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1、ICSXX.XX.XXJXX团体标准T/BIAIMXXXXX-20XX汽车热管理一维仿真分析软件工具测评规范EvaIuationSpecificationforAutomotive1DThermaIManagementSystemSimulationTooIs（征求意见稿）2024-X实施2024-X-XX发布北京智能制造创新联盟发布汽车热管理一维仿真分析软件工具测评规范1范围本文件给出了汽车热管理一维仿真分析软件工具测评的术语和定义、技术要求与检测方法；本文件适用于汽车热管理一维仿真仿真分析软件的研发、测试与评价。2规范性引用文件下列文件中内容通过文中的规范性引用而成为本文件中必不可少的条款
2、。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注明日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单或修订版)适用于本文件。GB25000.10-2016系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQUaRE)第10部分：系统与软件质量模型GB/T25000.51-2016系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQUaRE)第51部分：就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则GB12534汽车道路试验方法通则GB/T19596电动汽车术语3术语和定义下列术语和定义适用于本文件1.1环境温度environmenttemperature汽车所在位置环境的气温。1.2温差temper
3、aturedifference汽车各系统、总成、零部件的温度与环境温度之差。1.3汽车热平衡motorvehiclesthermaIbalance汽车各系统、总成、零部件的温度与环境温度的温差达到稳定。1.4温差常数temperaturedifferenceconstants汽车热平衡时各系统、总成、零部件的温差。1.5温度限值temperatureIimits汽车制造企业给定的汽车各系统、总成、零部件所允许的最高工作温度。1.6稳态工况steadystatecondition车速在一定时间内保持不变的行驶工况。1.7瞬态工况transientstatecondition车速在一定时间内连续变
4、化的行驶工况。1.8汽车空调系统AutomotiveA/Csystem由暖气装置、制冷装置、通风装置、空气净化装置和加湿装置中的一个或多个部件以及必要的控制部件等构成，用于调节乘员舱内空气的温度、湿度、洁净度，并使其以一定速度在乘员舱内定向流动和分配，从而给驾驶员和乘客提供舒适的环境及新鲜空气的系统。4功能要求1.9 概述软件应包含模型搭建、仿真、结果后处理、联合仿真4大功能模块。1.10 2模型搭建1.11 2.1可视化建模引擎软件应支持可视化模型搭建，整个工程所需的模型组件通过连接机制连接，并能显示在连接图中。组件框架实现组件和组件的连接，确保正常通信和维持连接间的约束。可以从模型库浏览器
5、中，拖拽一个组件至某个工程的建模图形区上。此时，该工程的图形区上出现刚刚拖拽过去的组件内容，并自动生成一个命名，命名可以通过双击组件或右键进入组件参数弹窗后自行修改。如果拖拽多个同样的组件至同一个模型的画布上，组件命名会按照1、2、3依次累加。通过鼠标悬浮到端口创建连接线，进行组件之间的连接。测试方法：1）图形区组件拖拉拽以及连接功能是否正确2）图形区交互是否正确实时显示模型3）图形区是否正确显示结果4）是否支持使用右键和菜单对图形区组件进行增加、删除、修改参数和查看模型参数功能5）菜单栏设置后，图形区是否可以及时正确响应1.12 2.2模型库模型库的树结构组织应支持子系统和部件种类分组，支持
6、字符串查找，方便在搭建模型过程中对模型部件实现快速选取测试方法：1）模型树是否加载所有模型库组件以及模型图标是否正常显式2）模型树所有模型组件是否全部支持拖拽到图形区进行建模操作3）模型树各组件几何参数是否可以正常设置，物理参数是否可以正常设置1.13 3仿真求解1.14 3.1瞬态和稳态仿真软件应支持稳态/瞬态计算，支持固定时间步长和自适应时间步长选项测试方法：1）通过同一案例进行对比验证两种模式下计算时间的区别2）求解完成后，各部件计算结果是否正常输出并显示1.15 3.2仿真控制软件应支持运行求解器生成仿真结果，仿真结果可在仿真浏览器中查看分析；支持暂停和继续仿真；支持停止仿真进程。测试
7、方法：测试软件是否支持仿真进程的启动、暂停、续算和停止1.16 处理4. 4.1结果文件软件应提供保存结果、打开结果、数据导出、数据导入功能。具体说明如下：1）保存结果：在列出的菜单中选择保存结果，将仿真结果文件保存到指定目录中，文件名默认为模型名称，可修改为其他名称。对于己保存过的仿真结果，则在原有的目录中进行覆盖保存；2）打开结果：支持打开指定目录下的仿真结果文件；3）数据导出：支持导出所有模型部件的仿真时间历程数据，打开导出结果数据对话框，设置文件名称及文件路径，文件类型支持xlsx、xls.csv；4）数据导入：打开导入结果数据对话框，选择结果数据文件，可导入指定目录下的结果数据。5.
