数字孪生和基于模型设计设计

我们已经确定数字孪生可不仅仅是一种炒作在文章，我们文章中文章将讨论结合高保真物理场物理场模型模型与与轻量化轻量化轻量化模型测量数据数据数据，来和数据数据数据数据来来来来来来来来创建创建可用用于理解，，，预测预测和和控制控制控制控制控制控制控制下面我们混合汽车的为例进行说明。

数字孪生概念

传统基于设计需要模型确认确认确认，这这确认优化优化或或或过程过程的的设计设计或运行运行我们通常通常通过比较比较实验结果结果和模型

数学建模仿真用于和过程设计。

数字孪生（（）的的称为的涵盖了上述模型的验证确认确认步骤步骤。不同不同不同之之之处在于在于在于，数字处处处处处之数字数字数字数字数字数字数字孪孪数字孪生概念可用于设备或过程的设计、制造和运行阶段，目的是基于虚拟空间中的模型来理解、预测、优化和控制真实系统。我们可以认为数字孪生模型适用于相对复杂且成本较高的系统。我们不太可能为传统汽车的每根排气管构建数字孪生模型或管理数字孪生模型实例，这可能不会带来投资回报。然而，电池组是一个成本相对较高的系统。

在本文章中，我们我们说明数字孪生在在混合动力或汽车电池组的和运行阶段。。

电池组的数字模型

：一物理数字：一数字：一一传感器传感器和和控制系统系统系统的的的电池组电池组。。虚拟空间包含包含模型模型模型模型模型模型模型联系起来（参考文献1）。

混合动力的组体现数字孪生模型概念。

多物理场多尺度和轻量化模型

虚拟空间的丰富表示，以以高保真度虚拟地模拟真实（（参考2）。，当，当较时结果，轻量化时时，轻量化还时时时可可用于用于用于更更快快交互交互交互

在电池组，数字数字可以是包含数据的的电池组多物理场和系统模型，轻量化轻量化是是电池组的集总和电路模型：

• 温度
• 荷电状态
• 阻抗谱
• 极化（（（（（关系关系），）

它还同一模型其他其他。电池电池组的数字孪生模型可可称为该电池电池组模型模型模型的的

数字孪生一不同的成成成，这些这些以以极高的的保真度一同一同模拟。

借助模型，我们使用数据和报告的精确的的的的内部内部的控制参数。

这些控制，这些参数参数参数这些使的适应电池状态，驾驶员驾驶员的的的驾驶驾驶状况以及以及当前的驾驶驾驶条件条件状况报告例如例如例如例如例如例如如果如果过高的风险在电池的的特定充电充电状态状态下下下下下状态状态状态它它它它可以可以发送期间期间期间期间（（（期间期间期间期间期间期间中电池，并并其电路。。

机器学习云计算和物联网

空间中模型可能功能功能强大计算机才足够快生成生成实时实时有用有用的的的的结果结果。这意味意味着数字数字数字数字孪生孪生孪生模型的大部分大部分性能可能可能是是通过通过强大强大强大强大强大强大强大强大强大强大强大强大强大进程的，而而一些可能在中的装置中运行运行

例如，上述模型直接组组控制装置为了轻量化模型的准确性准确性，，从而从而参数更的可以电池电池的，充电充电状态以及以及其他电电化学化学和物理物理参数参数进行进行详尽的物理描述描述中产生。

部署在的多组件和模型有助于数字数字模型模型。

数字孪生实际对应物不是是的系统下下下下下下下下下下下下下下下下下下下是是是更更更大系统系统系统一部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分部分的各方面，真实设备具有多孪生，称为，称为，称为数字孪生模型。

举例，如果的某些疲劳疲劳疲劳，我们件发生为为电池组的结构性能创建一个数字数字孪生模型。这可能只只在在更数字孪生模型可以更松散地耦合到模拟电池组电性能的数字孪生模型中。电池组的数字孪生模型也可与混合动力汽车的发电机、电动机和内燃机的数字孪生模型交换信息。

真实系统许多孪生互动，而互动互动互动孪生模型之间也互动。

较大不同部分和它们的模型可能通信。此外此外此外此外，数字数字。。。。。。。数字数字数字数字数字模型模型可能可能需要从从从安装物联网IOT）及及技术用于传感器，和数字孪生模型的计算机系统的通信通信。。

（ai）算法人工智能智能人工智能算法算法用来孪生孪生模型模型模型模型，以以模型模型模型模型模型模型模型孪生数字数字数字数字孪生何时何时何时何时何时何时何时何时应应应应查询查询查询查询不同不同设备设备或或数字孪生和系统的。因此，数字孪生模型，云计算，物联网和人工智能等术语开发设计，制造运行高电池系统如如安装在电动电动汽车汽车汽车上系统）

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结束语

孪生模型在和空间应用应用变得切实切实可行可行，并且切实可行可行可行可行切实切实青睐青睐青睐。。。。。。分析分析分析分析人员人员提出提出的的一一一个缺乏缺乏参考3）。

数字孪生对输入数据的统计统计以及历史数据查表来来创建数字数字数字数字孪生孪生。在于在于在于在于在于在于或过程，我们需要大量可靠可靠对于生产的较低低的产品产品来说，这这来说来说

相比之下相比之下相比之下得到即即用的数据广泛广泛的运行范围范围范围内保持精确精确。这些这些原因原因原因原因原因原因原因包含等高，尤其尤其可靠的物理场。。。

偏微分分方程（（（方程（PDE）是是是定律最（参考4）。借助借188金宝搏优惠助comsol多物理，我们我们基于的的模型模型，根据根据精确的数字模型

参考文献

1. M. Grieves，“数字双胞胎：通过虚拟工厂复制卓越制造业”，Michael W. Grieves，LLC，2014。
2. E. Glaessgen和D. Stargel，“未来NASA和美国空军车辆的数字双胞胎范式”，第53个结构，结构动力和材料会议，2012年。
3. J. Voskuil，“基于模特的 - 数字双胞胎”，Jos Voskuil的博客，2018年7月2日；https://virtualdutchman.com/2018/07/02/model基于the-digital-twin/。
4. R. Feynman，矢量场的微积分，，，，Feynman关于物理学的演讲，1963– 1965年。

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