J1-10 · 仿真分析 CAE / 一维系统仿真
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课程大纲
学完能做什么
- 能按输出量需求倒推发动机/增程器热子模型的颗粒度(单集总产热源 vs 缸体/缸盖/机油/冷却液多节点),并列全每一档所需的标定数据(工作点 map、金属热质、暖机曲线)
- 能在缺台架 map 时给出降级建模方案,说清外插到怠速/暖机与常驻高效区两端的误差方向相反,并把实测区间与外推区间在结果里分开标注
- 能列出 DHT/P2 直驱构型相对增程/串联构型的子模型增量清单(油侧集总热容、油—水板换、随模式切换的泵源、停转机械泵支路),并说明为什么不能照搬 J1-04 的 BEV 基线
- 能搭出增程器/发电机与 HT 回路的 1D 集成模型(节温器、水套、机油冷却器、HT×LT 耦合点、停机隔离与防倒灌),并把 Q_stored 从账面单 ΔT 变成按节点温度分布现算的可提取焓与 t_avail
- 能把 HCU/EMS 起机仲裁与热模型接成双向闭环,判断显式(非迭代)耦合在这条环上何时发散成极限环、何时必须付强耦合迭代代价
- 能按快—中—慢三尺度与 engine on/off 强离散事件定出宏时间步上界与刚性积分器取向,并说清混动专属那一层与 J7-08 通用数值内核的分工
- 能按 CD/CS 两段分别驱动模型(SOC 初态、电量平衡容差、CD→CS 过渡),并做 UF 加权后处理,输出与申报口径可对齐的量
- 能用两次跑差分算出 ΔE_marginal 与 COP_eq,REx、η_path 取自电链子模型,并按间歇热源的周期平均量/瞬态包线双口径判读结果、与台架和试验做分层相关性对账
内容大纲
- 发动机/增程器热子模型的颗粒度选择与标定数据需求(含 DHT 分支的清单分档)
- 颗粒度由输出量倒推、不由物理细节决定:只要整车能耗账,单集总产热源+一个金属热容即够;要暖机时间与余热可用窗口,至少拆缸体/缸盖/机油/冷却液四节点;要催化器起燃与排气侧,再加排气热质。判据是「该节点是否承担独立输出量或独立边界」,与 J1-08 给座舱定节点数的判据同型,本课不另立方法学
- 产热源项必须 map 驱动而非常数:Q̇_coolant 由(转速 × 负荷)或增程器发电功率档查 φ_cool 得到。F4-02 只给了燃料能量三分的定性关系与「份额随工作点变、按 1/3 估会高估常驻高效区」这条红线,本课把它落成表驱动源项
- 金属热质与暖机时间常数是冷机段的主导项:起机头几分钟真正进水路与座舱的热远低于稳态份额(对应 F4-02 的 E_warmup = C_th·ΔT)。模型里缺这个慢节点,「起机 vs 热泵」的判据会系统性偏向起机——这是本课最容易被跳过、后果又最直接的一条
- 缺台架 map 时的降级建模与外插风险:只有几个稳态点时降级为「效率单值 + φ_cool 单值」,并声明只在标定点邻域成立;外插到怠速/暖机段(低估)与常驻高效区(高估)方向相反,报结果必须把实测点与外插区分色标注(证据等级标注口径同 K6-11,本课不重讲标定流程)
- ★DHT/P2 直驱分支的子模型增量:增程/串联只有「发动机—发电机—HT 回路」一条链,DHT 侧还要加「一套油三职」(齿轮润滑+电机冷却+湿式离合器)的油侧热容节点,热源按铜损铁损/啮合与搅油/轴承/湿式离合器滑摩四类接入——热源图谱与量级归 F4-01 讲 1,本课只把它降成 1D 子模型
- 子模型清单要不要按电压平台分档,判据来自 F4-02 讲 1:P0/P1 的 48V BSG/ISG 与高压 P2~P4 电驱的峰值功率、产热量级与冷却方式(风冷或独立低温小回路)都不同,硬套一份清单会把 48V 那一档的热源整条漏掉;构型谱系本身引用不重列
- 本讲不重讲:J1-04 讲 1 已冻结的 BEV 基线子模型清单(制冷剂/冷却液/座舱/电池/电驱)与接口约定——本课只交「相对该基线增哪几个、改哪几个」;座舱多节点与参数辨识归 J1-08
