蔚赫信息LABCAR HiL系统在新能源汽车热管理系统中的应用

相较于传统燃油车，电动车的热管理系统在结构上存在显著差异。它增加了电机、电控以及电池冷却热管理系统，同时对乘客舱的热舒适性也提出了更高的要求。此外，随着技术的演进，热泵系统得以广泛应用，热管理系统集成度不断提升。这些变化和发展导致了热管理系统的复杂性增加，对热管理系统的控制要求也日益精细。为响应这一市场需求，蔚赫信息推出了LABCAR 热管理HiL系统解决方案。

2024年5月16日，在第二届吉利汽车技术论坛暨前瞻技术展上，上海蔚赫信息科技有限公司系统解决方案热管理技术主管周瑞彬对LABCAR 热管理 HiL系统进行了详细介绍。他指出，该系统具有全面、融合、稳定的特征，能够较好满足市场需求。

 周瑞彬｜上海蔚赫信息科技有限公司系统解决方案热管理技术主管

以下为演讲内容整理：

新能源汽车整车热管理系统作用与特点

整体来看，电动汽车的热管理主要涉及到车辆热量的调控与环境适应。这一系统通过散热、加热、保温等手段，确保车辆的不同部件能在各自适宜的温度范围内工作，从而保障汽车的功能安全和使用寿命。

相较于传统燃油车，电动车的热管理系统在结构上存在显著差异。它增加了电机、电控以及电池冷却热管理系统，同时对乘客舱的热舒适性也提出了更高的要求。随着技术的演进，我们观察到一些显著的趋势，例如热泵系统的广泛应用以及热管理系统集成度的不断提升。这些变化和发展导致了热管理系统的复杂性增加，对热管理系统的控制要求也日益精细，市场对热管理配合系统的需求也随之增加。为响应这一市场需求，赋能未来仿真，我们推出了LABCAR 热管理HiL系统解决方案。

蔚赫信息LABCAR 热管理HiL系统架构

LABCAR热管理HiL系统架构主要涵盖三个核心组成部分：硬件、软件和模型。硬件方面，主要包含驱动设备和一系列板卡。这些硬件组件为系统的运行提供了基础平台，确保实验过程中能够模拟真实环境并进行精准的数据采集。软件部分则涵盖了实验管理软件和自动化测试软件。模型是整个HiL系统的关键所在，主要包括热管理系统的仿真模型、虚拟控制器模型、I/O模型和故障注入模型。

图源：演讲嘉宾素材

实时机ES5300A 具备分合下载功能，能够在不同的下载模式下并行执行和运行，同时确保时间同步单元的一致性。其CPU仿真精度高达1毫秒，即便在复杂的任务管理模式下，也能保持出色的实时性能。下图的表格列出了我们实时机的一些关键参数，我们既提供标准产品，也支持根据客户的特定需求进行定制开发。

图源：演讲嘉宾素材

ES5321数字与脉冲输入输出板卡具备强大的处理能力，能够支持高达48路的输入和32路的输出，满足了复杂系统的多样化需求。此外，ES5350的板卡是一款模拟量输入输出板卡，其特点在于提供了10路的电隔离模拟量输入和20路的模拟量输出通道。

我们的操作软件LABCAR Operator（LCO）是一款专为实验室配置的实验软件。LCO是一个图形化界面的软件系统，它集成了模型下载、模型启动、访问控制、数据监控、数据记录以及数据生成等多种功能。该软件具备高效的参数和信号管理能力，为用户提供了便捷的实验操作体验。

此外，我们还有LABCAR自动化测试软件LABCAR Automation（LCA），它不仅能够完成自动化测试任务，还具备极强的开放性。LCA的接口可以与第三方测试系统无缝连接，实现高度灵活的测试与集成。在批处理模式下，LCA能够自动接收并处理特定制定的测试任务，并在测试完成后自动生成所需的测试报告。

