中汽中心 PITMS 认证落地！混动增程热管理仿真技术迎来爆发风口

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
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导读：大家好，我是仿真秀专栏作者——正在画网格的小鹿，拥有10年+整车CFD仿真经验，擅长空气动力学、热管理方向仿真和试验。曾几何时，我在仿真秀官网发布了个人原创视频课程《Amesim混动车型热管理系统仿真13讲》，获得了用户关注与好评。本文我将为读者全面介绍AMESIM混动车型热管理系统仿真方方面面，欢迎大家加入我VIP群交流行业经验，详情见后文。

当比亚迪第五代 DM 技术凭借全温域热管理架构实现 2100 公里续航，当电装的集成式热泵系统让冬季续航提升 25%，混动增程车型的热管理技术正迎来爆发期。但光鲜数据背后，是工程师们面临的三重困境：多部件温度需求冲突、极端环境适配难、能耗与性能难平衡。而 Simcenter AMESim 仿真技术，正成为突破这些瓶颈的关键工具，更是中汽中心 PITMS 认证体系下的 “隐形考官”。

增程车热管理特点

增程式即串联混动在市面上越来越多，下图展示增程车型运行特点。

多数工况以纯电模式运行，在馈电和大功率请求时发电机启动给电池充电，实现发动机和车速的解耦。相比混联式运行策略较为简单，开发设计成本也降低，并且可以解决续航里程焦虑问题。

由于以纯电为主的运行特点，使得增程车既要关注传统发动机的冷却，又增加三电系统的冷却，同时也关注热管理系统能耗。

增程车热管理 “三高” 挑战

混动增程车型的热管理系统堪称 “精密交响乐团”：增程器（发动机）需维持 80-110℃的高效区间，驱动电机耐受上限仅 65℃，动力电池则需稳定在 15-35℃的 “舒适区”，三者热量需求此消彼长。近期行业热点背后，藏着行业共同的技术痛点：

（1）耦合复杂度高：电装的热泵系统通过冷媒 - 冷却液双回路实现热交换，但回路切换时机偏差 0.5 秒就可能导致能耗上升 10%；

（2）极端验证难：中汽中心 PITMS 认证要求模拟 - 30℃至 60℃环境，传统台架测试覆盖全工况需耗时 6 个月、耗资超千万元；

（3）控制精度要求高：比亚迪能将电芯温差控制在 3℃以内，而传统试错式开发往往导致温差超标，直接影响电池寿命。

此时，AMESim 的系统级仿真能力显现出不可替代的价值。它无需实体原型即可搭建 “增程器 - 电机 - 电池 - 空调” 全链路模型，在虚拟环境中完成数万次工况测试，这正是车企实现技术突破的核心秘诀。

AMESim热管理系统仿真

AMESim 之所以成为混动热管理开发的 “标配工具”，源于其对真实系统的精准复刻能力，具体体现在三大核心场景：

1、全温域热流场的 “预演师”

针对比亚迪全温域架构的开发需求，AMESim 可搭建集成式热管理模型：通过 Thermal 库模拟增程器余热回收路径，用 Two Phase Flow 库构建热泵系统的冷媒循环，再借助 Electric Storage 库还原电池生热特性。浙江大学的研究显示，基于 AMESim 搭建的直冷式电池热管理模型，能精准预测高温高速工况下的电池温降过程，误差小于 3%，这正是实现 “电芯温差≤3℃” 的技术基础。

在极端环境测试中，AMESim 更能发挥优势。无需搭建 - 30℃的低温实验室，工程师即可通过参数调整模拟北方寒冬，测试增程器余热能否快速预热电池；针对南方酷暑，可仿真空调系统与电池冷却的协同效果，提前规避中汽中心 PITMS 认证中 “60℃环境热失控预警” 的失败风险。

2、多系统耦合的 “协调官”

混动增程的热管理本质是 “能量调度”—— 如何让增程器余热、电机废热、空调冷量高效分配？AMESim 的多物理场耦合能力给出答案。如 FCA 在插混车型开发中，通过 AMESim 将发动机热模型、变速箱油冷模型与空调系统模型整合，仿真结果显示，优化后的热流分配策略使百公里亏电油耗降低 0.3L，这与比亚迪 2.9L 油耗的实现逻辑异曲同工。

更关键的是，AMESim 支持与 Simcenter E-Machine Design 等工具联动，将电机的电磁生热模型精准导入热管理系统，实现 “机电热” 多物理场协同仿真。这正是电装提升电机功率密度 12% 的核心技术路径。

3、控制策略的 “优化师”

