[发明专利]整车热管理一维三维耦合仿真分析方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种整车热管理一维三维耦合仿真分析方法、装置及存储介质，其包括如下步骤：步骤一，建立整车级一维能量管理仿真模型、整车三维流体分析模型和整车三维固体分析模型；步骤二，建立耦合端口；步骤三，建立自动化耦合运行程序，先进行整车三维流体分析模型和整车三维固体分析模型的动态实时耦合，求解计算直至收敛，得到收敛的整车三维固体分析模型；然后进行整车级一维能量管理仿真模型和收敛的整车三维固体分析模型的动态实时耦合，求解计算直至收敛，输出整车瞬态工况下，整车和动力电池、电机、电控内部瞬态温度。其能够在保证计算效率的同时提高计算精度，准确模拟热管理性能，提升计算精度，规避新能源热管理性能风险。

技术领域

本发明涉及新能源汽车热管理性能评估领域，具体涉及整车热管理一维三维耦合仿真分析方法、装置及存储介质。

背景技术

由于各国对碳排放法规重视程度的加强，新能源汽车的研发和销售正不断加速，由于新能源汽车布置紧凑，集成度高，热管理变得非常重要。由于新能源车型的控制策略复杂，三电、发动机系统在急加急减工况下扭矩变化大，发热量及排温随之变化剧烈，需要多系统、多维度的联合仿真，将控制模型、动力模型、电模型、热模型耦合起来，才能准确模拟新能源车型瞬态工况下模式自动切换，化学能、动能、电能、热能之间的相互转化，进而实现对整车条件下三电系统重点验证，整车热害风险规避。对于以往只分析验证稳态工况已不能满足设计需求，需要验证如急加急减、WLTC、CLTC等瞬态表现才能关注到三电在整车工况下的热管理性能，规避热害等风险。

整车热管理仿真数值分析方法主要有3种，分析为一维数值仿真、三维数值仿真和一维三维耦合仿真。一维数值仿真分析需要的计算资源少，计算时间短，能快速响应项目的需求，但是一维分析需要的各种输入参数繁多，在分析过程中不能考虑细节部分，更多地依靠工程师的经验。三维CFD分析能对整车的全细节进行建模，计算结果直观，但三维CFD分析需要的计算资源庞大，计算时间长，部分输入边界难以得到精确的输入。一维三维仿真可达成更高的精度。对于如新能源车急加急减、WLTC、CLTC的瞬态复杂仿真工况，单一的一维或三维CFD仿真分析已经不能很好地满足分析的需求。综合考虑一维数值仿真分析以及三维CFD仿真分析的优缺点，一维数值仿真分析需要的输入边界条件，如空气流量、空气温度、零部件表面的传热系数等可以从三维CFD仿真分析中获取；而三维仿真分析需要的输入条件，如冷却模块散热量、风扇转速、零部件内表面温度等也可以从一维数值仿真分析中得到。因此，为了更好地发挥一维分析和三维分析的优点，提升计算结果的准确性，可以将一维三维进行耦合计算。

行业内对整车一维三维耦合仿真算法研究比较少，且三电和整车都是分别独立的模型进行计算。如CN108984955A公开的电池一维三维耦合方法，其是对电池包一维仿真和三维仿真分别计算，再采用多轮的方式与整车进行边界条件如发热量的输入，并不是真正意义上的动态时时耦合仿真，电池包单体、整车是分别开展计算，不在一个模型中，对于复杂性能参数相互影响叠加不能充分考虑，且不能考虑排气管对电池包的热辐射，进而不能考虑整车所有部件的热害风险。

CN113761810A公开的前端风量一维三维耦合方法，也是将三维软件计算出的风量结果拟合成单一的虚拟面阻再输入到一维软件中，也不是真正意义上的动态时时耦合仿真，不能考虑两个软件计算结果变化的相互影响。而且此方法仅针对前端风量，不能考虑整车所有部件的热害风险。

CN104732009 A公开了一种汽车发动机一维集成的方法，将发动机冷却系统、润滑系统、发动机本体和增压器等发动机相关系统进行集成，且只针对燃油车，无法考虑混动复杂系统的整车集成。未找到整车模型流固耦合的专利。为了将混动复杂系统的整车运行情况进行全面考虑，提升整车管理计算精度，同时规避一维三维单向输入边界条件，无法考虑复杂性能参数相互影响叠加的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种整车热管理一维三维耦合仿真分析方法、装置及存储介质，其能够在保证计算效率的同时提高计算精度，准确模拟热管理性能，提升整车机舱流场、温度场、一维能量管理的计算精度，规避新能源热管理性能风险。