J1-04 整车热管理系统级联合仿真
课程代码 J1-04 · 板块 J 仿真分析 CAE / 一维系统仿真 时长 约 4.0 小时（7 讲） 前置 J1-02 制冷剂建模；J1-03 水路建模；J1-01 1D 建模范式 本讲义定位 讲师授课蓝本 / 学员自学讲义，是 J1-04 大纲的完整展开版
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| 你手上的事 | 直接看 | 还要配 |
|---|---|---|
| 排查一个拼起来就振荡或发散的整车模型 | 5.3–5.4：先做零成本分诊定层，再按十类成因逐类处置 | 4.3–4.4（迭代那一档用不用得上）· 6.4（三种抖动同形） |
| 写一条切分面的接口规格／评审别人的接口表 | 1.3–1.4：跨界要传的九类量 + 一张七项契约卡 | 2.1–2.2（空气侧那两个量不能当常数灌） |
| 填工具的耦合设置页（宏步、迭代开关、松弛） | 4.7：四种组合选哪一格 · 5.5：宏步上界三条约束取最小者 | 3.4（先确认这套模型里有没有宏步） |
| 审一份整车能耗或能量流结果 | 7.3 与 7.5：闭合校核怎么做、口径错在残差里的形状 | 7.6（四项寄生功的口径与包含关系） |
| 把控制器接进来做闭环 | 6.2–6.4：指令与反馈的接口语义 + 三个时间基准对齐 | 4.1（调度顺序决定谁拿到的是新值） |
⛔ 本课不覆盖：五个子模型本身怎么建、怎么标定（制冷剂 J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性 · 水路 J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模 · 座舱 J1-08 座舱一维多节点热模型与参数辨识（含 CFD→1D 分区映射） · 混动与增程的发动机热子模型 J1-10 混动/增程整车热管理 1D 联合仿真：发动机热子模型、起机—热双向闭环与 CD/CS 工况驱动 · 燃料电池电堆与 BOP J1-09 燃料电池系统一维建模与水/热耦合仿真）· 求解器内核那一层（积分器容差与选型、一致初值的反解、离散事件定位与步长回缩、代数环的通用排查 J7-08 一维系统模型的数值内核与「跑飞」排查：DAE/代数环、步长与容差、一致初值与守恒自检）· 控制策略本体与仲裁、迟滞整定 K3-01 整车热管理控制策略总览与模式管理，执行器硬件电气规格 G12-03 执行器硬件接口与电气规格 · 代码级一致性、实时性指标、故障注入 K4-03 MIL/SIL/HIL 验证流程，模型降阶 J7-02 模型降阶（ROM）与控制导向建模 · 与试验的相关性分层判据与不达标诊断 J7-01 仿真—试验相关性验证（Correlation），续航折算与夏季分项账 B4-05 高温季整车能耗账与制冷侧续航拆解（夏季掉电的分项账），由能量流推出的架构决策 B4-01 整车能量流与热量流协同分析 · 以及任何一个具体的目标值、参量阈值与本底限值（宏步取多大、收敛容差取多少、松弛因子取多少、残差合格线、前端风量与进风温度、四项寄生功的量级）——它们由本项目自己的模型构成、切分面位置与所引标准的现行版本给出，⛔ 本课一个数都不给。
引言：五个都跟台架对得上的子模型，拼出来的整车模型可能一条结论都不成立
你手上的子模型是逐个验过的：制冷循环跟台架对得上，水路的流量分配与压降对得上，座舱降温曲线也对得上。把它们拼成一台「数字整车」跑起来，结果却对不上——降温时间偏了一截，或者某条温度曲线开始有规律地上下摆。这时候最自然的下一个动作，是回到子模型里去调物理参数：换热器的传热能力、电池内阻曲线、金属热质。
本课要拦的就是这个动作。
把几个各自准确的子模型摆在一起，多出来的不是规模，是两样此前根本不存在的东西：切在哪儿（哪几条边被断开、由谁跟谁交换），以及每一块在往前推的那一段时间里，看到的边界是哪个时刻的值。联合仿真的实质是把一个方程组切成几块分别解，切开之后，每一块在自己那一段里看到的边界都是「旧的」。⇒ 整车模型的可信度由这两个建模决策决定，⛔ 不由任何一个子模型的精度决定。 把每个子模型做得更准、网格更密、内部容差调更紧，一样都不会减小这个误差——它由「边界值有多旧」决定，与子模型准到什么程度无关。
★ 本课最容易被读反的一条：「我用的是 Gauss-Seidel（串行）调度，后一个子系统用的是前一个刚算出来的新边界 ⇒ 那就已经是强耦合了 ⇒ 宏步内的迭代开关不用管」。于是模型在强相互作用工况下振荡或发散时，去改子模型的物理参数。
