Vol. 28 No. 2Jun.2019
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2019 6
计算机辅助工程Computer Aided Engineeany
文章编号：1006 - 0871(2019)02-0035-03
DOI : 10. 13340//. cae. 2019. 02. 007
基于GT-SUITE 与Simalink 的车辆驱动冷却系统
联合仿真分析康振华，李静
(国能新能源汽车股份有限公司，天津300450)
摘要：为降低纯电动汽车的能耗、提高电池的续航里程，联合GT-SUITE 与Simulink 搭建整车驱动
合适的电子水泵转速，在满足系统设计要求的同时，最大限度地减少能耗，为热管理系统控制策 略的制定提供参考-
关键词：纯电动汽车；冷却系统；GT-SUIEE ； Simulink ；参数优化中图分类号：U464.138 文献标志码：B
Simulation analysis of veSicle propulsion cooling system
based on GT-PUITE and Simulink
KANG Zhenhua ，LI Jing
(Guoneng New Energy Automobile Co. , Ltd. , Tianjin 300450, China )
Abstract : To reduce the eneay consumption of pure electWc vehicle and improve the batWre anya pemormancy, the models of daving cooling system and power system of the whole vehicle are built combining GT-SUITE with S imulink. The thermal balance peirmanco of a pure electWc vehicle is
analyzed . Under the investigation condition and the maximum speed condition of the electronic
pump , it is found that the maximum water temperature of the cooling loop is far below the temperature limit of the system desogn.Theeeosan optomoeatoon space. Theough peoce s optomoeatoon , thesuotabeespeed oQ eeecteonocpump osound , whoch eeduceseneegyconsumptoon totheutmost.Ttpeovodesaeeeeenceoethe
formulation of control strateay of heat manaaement system.
Key words : pure electric vehicle ; cooling system ； GT-SUITE ； Simulink ； parameter optimization
0引言
随着能源危机和环境污染问题日益严峻，为减
少石油能源消耗、降低污染物排放，新能源汽车设计 开发备受关注，大批新兴的新能源汽车开始上市'
纯电动汽车依靠电池系统供电，由电机运转驱动传
动系统为汽车提供动力，行驶过程无尾气排放，更加
绿环保，但其续航里程成为消费者的关注点之一。 充分利用电能，降低整车能耗，提高动力经济性，可
有效延长续航里程。在纯电动汽车运行过程中，电
收稿日期：2019-01-15 修回日期：2019-01-21
作者简介：康振华(1989—)，女，山西大同人，工程师，硕士，研究方向为整车热管理，(E-mail ) kangzhenhual63@ 163. com
36计算机辅助工程2019
机、控制统和电统都会产，聚致零件过高，工作低，不
零部件，而车经下降。因此，整车理系统优。
车理系统设计优工。⑴确果指导零部件合理选、优统设计，而反向设计，去台用，周期，提高车设计开发。
1驱动冷却系统性能仿真
采用GT-SUIEE和SimuVnk进行联合仿真，对电车车驱动冷统平衡性能
优化021，确定系统设计，同
为整车控制提供优，以此低理系统，提高整车经03-1。
1.1驱动冷却系统简介
电动汽车驱动冷统主要由电机、电机控制器、DC/DC变换器、散器、电子风扇、电
