编者按：高质量发展是新时代的硬道理，在习近平总书记“发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点”的时代强音中，中汽中心迎来“新质创效年”，即锚定高质量发展方向，坚定做到创效促质。那么，工程机械领域的能量管理如何实现“新质创效”呢？本期解码“新质热管理”专题，为您解答。

工程机械能量管理仿真及性能优化技术

在碳达峰和碳中和大背景下，工程机械行业向电动化转型发展是必然趋势。目前，工程机械的电动化转型还处于起步阶段，在工程机械节能技术领域存在能量管理开发与验证技术落后、缺乏数字化和体系化的研发手段等亟待解决的问题。由于工程机械具有作业持续时间长和工作环境相对恶劣的特点，目前大部分新能源工程机械无法满足全天长时间作业要求，普遍存在纯电续航里程短、持续作业时间受电池储能和充电的限制、作业系统性能衰减明显、作业效率低以及系统能耗大等问题，制约了新能源工程机械的推广应用。

中汽中心工程院风洞中心借鉴乘用车和商用车成熟的能量管理开发经验，依托先进的能量管理仿真技术和能量流测试手段，为工程机械企业提供能量管理仿真与优化、能量流测试与评价、数字化开发平台和流程体系建立等，为工程机械行业提供一站式能量管理解决方案，通过精细化能量管理手段，助力工程机械企业缩短开发周期，提升工程机械能效。

1.能量管理仿真平台

以某混合动力工程机械为例，由工程院风洞中心自主开发了涵盖零部件、系统和整车等三层级，涉及混合动力行驶系统、纯电驱动机械作业系统、电机驱动冷却系统、电池热管理系统、驾驶室制冷与采暖系统以及控制系统的多系统整机能量管理一体化仿真平台，可以进行以下方面的仿真分析：

热管理系统仿真分析：基于整机热管理系统模型，掌握整车及关键部件在不同工况下的热量产生、传递和散失，了解整机多个热管理子热系统的性能表现，从而优化热管理控制策略，确保整机多系统的的热安全性、经济性和乘员舱热舒适性。

整机能量流仿真分析：平台可以对整机多种动力驱动模式（纯电、混动）、作业模式以及行驶工况下的能量流动进行仿真模拟，评价行驶系统和作业系统的能量流分布、各系统及零部件的能耗占比、节能因素的贡献度等，进而评估各零部件、子系统和整机的能量消耗、能量回收和能量利用效率等，为优化整机能量管理策略提供依据。

部件/系统匹配与优化：平台基于能量流仿真结果，可以分析各部件之间的匹配性能，发现能量损耗较大的部件和系统，提出可行的优化建议和措施，如优化零部件选型匹配、改进部件设计、调整控制策略等，以提高整机的能量效率和系统性能。

节能策略仿真开发与验证：平台可以模拟不同的节能技术和策略，并进行关键敏感因素关联性分析，验证液压能、机械能或电能等多种能量的回收、存储和利用方法和手段，充分挖掘新能源工程机械的节能潜力，并通过仿真评估其在实际应用中的效果和潜力，为开发高效的节能方案提供支持。

2. 整机能量流测试与能耗评价体系

整机能量流测试是一种针对新能源工程机械多系统能量流动情况的测试方法，通过专业测试设备和方法，对发动机、电池、电机、电控、液压部件、机械执行机构等的能量来源、能量流传递、能量损耗等进行精确测量，全面掌握整机能量消耗分布情况。依托于完备的能量流测试资源，工程院风洞中心具备开展多种典型工程机械（起重机、挖掘机等）在不同运行工况（行驶、作业），在不同环境条件下（常温、高温、低温）整机能量流测试的能力，建立了一套完备的整机能量流测试与能耗评价体系。

基于能量流测试结果，从能量分配的角度对比分析各系统及零部件的能耗水平，优化各部件的匹配，提升各部件运行效率，为各部件的选型设计提供指导，以降低系统的整体能耗，提高整车的能效。

3.能量管理系统优化

通过对整机能量管理仿真结果和能量流测试数据的综合分析，针对整机电驱系统、热管理系统、液压系统、控制系统等，提出了多种切实可行的能耗优化措施，如热管理系统的架构优化、热管理控制策略优化、液压系统管路结构优化、电机匹配优化及工作转速优化、液压控制策略优化等，不仅提升了整机作业系统的性能，还显著降低了整机行驶和多工况作业的能耗。

中汽中心工程院风洞中心能量管理团队将始终致力于汽车、工程机械等行业的热管理/能量管理的开发和优化，基于用户场景和客户需求，确保汽车和工程机械装备的经济性和舒适性，以能耗最低为导向，在各项业务工作中把握新趋势、新赛道，运用新理念、新方法，持续提升核心竞争力，确保自身发展的成效，为高质量发展创造价值、贡献价值。