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AVL-CRUISE-2014-整车经济性动力性分析操作指导书.doc

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：7.67M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    本次计算是以某4×2后驱车为基础，进行零部件建模，整车模型搭建、计算任务设定、计算结果处理等，最终评
    [科技改变生活，学习使人持续进步] AVL CRUISE 纯电动汽车经济性动力性 分析操作指导书 张克鹏
    目 录 第一章 AVL Cruise 2014 简介 .................................... 2 1.1 动力性经济性仿真集成平台 .............................................................................................2 1.2 AVL Cruise 建模分析流程 .................................................................................................. 3 1.3 主要模块功能 ..................................................................................................................... 4 1.4 AVL Cruise 计算任务的设定........................................................................................... 9 第二章 汽车零部件模型建立 ..................................... 14 2.1.软件启动 ............................................................................................................................ 14 2.2.Project 创建 ........................................................................................................................15 第三章 整车动力经济性分析模型连接 ..............................44 3.1.部件之间物理连接 ............................................................................................................ 44 3.2.部件之间信号连接 ............................................................................................................ 45 第四章 整车动力经济性分析任务设置 ...............................49 4.1 爬坡性能任务制定 ...........................................................................................................50 4.2 等速百公里油耗分析.......................................................................................................54 4.3 最大车速分析 ................................................................................................................... 57 4.4 循环工况油耗分析 ...........................................................................................................60 4.5 加速性能任务制定......................................................................................................... 63 第五章 计算及分析处理 ......................................... 66 5.1. 计算参数设置 .................................................................................................................. 66 5.2. 分析处理 .......................................................................................................................... 66 第六章 整车动力性/经济性计算理论 ...............................72 6.1 动力性计算公式............................................................................................................... 72 6.1.1 变速器各档的速度特性..............................................................................................72 6.1.2 各档牵引力.................................................................................................................. 72 6.1.3 各档功率计算.............................................................................................................. 73 6.1.4 各档动力因子计算......................................................................................................73 6.1.5 最高车速计算.............................................................................................................. 74 6.1.6 爬坡能力计算............................................................................................................ 75 6.1.7 最大起步坡度.............................................................................................................. 