动力性经济性仿真分析浅谈

2018-05-16 14:41:29·  来源:北汽股份汽车研究院  
   
汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度,通常由最高车速、加速时间、最大爬坡度三方面指标确定。
汽车动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度,通常由最高车速、加速时间、最大爬坡度三方面指标确定。

汽车燃油经济性是指在保证动力性的条件下,汽车以尽量少的燃油消耗量经济行驶的能力,通常由一定运行工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程来衡量。

动力性经济性仿真分析的意义

动力性经济性仿真分析是项目开发过程中必不可少的一个环节,通过仿真分析,支持动力总成选型,可以初步评估动力性经济性是否满足预期指标,与市场竞品车对比是否具备足够的竞争力,从而降低项目开发风险,同时通过仿真分析,可以缩短项目的开发周期及减少试验验证的费用。综合以上,动力性经济性仿真分析在整个项目开发中具有极为重要的意义。

动力性经济性仿真分析的范围
目前动力性经济性仿真主要为WOT状态(100%油门),主要涵盖以下分析项目:

① 最高车速性能

② 最低稳定车速性能

③ 爬坡性能/坡起能力



④ 起步连续换挡加速性能



⑤ 超越加速性能



⑥ 等速工况油耗性能



⑦ NEDC工况油耗性能



后续逐渐对标POT性能,并完善POT性能的动力性经济性仿真分析。

动力性经济性仿真分析软件

目前整车厂进行动力性经济性仿真分析软件略有不同,国内主流软件有AVL-Cruise,GT-Drive及偏向能量流分析的AMESim软件,也有部分公司采用Matlab软件进行二次开发,形成公司内部使用的分析工具。

AVL-Cruise软件在国内汽车企业应用较为广泛,该软件易于掌握,常用动力性经济性仿真分析工况作为模板已在自带模型体现,使用者通过稍微修改参数即可进行粗略仿真。

GT-Drive软件在国外公司应用较为普遍,该软件入门使用稍难,自带模型仿真工况单一,需采用专家模式创建,但建模灵活度较高,可对模型参数进行变量定义并进行DOE分析,且有丰富的控制模块进行逻辑控制。

AMESim软件国内企业应用较少,该软件更侧重于进行能量管理分析,需对冷却相关系统进行单独建模,并作为子系统与整车交互数据,输出仿真结果。

Matlab主要应用于控制模块逻辑的编写,系统内没有集成好的整车各功能模块(发动机,变速箱,整车等),所以单独建立动力性经济性仿真模型较为复杂,该软件更多应用于特殊功能模块的逻辑控制并与其他软件进行联合运行仿真。



动力性经济性仿真分析的发展趋势

目前动力性经济性仿真分析,仅局限于单一软件已无法满足系统设计优化及更高准确度的要求。
通过采用专业的优化设计软件与动力性经济性仿真分析软件耦合,可进行系统参数的单目标或多目标全局优化。





通过系统,子系统分别建模,并最终耦合为整车大系统的三级系统建模方式,可以更准确地预测整车动力性经济性表现。





动力性经济性仿真分析是动力性经济性开发不可缺少的环节,通过仿真分析结果可初步判定性能目标达成的可行性;通过与优化软件的耦合运行,可对变速箱速比,风阻系数等多参数优化,寻求动力性与经济性最佳平衡的方案;通过系统级模型建立,可分析不同系统的能量流动与损耗,指引节能优化的方向。

 

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