热管理的终极目标是 “精准控制”。某车企通过 AMESim 与 MATLAB 联合仿真，采用迭代动态规划算法优化电池冷却策略，最终使温度稳定时间缩短 76%，能耗降低 27%，远超传统 PID 控制的效果。这种优化能力直接对接 PITMS 认证的 “能耗维度” 要求，让车型轻松通过不同工况下的能耗测试。

AMESim如何适配行业新要求

随着政策与标准的收紧，AMESim 的价值进一步凸显：

对接认证标准：针对中汽中心 PITMS 认证的四大维度，AMESim 可预设测试场景库，一键生成 “热安全 - 舒适性 - 能耗” 的三维评估报告，首批通过认证的宝马 X5 PHEV 便采用了类似流程；

响应政策需求：《国家汽车芯片标准体系建设指南》要求 2025 年前完善热管理控制器标准，AMESim 可搭建控制器硬件在环（HIL）模型，验证国产化芯片在高低温下的指令执行精度；

降本提效显著：观研报告显示，混动车型热管理单车成本达 8000 元，而采用 AMESim 仿真可使开发周期缩短 40%，原型机成本降低 60%，显著对冲成本压力。

整车能量流下的热管理

随着热管理和动总和整车工况耦合加深，早期单一的“发动机冷却”远远不能满足实际需求，研究方向也从整车热管理（VTM）逐步扩展到整车能量管理（VEM），以更高的角度来看待热管理系统。

传统热管理仿真往往使用不同软件，包括动力经济性，热管理系统，热管理控制，不同部门沟通数据传递往往不通畅，并且对于动态或瞬态工况关注比较少。Amesim软件有非常完整的库，可以对整车动力各个系统详细建模，可以完整建立整车能量流模型。

1、仿真建模

搭建整车运行工况是非常必要的，也是热管理仿真的第一步。Amesim主要使用FP-Drive library内元件建模，包括发动机，电机，高压，低压和驾驶员工况。同时使用Signal Control library内元件增加控制策略，使发动机运行在最佳经济性线上。

发动机模型

散热器建模

对于核心零部件-换热器，使用NTU方法基于实验关联的、简化的、但足够精确。它将复杂的换热器几何细节浓缩为几个关键参数，从而实现对换热器整体性能的快速计算。交叉流换热器NTU如下：

NTU = UA / Cmin，含义：U：换热器的总传热系数（W/m²K），综合了导热、对流换热等因素。A：换热面积（m²）。Cmin：最小热容流率（W/K）。NTU越大，代表换热器的换热能力（UA）相对于流体的热容量（C_min）越强，效能 ε 通常就越高。

Cr = C_min / C_max，含义： Cr 的取值范围也是 0 到 1。它反映了两股流体“热容量”的对比。当一股流体的热容流率远大于另一股（如液体vs.气体），Cr 接近 0。

以上关联式拟合均使用软件模板自动拟合。

换热器标定

2、混动车型热管理系统仿真教程

为了帮助大家更好理解和掌握热管理仿真详细建模，笔者近日在仿真秀首发的视频课程《Amesim混动车型热管理系统仿真》可以帮助工程师更好的完成热管理系统仿真的内容学习。

限时特价（限10名）

券后价：799元（价值：999元）

课程可随时回放，可开具发票

讲师提供vip群 答疑和模型下载

本课程内容干货满满，从混动车型核心知识到 Amesim 实战建模全覆盖。你不仅能搞懂主流混动车型特点与区别，吃透动总（发动机、电机、电池）和热管理（空调、冷却）基本原理，还能亲手完成纯电和增程模式热平衡工况下的动力系统热建模、基于查表和 NTU 法的换热器建模，乃至整车热管理系统建模。更有 Amesim 实用技巧倾囊相授，让你避开软件操作误区，高效提升仿真效率。

课程全程围绕工程开发实际需求展开，拒绝单纯的软件操作讲解，聚焦动力系统与热管理系统集成式建模仿真，所学即所用。采用 Amesim 2304 版本软件教学，紧跟行业技术潮流，确保你掌握的技能贴合当下工程应用场景。以下课程大纲：

第1讲：课程简介
第2讲：混动架构
第3讲：动总特性
第4讲：热管理部件
第5讲：软件基础
第6讲：整车元件-纯电
第7讲：整车元件-发动机
第8讲：换热器元件
第9讲：热流元件
第10讲：信号元件
第11讲：增程建模-1
第12讲：增程建模-2
第13讲：热管理模型

主要涉及内容：混合动力系统、增程策略、多个Amesim库和实用技巧

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