拟产物开拓的运转出力。

著作原因：Rahman, R., Biswas, A., Lindquist, C., Khandaker, M. et al., “Co-Simulation Methodology for PHEV Thermal System Development,” SAE Int. J. Advances & Curr. Prac. in Mobility 2(5):2969-2973, 2020, doi:10.4271/2020-01-1392.