- 增程器/发电机与 HT 回路的 1D 集成,以及 DHT 油路的接入
- 节温器/水套/机油冷却器三件的接法:节温器是随温度改变拓扑的离散元件(大小循环切换,属讲 3 的事件清单),水套按缸体/缸盖分支给流量与换热面积,机油冷却器按 ε-NTU 接油侧节点;水力网络求解与 ε-NTU 降阶的通用方法承 J1-03,本课只交「发动机侧这几个新对象怎么接进去」
- HT×LT 耦合点两种落法:水—水换热器按 ε-NTU 建成双侧节点,多通阀按离散拓扑切换建。选哪一种是架构判据(含钎缝失效只把倒灌降为本体失效模式、不归零),引 B2-05 讲 2 与 B3-01,本课不重判,只交两种落法对 LT 回路水温的影响量
- 停机后 HT 回路不是静止的:停转的机械泵是一条低阻并联短路支路,会把 EWP 的流量分走短路回去;在 1D 模型里当堵死处理是危险的乐观(结论承 G5-06),本课要求把该支路显式建出并给反向阻力(叶轮被反推与被憋住是两种阻力)。防倒灌件的位置与选型压差判据归 G5-06/G4-05
- 停机隔离与自然对流的模型处理:隔离后走小 UA 支路近似,不隔离则热沿管路倒灌进低温回路,两种处理下的蓄热衰减速率差一个量级;冬季还要判这段水会不会冻住——判据在架构侧(B2-05 讲 2),本课只交两种拓扑的模型形式与它给出的衰减曲线
- Q_stored 从账面式变成热质分布:B2-05 的 Q_stored = Σ(m_i·c_p,i)·ΔT 取的是单一 ΔT,仿真里各段温度不同、暖芯还有最低可用温位 T_min,use,低于它的那部分热取不出来。模型该输出的是「停机后还能供多少分钟到目标出风温度」,不是一个标量热量;要不要为此加保温隔离的判据(可提取焓、保温 τ、后续需求窗口)归 N4-03
- ★DHT 油路接入的最小可用集三件:油侧集总热容节点 + 油—水板换 ε-NTU + 随模式切换的泵源(机械油泵挂哪根轴决定 EV 行驶与驻车充电这两个互补工况谁断供、EOP 何时补油)。冷起动用发动机余热反向暖油=同一换热器温差反号,模型里不能写成单向散热元件(双向用法机理见 F3-02、F4-01 讲 3)
- 油冷器挂 HT/挂 LT/双接口三档接法直接改变模型拓扑与 LT 回路温度预算:挂 LT 会把 DHT 排热并进电驱/电池共用的那份散热预算。挂哪一档是架构判据(F4-01 讲 3 与 B2-02),本课只交三档各自的 1D 拓扑与它对 LT 侧水温抬升量的算法
- 本讲不重讲:管网水力学与泵曲线求交、ε-NTU 降阶、多回路串并联与阀切换拓扑(J1-03/B3-01);DHT 的油温窗口、选油三向约束、绕组端部与离合器摩擦面热点(F4-01)——集总一个油节点只回答总体油温,给不了热点
- 起机—热双向闭环的耦合方式与强离散事件下的数值取法
- 双向闭环的结构先画清:热请求(座舱供暖/电池加热/催化器保温)是起机的输入,起机又改变热状态、把请求撤掉——HCU/EMS 模型与热模型构成一条真实反馈回路。接口在仿真里按「请求—授权回执」接线而不是单向置位,协议字段(请求类型/热功率/紧迫度/期望时长/拒绝原因码)引 F4-02,本课只定谁先算、边界量在宏步的哪一端交换
- 显式(非迭代)耦合在这条环上最容易失稳:冬季低温段环增益最大(余热一上来请求立刻撤、撤了水温又掉),宏步内取旧边界会把它放大成起机振荡的极限环。可检查的判据是「宏步内该边界量的变化幅度 ÷ 该量的门限带宽」——比值逼近 1 就说明这一步的耦合误差已能自行翻转门限
- 强耦合迭代的代价与前提:宏步内回退重算要求从属求解器支持状态回滚(FMI 的 canGetAndSetFMUstate),不具备时只能缩宏步或加松弛。两维度四组合与调度顺序(Jacobi/Gauss-Seidel)机制本体承 J1-04 讲 2,本课只判「混动这条环该不该付这个代价」,并给出付与不付的结果差与耗时差的对比做法
