数字孪生体构建方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供了一种数字孪生体构建方法，包括：为目标车辆的动力单元构建数字孪生体；数字孪生体的实体模型用于获取动力单元的典型工况运行参数，典型工况运行参数是基于动力单元的历史运行数据生成的，数字孪生体的虚拟模型用于基于动力单元的典型工况运行参数、动力单元的热管理设计参数、动力单元的历史故障数据对动力单元进行模拟；利用实际跑车过程中所产生的新数据，更新动力单元的历史运行数据和历史故障数据，用于更新数字孪生体。本申请通过对数字孪生体进行不断的的迭代更新，使数字孪生体不断趋近于实车动力单元的状态，能够实现实车动力单元状态的监控和维护。本申请还提供了一种数字孪生体构建装置、设备及可读存储介质。介质。介质。

【技术实现步骤摘要】
数字孪生体构建方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本申请涉及计算机
，特别涉及一种数字孪生体构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]现代车辆正在向着智能化、数字化和电动化的方向发展，重载车辆亦是如此。由于重载车辆自身重量重且载重大，因此需要大功率、高功率密度发动机进行驱动。但是，随着车辆电动化的趋势，以往的动力舱逐渐被电驱动力单元所取代，如图1所示的传统重载车辆与电驱重载车辆对比示意图。
[0003]动力单元主要对整车带来了三方面的改变：(1)电驱动力单元由于取消了传统的轴传动形式，其布置形式具备柔性化的特点，整车动力单元由以往布置在驾驶室下方变为侧挂于车架两侧；(2)由于电驱的柔性化设计使得整车动力单元数量由以往的一个变为现在的两个，这一方面使整车降低了对发动机性能参数的要求，另一方面提高了整车可靠性；(3)动力单元由以往的只有发动机提供机械能变为发动机驱动发电机提供电能。
[0004]动力单元布置方案的改变也带来了三方面的问题：(1)侧挂式动力单元使得动力单元丧失了传统动力舱在车辆前进时的迎风风速，这不利于动力单元的热管理；(2)侧挂式动力单元前后皆为车轮，为避免车轮带来的沙尘、石子等对动力单元造成的损坏，动力单元侧面舱体不能设计进出风口，这同样会造成动力单元热管理问题；(3)电驱动力单元增加了电机、电机控制器等零部件，相比传统车辆只需考虑发动机散热而言，动力单元热管理问题变得更为复杂。
[0005]从电驱重载车辆的整体发展来看，一方面，动力单元热管理技术仍有较大提升空间，另一方面，实物产品的状态同样需要全面的诊断和维护。而现有技术还无法在提升热管理技术的同时，实现实车动力单元状态的监控和维护。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种数字孪生体构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够实现实车动力单元状态的监控和维护。
[0007]具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：
[0008]第一方面，本申请提供了一种数字孪生体构建方法，包括：
[0009]为目标车辆的动力单元构建数字孪生体，其中，所述数字孪生体包括的实体模型用于获取所述动力单元的典型工况运行参数，所述典型工况运行参数是基于所述动力单元的历史运行数据生成的，所述数字孪生体包括的虚拟模型用于基于所述动力单元的典型工况运行参数、所述动力单元的热管理设计参数、以及所述动力单元的历史故障数据对所述动力单元进行模拟；
[0010]利用所述目标车辆在实际跑车过程中所产生的新数据，更新所述动力单元的历史运行数据和历史故障数据，并利用更新后的历史运行数据和历史故障数据，更新所述数字
孪生体。
[0011]可选的，基于所述动力单元的历史运行数据生成所述动力单元的典型工况运行参数时，包括：
[0012]对所述动力单元的历史运行数据进行数据清洗，得到清洗数据；
[0013]依据所述动力单元的功率变化率，将所述清洗数据划分为至少两个数据子集；
[0014]以每个数据子集对应的最大功率和/或平均功率作为特征参数，从每个数据子集中选取数据，并将选取的数据作为所述动力单元的典型工况运行参数。
[0015]可选的，基于所述动力单元的热管理设计参数构建所述数字孪生体的虚拟模型时，包括：
[0016]通过所述动力单元的冷却系统原理图，梳理出所述动力单元的冷却系统部件组成，并且，基于所述冷却系统部件组成，梳理出与所述动力单元热管理相关的设计参数；
[0017]通过所述动力单元的电气系统原理图，梳理出所述动力单元的控制逻辑，并且，基于所述控制逻辑，梳理出与所述动力单元热管理相关的控制参数；
[0018]基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。
[0019]可选的，所述基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型，包括：
[0020]将所述设计参数和所述控制参数，分为交互参数和非交互参数；
[0021]基于所述非交互参数和所述交互参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。
[0022]可选的，所述交互参数用于选择所述实体模型的传感器型号。
[0023]可选的，所述数字孪生体还包括通讯系统，所述数字孪生体的实体模型与虚拟模型通过所述通讯系统进行数据传输；