这个动作贵在两处。第一，你改的是一个本来正确的物理模型——改完之后它在别的工况下也不再是原来那个通过了验证的模型了。第二，它常常「看起来管用」：把物理上的耦合强度调弱（换热能力调低一点、热质加大一点），确实能压住耦合误差 ⇒ 你同时拿到了一个绿灯和一个被改坏的模型，而这两件事从结果文件上分不出来。
为什么这条错读特别普遍：调度顺序（各块用同一时刻的旧边界并行推进，还是后一块用前一块刚算出的新值串行推进）与耦合强度（这一个宏步走一遍就前进，还是在步内回退重算到收敛）是两个正交的维度。串行推进拿到的边界确实「新一些」，但它仍然是一遍过——从头到尾没有发生过任何一次回退重算，宏步耦合误差一样不可控。而口语里的「弱耦合／强耦合」只说得清后面那一维，听起来却像在评价前面那一维。第 4 讲把这两维拆开、把四种组合摆齐并给出选哪一格的判据；也是从那一讲起，本课正文一律不用「弱／强耦合」这个词作判据。
本课交付什么。 学完之后，你应该能从项目里带走四样可以直接拿去核的产物：
- 每条切分面一张接口契约卡——传哪些量／单位／基准／正方向／三个时间基准／谁是权威／宏步内怎么用，共七项（第 1 讲 1.4）；
- 一页耦合设置卡——六项：调度顺序、显式还是迭代、宏步取多大、迭代上限与收敛容差、接口量在宏步内怎么用、松弛因子，每一项后面写清「凭什么这么取」（判据在第 3、4、5 讲，第 7 讲的动手做要求把它交出来）；
- 一份可逐项对账的分项能量流——压缩机、冷凝风扇、水泵、Chiller 支路四项各自单独出流（其中 Chiller 那一项是冷量、不是电功，⛔ 两者不得相加），⛔ 不并成一项「空调功耗」（第 7 讲 7.6）；
- 一份与试验侧同口径的输出量定义——每个量写清从哪个时刻起算、取哪个测点、用什么时窗、在哪个控制体上算（第 7 讲）。
★ 今天就能用的一步：不必等读完。现在就拿第 1 项去核你手上任何一份已经在跑的联合仿真模型——挑一条切分面，把那七项逐项填一遍。填不出来的那几项不是「文档还没补」，而是这个模型里没有人对它做过决定，于是某一侧已经替你做了：它用了一个默认值，而这个默认值不出现在任何接口表上、不进任何评审、也不会让模型报错。你把七项填满的那一刻，这门课后面几讲讨论的东西就都有了落点。
最后交代本课的边界与口径，读的时候拿它当尺子。构型基线：纯电 SUV，五个子模型——制冷剂回路、冷却液回路、座舱、电池、电驱，⛔ 不含发动机与增程器热子模型；混动与增程的子模型增量与两段工况驱动归 J1-10 混动/增程整车热管理 1D 联合仿真：发动机热子模型、起机—热双向闭环与 CD/CS 工况驱动，燃料电池支路本课只给接口差异、电堆与 BOP 本体归 J1-09 燃料电池系统一维建模与水/热耦合仿真。⇒ 正文里的结论都是在这条基线上成立的，⛔ 不要当成对全部构型成立的全称句。前提：本课全部结论都建立在「各子模型自身已经过验证」之上——前提不成立时先回 J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性／J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模／J7-08 一维系统模型的数值内核与「跑飞」排查：DAE/代数环、步长与容差、一致初值与守恒自检，⛔ 别在耦合层找答案。标准：本课涉及的三组外部规范——联合仿真接口规范（FMI）· GB/T 18386.1（电动车能耗与续驶里程，工况边界）· ASME V&V 20（验证与确认）——本课均未取得原文，因此一律只写标准名与去向，⛔ 不写条款内容、不写限值、不写字段的确切语义；版次与实施日期不单值化，以现行目录为准、引用前须核。数字：宏步、收敛容差、松弛因子、残差合格线、前端风量与进风温度、寄生功量级，全是随本项目而定的量，本课⛔ 不给数，给的是判据结构、反解式与自检动作；正文与图里出现的一切数值算例全部是教学假设值，不对应任何平台，⛔ 不得照抄取用、⛔ 不作设计输入。
第 1 讲 切分面：系统级模型的对象是那几条边，⛔ 不是那几个框
这一讲不讲任何一个子模型怎么建。制冷剂回路怎么建归 J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性、冷却液回路怎么建归 J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模、座舱多节点模型怎么建归 J1-08 座舱一维多节点热模型与参数辨识（含 CFD→1D 分区映射），那几门课各自已经把它们讲透了，本课在这些边上⛔ 一个字都不重建。本讲要立的是整门课的地基：把几个已经建准的子模型摆在一起之后，多出来的究竟是什么。
