ケーススタディ - ドライブサイクル廃熱回収システムの最適化

Functional Mock-up Interface を使用したドライブサイクル廃熱回収システムの最適化

Realis Simulation は、Volkswagen AG Research (VWAG) と協力して、将来の車両の廃熱回収システムの設計と最適化のための新しい手法を開発しました。

自動車メーカーにとっては、排ガスを回収し、使用可能な機械エネルギーと電気エネルギーに変換するという利点を得るために、廃熱回収システムを最適化する機会があります。このアプリケーションは、燃料効率を向上させ、CO2 排出量を削減するための新しい自動車技術を表しています。廃熱回収システムのシミュレーションを成功させるには、複数の車両サブシステム間の複雑な相互作用をモデリングしてキャプチャする必要があり、その結果、多くの場合、複数の CAE ソフトウェア ツールの使用が必要になります。  このアプローチは、面倒で、コストがかかり、非効率で、エラーが発生しやすい可能性があります。  課題を認識したフォルクスワーゲンは、Ricardo Software のモデルベース設計 CAE ソフトウェアだった Realis Simulation を利用しました。 発火 将来の車両の廃熱回収システムを最適化するための新しい方法を開発すること。

正確な廃熱回収システムの最適化に必要な忠実度およびサブシステム ダイナミクスのレベルを達成するために、機能モックアップ インターフェイスを使用して IGNITE の 3 つのドメイン固有モデルを結合し、単一の統合モデルが得られました。

まず、IGNITE を使用して、境界条件と全体的な車両性能を確認するために必要な完全なシステム レベルの車両モデルを構築しました。この初期コンセプト レベルのモデルには、マップ ベースのエンジン モデル、トランスミッションとドライブラインの物理ベースのプラント モデル、および前後力学対応車両が含まれていました。また、ドライバーの動作、トランスミッション、シフト、エンジン戦略のためのドライブサイクル固有の車両コントローラーも含まれています。

エンジニアは、業界標準のファンクショナル モックアップ インターフェイス (FMI) を使用して、過渡 1D ガス ダイナミクス エンジンを含む、より包括的な新しいサブシステム モデルを迅速に追加しました。以前は Ricardo Software の Realis Simulation からエクスポートされました WAVE-RT FMI 標準を使用するツールセット。

車両モデル内に直接統合された過渡エンジンを使用して、次のステップは、詳細な廃熱回収サブシステム モデルを追加することでした。フォルクスワーゲンは、TLK-Thermo の TIL-Suite ライブラリを使用して、ポンプ、蒸発器、膨張器と凝縮器の動作の物理モデルを含む、有機ランキン システムの物理ベースのモデルを構築しました。 WAVE-RT と同様に、TLK モデルは FMI 標準を使用して IGNITE 環境に直接インポートされ、エンジンおよび車両モデルと結合されました。

IGNITE は、柔軟なモデリングの忠実性と Functional Mock-Up Interface のマルチドメイン統合機能を組み合わせることで、フォルクスワーゲンのエンジニアに高度なシステム シミュレーションと最適化に対する柔軟で効率的なアプローチを提供しました。

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