现代坦迪斯三合一电驱系统热管理模型开发与能效分析深度解读
在电动汽车核心技术快速迭代的今天,三合一电驱动系统(EDS)的热管理已成为决定整车续航与可靠性的关键因素。现代坦迪斯(Hyundai-Transys)最新发布的研发成果,为我们揭示了行业前沿的解决方案。本文将基于官方技术文档《Development of Integrated Thermal Management Analysis Model and Fuel Efficiency Analysis for EV 3in1 Driveline》,为大家带来深度技术解析。
■ 研发背景:为何需要整合热管理?
传统电机三维CFD热分析存在明显短板:
典型电机持续额定工况分析耗时超30天车辆传动系统整体传热分析精度不足无法实时反映12,000rpm/30分钟连续运行等极限工况
针对这些痛点,现代坦迪斯设定了三大开发目标:
热分析计算时间缩短至1小时内(较原方法提速99%)建立可反映实际驾驶模式的三合一系统热性能模型确保试验与分析误差控制在10%以内
■ 核心技术突破点解析
1D集中质量分析模型创新 研发团队首先构建了电机单元的1D分析模型,关键参数包括:
热质量(Thermal Mass):800热导率(Conductance):1100
该模型创新性地实现了:
真实电机几何形态的1D等效
强制冷却流量的精确映射
通过沃马克关联式(Womac Correlation)、冲击冷却方程等替代复杂3D计算
实测数据显示:
线圈位置温度分析误差仅5.1%(平均)单次求解时间压缩至6分钟
逆变器模块的精准建模 逆变器1D模型采用独特开发策略:
热质量:150热导率:250集成碳化硅MOSFET、DBC基板等详细结构
通过GEM3D软件实现3D流道的1D自动转换。在65℃冷却水温、109kW输出条件下,输入输出温差分析误差仅0.14℃,求解时间控制在10分钟内。
■ 三合一系统热管理实战应用
现代坦迪斯开发了包含减速器、换热器、油泵的完整TMS(热管理系统)模型,其工作流程包括:
基于3D几何构建TMS模型三合一部件热分析整车能效分析
在实际项目中,团队为某客户提供了四种工况分析:
冷却流量:8/14 LPM入口温度:50/65℃持续运行30分钟
数据分析显示,18LPM/50℃工况下:
电机定子线圈平均温度:140.6℃换热器容量:8.26kW压差仅0.14bar
这种精度水平,使设计人员能快速评估不同换热器容量对电机温度的影响。
■ 能效分析的创新实践
研发团队采用MCT(多循环测试)模式,结合UDDS城市工况与HWFET高速工况,进行了开创性的系统级能效分析:
以IONIQ 5(两驱版)为例:
城市工况:6.07 km/kWh(认证值5.4)高速工况:4.86 km/kWh(认证值4.2)综合能效提升13.8%
特别值得注意的是,该模型能实时显示SUV与卡车在不同转速扭矩下的电机损耗与温度曲线,为产品定位提供精准数据支撑。
■ 可靠性验证成果
经过严格测试验证,该分析体系达到:
电机温度分析误差:≤5.1%逆变器温差误差:≤0.14℃三合一集成模型求解时间:≤20分钟
相比传统30天的分析周期,实现了99%的时间压缩,而实时性因子(RT Factor)达到1:1,意味着分析速度已接近实际工况发生速度。
■ 行业价值展望
现代坦迪斯本次技术突破的三大核心价值:
建立了三合一系统的实时热性能分析能力实现了驾驶条件自适应的能效预测将工程决策周期从"月"级缩短到"小时"级
正如文档结论所述,这套分析体系已通过7%误差阈值的可靠性验证,为下一代电驱系统的快速迭代铺平了道路。在电动汽车竞争日益激烈的今天,这种"以算力换时间"的研发模式,或将成为行业的新标准。
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原文标题 : 现代坦迪斯三合一电驱系统热管理模型开发与能效分析深度解读

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