Zusammenspiel von 1-D- und 3-D-Batteriesimulation auf System- und Komponentenebene
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AVL
Zusammenspiel von 1-D- und 3-D-Batteriesimulation auf System- und Komponentenebene Der Bedarf nach einer raschen Markteinführung elektrifizierter Antriebe steigt aufgrund der in Kraft tretenden CO2-Regulative stark an. Die Entwicklung des Batteriepakets ist dabei eine Schlüsselaufgabe. AVL stellt eine Methode vor, bei der auf Basis einer detaillierten 3-D-Analyse automatisch ein 1-DSystemsimulationmodell aufgebaut und kalibriert werden kann.
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verbunden sind, was erklärt, warum sich diese Methode bedingt für die Simulation von längeren Zeitabschnitten, wie zum Beispiel Fahrzyklen eignet. Durch die Kombination von 1-D- und 3-D-Simulation ist es möglich, die Vorteile beider Ansätze zu kombinieren. Ziel ist es, die Genauigkeit von 3-D-Modellen weitgehend zu übernehmen und dennoch komplexe Fahrzeugmodelle bei kurzen Projektlaufzeiten zu untersuchen. AUTOMATISIERTER WORKFLOW ERFOLGVERSPRECHEND
AUTOREN
Dr. Josep Salvador ist Simulation Engineer bei der AVL List GmbH in Graz (Österreich).
Ing. Jürgen Schneider ist Solution Manager Virtual Battery Development bei der AVL List GmbH in Graz (Österreich).
EFFIZIENZ IN DER ENTWICKLUNG STEIGERN
Komplexe Systeme wie Automobilantriebe zeichnen sich durch eine Vielzahl von Bestandteilen und Wechselwirkungen aus. Der Ansatz, solche großen Systeme effektiv zu modellieren, besteht darin, diese in entsprechende Submodelle zu unterteilen. 1-D-Submodelle weisen im Vergleich zu 3-D-Modellen derselben Komponenten Vereinfachungen auf. Diese Vereinfachungen resultieren zum einen aus der eingeschränkten Möglichkeit Details der Geometrie abzubilden und zum anderen im Aufwand komplexe Netzwerke zu erstellen und zu kalibrieren. Dem steht gegenüber, dass die detaillierten 3-D-Berechnungen mit hohem Rechenaufwand und Durchlaufzeiten ATZ elektronik 12|2020 15. Jahrgang
Es gibt verschiedene Ansätze, Informa tionen zwischen 1-D- und 3-D-Modellen auszutauschen. Diese können in vier Kategorien eingeteilt werden: Multi physik, Online- und Offline-Kopplung und Ersatzmodelle. Multiphysikalische Codes simulieren die fundamentalen Gleichungen für alle relevanten physi kalischen Domänen gleichzeitig [1]. Bei der Online-Kopplung werden separate Modelle der einzelnen Domänen in verschiedenen Programmen er stellt und co-simuliert [2]. Jede Simulation löst Teilaufgaben, und die Modelle laufen zeitgleich. Einzelne physikalische Größen werden dabei regelmäßig zwischen den Programmen ausgetauscht. Offline-Kopplungssimulationen werden nicht gleichzeitig ausgeführt. Anstelle der Online-Datenübertragung speichern diese die Daten des ersten Modells und leiten sie dann an das zweite Modell weiter, das diese als Randbedingungen verwendet. Die Ausgabe des zweiten Modells kann wiederum als Eingabe für das erste Modell verwendet werden. Dieser Vorgang wird dabei so lange iteriert, bis die Ergebnisse die gegen
seitige Abhängigkeit beider Modelle genau genug widerspiegeln. Die letzte Kategorie umfasst die äquivalenten Ersatzmodelle. Dabei werden Daten verwendet, die in 3-D-Simulationen einer Komponent
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