电动汽车行业正蓬勃发展，其热管理技术近年来也经历了显著的迭代升级。该领域已从最初的单一电池热管理和乘员舱空调系统，逐步发展成为一个高度集成化的整车热管理体系。热管理系统的不断优化，为热管理设计带来了功能的丰富与扩展。
然而，在热管理系统的发展道路上，它遭遇了一系列严峻挑战，包括如何提升安全性、舒适性、能效以及成本控制等方面。电动汽车热管理设计面临的复杂挑战，促使热管理系统的开发需支持开发人员在设计和测试阶段寻求创新解决方案。
本文重点探讨热管理系统如何优化设计以提升热管理规划的有效性，旨在为汽车热管理行业的专家和从业者提供宝贵的见解和参考。
解决方案探讨
在电动汽车热管理系统的研发过程中，模型为基础的设计策略扮演着关键角色。采用虚拟模型技术，能够显著提升并加速开发流程中的各个阶段，涵盖需求解析、功能与结构设计、实施、系统集成及测试，直至道路试验。该策略不仅减少了迭代周期，节约了开发成本，还降低了缺陷率，提高了产品品质，并加强了团队间的协同工作。
MathWorks提供的Simscape是一款基于MATLAB/Simulink平台的物理建模工具，它凭借丰富的组件库，允许用户无需深入理解复杂的数学公式即可构建涵盖机械、电气、液压和热力学等多个物理领域的系统仿真模型，从而便于工程师探索热管理系统的多样化解决方案。MathWorks提供的建模方法灵活多样，包括抽象行为建模、系统级建模和部件级建模，以适应正向工程开发的各个仿真阶段。
通过具体案例分析，例如 DCDC 冷却控制系统的优化，MathWorks 展示了其工具在实际应用中的效能，涉及从简单的阀门控制到复杂的 PI 控制器设计，确保 DCDC 系统在规定的温度范围内稳定运行。Simscape 建立的模型可与 Simulink 控制模型无缝集成，支持传统的 PID 控制和 Stateflow 决策逻辑，以及模型预测控制（MPC）、强化学习等先进控制策略，以应对动态系统的复杂性，并增强热管理系统的性能。通过模拟不同的车辆运行状况，可以对电池、电机驱动、传动系统、HVAC 以及环境等子系统进行敏感性分析，从而指导并优化整车热管理系统的设计。
此外，MathWorks 提供了一套全面的硬件在环（HIL）流程和模型简化技术，实现了从桌面模拟到硬件实施的集成测试过渡，从而加快了热管理系统的开发进程。总结而言，MathWorks 的整车热管理系统仿真设计套件，凭借其先进的科学计算能力、模型设计工具、多样化的建模仿真资源以及对硬件在环测试的全面支持，有效协助客户克服热管理设计中的各种难题，提升了开发效率，增强了产品品质，获得广泛应用。
创新是电动汽车热管理系统发展的核心驱动力。展望未来，热管理系统的发展将集中于提升智能化与自动化水平，致力于实现系统功能的一体化、结构模块化以及控制策略的智能化。这一发展方向旨在实现整车能耗的最优化和能量的高效分配，以满足新能源汽车市场持续增长的需求。
*本文内容部分源自网络资源，部分摘自2024年3月ATC热管理峰会期间，MathWorks的演讲《整车热管理系统设计仿真解决方案》，版权归原作者所有，如有侵权，请第一时间联系我们修改或删除
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