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需求背景

未来汽车市场快速向电动化、集成化、智能化方向发展，新汽车核心5要素发动机、变速器、电机、电池、控制策略灵活配置组合，使得功热系统产品复杂度和集成度不断提高，需求更加多样，给功热一体验证体系带来巨大挑战。基于模型的集成开发是新一轮的竞争趋势，日本电装、本田、克莱斯勒、特斯拉等国际汽车企业已比较成熟，实现了2~3款软件耦合仿真计算，集成模型能够满足复杂机械、电子、软件的协同开发。华为、比亚迪等多家公司发布热管理集成系统方案，借助一体设计架构实现不同模式的切换，集成能力已成为未来市场竞争的关键。在产品开发中，功热各系统间相互制约，在发生性能冲突时难以决策；技术路线上存在纯电动、混动、燃料电池、氢燃料等多种构型，用户场景也成指数倍增加，传统PID算法不能充分结合用户实际进行高效决策；CFD整车建模复杂、边界条件设置繁琐、输出结果项多、报告结果提取繁琐，重复劳动多、一致性差，分析周期长、优化方案数量少、不够全面；分析任务不够深入，多学科难以全面开展……这要求企业具备更系统、更集成、更快速的开发能力，能够快速构建功热一体集成平台，打造可供产品选择的功热一体系统架构，以满足新汽车快速高效和低成本开发的要求。

需解决的主要技术难题

基于用户需求的功热一体仿真数字化开发需要解决的技术难题包括：

1. 数据采集和建模：需要采集和处理大量的用户需求数据，并将其转化为可用的模型和算法。这包括从用户反馈、市场调研等多个渠道收集数据，并使用机器学习和数据挖掘技术进行建模和预测。

2. 功热模型的建立：需要建立准确的功热模型，以模拟和预测系统的功耗和热量分布。这涉及到电路设计、热传导、流体力学等多个领域的知识，并需要使用计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）等技术进行模拟和分析。

3. 系统优化和设计：需要基于用户需求和功热模型进行系统优化和设计。这包括选择合适的硬件和软件组件，优化系统架构和算法，以最大程度地满足用户需求并减少功耗和热量的产生。

4. 性能评估和验证：需要对开发的数字化模型进行性能评估和验证。这包括验证模型的准确性和可靠性，评估系统的功耗和热量分布，以及与实际系统进行对比和验证。

5. 用户界面和交互设计：需要设计直观易用的用户界面和交互方式，以便用户能够方便地输入需求和查看结果。这涉及到用户体验设计和人机交互技术，并需要考虑到不同用户群体的需求和习惯。

6. 数据安全和隐私保护：需要保护用户需求数据的安全和隐私。这包括采用加密和访问控制技术，确保用户数据不被未经授权的人员访问和使用。

7. 实时性和可扩展性：需要保证系统具有实时性和可扩展性，能够处理大规模的用户需求和模拟计算。这需要使用高性能计算和分布式计算技术，并进行系统性能的优化和调优。

总之，基于用户需求的功热一体仿真数字化开发需要解决的技术难题涵盖了数据采集与建模、功热模型建立、系统优化与设计、性能评估与验证、用户界面与交互设计、数据安全与隐私保护以及实时性与可扩展性等多个方面。

期望实现的主要技术目标

通过构建一体化热管理集成仿真平台，可以建立多款软件整车热管理瞬态集成仿真能力，在保留各专业原有仿真技术、经验、精度的条件下，建立整车多领域的功热一体瞬态耦合集成仿真，实现不同软件间模型连接共用，完成单系统或少系统向多系统整车转型和升级，预计效率提升50%以上。

实现整车空调系统控制逻辑从传统单输入-单输出的PID控制到多输入-多输出的智能控制的转变，可代替传统空调系统控制策略开发中的参数标定工作，实现通过算法自动寻找能耗、舒适性等多属性平衡的控制最优解，通过基于深度强化学习的智能控制，可实现基于用户需求的个性化空调自动控制等。此外，通过从空调系统向整车热管理系统扩展，有助于实现整车系统从大规模集成向深层次集成迈进，策略、算法的集成可实现在硬件上的统一，减少整车中的零部件数量，减少汽车企业项目开发成本；对整车系统能耗的智能优化，有利于提升整车尤其是新能源车型的续航里程，降低开发成本，降低大众对新能源车型的购买门槛，有利于汽车企业向智能低碳型公司转型，更有利于国家碳中和目标的实现。

    自动化仿真以CFD分析任务为核心，通过对工具软件的二次开发与分析规范的集成，进行服务器、客户端模块、通讯模块开发，完成自动化分析和报告自动化生成，实现CFD领域3D仿真闭环管理，解决输入参数多（≥3000个）、重复劳动多、一致性差，分析周期长、优化方案数量少、不够全面，分析任务不够深入，多学科难以全面开展等问题，从根本上改变仿真分析工程师的工作模式，效率提升70%以上，预计节省人力成本500万元/年。

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