奧迪與Simcenter工程服務(wù)公司合作，以提高測(cè)試和模擬的相關(guān)性。

奧迪公司（AUDI AG）是一家德國豪華汽車制造商，總部位于德國巴伐利亞州英戈?duì)柺┧?。作為其母公司大眾集團(tuán)的子公司，奧迪在全球九個(gè)生產(chǎn)基地生產(chǎn)汽車。

官方網(wǎng)站：https://www.audi.com/en.html

總部：德國 英戈?duì)柺┧?

產(chǎn)品：Simcenter Amesim, Simcenter STAR-CCM+

行業(yè)領(lǐng)域：汽車與交通

“我們感謝Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)提供的支持，以及他們幫助我們解決困難問題的愿望和能力?！皧W迪概念開發(fā)工程師 Joohwa Sarah Lee

開發(fā)更安全、更可靠的電動(dòng)汽車電池

準(zhǔn)確預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車電池的熱性能可能是汽車原始設(shè)備制造商（OEM）面臨的最關(guān)鍵挑戰(zhàn)。電池有一個(gè)可以操作的溫度區(qū)域，以避免故障。如果電池超出這個(gè)區(qū)域，可能會(huì)減少電池的壽命，甚至危及乘客安全。

因此，奧迪這個(gè)以生產(chǎn)卓越高端汽車而聞名于世的品牌，組建了一個(gè)高度專業(yè)化的團(tuán)隊(duì)，致力于高壓電池系統(tǒng)概念開發(fā)。這個(gè)位于德國的團(tuán)隊(duì)對(duì)奧迪的愿景至關(guān)重要，即設(shè)計(jì)明天的移動(dòng)性，并確保一個(gè)卓越、數(shù)字化、電動(dòng)和可持續(xù)的駕駛體驗(yàn)。

提高熱模型的準(zhǔn)確性

概念開發(fā)工程師Joohwa Sarah Lee 作為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的成員專門負(fù)責(zé)電池?zé)嵝阅堋?

“構(gòu)建準(zhǔn)確的熱仿真模型是我們團(tuán)隊(duì)工作的至關(guān)重要的方面，”Lee說?！澳Ｐ捅旧矸浅Ｖ匾?，因?yàn)樗鼈冎苯佑兄谖覀儍?yōu)化電池?zé)嵝阅艿哪繕?biāo)。”

2021年Lee和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在某些案例和工況條件下，仿真輸出與測(cè)試測(cè)量不符。因此，Lee著手提高這些仿真模型的質(zhì)量。Lee和她的團(tuán)隊(duì)選擇了西門子數(shù)字工業(yè)軟件的Simcenter?工程和咨詢服務(wù)作為開發(fā)合作伙伴。

 “我們選擇Simcenter因?yàn)樗麄兊墓ぞ卟粌H實(shí)現(xiàn)1D和3D模型之間的無縫連接，還實(shí)現(xiàn)了與第三方工具的連接，”Lee說?！癝imcenter工程服務(wù)提供了技術(shù)服務(wù)和支持，幫助我們?cè)O(shè)置集成這些工具，并確保盡可能高的準(zhǔn)確性。”

結(jié)合1D和3D仿真

 傳統(tǒng)上，模阻和電池包幾何形狀使用3D計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）熱仿真模塊進(jìn)行建模。這種方法計(jì)算成本顯著，可能需要幾天或幾周才能完成。

此外，還需要廣泛的參數(shù)知識(shí)和3D仿真經(jīng)驗(yàn)才能產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)確的3D模型。執(zhí)行1D系統(tǒng)模擬要快得多，但通常很難從3D模型生成1D模型而不犧牲準(zhǔn)確性。Simcenter工程服務(wù)著手創(chuàng)建一個(gè)更快、更準(zhǔn)確的電池堆熱模型，以支持奧迪的電池管理系統(tǒng)，從最初的戰(zhàn)略開發(fā)到與車輛的其他子系統(tǒng)的驗(yàn)證。這些模型需要考慮幾個(gè)參數(shù)，包括電流、冷卻液溫度變化、與1D電氣模型的連接以及與MATLAB/Simulink的集成。Lee和她的團(tuán)隊(duì)為Simcenter團(tuán)隊(duì)提供了各種場(chǎng)景的測(cè)試案例和邊界條件。

定制的工作流程

通過結(jié)合Simcenter STAR-CCM+?軟件和Simcenter Amesim?軟件，這些軟件是西門子Xcelerator業(yè)務(wù)平臺(tái)軟件、硬件和服務(wù)的一部分，Simcenter工程服務(wù)專家開發(fā)了一個(gè)半自動(dòng)化的工作流程，從3D Simcenter STAR-CCM+模型生成Simcenter Amesim中的1D系統(tǒng)級(jí)模型。這個(gè)工作流程的目的是確保奧迪的1D模擬用戶能夠從3D模型提供的高水平細(xì)節(jié)中受益，同時(shí)保持1D模擬的速度。使用指定的輸入，Simcenter STAR-CCM+被用來計(jì)算所選設(shè)計(jì)空間的幾個(gè)穩(wěn)態(tài)條件，如入口冷卻液溫度、流量和電流。然后可以使用這些數(shù)據(jù)來推導(dǎo)出一個(gè)1D電熱模型，用于研究整個(gè)堆的瞬態(tài)場(chǎng)景。

減少時(shí)間，提高準(zhǔn)確性

Simcenter工程服務(wù)專家開發(fā)的這個(gè)工作流程將電池?zé)岱抡娴挠?jì)算時(shí)間減少到了幾分鐘。最生動(dòng)的例子之一是模擬一個(gè)電動(dòng)汽車電池從10%的電池容量充電到80%的場(chǎng)景。“由于我們與Simcenter工程服務(wù)的項(xiàng)目，我們能夠?qū)⒊潆妶?chǎng)景的模擬時(shí)間從幾乎一整天減少到不到一分鐘，”Lee說?！斑@是一個(gè)計(jì)算時(shí)間的巨大差異。我們還看到模擬結(jié)果有了顯著提高，特別是在熱行為研究方面?！?“我們探索了這個(gè)問題的其他解決方案，但沒有其他公司具備西門子提供的工具之間的連接水平。結(jié)合Simcenter STAR-CCM+中的詳細(xì)3D模型和Simcenter Amesim的速度和效率，以及Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)支持的第三方工具，提供了一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。我們也對(duì)探索Simcenter產(chǎn)品組合的其他方面感到興奮，包括Simcenter Battery Design Studio?！?Lee和她的團(tuán)隊(duì)對(duì)他們與Simcenter工程服務(wù)的合作未來持樂觀態(tài)度。

“我們將繼續(xù)將我們的新工具和方法應(yīng)用于未來的挑戰(zhàn)，”Lee說。“我們感謝Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)提供的支持，以及他們幫助我們解決困難問題的愿望和能力?！?

  “結(jié)合Simcenter STAR-CCM+中的詳細(xì)3D模型和Simcenter Amesim的速度和效率，以及Simcenter工程服務(wù)團(tuán)隊(duì)支持的第三方工具，提供了一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)?！?奧迪概念開發(fā)工程師 Joohwa Sarah Lee.