- engine on/off 是强离散事件、不是快瞬态:它同时激发快(制冷剂)—中(水路)—慢(发动机金属与 DHT 油)三个尺度,跨度常达三个数量级,这就是本课所说的刚性来源;宏时间步必须小于事件间最短驻留(t_run,min/t_off,min,取值归 K6-11),且事件时刻不能被某个宏步跨过
- 刚性积分器的取向:三尺度跨度使刚性比在起机瞬间跳一个量级以上,显式积分器在事件后会被误差控制强行压步长、效率崩掉,应选隐式变阶变步长。但「rtol/atol 怎么取、事件如何定位与过零检测、步长如何回缩、一致初值怎么求」属通用数值内核,归 J7-08,本课不重讲
- 本课只负责列出混动侧会触发拓扑重构、需要重求一致初值的事件清单:engine on/off、节温器大小循环切换、HT×LT 多通阀切换、DHT 泵源切换(机械泵↔EOP)、暖芯支路投切——五类都会改变代数约束集,重构后按 J7-08 的机制处理
- 本讲不重讲:FMI/FMU 与主从求解器、宏步调度顺序与显隐式耦合机制本体(J1-04 讲 2);DAE 与代数环、容差取法、一致初值、跑飞排查通用清单与步长回缩(J7-08);热请求门限、迟滞带、最小驻留与优先级的整定(K6-11,本课只把它们当已给输入接进模型)
- CD/CS 两段工况驱动、SOC 初态与 UF 加权的仿真实现
- 混动/增程不能用一条 WLTC/CLTC 单段直接驱动:必须按 CD(电量消耗)与 CS(电量保持)两段分别驱动,两段的 SOC 初态、起机频度与余热可用性完全不同——J1-04 讲 4 的工况驱动只到 BEV 单段口径,并已把这一层前指本课
- SOC 初态在模型里怎么给:CD 段从满电起,CS 段从电量保持窗起;CS 段的可用性判据是电量平衡(净 SOC 变化落在容差内),仿真侧要做的是加一层 SOC 闭合校正,而不是把 SOC 钉死当边界灌进去——钉死会把起机时序整段变成人为输入,热结果随之失真
- CD→CS 过渡段是热结果最敏感的一段:起机频度在这里上升、余热可用性从「几乎没有」跳到「常有」,⛔ 不能用两段稳态结果内插代替过渡段;过渡是渐变还是跳变由该平台策略定,模型里按实际策略建
- UF(效用因子)加权是后处理而不是仿真内的量:X_申报 = UF·X_CD + (1 − UF)·X_CS。本课只交「模型两段各输出哪些量、按什么口径喂进加权式」,UF 取值、两段规程口径与加权算法归 L3-04(⚠ **本课早期只指** L3-05,现改为 L3-04+L3-05 双指)
- 间歇热源下「周期平均量」的判读落法:用起停占空比 D 把在转时的余热功率折成周期平均可用功率,但只有受热对象热时间常数远大于起停周期时平均量才成立;τ 与周期同量级时平均量会把出风塌陷整段抹平,必须改读瞬态包线。塌陷四量(幅值/持续时长/恢复时间/单次试验内频次)的定义承 B2-02 与 K6-11,本课只交仿真侧怎么把这四个量算出来
- 与试验侧同名同口径:仿真输出的稳态量必须与 L3-05 的稳态判据用同一时窗、同一测点定义,否则做出来的相关性偏差里混着口径差而不是模型偏差;试验初态、CS 模式锁定手段与 SOC 预处理归 L3-05,本课不重定
- 本讲不重讲:法规循环的工况谱、预处理与浸车规程、UF 取值算法与申报数与自研数为何对不上(L3-04);试验规程、模式锁定有效性验证与 R&R 验收(L3-05);起机门限本身怎么受申报口径反向约束(F4-02、B2-02 已写)
- 余热供暖 vs 热泵的仿真对账口径与相关性验证(本课收口)
- 边际扣减在仿真里靠「两次跑差分」而不是单次跑内部拆账:同一工况、同一 SOC 初态各跑一遍(起机供暖 / 不起机由热泵-PTC 顶),ΔE_marginal 取两次跑的燃料能量差再减去被真正用掉的发电量折算。单次跑里去拆「这一勺油是给暖风的」没有唯一解,这是 B2-05 那条账面式在仿真侧唯一可复现的实现形式
