新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法及应用，具有这样的特征，包括步骤S1，根据新能源车不同工况下的运行数据，在云服务器上构建整车热管理数字孪生模型，整车热管理数字孪生模型包括车辆空调换热数字孪生子模型、电池系统温度估计数字孪生子模型和电机电控换热数字孪生子模型；步骤S2，根据新能源车的实时运行数据对整车热管理数字孪生模型进行实时更新和优化。总之，本方法能够对实现整车能量智能化的精细化的管控和能源消耗优化提供有效的参考依据。和能源消耗优化提供有效的参考依据。和能源消耗优化提供有效的参考依据。

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法及应用


[0001]本专利技术涉及新能源车辆
，具体涉及一种新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法及该方法构建的模型在新能源汽车整车热管理方法中的应用。

技术介绍

[0002]随着人们对节能环保的需求不断增加，新能源汽车及相关的车辆领域也得到了广泛的关注。新能源汽车相较于传统燃油车，因为新增了空调系统的热管理、新能源电池的热管理和电机的热管理等系统，所以新能源汽车的整车系统更加复杂。新能源汽车的空调制冷制热系统脱离了传统燃油车的发动机动力源，升级为电动压缩机来提供冷媒动力和高品质热源，这其中也需要电池进行供电运行。新能源汽车的动力电池也需要额外配备独立设计的热管理模块，来确保电池工作在稳定的温度范围内。由于新能源汽车的电池、电机和电控等部件对温度更为敏感，因此这些部件对热管理的要求也就更高。
[0003]现有技术中对于新能源汽车针整车能量管理等相关问题还未有较好的解决方案，特别是无法在复杂的实车环境工况下，实现整车能量智能化及精细化的管控，从而优化整车的能源消耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法。
[0005]本专利技术提供了一种新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法，具有这样的特征，包括：步骤S1，根据新能源车不同工况下的运行数据，在云服务器上构建整车热管理数字孪生模型，整车热管理数字孪生模型包括车辆空调换热数字孪生子模型、电池系统温度估计数字孪生子模型和电机电控换热数字孪生子模型；步骤S2，根据新能源车的实时运行数据对整车热管理数字孪生模型进行实时更新和优化；其中，车辆空调换热数字孪生子模型包括车辆空调换热子系统模型和乘客舱子系统模型，电池系统温度估计数字孪生子模型包括电池模组整体温度场估计模型，电机电控换热数字孪生子模型包括电机温度估计子系统模型。
[0006]在本专利技术提供的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法中，还可以具有这样的特征：其中，车辆空调换热数字孪生子模型通过车辆空调换热子系统模型中不同空调组件的冷媒状态和输入乘客舱子系统模型的空气状态构建得到，车辆空调换热子系统模型由车辆热泵空调换热的系统物理模型，结合新能源车的空调测试数据构建得到，车辆热泵空调换热的系统物理模型，根据热泵空调系统框架搭建得到，空调测试数据包括新能源车的压缩机动态工况数据、膨胀阀不同开度出口气体状态数据和鼓风机不同风速下排气状态数据。
[0007]在本专利技术提供的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法中，还可以具有这样的特征：其中，乘客舱子系统模型根据新能源车的车辆整体结构，和不同环境状况下新
能源车的乘客舱的整体热负荷变化搭建得到，乘客舱子系统模型的乘客舱温度和相关参数的变化过程，根据车辆空调换热子系统模型生成的排气状态仿真计算得到。
[0008]在本专利技术提供的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法中，还可以具有这样的特征：其中，电池模组整体温度场估计模型基于电池模组模型，根据新能源车充电工况和放电工况下电池熵热实验的温度变化数据得到，用于模拟不同工况下电池系统温度估计数字孪生子模型中整个电池模组的温度场温度分布情况。
[0009]在本专利技术提供的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法中，还可以具有这样的特征：其中，电机电控换热数字孪生子模型基于电机电控系统模型，根据新能源车的电机发热量和新能源车的电机热管理数据搭建得到。
[0010]在本专利技术提供的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法中，还可以具有这样的特征：其中，电机温度估计子系统模型根据新能源车的电机老化数据对电机电控换热数字孪生子模型中的电机模型进行温度预测和监控。
