新能源汽车仿真软件需求说明

新能源汽车仿真软件需求说明课程资源名称规格配置技术参数数量适配的硬件模式新能源汽车仿真软件（车用新能源技术三维虚拟实验教学、汽车结构展示与拆装虚拟实验）一、车用新能源技术三维虚拟实验教学系统整套软件需至少包含以下10个实验。（一）永磁同步电机加载实验1.系统采用三维建模模拟真实的实验场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实验操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实验如何开展；7.系统模拟真实的电动机加载实验流程，通过三维场景建模和完善的交互让学生身临其境的去体验了解该实验过程并能查看实验结果数据；8.实验在虚拟室内环境下进行，实验操作场景中对操作设备和电气柜、控制操作台进行合理摆放，能够在控制操作台同时看到被测电机的即时响应；9.系统包含三大模块内容：设备认知、实验前检查、实验过程；10.在设备认知模块，可观察如下设备的结构并了解其作用：电气接线柜、控制操作台、被测电机、联轴器、保护罩、实验台架、交流电力测功机、电源转换器、冷却油泵；11.系统模拟真实的电气接线柜的开关控制，可进行相关操作；12.实验前检查时，需完成以下操作，确保实验环境安全：(1)2号AFF电源处于“停止”状态；(2)3号变频器处于“停止”状态；(3)3号变频器为“手动”；(4)3号变频器“转速/转矩”选择为转矩；(5)3号变频器“转矩转速调节”旋钮处于最小位置；(6)电机控制器“2号加速”旋钮为最小位置。13.可根据系统提示，在控制面板上进行操作，完成实验前检查工作；14.实验前检查完成后，方可进入实验过程学习；15.控制面板上还原真实的设备，包括有Ⅰ号变频器、Ⅱ号变频器、Ⅲ号变频器控制板，每个变频器的操作界面包括运行和故障指示灯、手动/自动的控制旋钮、翻转/停止/正转的调节旋钮、转速/转矩调节旋钮、故障复位虚按钮；16.实验过程包含低速实验和高速实验；17.在低速实验时，系统模拟真实实验操作，闭合整流电气柜里的三相空气开关及控制回路；18.在低速试验时，模拟“数据监控”测试软件，观察测试数据；19.在低速试验时，开启控制柜，需将电机转速调节至1500rpm，可将转矩调节至合适的大小；20.在低速试验时，实验结束后可观察如下测试曲线：(1)驱动电机输出功率；(2)加载电机输出转矩；(3)加载电机输出转速；(4)被测电机输出效率。21.在高速实验时，需将电机转速调节至4500rpm，随后将转矩调节至合适的大小；22.高速实验完成后，可查看如下测试曲线：(1)驱动电机输出功率；(2)加载电机输出转矩；(3)加载电机输出转速；(4)被测电机输出效率。23.实验完成后可点击“实验过程”按钮，重新进行实验；24.系统提供视点选择，用户可快速定位观察控制操作台、操作台屏幕、交流电力测功机以及实验全貌。（二）永磁同步电机原理及空载实验1.系统采用三维建模模拟真实的实验场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实验操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实验如何开展；7.系统通过三维模型和完善的交互让学生进行永磁同步电机的结构认知、了解电机零部件的功能和特点；8.系统包含两大模块内容：电机组成、工作原理；9.在电机组成模块可观察电机的组成结构，点击该部件可查看其功能介绍；10.系统可模拟电机爆炸展示，并且可按照装配顺序进行还原电机；11.可观察电机如下零部件的详细结构：(1)风罩；(2)散热风扇；(3)端盖；(4)转子；(5)定子；(6)接线盒；(7)机座。12.对电机的每个拆分出来的零部件提供功能说明；13.查看完功能介绍后，可再次点击该部件进行隐藏，观察电机内部结构；14.电机组成模块可反复进行多次学习；15.工作原理模块包含三大部分内容：(1)旋转磁场；(2)转子转动；(3)鼠笼作用。16.在旋转磁场模块，可查看相应原理简介，并通过动画展示旋转磁场的形成原理；17.在旋转磁场模块，可观察不同线圈内电流大小随时间而变化，从而产生不同的磁场；18.