答案⛔ 不是「规模」。多出来的是两样此前不存在的东西：跨界要传哪些量，以及传的是哪个时刻的值。这两样都不是物理，是人做的建模决策；它们不会出现在任何一个子模型的验证报告里——写那份报告的时候，它们还不存在——也不会因为把子模型做得更准而变小。后面六讲要处理的，全部是这两样东西怎么定、定错了怎么显形、显形之后怎么分诊。
本讲的推进路线：先把「对象是切分面」这句话立起来，并把本课最容易被读反的那处判断的入口摆在这里（1.1）；冻结本课的构型基线，说清拼的是哪五块、哪几块不在（1.2）；把「跨切分面到底要传什么」画全——⛔ 不是两类，是九类（1.3）；把这九类落成一张可以照着填的接口契约卡（1.4）；然后逐条走本课基线上那几条边：产热与水路（1.5）、座舱（1.6）、环境与行驶工况（1.7）；最后处理一个只交换一次、因此最容易被整类漏掉的接口量——系统级的一致初态（1.8）。
本讲先钉住的符号与四条口径
下面这一组在全课通用，后文不再重复声明。⚠ 宏时间步、耦合迭代容差、松弛因子、控制器周期这几个量分别在第 3、4、5、6 讲首次定义，本讲⛔ 不提前给它们的定义与单位。
- Q̇ ＝ 热流率（W；正文报 kW 时须显式写单位）。
- ṁ ＝ 质量流量（kg/s），工质侧通用符号，须带下标指明是哪一路。
- h ＝ 比焓（kJ/kg）。★ 全课 h 只作比焓，⛔ 不表示对流膜换热系数——本课换热侧一律只用 UA 与 ε 两个量，膜系数整个不出现（它的射程在 A2-03 两相流基础：沸腾、冷凝与流型 与 J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模）。
- c_p ＝ 比定压热容（J/(kg·K)）。跨接口传湿空气时必须写明取的是干空气还是湿空气的 c_p（见 1.6）。
- T_amb ＝ 环境温度（车外自由来流温度，℃）。
- UA ＝ 换热器总传热系数与面积之积（W/K，承 J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模）；ε ＝ 换热器效能（无量纲，⛔ 不表示发射率——本课不出现辐射换热的定量项）。
四条口径：
- 热流的正方向，全课统一为「进入所讨论的控制体为正」。 跨切分面时两侧必须白纸黑字写同一句，并逐条记进接口表（1.4 的第 ④ 项）。⛔ 正文不出现没有声明控制体的裸 Q̇。
- 压力一律绝对压力：空气侧压降以 Pa 报、制冷剂侧压力以 kPa 报，公式代入一律 Pa，⛔ 全课不出现表压。★ 跨工具接口是这条最常失守的地方——引用任何外部数据（供应商特性表、台架记录、另一家工具导出的模型）之前必须先确认它是绝压还是表压、是 bar 还是 Pa。这两处各差一个常数与一个 10⁵ 倍，而两者都不会让模型报错。
- 状态点温度以 ℃ 报；温差、温升、过热度一律以 K 报，⛔ 不写「温升 5 ℃」这种写法，公式代入一律换成 K。跨接口时两侧先对齐：℃ 与 K 之差在温差量上恰好是 0、在温度量上是 273.15，两种错的表现完全不同。
- 功率在正文与图上一律以 kW 报、公式代入一律 W，每一处都写单位。★ kW 与 W 混用是跨工具接口最常中的一类单位错，它的表现是「结果差 1000 倍」——大到一眼可见，因此反而常被误诊成「模型建错了」，而不是「接口单位没对齐」。
1.1 把几个准确的子模型摆在一起，多出来的不是规模，是两样此前不存在的东西
J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性 把制冷剂回路建准、J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模 把水路建准，各自都是一个封闭的方程组，由一个积分器统一推进：所有状态量在同一个时刻被同时更新，谁也看不到别人的旧值。
整车模型如果仍然是一个方程组、一个积分器（也就是在同一个工具里整包搭起来），那么「系统级」确实只多了规模——变量更多、算得更慢，但结构没变。一旦把它分给两个工具各自求解，情况就不一样了：每个工具只认自己那一块的方程，两块之间必须约定一个交换时刻，在这个时刻互相把边界值递过去，然后各自往前算一段。于是凭空多出两样由人设定的东西——
- 切分面：方程组被切在哪儿。它是人选的，⛔ 不是工具给的。
- 宏时间步：两次边界交换之间隔多久。在这段时间里，每一块看到的对方都是旧的。（它的符号，以及「它在哪几种形态下才存在」这个前提，第 3 讲一次性定死。）
为什么这是结构差异而不是难度差异。 把每个子模型都做得更准——网格更密、容差更紧、关联式换成更贴合的那一条——都不会减小宏步耦合误差。这份误差由「边界值有多旧」决定，与子模型自身的精度无关。换句话说：两个满分子模型拼成的整车模型，它的耦合误差可以任意大，而这份误差不会出现在任何一个子模型的验证记录里。