8、 4.2图表软件应支持二维图表进行数据分析和展示，勾选变量浏览器中要观察的变量，软件自动创建一个显示该变量曲线窗口。软件支持开启或关闭曲线游标，支持多Y轴显示不同曲线的纵坐标，支持将曲线设置成直线、虚线、点线、点实线、点虚线这5种形式，支持数据点样式设置切换和曲线线宽切换，支持多曲线图例展示和设置，支持图表缩放和拖拽平移。曲线类型包括：1）随时间变化的y曲线2）变量随变量变化的y（x）曲线6. 5联合仿真7. 5.1导出FMU软件应支持模型导出为FMU,FMI版本可以选择Vl或V2,FMI类型可选择ModeI-EXChange和Co-SimuIaUon两种类型，平台可选择x86或x64。测试方
9、法：1）软件界面提供FMU导出选项；2）通过导出FMU窗口，设置FMl版本、FMl类型、平台和保存位置信息，设置完成后，点击确定按钮。点击保存位置的浏览按钮，可选择电脑中的某个位置，进行FMU文件存储。8. 5.2导入FMU软件应支持其他软件生成的FMU模型导入。测试方法：1）导入后的FMU模型参数是否正常通过图形化前处理解析和修改2）设置全局求解参数是否正常求解3）软件是否正常启动联合调度控制模块4）求解完成后，各部件计算结果是否正常输出9. 6部署方式和环境兼容软件应支持主流WindoWS（WinlO及以上）、1.inux（CentoS7系歹J,Ubuntu18.041.TS以上）操作系统
10、，许可证可以在内部局域网内浮动使用，支持64位操作系统。软件提供多种部署方式，支持单机版、集群版、云平台等部署方式。测试方法：1）测试各种不同的安装组合，包括自动安装和手动安装，并验证各种不同组合的正确性，最终目标是所有组合都能安装成功2）安装程序退出之后，确认应用程序可以正确启动、运行3）自动卸载工具需要把所有的文件全部删除，注册表中有关的注册信息全部删除，保证软件正确卸载5汽车应用场景需求5.1汽车发动机热管理系统仿真分析需求在乘用车、大型商用车或工程机械车辆内部，发动机缸体、缸盖等结构由于缸内燃烧会产生一定的热载荷，需要评估发动机冷却系统的散热能力是否满足设计要求。发动机冷却系统中分为大
11、循环管路与小循环管路，利用管路中流动的冷却液来实现热量传递再加上风扇散热。冷却系统中小循环管路的作用是帮助发动机自身预热，使发动机尽快工作在最佳温度范围。软件需支持通过发动机map,计算各种车辆运行工况下的发动机发热量；支持通过发动机内部的构成及生热机理，建立合适的发动机传热模型，支持发动机各项物性数值及基本参数的输入,计算发动机的传热量及本体温度值；支持对发动机流路（水路、气路）中水泵、管路、节温器、膨胀水箱等部件进行建模，分析发动机水路、气路内压力场、流量场，优化系统构型及零部件选型；支持对冷却回路中的换热器（散热器、中冷器）进行建模，分析换热部件风场、温度场变化,从而评估不同工况下发动机
