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KULI 可为您的个性化需求提供各种应用。

请阅读下面有关 KULI 应用的更多信息。

设计一个好的冷却系统是车辆开发过程中非常重要的一环。此项工作开始于开发过程的早期,并在整个开发过程中持续存在。 KULI 可以在所有这些阶段中进行所需的模拟工作。


在车辆的早期开发阶段,必须首先确定冷却系统的尺寸。在这个阶段,通常会定义几个稳态工况点——以热负荷、入口和环境温度以及最大允许温度作为冷却系统的边界条件。相应的 KULI 模型非常容易设置,可以非常快速地对不同的散热器芯体、散热器尺寸、冷却模块布置、风扇转速等进行分析。很容易确定所需的流量大小以保证足够的冷却。此信息对于设计和空气动力学部门至关重要。在早期开发阶段,OEM通常会向他们的冷却系统供应商提供上述边界条件,以便获得合适的冷却模块。供应商可以使用 KULI中的 “优化”功能、“变参”功能以及“ COM 接口”功能自动读取边界条件,确定最佳解决方案并向 OEM 提供结果报告

 

在冷却系统开发的后期阶段,将对冷却系统的流体侧进行更详细地建模,以便可以高精度地模拟各个零部件(热源、热交换器等)之间的热量分布。基于 KULI signal path”功能,可以方便地搭建控制策略,对节温器、泵、阀门、风扇等元件的控制进行优化,确保以最低的能耗进行充分的冷却。这对于传动车辆、混合动力和电动车辆都尤为重要。

为了得到客舱不同区域的温度,下文显示了 KULI 中的仿真工作流程。

在瞬态模拟中,可以考虑HVAC 系统在夏季降温或冬季升温中的影响。
 

目标

根据 A/C 回路性能和乘客舱内不同的流通情况(新鲜空气、内循环空气、除霜或怠速条件),确定不同部件对驾驶员和乘客(第一排和第二排)头部和脚部区域温度的影响).
 

在KULI中进行乘客舱降温过程仿真的典型工作流程:  

  1.  搭建发动机\电机\电池等冷却回路
  2.  加入空调回路
  3.  加入标定好的乘客舱模型
  4.  显示乘客舱内的温度分布
在冬季减少电动汽车能耗的一种可能性是使用替代热源进行车厢供暖。 
Sunamp 使用潜热储存“热电池”来完成这项任务……不同的相变材料 (PCM) 熔点允许用于加热和冷却。在这个项目中,我们研究了支持热泵的 PCM 的潜力。
​​​​​​​我们还调查了全球不同地区每年的能源消耗量是如何受到影响的。在寒冷气候下(例如多伦多或柏林),
​​​​​​​与仅采用 PTC 的情况相比,即使是中等规模的 PCM 也可以节省超过 40% 的热能……与传统热泵系统相比超过 15%

HVAC 系统能耗导致 EV 续航里程减少是一个大问题,尤其是在冬季。乘客舒适度是夏季的一个重要话题,尤其是当电动汽车电池和乘客都需要降温时。由于机舱和外部之间的大温差是其中一个驱动因素,因此机舱的隔热可以提供帮助。霍尼韦尔在其产品组合中拥有用于此任务的绝缘泡沫发泡剂技术!

KULI 整车 VTM 模拟(基于类似于 Tesla Model S 的校准基准车辆)显示,在 -10°C 环境温度下,续航里程改善潜力约为 3.5%(预热)至 4.6%(持续加热)。在温暖的条件下(40°C 环境温度),从 60°C 到 25°C 的冷却时间可以显着减少多达 50%。

在冷却系统开发的后期阶段,可以获得更多信息。汽车前舱的 CFD 仿真结果可以提供详细的流动信息。CFD 模型已包含初始冷却系统设计的冷却模块(请参阅初始冷却系统)。通常在CFD中进行“等温仿真计算”,并使用仿真计算的质量流量来标定 1D KULI 模型。此外,用户还可使用 KULI中 CFD 接口,将三维计算的热交换器前非均匀的速度场分布定义在KULI模型中。 KULI 模型用于计算冷却模块中的温度和热流量。
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然后在 CFD 中使用KULI的计算结果更新 3D 模型。“多孔介质模型”可确保 1D KULI 模型和 3D CFD 模型中流动阻力相同。

KULI也可以应用于火车冷却系统的仿真,其驱动系统为柴油发动机或电力驱动。在此特定应用中,通常具有三个安装在车顶的热交换器系统。电气电子部件需搭建低温散热器冷却回路,发动机冷却需搭建高温散热器冷却回路,另外还有一个中间冷却器。

用户可使用不同类型的风扇,液压,电动或机械驱动的。在模拟中,可以根据传感器测量数据,非常灵活地控制风扇的速度,就像在现实生活中一样。另外,仿真中还需考虑运行工况对冷却系统的影响,例如高海拔或高温工况下的性能。

在概念阶段完成各种方案的对比以确定所有零部件的配置,之后进行硬件生产并在测试中验证 KULI 仿真结果。

KULI中可以使用电池模型、电机模型和电力电子模型(DC/DC DC/AC)方便地生成电动汽车冷却系统的仿真模型。除了一般的热管理(例如冷却模块设计和布置)和能量管理(例如研究电动动力总成中的热损失)外,一个主要应用是预测车辆续航里程。

优势

电动汽车的续驶里程受环境条件和 HVAC 系统能耗(冬季供暖和夏季制冷)影响,有很大差异。 KULI 可以将 AC 系统和“多区域乘客舱模型”搭建在一个完整的车辆模型里,来模拟所有这些因素的影响。另外,基于仿真结果可以对系统进行优化,例如:对HVAC的控制策略进行优化。

模型的使用

所附示例中提供的续航里程预测子系统可预测用户定义的驾驶循环内“预期的车辆续航里程”。它是根据循环的能量使用和剩余可用电池电量计算得到的。由于车辆的效率取决于工况点,因此该值将在瞬态仿真期间发生变化。这不仅可以评估完整循环后的预期续航里程(例如 NEDC),还可以分析以正面或负面方式影响车辆续航里程的因素。

该子系统可以在车辆热管理仿真模型中使用,也可以导出并用于其他类似的应用中。

每年在全球不同地点举办的免费的 KULI 热管理研讨会期间,对相关示例进行了非常详细的讲解。

冬季电动车续航里程减少的一个原因是,通常车辆必须以空调外循环模式运行以防止车窗起雾。 GXC 开发了一种窗户涂层,它可以使湿气凝结成透明薄膜,而不是不透明的液滴(起雾)。因此,车辆可以使用较高占比的空气内循环模式(GXC Coatings 所做的测试也表明了这一点)。由此产生的续航里程收益是多少?

 

KULI 整车 VTM 模拟(基于类似于 Tesla Model S 的校准基准车辆)显示,在冬季条件下(在 -10°C 环境温度下预热),续航里程提升潜力高达 11%


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