⇒ 今天就能用的第一问：判一条系统级结论可不可信，先数它跨了几条切分面。
| 这条结论跨几条切分面 | 它主要由谁决定 | 你该拿什么去支撑它 | 判完的下一个动作 |
|---|---|---|---|
| 0 条（例：某换热器出口温度对该回路流量的敏感性） | 子模型 | 那个子模型自己的验证记录 | 直接引用该子模型的误差带，⛔ 不必动耦合层 |
| 1 条 | 各半 | 那条边的接口契约卡（1.4） | 先确认卡上七项填全，再看结论 |
| 2 条及以上（例：pull-down 时间对电池冷却优先级的敏感性） | 耦合层 | 一次耦合层自检 | ⛔ 报出它之前先做第 5 讲那次「改格式或减半重跑」的分诊 |
⚠ 本课⛔ 不给「跨几条以内可信」这种数——那取决于各条切分面上相互作用的强弱，而强弱是随平台与工况变的。第 5 讲把它写成一个可以手算的比值，那才是能定量的形式；在这里能分档就够用了。
为什么要在第一节就把这条判据交出来。 因为它决定了出事之后你往哪个方向走，而走错方向的代价在本课里是最贵的一笔。整车模型出现振荡、或者干脆发散的时候，人最容易做的那个动作是：回头去改子模型的物理参数——换一条传热关联式、加一点人为阻尼、把金属热容放大一些、把膨胀阀的流量特性抹平一点，然后在报告里写一句「模型不稳定，已通过修改换热器参数解决」。
这个动作的代价分三层，一层比一层贵：
- ① 被改掉的是一个本来正确的物理模型。改完之后它在别的项目里也不能再复用了，而且没有人知道它为什么长成那样。
- ② 振荡「看起来好了」，是因为这些改动把系统的真实增益压低了——而那个增益正是要仿真的东西。于是仿真回答了一个被自己改过的问题。
- ③ 真正的开关从头到尾没被打开。换一个工况它会再来一次，而下一个人会重复同一套动作。
支撑这个错误动作的，通常是一句听起来很有道理的话：「我用的是串行调度，后一个子系统用的是前一个刚算出来的新边界，那就已经是强耦合了，宏步内的迭代开关不用管。」这句话是本课要点破的那一处，它错在两层：
- 第一层：调度顺序与耦合强度是两个互相独立的维度。「用刚算出来的新值」只是把边界从「整拍旧」减到「半拍旧」，⛔ 没有把误差变成有界的。
- 第二层：真正把这份误差压住的那一档做法有一个硬前提——从属那一侧必须能把自己的状态退回到宏步开头再算一次。不具备这个能力时，那档做法根本不可用，⛔ 不是「慢一点」。
这两层的完整展开在第 4 讲（两个维度、四种组合，以及那个硬前提该去哪里查）；出了事之后怎么分辨「病在耦合层还是病在子模型」，在第 5 讲。这里只要记住一件事：那句话对耦合误差的大小几乎没有承诺力。
易错点。
- 把「每个子模型都验过了」当成「整车模型验过了」。前者的证据支撑不到跨切分面的结论上。
- 出了问题先怀疑物理模型——上面那三层代价的入口。
- 以为切分面是工具决定的。它是人选的：选在相互作用弱的地方代价最小，这一条在第 4 讲末尾会变成一个可执行的选点判据。
1.2 先冻结构型基线：本课是纯电 SUV 的五个子模型，⛔ 不含发动机与增程器
联合仿真的一切结论都挂在「拼的是哪几块」上。所以子模型清单必须写在最前面，并且要写清哪几块不在。
本课基线＝纯电（BEV）SUV，五个子模型加一组外部输入：
- 制冷剂回路（承 J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性）；
- 冷却液回路（含电池与电驱两支，承 J1-03 冷却液回路水力与热仿真建模）；
- 座舱（本体承 J1-08 座舱一维多节点热模型与参数辨识（含 CFD→1D 分区映射），本课只接口，见 1.6）；
- 电池（产热与温度反馈，见 1.5）；
- 电驱（电机 + 逆变器 + 减速器整链的损耗与温度反馈，见 1.5）；
- 外部驱动输入：车速、环境温度、日照、海拔、路谱（见 1.7）。
为什么必须显式冻结，而不是「默认大家都懂」。 换一种构型，多出来的往往不是一个模块，而是一条新的强反馈回路——
- 混动与增程多出发动机热子模型，以及「起机—热」这条双向闭环：热状态决定要不要起机，起机又反过来改变热状态。它把耦合的性质都改了，宏时间步与积分器都要重选。这一整块归 J1-10 混动/增程整车热管理 1D 联合仿真：发动机热子模型、起机—热双向闭环与 CD/CS 工况驱动，那里还包含按 CD／CS 两段分别驱动并做使用因子加权的做法。
- 燃料电池多出电堆热源与 BOP 的空气路／氢路。电堆与 BOP 子模型本体归 J1-09 燃料电池系统一维建模与水/热耦合仿真；本课只在第 2 讲给出这条支路接口上的两点差异，⛔ 不建它的模型。