在旋转磁场模块，可通过改变磁极对数以及线圈通电情况，观察所产生的磁场变化；19.在转子转动模块，可查看相应原理简介，并通过动画展示转子转动的工作原理；20.在转子转动模块，可通过外壳的显影观察电机转动时，内外部的运动状态；21.通过问答题考核、查看典型的四对磁极电动机的“频率-转速”曲线等方式巩固转子转动模块所学内容；22.在鼠笼作用模块，可查看相应原理介绍，并通过动画展示鼠笼作用的工作原理；23.可通过调节线圈的通电情况，鼠笼的有无，观察不同条件下，转子转速随时间变化的关系。24.将模型与对应的特性曲线进行并排布置，能够通过操作通断电等模式看到对应曲线变化，同一界面上支持对模型进行旋转观察。（三）直流电机机械特性实验1.系统采用三维建模模拟真实的实验场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实验操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6、系统提供操作帮助，言简意赅描述实验如何开展；7.系统模拟现实中直流电机机械特性实验的过程，通过三维场景建模和完善的交互让学生身临其境的去体验了解该实验过程并能查看实验结果数据；8.系统可在实验场景内自由漫游，观察实验室及相关实验设备结构；9.系统提供的实验控制装置符合实物规格，操作面板上包括：直流数字电压表、直流数字毫安表、直流数字安培表、智能数字转速表；10.系统提供多视角选择，可快速定位观察控制台上不同面板；11.用户根据系统提示进行操作，还原直流电机机械特性实验操作流程；12.系统包含改变电压、串接电阻、电机磁通这三个实验内容，通过改变实验参数，观察不同情况下电机的机械特性；13.在改变电压模块，可调节旋钮改变电压大小，观察在不同电压条件下，改变电流后，转速的变化；14.可根据系统给出的测点参数，调节电流、电压至对应数值，将对应的转速记录在表格中；15.将实验所提供测点全部测试完毕后，可绘制电压、电流与转速相关的机械特性曲线；16.在串接电阻模块，会在现有线路上串接一个电阻；17.在串接电阻模块，可改变串接电阻阻值、线路中电流，观察不同条件下转速的变化；18.可根据系统给出的测点参数，调节电流、电阻至对应数值，将对应的转速记录在表格中；19.将实验所提供测点全部测试完毕后，可绘制电阻、电流与转速相关的机械特性曲线；20.在电机磁通模块，可改变不同线圈的电流，观察转速的变化；21.可根据系统给出的测点参数，调节不同线圈电流至对应数值，将对应的转速记录在表格中；22.将实验所提供测点全部测试完毕后，可绘制电流与转速相关的机械特性曲线。（四）直流电机原理及调速实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统模拟现实中直流电机原理及调速实训的过程，通过三维场景建模和完善的交互让学生身临其境的去体验了解该实训过程并能查看实训结果数据；8.系统搭建场景支持自由漫游，能通过场景中的电脑显示屏观察曲线变化；可观察电机转速和曲线变化；9.系统支持用户进行电机的结构认知，动画展现电机整体分解过程，显示零部件名称；10.电机结构包括：(1)电机壳(2)自定义轴壳(3)磁体固定器(4)磁体(5)弹性磁体(6)电磁线圈(7)换向器(8)电刷弹簧(9)碳电刷(10)钢轴11.系统动画显示直流电机的工作原理、电流流动方向等；12.系统支持分段进行原理讲解中对模型动画进行控制播放，并伴有文字解说和模型动画对应；13.系统支持用户通过点击不同点位进行视角切换；14.系统提供的数据采集界面包括:WLK程控电源、TK-2B转矩转速、时间曲线、转矩曲线；15.系统支持进行精细的调速操作，包括开机和使用旋钮旋转控制电机速度；16.系统支持用户手动调节电机转速后动画逼真显示电机相关特性变化曲线。（五）单体锂电池实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统提供锂电池的充电和放电两种模式的实验；8.系统提供高度还原的充电设备箱，可以通过面板控制；9.系统搭建室内教学场景，还原实验所需要的设备并陈列在桌面上，包括恒温箱、锂电池、万用表、充电设备，全部实验步骤在桌前进行操作，无跳跃的场景切换；10.