75 6.1.8 加速性能计算.............................................................................................................. 76 6.1.9 比功率计算.................................................................................................................. 77 6.1.10 载质量利用系数计算................................................................................................77 6.2 经济性计算公式............................................................................................................. 78 6.2.1 直接档（或超速档）等速百公里油耗计算..............................................................78 6.2.2 最高档全油门加速500m 的加速油耗（L/500m）................................................ 78 6.2.3 循环工况百公里燃油消耗量....................................................................................80
    第一章 AVL Cruise 2014 简介 1.1 动力性经济性仿真集成平台 AVL Cruise 是 AVL 公司开发的一款整车及动力总成仿真分析软 件。它可以研究整车的动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能， 是车辆系统的集成开发平台。AVL Cruise 软件已经成功的在整车生 产商和零部件供应商之间搭建起了沟通的桥梁。 该软件与其他整车仿真工具相比，具有以下主要特点： 1.通过模块化的建模方式，可以快速将传统车辆改变为先进动力 传动系统，并支持分层建模，方便客户管理各个子系统。 2.Cruise 内置了很多基于汽车工程应用的计算任务。主要有循 环工况任务、巡航工况任务、最大爬坡度计算任务、稳态行驶性能任 务、全负荷加速性能任务、制动/滑行/反拖任务以及最大牵引车计算 任务等。 3.有大量的电气部件，可用于电动汽车或者混合动力汽车的开 发；立体式全方位的接口，便于进行整车集成测试；也可以对先进动 力传动系统进行分析评价，例如：AT、AMT、DCT 和 GSI 等，其中的 GSP 模块可进行换挡规律的生成和优化。 4.根据预先设定的动力性、燃油经济性或者排放性指标，可以进 行动力参数匹配计算和动力总成匹配计算。 5.内置 Function 函数，用户可以根据自己的需求编写控制策略。 6.Cruise 软件可以与 AVL In-Motion、dSPACE 和 ETAS 等硬件系 统进行耦合仿真，实现车辆动力总成系统的实时(Real Time)仿真；
    也可以调试和分析控制系统，缩短了开发时间并且提高幵发速度。 7.可同时进行正向仿真和逆向仿真。正向仿真是指驾驶员根据车 速要求，通过调整油门踏板和制动踏板，使实际车速跟随目标车速的 过程，这个过程由于存在驾驶员的主观意识和调整过程，因此实际车 速会围绕目标车速呈小幅波动趋势，波动的幅度与控制器的控制特性 有关；逆向仿真是指根据车轮的转矩(功率)需求逆向推导发动机的输 出转矩；只要该需求转矩在发动机可提供的范围内，逆向仿真可确保 实际车速与目标车速完全一致。 8.采用与 Oracle 对接的数据库管理体系，便于进行系统的管理 和资源分配，提高了数据管理的安全性，同时方便实现 Cruise 软件 不同使用群体之间的数据交换和数据读取；强大的数据搜寻和对比功 能，使用户在面对大量的数据的情况下可根据自己设定的边界条件便 捷的进行数据的获取和对比。 1.2 AVL Cruise 建模分析流程 在 Cruise 软件中建立仿真模型时，需要按照一定的流程图逐步 建立整车模型。这样可以避免不必要的错误，防止数据的遗漏，保证 仿真过程的顺利进行。在建模过程中，推荐的仿真流程图如 1 所示。 项目/方案 生 成 车 辆 模 输入参数 物理连接 通信连接 计算任务 设置计算 运行计算 结果输出 图 1 AVL Cruise 建模分析流程图
    1.3 主要模块功能 Vehicle 模块 Vehicle 模块是每个模型的基本组件，在该组件中可以定义车辆 的基本尺寸、重量等参数。每个模型只能有一个 Vehicle 模块。该组 件可以计算得到车轮动态载荷、空气阻力、滚动阻力、坡度阻力、加 速阻力以及车辆总阻力。Vehicle 模块参数输入主界面如图 2 所示。 图 2 Vehicle 模块参数输入主界面 在 Vehicle 模块中，需要输入的主要参数有：油箱容积、较接点 到前轴的距离、轴距、台架试验台的固定点到地面的距离、重心到前 轴的距离、重心高度、前后轮胎压、整备质量、满载质量、迎风面积、 空气阻力系数以及前后轴升力系数等。 Engine 模块 Engine 模块是通过特性曲线和 Map 图来建模的。理论上，要求 使用在试验台架测定的燃油消耗和废气排放图。这些 Map 图是在发动 机的某一工作温度时测定的。而在冷起动模拟时，可以采用温度和摩
    损模块来考虑燃油消耗和废气排放的增加。 如果再输入增压器的一些附加特性(增压器工作压力，进气温度 等),就可以研究增压器对全负荷加速时间的影响。 发动机的数据可以根据新发动机的排量进行相应地缩放。所有与 发动机排量相关的数据都要乘以发动机的排量比。Engine 模块的输 入参数主界面如图 3 所示。 图 3 Engine 模块参数输入主界面 在 Engine 模块中需要输入的主要参数有：发动机排量、气紅数、 冲程数、发动机怠速转速与最高转速、发动机转动惯量、发动机响应 时间、燃油热值以及燃油密度等。 Clutch 模块 Clutch 模块用于模拟手动变速箱的摩擦式离合器模型，最大传 递转矩是摩擦式离合器的主要性能。最大传递转矩可以通过输入的结 构尺寸参数来计算，也可以直接输入。Clutch 可以由 Driver 通过离 合器踏板行程控制，或者由 Clutch Control、Clutch Program 来控
    制。Clutch 模块的输入参数主界面如图 4 所示。 图 4 Clutch 模块参数输入主界面 该模块需要输入的主要参数有：离合器输入、输出转动惯量、离 合器所能传递的最大转矩、离合器摩擦片的内外工作半径、摩擦面数 等。 Gear Box 模块 Gear Box 模块中，考虑了传动比、转动惯量和转矩损失等因素， 将驱动端的输入转矩转换成动力输出端的输出转矩。Gear Box 模块 的输入参数主界面如图 5 所示。 图 5 Gear Box 模块参数输入主界面
    该模块需要输入的主要参数有：挡位数目、各个挡位的传动比、 每一挡位的驱动输入端和动力输出端的转动惯量、每一挡位啮合齿轮 齿数等。 Single Ratio Transmission 模块 Single Ratio Transmission 模块用来模拟主减速器，与 Gear Box 模块类似，不同的是该部件只提供一个传动比。Single Ratio Transmission 模块的输入参数主界面如图 6 所示。该模块需要输入 的主要参数有：主减速比、驱动端和动力输出端的转动惯量等。 图 6 Single Ratio Transmission 模块参数输入主界面 Differential 模块 Differential 模块用来模拟差速器。考虑了转动惯量，该部件 可以把驱动端的输入转矩分成两个动力输出端的输出转矩，或者把两 个动力输入端的输入转矩求和。另外，该部件还提供了差速锁。 Differential 模块的输入参数主界面如图 7 所示。
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