不冻结基线，读者就会把纯电上成立的结论当成全称句用到别的构型上。⇒ 本课正文里的结论一律是「在本课基线上」成立的结论，⛔ 不写「整车热管理联合仿真都是这样」这类全称句。
⚠ 子模型的数量本身⛔ 不是判据。 五块的模型完全可能比八块的更难耦合——难度由切分面上相互作用的强弱决定，不由框的个数决定。所以下面这三条都不是好的建模起点：数框、照抄别人的框图、按组织架构分块。好的起点只有一个：先画出本项目物理上真实存在的相互作用，再决定切在哪儿。
⇒ 今天就能做的一件事（十五分钟）：把你手上这个模型的基线写成一页纸——在册的子模型逐个列名并写清它承自哪一门／哪一份既有模型；不在册的逐样写清「不在，去向是哪里」；再写一句本模型结论的适用构型。这一页纸是后面每一条结论的射程声明，⛔ 不写它，读者（包括三个月后的你自己）没有任何办法判断某条结论能不能搬走。
易错点。
- 把「五个子模型」当成模板去凑，而不是按本项目的架构去画切分面。
- 在正文或报告里把纯电上的结论写成对全部构型成立的全称句。
- 以为构型换了只是「多加一个模块」——多出来的往往是一条新的强反馈回路，那是耦合格式要重选的事，⛔ 不是加个框的事。
1.3 跨切分面要传的量有九类，⛔ 不是「温度和流量」两类
这一节是本讲的清单。它是本课归纳的一份全集，⛔ 不是任何标准的条款，也⛔ 不是本课程体系其他课已经定死的分类；下文简称九类清单。
先说为什么要先画全集再逐条核。沿「热和流」这条最熟悉的线索数下去，漏掉的不是一条，是整类——而整类不出现的时候，接口表看起来是完整的、每一行都对，没有任何东西会提示你少了什么。
| 类 | 交换的是什么 | 这一类的特别之处 |
|---|---|---|
| ① | 热流量 Q̇（产热源、换热量） | ⚠ 它的一半内容是正方向约定，⛔ 不是数值 |
| ② | 流体接口：ṁ 与它的状态（T、p、h，必要时含湿量与成分） | ⛔ 一个 ṁ 不够——一条流体接口至少要传三个量，少传一个，下游就得自己假设一个 |
| ③ | 机械与电功率（压缩机轴功与电功、泵功、风扇功） | 它同时进电耗账与热账，是两本账唯一的公共项（第 7 讲） |
| ④ | 控制指令（控制器 → 被控对象） | 离散时间量，带采样相位 |
| ⑤ | 传感器反馈（被控对象 → 控制器） | 与 ④ 方向相反、采样率常不同、还带滤波时延；⛔ 它与 ④ 不是同一根线的两头 |
| ⑥ | 拓扑与离散状态（阀位、通断、模式号） | 它改变的是方程结构，⛔ 不是一个数值；跨切分面传它，意味着两侧的方程结构要同时切换 |
| ⑦ | 外部驱动输入（车速、环温、日照、路谱） | 唯一一类不由任何子模型产出的量，因此也是唯一一类可以真正当常数灌进来的（1.7） |
| ⑧ | 数值层的交换（宏步边界时刻、状态保存与恢复请求、事件时刻） | ⛔ 它不是物理量，但它确实在接口上传递，而且它决定那档迭代式耦合可不可用 |
| ⑨ | 初值与初态（各子模型 t ＝ 0 的一致初态） | 只交换一次，因此最容易被漏（1.8） |
只沿 ①② 数下去，会整类漏掉的是： ④⑤ 的方向与采样差异、⑥ 的结构性、以及 ⑧⑨ 这整两类。★ 这不是假想的风险——本课程体系点名的两条误区正好各落在一个被漏的类上：「各子模型初值不一致，系统冷启动长时间不收敛」整条落在 ⑨ 上；「控制器采样率与仿真步不匹配，执行器动作抖动」整条落在 ④⑤ 上。
本课在这九类上各讲到哪一层。
- ①②③④⑤⑥⑦ 在本课射程内，逐类讲接口契约怎么写（1.4 起）。
- ⑧ 本课只讲它的存在与后果——能不能回退重算决定那档迭代式耦合可不可用（第 4 讲）；求解器侧的机制前指 J7-08 一维系统模型的数值内核与「跑飞」排查：DAE/代数环、步长与容差、一致初值与守恒自检。
- ⑨ 本课讲「系统级的一致初态怎么给、按什么顺序给」（1.8）；而一致初值的数学侧求法（由代数约束反解代数变量）前指 J7-08 一维系统模型的数值内核与「跑飞」排查：DAE/代数环、步长与容差、一致初值与守恒自检，⛔ 本课不给反解方法。
⇒ 今天就能做的一次核对（十分钟）。 打开你手上那个系统级模型的接口表，拿这九类逐类打勾——⛔ 不是逐行看你写了什么，而是逐类问「这一类在不在表上」。这两种读法的结果差别很大：逐行读只能发现「写错的行」，逐类问才能发现「整类没写的行」，而后者正是这一节要防的那种缺陷。多数情况下 ⑧⑨ 两类整类不在，而 ④⑤ 会被画成一根双向箭头——这三处就是接下来两讲要处理的东西。
易错点。