- η_path 必须从电链子模型按工作点取而非拍值:发电机—整流—母线—电池充放电—用电这条链的效率随工作点变,拍一个定值就能把 COP_eq,REx 抬高或压低一档、进而翻转起机门限结论;账面式与「高估/低估两头都错」的判据承 B2-05/B2-02,本课只交取值来源与敏感度报法
- COP_eq,REx 与热泵 COP 放同一张表的前提是先折到同一口径:左侧是燃料焦耳、右侧是电池焦耳,折算因子(charge-sustaining 链效率或等效因子)与判据本体归 F4-02;本课只保证模型两侧输出都是可比的量并附工作点
- 输出量清单要与 B2-05 的四条账面式一一对应并写清出处与积分时窗:Q_REx 由发动机热子模型出、ΔE_marginal 由两次跑差分出、COP_eq,REx 由前者与进座舱热量相除、Q_stored 由 HT 回路节点温度分布现算——这是本课对已成稿讲义所欠那笔债的兑现口径,缺任一条本课即未收口
- 与台架侧严格分列、不互相顶替:K6-11 交的是发动机台架工作点网格实测出来的余热量、边际能耗与等效 COP 表,本课交的是模型输出;⛔ 二者是相关性对象,不得拿模型值回填台架表当标定输入,也不得拿台架单点值去替代模型的全工况输出
- 混动专属的相关性覆盖矩阵:至少要含「发动机在转 / 停机」两态 × CD/CS 两段,误差带按响应量标度分设(温度用绝对偏差判、热量/COP/能耗用相对判);相关性方法本体(标定与验证之别、独立验证集、确认不确定度三分量)承 J7-01,本课只定覆盖矩阵与分层顺序
- 亏电长坡与间歇热源工况的相关性最难做:模型与试验的起停时序对不齐时逐点比对必然超差,正确顺序是先按周期平均量与包络比、再看单次起机的瞬态形状,最后才动参数;试验侧的稳态判据与初态归 L3-05
- 本讲不重讲:相关性指标体系与不确定度分量(J7-01);控制导向降阶、MPC/DP 与等效因子(J7-02、B4-04);标定量整定、台架条件与工作点网格扫描流程(K6-11);混动台账的控制体切法与 on/off 两态分段记账(B4-01)
关键公式
Q̇_coolant(n, L) = ṁ_fuel(n, L)·LHV·φ_cool(n, L),φ_cool 由工作点网格 map 查得;配套 P_eff(n,L) 与 Q̇_exhaust(n,L) 取自同一张表
把 F4-02 的燃料能量三分从定性关系变成 map 驱动的产热源项,是整个混动模型的热量入口;缺了它,余热账从第一步就是拍的
C_metal·dT_metal/dt = Q̇_coolant − (UA)_m→c·(T_metal − T_cool);(m·c_p)_cool·dT_cool/dt = (UA)_m→c·(T_metal − T_cool) − Q̇_htr − Q̇_rad;τ_warmup ≈ C_metal/(UA)_m→c
给出起机后热量到达座舱的延迟,把 F4-02 的 E_warmup = C_th·ΔT 落成可积分的模型形式;它是讲 5 边际对账不被高估的前提
Q_stored,avail(t) = Σ_i m_i·c_p,i·max(0, T_i(t) − T_min,use);停机供暖时长 t_avail 由 ∫₀^{t_avail} Q̇_htr dt = Q_stored,avail 反解
把账面蓄热量变成模型可输出的「还能供几分钟到某出风温度」,是停机后供暖续命与要不要做保温隔离的判据输入(加不加硬件的判据归 N4-03)
C_oil·dT_oil/dt = Σ_i Q̇_loss,i − ε·C_min·(T_oil,in − T_cool,in),其中 ṁ_oil = f(工作模式),Q̇_loss,i ∈ {铜损铁损, 齿轮啮合与搅油, 轴承, 湿式离合器滑摩}
DHT/P2 直驱分支相对增程构型必须增建的子模型:把「一套油三职」降成油侧集总热容+油—水 ε-NTU+随模式切换的泵源三件,是本课把标题里「混动」那一半兑现的落点