充电设备箱控制项包括：充放电选择、充放电方式选择、充电时间、充电电池组；11.系统支持用户在虚拟实训室场景中自由漫游而不受任何限制，支持用户不同视角切换，方便观察实训室及操作；12.充放电的方式提供恒压和恒流两种选择；13.系统可以进行恒温箱的温度设置、电池导线的链接、充电参数的设置、电池电压的测量等操作；14.系统支持充电过程中随着充电时间的减少，显示电量与电压的动态变化。（六）单体铅酸电池充放电实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统提供铅酸电池的充电和放电两种模式的实验；8.系统支持用户在虚拟实训室场景中自由漫游而不受任何限制，实验右上角提供多个快速切视角窗口，支持用户点击后进行视角切换，方便观察实训室及操作；9.系统搭建室内教学场景，还原实验所需要的设备，包括恒温箱、铅酸电池、万用表、充电设备；10.系统支持用户在虚拟实训室场景中自由漫游而不受任何限制，支持用户不同视角切换；11.系统提供高度还原的充电设备箱，可以通过面板控制，控制项包括：充放电选择、充放电方式选择、充电时间；12.充放电的方式提供恒压和恒流两种选择；13.系统支持充放电过程中随着充电时间的减少，显示电量与电压的动态变化；14.系统可以进行恒温箱的温度设置、电池导线的链接、充电参数的设置、放电参数的设置、电池电压的测量等操作；15.从恒温箱移出电池组后，先进行导线的连接，再进行万用表检测，还原真实实验场景与流程；（七）锂电池组充电实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.实训包括锂电池组无均衡充电实训、锂电池组有均衡充电两个实训模块；8.系统搭建室内教学场景，还原实验所需要的设备并陈列在桌面上，包括恒温箱、锂电池、万用表、充电设备，全部实验步骤在桌前进行操作，无跳跃的场景切换；9.系统提供三组不同的电池组，其中差异性包括电池端电压和电池的剩余电量；10.系统支持用户在虚拟实训室场景中自由漫游而不受任何限制，支持用户不同视角切换；11.系统提供高度还原的充电设备箱，可以通过面板控制，控制项包括：充放电选择、充放电方式选择、充电时间、充电电池组；12.系统支持充电过程中随着充电时间的减少，显示电量与电压的动态变化；13.系统可以进行恒温箱的温度设置、电池导线的连接、放电参数的设置、万用表测量电池组电压等操作；14.系统支持使用万用表对三组电池组的电压同时测量，便于进行对照。（八）插电式混合动力汽车多能源工作流虚拟实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统支持用户自由选择单轴并联构型或混连构型开展实训；8.单轴并联式工作模式包含：纯电驱动、联合驱动、纯电发动机驱动、行车发电、再生制动五个子模块；9.纯电驱动模式下能准确反映电池组-电动机-AMT的工作流传递动画，并介绍对应的工况触发模式；10.联合驱动模式下能准确反应发动机-离合器-电动机，并与电池组-发动机的能量合流传递到AMT的工作流动画，并介绍对应的工况触发模式；11.纯电发动机驱动模式下能准确反映发动机-离合器-电动机-AMT的工作流传递动画，介绍对应的工况触发模式；12.行车发电模式下能准确反映发动机-离合器-电动机-AMT的工作流传递动画，同时电动机为电池组充电，介绍对应的工况触发模式；13.再生制动模式下能准确反映AMT-电动机-电池组的工作流传递动画，并介绍对应的工况触发模式；14.混连构型模块中，可分别介绍离合器断开和闭合的两种模式下的工作流传递，其中离合器断开提供以下工作流传递的动画，并介绍对应的工况触发模式：(1)纯电动驱动；(2)串联APU单独驱动；(3)串联APU与动力电池联合驱动；(4)串联APU行车充电；(5)再生制动；15.混连构型模块中，离合器断开提供以下工作流传递的动画，并介绍对应的工况触发模式：(1)发动机单独驱动；(2)发动机和主驱动电机并联联合驱动；(3)发动机和ISG电机并联行车充电；16.系统包含发动机、自动离合器、电动机、电池组、AMT等设备的三维模型，可通过透视观察传动系统结构；17.