- 只传 ṁ 而让下游默认一个进口温度。那个默认值不会出现在任何接口表上，也不会被复核。
- 把指令与反馈画成一根双向箭头。它们采样率不同、时延不同，画成一根线之后这两处差异就再也提不出来了（第 6 讲）。
- 把阀位当成一个连续数值传过去。它改变的是方程结构，两侧要同时切换；当成数值传，切换时刻会被平滑掉。
1.4 接口契约卡：一条边七项，缺一项就有一处由某个子模型默默替你决定
九类清单回答的是「要传什么」，这一节回答「怎么把它写死」。接口契约卡是本课要求的交付物之一：逐条切分面一张，七个字段，⛔ 一项都不能空。
| 字段 | 这条边上要写死什么 | 缺了它会发生什么 |
|---|---|---|
| ① 传哪些量 | 逐个量名列全（拿 1.3 的九类清单逐类过一遍） | 少传的那个量由下游自己假设一个，而那个假设值不出现在任何文档里 |
| ② 单位 | kW 还是 W、Pa 还是 bar、kg/s 还是 g/s | 差 1000 倍这类错大到一眼可见，因此常被误诊成「模型建错了」而不是接口没对齐 |
| ③ 基准 | 绝压还是表压、干基还是湿基、℃ 还是 K | ℃ 与 K 之差在温差量上恰好是 0、在温度量上是 273.15 ⇒ 两种错的表现完全不同 |
| ④ 正方向 | 本课统一写「进入所讨论的控制体为正」 | 模型照跑、照收敛，只在能量流闭合残差里现形，而且残差恰好等于该项的两倍（第 7 讲用这条特征反查接口表） |
| ⑤ 时间基准 | 三个都写：子系统内部积分步长、宏时间步、控制器周期（三个符号的定义与单位分别在第 3 讲与第 6 讲给全，卡上这三格现在就不能空） | 三个时钟各走各的。控制器执行时刻相对宏步边界逐拍漂移造成的那种低频抖动，就是这么来的（第 6 讲） |
| ⑥ 权威方 | 这个量由哪一侧算出，另一侧只读 | 同一个量两侧都算得出来时，两侧各算各的，差值全数落进闭合残差，而两边都觉得自己是对的 |
| ⑦ 宏步内怎么用 | 零阶保持 / 外插 / 带一步延迟 | 工具替你选一个默认做法，而三种做法的偏差形状完全不同（第 3 讲） |
为什么七项一个都不能省。 缺任何一项，结果都不是报错，而是由某一侧的默认值悄悄补上——而默认值不会出现在任何文档里，也不会被复核。这是本讲最需要带走的那条结构性认识：接口上的错误几乎全部是静默的。报错的那些反而好办。
⚠ 第 ⑥ 项最容易被整条忽略，因为它看起来不像一个「接口参数」。判它只要一句话：这个量两侧是不是都算得出来？是 ⇒ 必须指定一个权威方，另一侧只读；否 ⇒ 那一侧就是权威方，写上即可。
⚠ 本课⛔ 不给「几条接口算多」这种数。判据是每条边都有卡，⛔ 不是边少——边少而卡空着，比边多而卡填满危险得多。
⇒ 这一节的产物规格（今天就能交出去）：一份接口契约卡集。每条切分面一张，七行；每行两列——本项目填的值与谁负责这一行。⚠ 卡必须与模型一起进版本管理，改模型时同一次提交里改卡；后面第 5 讲的分诊、第 7 讲的残差反查，用的都是这份卡。⛔ 卡不是文档工作：它是那两讲的输入，没有它，那两讲的判据一条也执行不了。
易错点。
- 只写量名不写单位与基准。这是最常见的一张「填了等于没填」的卡。
- 正方向靠「大家都这么用」。⛔ 这一项必须两侧各自白纸黑字写一遍，且写的是同一句。
- 把契约卡写完就归档，而后续改了模型没有回来改卡。卡与模型不一致，比没有卡更危险——它会让复核的人停止怀疑。
1.5 产热接进水路是双向耦合：产热去、温度回——建成单向源会把反馈整条剪掉
从这一节起逐条走本课基线上的边。第一条是电驱与电池的产热接进冷却液回路。
为什么它是双向的。 电驱损耗与电池损耗随温度变：绕组电阻随温度上升，电池内阻随温度下降、又在低温急升。而温度本身又由冷却液带走多少热决定。⇒ 产热与温度构成一条真实存在的闭环，⛔ 不是一个建模技巧。
⇒ 接口上必须是两个量、两个方向：
- Q̇ 从产热子模型 → 冷却液回路；
- T（冷板或水套的代表温度）从冷却液回路 → 产热子模型。
把它建成单向源会发生什么。 单向源等于把「温度 → 产热」这一支剪掉。剪掉之后模型会在高温工况下系统性低估产热——因为产热不再随温升增大——而高温恰恰是要仿的那一档。★ 注意这个偏差的方向是确定的（恒定向乐观侧），⛔ 不是随机误差：它不会在多跑几个工况之后互相抵消，也不会因为样本多了就变小。
这里能给什么、不能给什么。 产热随温度的斜率是平台相关量（取决于电机绕组、电池化学体系与 SOC），本课⛔ 不给数，也⛔ 不给区间。本课给的是一条结构判据，它不需要任何数就能执行：
打开接口表，找到「电驱／电池 ↔ 冷却液」这一行：上面有几个方向的量？只有一个方向 ⇒ 反馈已经被剪断了。