[0024]所述数字孪生体的实体模型通过CAN通讯的方式，与所述通讯系统的数据接口相连，所述数据接口基于protobuf协议将CAN信息转换为通用数据，并通过通用接口协议传入所述数字孪生体的虚拟模型中。
[0025]第二方面，本申请提供了一种数字孪生体构建装置，包括：
[0026]孪生体构建单元，为目标车辆的动力单元构建数字孪生体，其中，所述数字孪生体包括的实体模型用于获取所述动力单元的典型工况运行参数，所述典型工况运行参数是基于所述动力单元的历史运行数据生成的，所述数字孪生体包括的虚拟模型用于基于所述动力单元的典型工况运行参数、所述动力单元的热管理设计参数、以及所述动力单元的历史故障数据对所述动力单元进行模拟；
[0027]孪生体更新单元，利用所述目标车辆在实际跑车过程中所产生的新数据，更新所述动力单元的历史运行数据和历史故障数据，并利用更新后的历史运行数据和历史故障数据，更新所述数字孪生体。
[0028]可选的，孪生体构建单元在基于所述动力单元的历史运行数据生成所述动力单元的典型工况运行参数时，具体用于：
[0029]对所述动力单元的历史运行数据进行数据清洗，得到清洗数据；依据所述动力单元的功率变化率，将所述清洗数据划分为至少两个数据子集；以每个数据子集对应的最大功率和/或平均功率作为特征参数，从每个数据子集中选取数据，并将选取的数据作为所述动力单元的典型工况运行参数。
[0030]可选的，孪生体构建单元在基于所述动力单元的热管理设计参数构建所述数字孪生体的虚拟模型时，具体用于：
[0031]通过所述动力单元的冷却系统原理图，梳理出所述动力单元的冷却系统部件组成，并且，基于所述冷却系统部件组成，梳理出与所述动力单元热管理相关的设计参数；通过所述动力单元的电气系统原理图，梳理出所述动力单元的控制逻辑，并且，基于所述控制逻辑，梳理出与所述动力单元热管理相关的控制参数；基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。
[0032]可选的，孪生体构建单元在基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型，具体用于：
[0033]将所述设计参数和所述控制参数，分为交互参数和非交互参数；基于所述非交互参数和所述交互参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。
[0034]可选的，所述交互参数用于选择所述实体模型的传感器型号。
[0035]可选的，所述数字孪生体还包括通讯系统，所述数字孪生体的实体模型与虚拟模型通过所述通讯系统进行数据传输；所述数字孪生体的实体模型通过CAN通讯的方式，与所述通讯系统的数据接口相连，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字孪生体构建方法，其特征在于，包括：为目标车辆的动力单元构建数字孪生体，其中，所述数字孪生体包括的实体模型用于获取所述动力单元的典型工况运行参数，所述典型工况运行参数是基于所述动力单元的历史运行数据生成的，所述数字孪生体包括的虚拟模型用于基于所述动力单元的典型工况运行参数、所述动力单元的热管理设计参数、以及所述动力单元的历史故障数据对所述动力单元进行模拟；利用所述目标车辆在实际跑车过程中所产生的新数据，更新所述动力单元的历史运行数据和历史故障数据，并利用更新后的历史运行数据和历史故障数据，更新所述数字孪生体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述动力单元的历史运行数据生成所述动力单元的典型工况运行参数时，包括：对所述动力单元的历史运行数据进行数据清洗，得到清洗数据；依据所述动力单元的功率变化率，将所述清洗数据划分为至少两个数据子集；以每个数据子集对应的最大功率和/或平均功率作为特征参数，从每个数据子集中选取数据，并将选取的数据作为所述动力单元的典型工况运行参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述动力单元的热管理设计参数构建所述数字孪生体的虚拟模型时，包括：通过所述动力单元的冷却系统原理图，梳理出所述动力单元的冷却系统部件组成，并且，基于所述冷却系统部件组成，梳理出与所述动力单元热管理相关的设计参数；通过所述动力单元的电气系统原理图，梳理出所述动力单元的控制逻辑，并且，基于所述控制逻辑，梳理出与所述动力单元热管理相关的控制参数；基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述设计参数和所述控制参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型，包括：将所述设计参数和所述控制参数，分为交互参数和非交互参数；基于所述非交互参数和所述交互参数，构建所述数字孪生体的虚拟模型。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述交互参数用于选择所述实体模型的传感器型号。6.根据权利要求1
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5任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇航，李洪彪，杨波，李将彬，王玺，吴学雷，周业元，杨锋，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，
类型：发明
国别省市：