H ≤ min(α·τ_fast, t_run,min, t_off,min),且事件时刻 t_evt 必须被精确定位、不得被某个宏步跨过;三尺度关系 τ_refrig ≪ τ_water ≪ τ_metal / τ_oil
把「间歇热源下宏步与刚性积分器怎么取」变成一条可检查的上界,是混动模型跑不跑得动的第一道闸
X_申报 = UF·X_CD + (1 − UF)·X_CS,X ∈ {能耗, 起机次数, 座舱达温时间, 出风塌陷次数, …}
把混动/增程的仿真输出折成与申报口径可比的数,是本课工况驱动一节的出口,也是 J1-04 讲 4 那条前指的兑现
ΔE_marginal = ∫(ṁ_fuel,on − ṁ_fuel,base)·LHV dt − (∫P_gen,used dt)/η_path;COP_eq,REx = ∫Q̇_heat dt / ΔE_marginal
把 B2-05 已成稿讲义里的 ΔE_marginal 与 COP_eq,REx 从账面式变成模型可输出量——这是那篇讲义前指本课时所欠的那笔债,本课的收口交付物
D = t_on/(t_on + t_off);Q̄_avail = D·Q̇_REx,on;平均量可用性判据:τ_load ≫ (t_on + t_off)
兑现 J1-07 讲 5 那条口径声明——把「第三类余热源须按起停占空比与蓄热折算」从一句话变成可算的量,并给出它什么时候不能用
关键概念
发动机/增程器热子模型颗粒度倒推判据(输出量定节点数)map 驱动产热源项与冷却液能量份额 φ_cool金属热质与暖机时间常数缺 map 的降级建模与两端外插方向实测区间 vs 响应面外推区间标注DHT「一套油三职」的 1D 降阶油侧集总热容节点油—水板换的双向用法(温差反号即加热)随模式切换的泵源(机械泵挂轴与 EOP 补油)停转机械泵的低阻短路支路与反向阻力HT×LT 耦合点(水—水换热器 / 多通阀)停机隔离、防倒灌与自然对流的模型处理可提取焓与停机供暖续航时长 t_avail起机—热双向闭环热请求—授权回执的仿真接线显式(非迭代)耦合下的起机极限环宏时间步上界与事件不可跨越engine on/off 强离散事件三尺度刚性(制冷剂—水路—金属/油)拓扑重构事件清单与一致初值CD/CS 两段工况驱动SOC 初态与电量平衡容差CD→CS 过渡段效用因子 UF 加权后处理起停占空比 D 与周期平均可用余热瞬态包线与出风塌陷四量的仿真侧算法两次跑差分求边际能耗路径效率 η_path 的子模型取值来源等效 COP 的仿真侧输出与同口径折算模型—台架—试验三方口径分列混动专属相关性覆盖矩阵(在转/停机 × CD/CS)模型可信边界与失效工况声明
推荐工具与标准
GT-SUITE(发动机/增程器热子模型与整车热流联合,工具口径与 J1-04/F4-02/F4-03 一致) Simcenter Amesim(HT/LT 多回路、DHT 油路的热-液瞬态,与制冷剂侧接口) KULI(前端散热与整车回路校核,供高温工况散热预算侧核对) MATLAB / Simulink + Stateflow(HCU/EMS 起机仲裁状态机与热请求—授权回执接口,FMU 协同) FMI / FMU 工具链(多工具协同;本课特别要求查验从属 FMU 是否导出状态回滚能力 canGetAndSetFMUstate) Python + pandas(CD/CS 两段输出的 UF 加权后处理、起停占空比与周期平均量、出风塌陷四量的批量判读) 本站工作模式库(增程/混动架构的模式—阀位表对照,供 HT×LT 耦合点与模式切换拓扑建模取用)
轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法(GB/T 19753 体系)——本课只借其 CD/CS 两段分测与效用因子加权的申报口径,作为仿真输出的对账目标;两段规程与加权算法归 L3-04,版本年按现行版本确认 电动汽车能量消耗量和续驶里程试验方法(GB/T 18386.1)——工况边界与能耗账口径来源;按现行版本确认 中国汽车行驶工况(GB/T 38146,CLTC)与 WLTC 循环——CD/CS 两段的行驶工况谱来源;按现行版本确认 汽车热平衡能力道路试验方法(GB/T 12542)——热平衡侧对账口径之一;混动/增程的 CS 模式锁定、SOC 预处理与间歇热源下的稳态判据归 L3-05,按现行版本确认 FMI(Functional Mock-up Interface,联合仿真接口标准)——多工具协同与状态回滚能力的口径来源,承接 J1-04,本课不重立 ASME V&V 20(计算传热的验证与确认)——相关性、比较误差与确认不确定度的口径沿 J7-01 引用,本课不重立 ⛔ 发动机台架与冷却液/机油调温单元的试验规范、初态定义与复位约定无公开统一标准(承 K6-11):本课所需的标定输入(工作点网格、余热量与等效 COP 表、门限与最小驻留)一律按项目台架规范确认,不得跨平台照搬数值
工程案例
某增程 SUV 在 −10℃ 城市工况的 1D 模型算出「余热供暖比热泵省」,与同平台实车与台架结论相反,架构评审据此差点砍掉热泵。复盘找到三条根因,都在建模侧而非策略侧。① 发动机侧只建了单集总产热源、没有金属热质节点,φ_cool 又取了稳态单值,于是起机瞬间就有全额余热进水路——真实情况是头几分钟大半热量先被缸体金属与冷却液热容吃掉,余热被系统性高估。② ΔE_marginal 是在单次跑里按热/电比例拆账得到的,把整段起机油耗按比例分摊给暖风,且 η_path 拍了一个定值;两处叠加把边际能耗压低,等效 COP 被抬高约一档。③ 工况用一条 CLTC 单段驱动、SOC 从中位起,CD/CS 两段没分,CD 段本该「几乎没有余热」这件事在模型里根本没出现,起停占空比被算低、余热被当成近似连续可用。整改四步:把发动机侧拆成缸体/缸盖/机油/冷却液四节点并补金属热质,φ_cool 改工作点 map 驱动、结果里把实测点与外推区分色标注;ΔE_marginal 改成同工况同 SOC 初态两次跑差分,η_path 改从电链子模型按工作点取并附一条敏感度扫描;工况改为 CD、CS 两段分别驱动、CS 段加电量平衡校正,再做 UF 加权;间歇热源结果按周期平均量与瞬态包线两套口径同时判读,补出出风塌陷四量。重跑后 COP_eq,REx 落回与台架工作点网格(K6-11)同量级带内,「该不该为供暖起机」的结论翻转回与实车一致,热泵保住。教训是:这台模型每一步单看都「跑通了」,错的是四个默认——稳态份额、单次跑拆账、定值 η_path、单段工况,四个默认的偏差方向恰好全部指向「起机更省」。
动手做
交付物 · 给定一台增程 SUV(发动机—发电机—HT 回路 + 电驱/电池 LT 回路 + 热泵/PTC + 座舱)与一台 DHT PHEV 对照车(一套油三职、油—水板换、机械油泵+EOP)的架构图、一份工作点网格(转速×负荷或发电功率档,可按量级自设并标注为演算假设值)与 −10℃ 城市工况:
① 出一张子模型清单,对两台车分别写明每个子模型的节点数、热容来源、边界与对应输出量,并逐条说明为什么取这个颗粒度(引讲 1 的倒推判据);DHT 车须单列油侧集总热容、油—水板换与随模式切换的泵源三项,并标出机械泵挂轴决定的断供工况;
② 搭 HT 回路(节温器、水套、机油冷却器、HT×LT 耦合点)与停机隔离/防倒灌支路,把停转泵支路显式建出并给反向阻力,跑一次「起机—停机」循环,输出 Q_stored,avail 曲线与「停机后还能供多少分钟到目标出风温度」;
③ 把 HCU/EMS 起机仲裁接成闭环:先用显式(非迭代)耦合跑一遍,记录是否出现起机振荡与该边界量在宏步内的变化幅度/门限带宽之比;再开宏步迭代或缩小宏步复跑,给出两者的结果差与耗时差,据此判断这条环该不该付强耦合代价,并附一份触发拓扑重构的事件清单;
