用户案例 | EV和HEV动力总成构型和能耗优化

    多域动力系统模型是使用 MapleSim 的电气和机械库中的组件以及 MapleSim 的 Driveline Component Library 和 Battery Component Library 中的商业化库组件开发的。为了实现具有最大效率的无级变速器 (CVT) 的现实 HEV 动力系统的目标，选择了商用动力系统示例作为参考模型。所选动力总成配置是带有 CVT 的并联 HEV 车型，其灵感来自 2006 年本田思域集成电机辅助 (IMA) 动力总成。

    基于 1.36L 发动机的发动机性能数据，该模型的内燃机子系统的发动机映射是使用 MapleSim 的 Driveline 发动机组件实现的。镍金属氢化物 (NiMH) 等效电路电池模型选自 MapleSim 电池组件库，以代表参考动力系统中的镍氢电池。它提供 HEV 所需的电能存储和额外的电荷，以操作通常会运行 12V 电气系统的辅助组件。从 MapleSim 的 Driveline Component Library 中选择了允许根据指定的传动比调整传动比的 CVT 组件，并实施了能量管理策略，以确定电动机之间的功率分配。

图 1：MapleSim fmu 动力总成模型

    然后使用 MapleSim Connector for FMI 为 FMU 导出准备完整的动力系统模型。连接器支持 FMI 标准模型交换和协同仿真。

    通过 CarMaker 对 FMI 协同仿真独立标准的支持，动力系统 FMU 被导入并集成到测试环境中。CarMaker 使用户能够将他们的车辆组件（从单个组件一直到互连系统）集成到虚拟车辆原型中，并在真实驾驶条件下研究子系统之间的整体行为和交互。

图 2：在 CarMarker 中使用 MapleSim fmu 模型

    测试环境为整车模型提供了详细的匹配接口，便于集成进口动力总成模型。它由一个参数化的车辆模型组成，该模型代表了真实世界汽车的车辆动力学和整体行为。它被放置在可以定义交通对象、交通标志和信号灯、道路标记和环境的虚拟道路上，并由具有操纵控制的集成驾驶员模型驱动。通过将代表车辆、驾驶员、交通和环境的模型与详细的动力系统模型相结合，CarMaker 能够对动力系统进行全面分析。

图 3：设计优化的工作流程

    在将 MapleSim 生成的动力系统 FMU 集成到CarMaker 测试环境后，Optimus 被用来承担自动启动 CarMaker 模拟、分析结果和执行所需优化的任务。针对激进的驾驶员和保守的驾驶员运行模拟，结果用于执行动力系统 FMU 的多目标优化，以满足预定义的性能目标。

图 4：多目标优化结果

图 5：多目标优化结果