这条判据今天就能用，而且它的结论是二值的——⛔ 不需要判断斜率取到多少才算「够」，也就不存在「取多少算合理」这一层争论。判成「只有一个方向」之后的下一个动作：把温度那一支加回来，然后在同一个高温工况上把新旧两版跑一遍——两者的差就是这条反馈原本被抹掉的部分，它同时告诉你这条边值不值得再往下细化。
⚠ 温度那一支还有一个测点问题：回传的温度必须与损耗模型实际使用的那个温度同一处。取冷却液进口而不是冷板／水套的代表温度，相位与幅值都会偏——而这类偏差在稳态对标里几乎看不出来，只在瞬态里现形。
⚠ 这条判据什么时候不成立：如果损耗模型在你关心的整个温度区间里确实与温度无关（例如它本来就是一张按工况点标定的常温 map，而本次工况全程贴着标定温度跑），单向源不会引入这条偏差。⇒ 但这时要写清的是「本模型的损耗与温度解耦，适用温度区间为…」，⛔ 不是默认它成立——一旦工况走出那个区间，它会静默地失效。
易错点。
- 用一张固定的产热 map 当边界灌进水路。那是把闭环拍成了开环。
- 温度回传取错测点（冷却液进口 vs 冷板代表温度）。
- 把这条反馈上出现的振荡直接归给耦合格式——它可能是物理上真实存在的。分辨的办法在第 5 讲，⛔ 不要在这里猜。
1.6 座舱只接口、不重建：这条边上本课只管三件事
座舱多节点建模、参数辨识，以及把三维流场结果映射成一维分区，全部归 J1-08 座舱一维多节点热模型与参数辨识（含 CFD→1D 分区映射）。本课在这条切分面上⛔ 不重建任何东西，只定三件：传哪些量、显潜怎么分、湿空气物性取哪一套。
一、传哪些量。
- 送风侧：送风质量流量与送风温湿度；
- 回风侧：回风温湿度；
- 座舱侧回传：负荷，且显热与潜热分列两项，⛔ 不合并成一个数。
二、显潜为什么必须分列。 座舱送风侧的热平衡是
Q̇_cabin ＝ ṁ_air·c_p·(T_in − T_out) + 潜热项
其中 ṁ_air 取座舱送风侧那一路空气的质量流量（kg/s），T_in ＝ 送入座舱的空气温度（℃）、T_out ＝ 离开座舱的空气温度（即回风温度，℃），两者按本讲开头的口径以 ℃ 报、温差按 K 代入。只传合计值时，下游无法判断蒸发器要不要除湿——而除湿工况下潜热常常不是小项。⇒ 只算显热会让蒸发器负荷与压缩机功系统性偏低，且偏低的方向恒定向乐观侧。这正是本课程体系点名的一条误区：座舱负荷只算显热漏掉潜热，除湿工况能耗偏低。
显潜比给不给数。 ⛔ 不给数、也不给比例区间——它随进风含湿量、新风比例与目标露点变化，给一个区间等于给出一个会被照抄的错值。替代物是算法路径，今天就能照着走：
- 取进风与回风两个状态点，在焓湿图上算它们的焓差，乘质量流量得到总负荷（承 A2-04 湿空气物理与焓湿图：空调负荷计算基石 的焓湿图口径，本课⛔ 不重讲物性）；
- 按析水质量流 × 汽化潜热算出潜热项；
- 两者相减得到显热项。
⛔ 不用比例去估——比例本身就是要求解的那个量。
三、湿空气物性口径。 跨这条切分面传湿空气时，接口卡的第 ③ 项里必须写死三件：c_p 取干空气还是湿空气 · 含湿量按干基还是湿基 · 相对湿度的参考温度取哪一点。物性本体与焓湿图用法承 A2-04 湿空气物理与焓湿图：空调负荷计算基石，本课只要求两侧同一套。
易错点。
- 接口只传温度不传湿度。这条边一旦少了湿度，上面那三步一步都走不了。
- c_p 一侧取干空气、另一侧取湿空气。
- 把「座舱负荷」这一个数报出去而不写它含不含潜热。⇒ 报这个数时必须同时写清口径——不写口径的座舱负荷是一个不能被复核的数。
⚠ 本节末补一条符号纪律，免得两路空气混起来：本节写作 ṁ_air 的是座舱送风侧那一路空气的质量流量；前端换热模块那一路的空气流量是另一条边上的量，第 2 讲另行给出，且那里还要分清体积流量与质量流量。⛔ 两路不得共用一个不带说明的符号——接口卡的第 ① 项里必须各自写清是哪一路。
1.7 环境与行驶工况：全图唯一一类真正可以当外部常数灌进来的量
车速、环境温度、日照、海拔、路谱这几类由工况定义给出，不由任何子模型产出。⇒ 它们在接口图上是单向的源：没有反馈支路，也就没有耦合误差可言，更不需要为它们约定耦合顺序。
为什么要把这一条单独讲。 因为它是「什么时候可以灌常数」这个问题的唯一肯定答案。而读者最常做的一件事，恰恰是把这个做法推广到别的接口上——尤其推广到前端进风量。那是第 2 讲要点破的第一个错：进风量看起来也是「从外面来的」，但它是风扇特性与整条空气侧阻力链求交的结果，⛔ 不是外部输入。