④ 按 CD、CS 两段分别驱动,把 SOC 初态与 CS 段电量平衡容差写进口径页,输出两段的能耗、起停占空比 D、余热可用功率与出风温度包线,再做一次 UF 加权(UF 在 L3-04 落盘前按假设值代入并标注);
⑤ 做两次跑差分求 ΔE_marginal,η_path 从电链子模型按工作点取,算 COP_eq,REx 并与同工况热泵 COP 折到同一口径后放进一张表比较,给出「该不该为供暖起机」的结论以及它对 η_path 的敏感度(至少扫两档);
⑥ 写一页模型可信边界与失效工况声明:map 的实测区间与外推区间、两段口径与 SOC 初态、宏步与积分器设置、以及哪些量必须靠台架(K6-11)或试验(L3-05)才能定版。
交付物:两车子模型清单 + HT 回路蓄热与 t_avail 曲线 + 耦合方式对比表(结果差/耗时差/事件清单)+ CD/CS 两段结果与 UF 加权表 + 边际对账表(含 η_path 敏感度)+ 边界声明页。⛔ 所有平台相关数值一律标注为演算假设值,不得给假装精确的取值;缺台架数据的项写「按项目台架规范确认」,不得凭行业惯例补数。
常见误区
- 以为把 J1-04 的 BEV 整车模型加一个「发动机热源」就是混动模型,其实缺的是金属热质与 DHT 油侧热质这两个慢节点——它们决定起机头几分钟有多少热真正到得了座舱,缺了会让「起机 vs 热泵」的判据系统性偏向起机
- 以为燃料能量三分可以按 1/3 各取一份,其实份额随工作点变:增程器常驻高效区时冷却液份额常明显低于三分之一,按 1/3 估会高估可回收余热;怠速与暖机段反过来是低估(红线承 F4-02)
- 以为 Q_stored 是一个标量,其实账面式取的是单一 ΔT;仿真里各段温度不同、暖芯还有最低可用温位,低于它的那部分热取不出来——模型该输出的是「还能供多少分钟到某出风温度」
- 以为发动机停机后 HT 回路就静止无事,其实停转的机械泵是一条低阻并联短路支路,把它当堵死是危险的乐观(承 G5-06):算出来的过缸体流量偏高、蓄热可用性偏乐观,仿真反而不会暴露这个问题
- 以为起机—热闭环用工具默认的显式(非迭代)耦合就行,其实这条环在冬季低温段环增益最大,宏步内取旧边界会把它放大成起机振荡的极限环;多数工具默认非迭代,开关要自己去查
- 以为 engine on/off 只是一次快瞬态、把步长缩小就能过,其实它是改变代数约束集的强离散事件:事件时刻必须被精确定位、拓扑重构后要重求一致初值,缩步长抹不掉重构(机制归 J7-08)
- 以为混动能耗仿真跑一条 CLTC 就够,其实必须按 CD/CS 两段分别驱动再做 UF 加权;拿单段结果去对申报口径,误差里混的是口径差而不是模型偏差
- 以为 ΔE_marginal 可以在单次跑里按热/电比例拆出来,其实拆账没有唯一解;唯一可复现的做法是同工况、同 SOC 初态跑两次取差分
- 以为 η_path 拍个定值不影响结论,其实它直接乘在抵扣项上:十个百分点的路径效率就能把 COP_eq,REx 挪动一成,足以翻转起机门限的结论
- 以为间歇热源的结果可以直接取周期平均,其实只有受热对象热时间常数远大于起停周期时才成立;τ 与周期同量级时平均量会把出风塌陷整段抹平,正好抹掉投诉率最高的那一类现象
- 以为模型标出来的余热量与等效 COP 可以回填台架标定表,其实 K6-11 那张表是发动机台架按工作点网格实测的表征量,两者是相关性对象、不能互相顶替
- 以为 CD/CS 两段之间可以用两端稳态结果内插,其实过渡段正是起机频度上升、余热可用性跳变的那一段,热结果对它最敏感,内插等于把最难的一段抹平
- 以为油—水板换在模型里是个单向散热元件,其实冷起动时温差反号、它是给油加热的(发动机余热反向暖油);写成单向会让 DHT 冷机段的油温与拖曳损失同时算错
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