12、冷却系统的温度性能表现；支持对电机冷却系统内部执行部件控制逻辑建模，尝试不同的策略提升系统的热管理能力，通过优化控制策略和工况参数匹配等方式使发动机工作在合适的工作温度。5.2汽车三电热管理系统仿真分析需求5.2.1动力电池包热管理系统分析需求动力电池在充电及车辆运行过程中产生大量的热，优秀的电池热管理系统可以保证电池的充放电效率，防止热失控现象出现，保证动力电池系统的安全性，延长使用寿命。软件需要支持动力电池包热管理系统分析。支持通过动力电池内部的构成、工作原理以及生热机理，建立合理的电池传热模型，支持电池各项物性数值及基本参数的输入，计算电池的传热量及本体温度值；支持对电池流路中水泵、管路
13、、膨胀水箱等部件进行建模，分析电池流路压力场、流量场，优化系统构型及零部件选型；支持对冷却回路中的换热器进行建模，分析不同工况下系统内部的温度场变化，从而评估不同工况下电池热管理系统的性能表现；支持对电池包热管理系统内部执行部件控制逻辑建模尝试不同的策略提升系统的热管理能力，通过优化控制策略和工况参数匹配等方式使电池工作在合适的工作温度。5.2.2电机热管理系统分析需求电机是新能源汽车的主要动力输出装置，在车辆使用过程中，电机会产生大量的热量，电机冷却系统将这些热量带走，使电机保持在合适的工作温度。软件需要支持电机热管理分析，支持通过电机性能map,计算各种车辆运行工况下的电机生热量；支持通过
14、电机内部的构成及生热机理，建立合适的电机传热模型，支持电机各项物性数值及基本参数的输入，计算电机的传热量及本体温度值；支持对电机流路中水泵、管路、膨胀水箱等进行建模，分析电机流路压力场、流量场，优化系统构型及零部件选型；支持对冷却回路中换热器进行建模，分析换热部件风场、温度场变化，从而评估不同工况下电机冷却系统的温度性能表现；支持对电机冷却系统内部执行部件控制逻辑建模，尝试不同的策略提升系统的热管理能力，通过优化控制策略和工况参数匹配等方式使电机工作在合适的工作温度。5.2.3电控单元热管理系统分析需求电控单元是新能源汽车的大脑，在车辆使用过程中，电控单元会持续释放热量，电控单元冷却系统将这些
15、热量带走，使电控单元保持在合适的工作温度。软件需要支持电控单元热管理分析，通过常见的电学元件对电控单元组件进行建模，计算各种车辆运行工况下的电控单元发热量及本体温度值；支持对电控单元流路中水泵、管路、膨胀水箱等进行建模，分析电控单元流路压力场、流量场，优化系统构型及零部件选型；支持对冷却回路中换热器进行建模，分析换热部件风场、温度场变化，从而评估不同工况下电控单元冷却系统的温度性能表现；支持对电控单元冷却系统内部执行部件控制逻辑建模，尝试不同的策略提升系统的热管理能力，通过优化控制策略和工况参数匹配等方式使电控单元工作在合适的工作温度。5.3汽车空调系统仿真分析需求5.3.1空调系统采暖性能分析需求软件参数库内需包含常用冷媒介质（如R134a.R407CR410A、CO2等）的物性参数，建模分析时可直接调用，分析不同冷媒系统的性能表现；软件需支持对压缩机、多流程冷凝器、多流程蒸发器、冷凝风机、蒸发风机、膨胀阀（电子膨胀阀、热力膨胀阀）、气液分离器等空调部件进行建模，支持各部件物性数值及基本参数的输入，仿真分析空调系统温度场、压力场、流量场,优化空调部件选型；支持乘员舱模型建立，为空调系统提供冷/热负荷；支持系统压焰图、温炳图的实时输出，辅助分析系统性能；支持水暖换热器、水泵、