⇒ 判据一句话：这个量是不是由某个子模型算出来的？是 ⇒ 它有反馈，⛔ 不能灌常数；否 ⇒ 它可以。这一问与接口卡的第 ⑥ 项（权威方）正好是同一件事的两面：能填出权威方的量，就不是外部输入。⇒ 判成「它有反馈」之后的下一个动作：把它从外部输入清单里移出来，在接口卡上给它开一行，并按 1.4 的七项填全——它一旦有权威方，就有正方向、有时间基准、有宏步内怎么用。
工况本体从哪来。 循环的速度—时间序列、初温、环境舱条件，由现行标准与本项目的试验规程给出。本课引用 GB/T 18386.1（电动车能耗与续驶里程）只写标准号与去向，⛔ 不写循环细节、⛔ 不写初温与环境舱条件、⛔ 不写任何容差与修正方法——本课未取得该标准原文；版次与实施日期以现行目录为准，引用前须核，⛔ 不作设计输入。⚠ 本课只讲「把工况喂进模型」这一步：工况定义与能量流分析方法归 B4-01 整车能量流与热量流协同分析，pull-down、快充、爬坡这类极端工况的定义归 B1-03 极端工况定义：高温、高原、低温、快充、拖挂爬坡。
易错点。
- 把车速灌进去，却忘了它与前端进风之间的关系——迎风动压那一支是有反馈的（第 2 讲）。
- 日照只给一个总辐照度，而不分直射与散射、不分车身各分面。那是座舱子模型的输入口径，归 J1-08 座舱一维多节点热模型与参数辨识（含 CFD→1D 分区映射）。
- 把「工况是外部输入」推广成「边界都可以是外部输入」。⇒ 这是本课最贵的一次推广错误，第 2 讲整讲都在还这笔账。
1.8 系统级的一致初态也是一个接口量——它只交换一次，所以最容易被漏
九类清单的最后一类（⑨）在这里展开。
它是什么。 各子模型在 t ＝ 0 必须处在互相相容的状态：水路给出的冷板温度、电池子模型自己的初温、座舱初温、制冷剂回路的初始压力与充注分布——这几样不能各拍一个数。
为什么它是耦合层的事，而不是各子模型自己的事。 单个子模型的初值再一致，也不保证跨界的那几个量相容。举一个最直白的：水路那一侧给出的冷板温度，与电池子模型自己拍下的初温，明明描述的是同一块金属在同一时刻的状态，却差着一整个可观的温差——那么第一个宏步就会出现一个物理上并不存在的巨大热流。它不会报错，它只会让曲线在开头一段剧烈摆动，然后慢慢平掉，看起来像「模型还在收敛」。
★ 这正是本课程体系点名的那条误区：各子模型初值不一致，系统冷启动长时间不收敛。⇒ 它的现场表现（跑很久不收敛）与「模型建错了」几乎同形，而两者的处置方向完全不同。
本课要求的做法：把初态写进接口契约卡，并规定一个「谁先起、谁跟」的顺序。 两条可选路线：
- 路线一 · 浸车（soak）。 先跑一段共同的浸车过程，让各子模型在同一组环境条件下自洽下来，再切到目标工况。代价是墙钟时间，收益是初态由模型自己算出来，⛔ 不用人拍。
- 路线二 · 热启动。 用上一工况的末状态作为本次初态。代价是上一工况的问题会被整段带进来 ⇒ ⚠ 用它之前必须先过一次能量流闭合残差自检（第 7 讲），⛔ 不检查就热启动，等于把污染源接力传下去。
⛔ 本课不给任何初温数值——那由本项目的工况定义与试验规程给出。给的是上面这两条做法，外加一条自检：把初态整体平移一点（例如让全车初温同时改变一档），重跑，看你要报的那个量在稳定之后有没有变。变了 ⇒ 初态还没有真正自洽，或者你关心的那一段仍落在初态影响的射程内，两者都要求先解决初态再谈结论；没变 ⇒ 初态这一层可以放下了。⚠ 这条自检不需要知道正确的初温是多少，这正是它可执行的原因。
⚠ 一致初值的数学侧求法（由代数约束反解代数变量）归 J7-08 一维系统模型的数值内核与「跑飞」排查：DAE/代数环、步长与容差、一致初值与守恒自检，本课⛔ 不重讲；本课只负责把它当作接口卡上的一项，规定它必须被显式给出、并规定给出的顺序。
易错点。
- 只给温度，不给流量与压力的初态。制冷剂侧尤其如此——那一侧的初始压力与充注分布决定了整条回路的起点（承 J1-02 制冷循环一维建模与制冷剂物性）。
- 用热启动而不检查上一工况是否收敛。
- 把冷启动不收敛直接归给宏步太大。⇒ 这是第 5 讲分诊里两条不同的出口，猜错方向要返工两次。
本讲带走的三件东西。
- 一个分档判据：这条结论跨了几条切分面，据它决定拿什么证据去支撑它、以及报出它之前还欠哪一步（1.1）。
- 一份产物规格：逐条切分面一张接口契约卡（七项），配九类清单逐类核——⛔ 不是逐行看写了什么，而是逐类问「这一类在不在表上」（1.3、1.4）。
- 三条二值的结构判据：产热那条边有没有两个方向的量（1.5）· 座舱负荷报没报显潜口径（1.6）· 某个量是不是由某个子模型算出来的——是就不能灌常数（1.7）。三条都不需要任何平台数值就能当场执行。
⇒ 第 2 讲把最后那一条判据用到一个几乎所有人都灌过常数的地方：前端进风量。
后面还有 6 讲正文 · 关键公式 · 案例拆解 · 常见误区 · 动手做