热管理系统仿真模型开发

我们拥有一支成熟的热管理团队，并且与吉林大学建立了战略合作关系，共同致力于开发热管理模型。在模型开发方面，我们提供两种形式的服务。首先，我们基于成熟的商业化软件平台，搭载我们的热管理模型，以满足广大用户的需求。同时，我们也能够根据客户的特定需求，量身定制开发适合其系统特性的热管理模型。

图源：演讲嘉宾素材

在定制开发的过程中，我们特别注重模型的实用性和适用性。常规的商业软件所搭建的模型虽然能够用于热管理性能的保证测试，但可能并不完全适用于HiL系统。由于HiL系统往往搭载着实际的控制器，对热管理模型的输出结果有着更为严格的要求。因此，我们需要在保证模型精度的同时，兼顾系统的实时性和稳定性。在某些情况下，为了满足客户的实际需求，我们需要对商业化软件中的模型进行一定的调整和优化。

在Simulink热管理零部件模型开发过程中，我们能够根据客户的需求或特定参数来搭建一个应用性更强的热管理系统模型。我们已经有一些成熟的零部件模型库，比如，单相散热模型，其典型代表包括低温散热器、暖风芯体和水-水换热器。在更复杂的换热模型空调系统中，相变模型是不可或缺的。相变模型因其内部涉及两相流，需要采用分段处理的方法。代表性的零件主要包括冷凝器和蒸发器。

针对HiL热管理系统的需求，我们联合开发了一款热管理系统模型。我们有一套成熟的统计表格，详细统计收集各个零部件的参数和实验数据。基于这些统计表格，我们能够精确地统计收集所需的零件参数。根据这些参数，我们利用热力学公式和流体力学公式，成功地建立了一套热管理系统的物理模型。在模型搭建过程中，我们采用了Simulink软件中的M-Function方法，对热管理系统中关键零部件进行了建模。

目前，我们已经完成了一套热管理系统的开发，搭建出基于零件的典型热管理系统回路。这套系统主要包括水冷回路和空调回路。在水冷回路中，我们设计了三条不同的冷却回路。在空调回路方面，我们采用了双负载回路设计，其中电子膨胀阀和chiller，为电动电池提供制冷效果。同时，热力膨胀阀和蒸发器则用于乘员舱的制冷。这两个回路可以根据实际情况选择同时工作或单个负载工作，以满足不同场景下的热管理需求。

在模型搭建完成后，我们关注的核心问题是模型仿真的实时性。由于我们的实时性要求是达到毫秒级，因此我们将计算步长设定为0.001秒。根据不同的计算工况边界条件，我们为仿真模型赋予相应的边界参数，以使其能够计算出准确的结果。最后，我们将热管理系统仿真模型编译到我们的编译到LABCAR下位机中，能够满足实际应用的要求。

蔚赫信息LABCAR 热管理 HiL系统特点

蔚赫信息LABCAR 热管理 HiL系统具备诸多特点：

一是全面性，该系统提供Simulink、Simscape、Amesim、GT等软件的热管理系统仿真模型；提供MPV混动车辆、商用混动车辆、纯电车等车型的热管理系统仿真模型。

二是融合性，BOSCH/ETAS LABCAR IP全面消化吸收和中国自主研发，既保持了BOSCH/ETAS 30年的积累，也融合了中国汽车市场快速发展的先进成果和技术迭代。

三是稳定性，我们收购了BOSCH/ETAS全球HiL IP及技术，在对其进行消化吸收的过程中，同时也收获了其高效严谨的开发测试流程和规范，从而保证了产品的可靠性和一致性。

（以上内容来自上海蔚赫信息科技有限公司系统解决方案热管理技术主管周瑞彬于2024年5月16日在第二届吉利汽车技术论坛暨前瞻技术展发表的《蔚赫信息LABCAR HiL系统在新能源汽车热管理系统中的应用》主题演讲。）