系统支持用户针对不同的构型，分别支持纯电动驱动、联合驱动、纯发动机驱动、行车发电、再生制动几种模式开展实训。(九)插电式混合动力汽车动力系统参数虚拟匹配设计实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统支持混合动力驱动、发动机单独驱动、电机单独驱动、负载及电机/发动机、电机/电池成本参数的设置；8.提供的三种动力驱动模式中，混合动力驱动、发动机单独驱动、电机单独驱动可设置的参数包括：最高车速、平均爬坡速度、最大爬坡度、加速时间；9.系统支持对测试车轮的车型进行选择，并提供车长、轴距、质心高度、车轮半径、迎风面积等；10.系统支持用户对电池soc上下限的设置、空气阻力系数；11.系统支持对发动机的附件功率、开启电机空调的功率设置、对发动机的功率和扭矩进行设置；12.系统支持对电机的功率进行设置，并填写电机成本、寿命等；13.系统支持对变速箱的速比上下限设置和主减速器的主减速比的上下限设置；14.系统支持对电池组、变速箱、主减速器等参数设定，也提供默认的初始数值，按照用户测试目的进行自由组合；15.系统提供不同功率的发动机有108kw、132kw、147kw、162kw可选；电机型号6种不同功率可选；16.系统可进行优化部件设置产生三种方案：基于经济寻优、基于动力性寻优、基于综合性寻优；并能够对三种方案进行分析，并以图表的形式动画展现优化分析结果。17.寻优结果的对比维度包括：油耗、电耗、最高车速、最大爬坡度、动力性能评分、综合性能评分等。(十)混合动力虚拟实验1.系统采用三维建模模拟真实的实训场景；2.系统支持用户从任意视角、任意距离观察场景元素；3.系统提供智能操作提示功能，引导用户完成整个实训操作；4.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理；5.系统须优化处理，确保实时运行帧数高于25帧/秒；6.系统提供操作帮助，言简意赅描述实训如何开展；7.系统支持用户在虚拟实训室场景中自由漫游而不受任何限制，支持用户不同视角切换，方便观察实训室及操作；8.系统支持用户进行实训室设备认知并显示设备名称，设备包括：(1)开关控制箱；(2)AFE控制箱；(3)电池模拟器；(4)混合动力操作台；(5)测功机；(6)变速箱；(7)电机；(8)离合器；(9)发动机；(10)外水循环系统；(11)油耗仪；9.实验前期准备工作包含以下操作步骤：(1)打开混合动力操作台总开关；(2)电机网机上电；(3)打开AFE和F7变频器电源开关；(4)排风机上电；(5)操作台上电；(6)打开混合动力软件；10.系统支持用户针对不同的构型，分别支持纯电动实训、纯发动实训、混合动力实训、实训分析几种模式开展实训；11.系统支持混合动力系统采集参数包括：电机转速、发动机转速、目标车速、实际车速、电池电量与车速耦合曲线；12.混合动力系统性能检测的采集数据曲线包括：时间-整车车速、时间-发动机转速、时间-电机转速曲线；13.支持三种曲线同屏显示，便于对照分析联系；14.纯电动实验模块系统按照每秒间隔标准进行实验数据记录，包括有车速、发动机转速、电机转速、测功机转速、测功机输出转矩等，并记录不少于15组的数据结果；15.系统支持模拟在纯发动机实验中，通过油门控制发动机的转速；16.纯发动机实验中，能够展示发动机-离合器-发电机-AMT的能量传递过程，与性能检测的实验面板进行辅助说明；17.实验提供电池模拟系统，包括数据查询、电能计量、电压-时间、电流-时间曲线、电池soc状态等功能；18.实验结束后，可按照实验前的准备工作逆向进行，还原真实实验中的操作步骤。二、汽车结构展示与拆装虚拟实验1.系统需针对车辆工程相关专业配套开发汽车结构展示与拆装虚拟实验，可在网上开展虚拟实验课程，课程模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相似的实验环境；2.系统提供操作帮助，言简意赅描述实验如何开展；3.系统支持用户从任意视角、任意距离观察实验设备和实验现象；4.系统采用三维建模模拟真实的实验场景；5.系统画面效果精美，采用虚拟现实实时渲染处理