，回意见图1。统车发机机同，电车用电作为回，将经过散热器冷冻液送入发热零部件，对其冷却。该系统设计目标为：在任何工况下电机的出水口温度均高于651o
图1驱动冷却系统循环回路示意
1.2
GT-SUIEE中搭建驱动冷却系统回路模型，并SimuVnk，现SimuVnk车统GT-SUIEE一维驱动冷却系统的耦合°051GT-SUIEE；设置件，将车工信息输入给SimuVnk，SimuVnk此计算各零部件同工况下的发，并发信息反馈给GT-SUIEE模型中的相关零部件。在GT-SUIEE 根据发信息计算，得冷却系统的流量、压o GT-SUIEE与SimuVnk联合见图2°
1.3仿真边界条件
分析车辆最高车速行驶、爬坡和NEDC等3种工况下冷统平，相关边界条件见表1，其中爬坡工况的坡度为6%°NEDC工况为瞬态工况，其车曲线见图3，进风量变化曲线见图4o
表1各工况仿真边界条件
工况
环境温度/
1
车速/
(km/h)
进风量/
(ky/s)
电子水泵最大
转速/(r/min)最高车速行驶40150 1.225610爬坡401500.865610
NEDC40瞬态值瞬态值5610
2康振华，等：基于GT-SUITE与Simulink的车辆驱动冷却系统联合仿真分析37
汽车冷却系统020040060080010001180
t/s
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s
g
刪
g
图4NEDC X况进风量变化曲线
表3热平衡计算结果各参考点的水温l 工况最高车速爬坡电机出口水温56.458.6 DC/DC变换器入口水温51.855.5电机控制器入口水温52.255.9电机入口水温53.657.1
2仿真结果及参数优化
Simulink计算得到的各零部件发热量见表2。NEDC工况电机和电机控制器的发热量见图5和6o
表2各零部件发热量kW
工况电机电机控制器DC/DC变换器最高车速行驶 2.8 1.300.38
爬坡 1.4 1.250.38
NEDC瞬态值瞬态值0.38
图5NEDC工况电机发热量曲线
图6NEDC工况电机控制器发热量曲线
用Somueonk得各零件发, GT-SUITE中进一步分析回路中的温度，热平衡计算结果各参考点的水温见表3o由此可以看出：由于DC/DC变换器散热量不大，内部防冻液温度升高较小，电机控制器和电机的散热量相对较大；在整个回路中，电机出口处水温最高。NEDC工况的电机出口处温度变化曲线见图7，在整个NEDC工况中，系统高为36.6l o
由以上仿真结果可知：在电子水泵最大转速时，该冷却系统设计方案满足设计要求，电机出口处水温低于65l，且裕量较大。因此，利用GT-SUITE 中的Optimiztion功能，设定电机出口防冻液最高温度为62l，计算该工况下对应的电子水泵最小转速，见表4o考虑到实际行车工况，仅对最高车速行驶和爬坡工况进行优化。
表4电子水泵转速优化结果r/min
工况初始设定最高转速优化后转速最高车速行驶56102365
爬坡56102379
在电子水泵最大转速时，对应系统流量下，原电子水泵消耗的功率约为70W，优化后功率约为6 W，同比节能91.4%。将优化结果提交热管理控制系统标定工程师，有利于其快速确定标定工况点，节省标定时间，更高效地确定控制策略。
3结论
基于GT-SUITE与Simulink联合仿真，针对某纯电动汽车驱动冷却系统，对最高车速行驶、爬坡和NEDC工况下的热平衡性能进行分析，结果表明：在3种工况下，系统均能满足电机出口处水温低于65l的设计要求，爬坡工况温度最高，约为58.6l，优化空间较大。在GT-SUITE中进行参数优，设定电机出高于62l，高车速行驶工况电子水泵转速设为2365r/min，爬坡工况电子水泵转速设为2379r/min即可。电子水泵转速越低，能耗越小。优化后的参数可为热管理系统标定提供参考，有助于合理确定系统控制策略。充分利用多种软件特点进行联合仿真，对系统设计和优化有很积极的作用。（下转第51页）
2倪长辉，等：基于接触应力的高参数汽轮机叶片枫树形叶根型线优化51
将设计域变为其他类型的叶根型线，在目标函数与约束函数相同的情况下，本文方法仍然适用。特别需要说明的是，采用本文方法进行优化设计时，由于约束函数中有接触应力存在，而接触应力对网格的质量要求很高，所以如果设计变量变化很大，相应的网格变化可能会带来接触应力的奇异现象’这种现象与普通的应力约束奇异现象［12-13］可能不同，需要进行更加深入的研究'
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