[0011]本专利技术提供还提供了一种新能源汽车整车热管理方法，采用新能源汽车整车热管理数字孪生模型，结合新能源汽车实施车况数据，模拟新能源汽车在当前环境下各系统的发热情况和趋势，通过模拟不同热管理策略控制各系统在理想温度区间，从而对新能源汽车实施整车热管理提供参考依据，其中，新能源汽车整车热管理数字孪生模型为通过如上任一项的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法构建得到。
[0012]专利技术的作用与效果
[0013]根据本专利技术所涉及的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法，因为根据新能源车不同工况下的运行数据，在云服务器上构建整车热管理数字孪生模型，并且根据新能源车的实时运行数据对整车热管理数字孪生模型进行实时更新和优化，得到了能够准确反映新能源车实际热管理系统工作状态的仿真模型，所以，本专利技术的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法能够在复杂的实车环境工况下，构建整车热管理的数字孪生模型，进而在云服务器上模拟不同热管理策略控制各系统在理想温度区间，从而对实现整车能量智能化及精细化的管控和优化整车的能源消耗提供参考依据。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法的原理图；以及
[0015]图2是本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法的流程示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法作具体阐述。
[0017]图1是本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法的原理图。
[0018]如图1所示，本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法基于如下原理实现：
[0019]根据现实车辆的新能源汽车整车热管理架构，在云服务器即云端系统上根据现有新能源汽车整车热管理架构构建电机电控系统、电池模组模型和车辆空调换热子系统模型，电机温度估计子模型基于电机寿命预测对电机电控系统进行优化，基于电池模组模型结合电池实际工况数据构建得到电池模组整体温度场估计模型，根据车辆空调换热子系统模型得到乘客舱子系统模型，根据实车实时数据即实际电机衰减情况、电池充放电工况和实际空调工况，对电机温度估计子模型、电池模组整体温度场估计模型、车辆空调换热子系统模型和乘客舱子系统模型进行对标优化和实时更新，从而得到车辆空调换热数字孪生子模型、电池系统温度估计数字孪生子模型和电机电控换热数字孪生子模型，进而构建整车热管理数字孪生模型。
[0020]本实施例以amesim软件为仿真平台，结合新能源车实际运行时传感器反馈的数据，构建得到整车热管理数字孪生模型。
[0021]图2是本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法的流程示意图。
[0022]如图2所示，本专利技术的实施例中新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法包括以下步骤：
[0023]步骤S1，根据新能源车不同工况下的运行数据，在云服务器上构建整车热管理数字孪生模型，整车热管理数字孪生模型包括车辆空调换热数字孪生子模型、电池系统温度估计数字孪生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，根据新能源车不同工况下的运行数据，在云服务器上构建整车热管理数字孪生模型，所述整车热管理数字孪生模型包括车辆空调换热数字孪生子模型、电池系统温度估计数字孪生子模型和电机电控换热数字孪生子模型；步骤S2，根据新能源车的实时运行数据对所述整车热管理数字孪生模型进行实时更新和优化；其中，所述车辆空调换热数字孪生子模型包括车辆空调换热子系统模型和乘客舱子系统模型，所述电池系统温度估计数字孪生子模型包括电池模组整体温度场估计模型，所述电机电控换热数字孪生子模型包括电机温度估计子系统模型。2.根据权利要求1所述的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法，其特征在于：其中，所述车辆空调换热数字孪生子模型通过所述车辆空调换热子系统模型中不同空调组件的冷媒状态和输入所述乘客舱子系统模型的空气状态构建得到，所述车辆空调换热子系统模型由车辆热泵空调换热的系统物理模型，结合所述新能源车的空调测试数据构建得到，所述车辆热泵空调换热的系统物理模型，根据热泵空调系统框架搭建得到，所述空调测试数据包括所述新能源车的压缩机动态工况数据、膨胀阀不同开度出口气体状态数据和鼓风机不同风速下排气状态数据。3.根据权利要求1所述的新能源汽车整车热管理数字孪生模型的构建方法，其特征在于：其中，所述乘客舱子系统模型根据所述新能源车的车辆整体结构，和不同环境状况下所述新能源车的乘客舱的整体热负荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈凯，戴劲，郑岳久，来鑫，凌羽嘉，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：