CRUISE_整车性能仿真平台

TMADVANCEDSIMULATIONTECHNOLOGIESAVLCRUISEV3.0AVLCRUISEV3.0----整车性能仿真平台彭栋AVL李斯特技术中心2改善整车及部件性能(燃油经济性/整车动力性)可以在一定范围内优化车辆及传动系参数评价概念新车(如：混合动力车、燃料电池车)分析动力传动系瞬态效应车辆热管理系统设计CRUISECRUISE简介简介3传统车辆仿真及传动系分析应用于发动机及整车开发过程中标准应用(如，燃油经济性、满负荷加速测试、爬坡性能及牵引力曲线图)应用领域新型传动方案概念研究集成化研究方案使并行工程在车辆开发过程中的应用成为可能包括机械、电器、热管理及控制系统稳态及瞬态工况动力传动系刚性及弹性模型4HONDAAsakaPORSCHEVWAGHarleyDavidsonMMCFusoT&BCorp.NISSANNISSANDieselSUBARUHYUNDAIMotorCo.RenaultSamsungMotorsGMDAT(Daewoo)TATASsangYongMotorFAWDFMCheryAshokLeylandMahindra&MahindraTOYOTATVSMotorChinaEngineCorp.KarmannFORDOtosanORDCTheseandmore…MichelinChinaMotorCorp.RENAULTBMW不同的汽车车型整车供应商轿车货车、公交车两轮车辆(摩托车）专用车汽车工业部件供应商发动机变速箱轮胎...用户范围5Road/Environment动力传动系建模ASCABSMotronicSpeedLimiterGearCont.ClutchCont.DriverDrivingCycle循环行驶工况Gradability爬坡性能ConstantSpeed稳态行驶Acceleration加速性能Cruising巡航行驶Traction牵引力特性Braking制动性能Maps发动机工作状态6Driver快速逐元件模型化7建立一个模型从元件库中直接拖放建立机械连接建立输入输出信号联接计算结果在线监测8组件属性窗口组件特性主窗口整车建模9循环行驶工况CycleRun爬坡性能分析ClimbingPerformance稳态行驶性能分析ConstantDrive各挡性能计算RuninallGears最高车速计算MaximumVelocity全负荷加速性能计算FullLoadAcceleration各挡最大加速度计算MaximumAccelerationinallGears原地起步连续换档加速性能计算ShiftingGearsfromStandstill超车加速性能计算Elasticity最大牵引力计算MaximumTractionForce巡航行驶工况计算Cruising制动/滑行/反拖性能分析Brake/Coast/Thrust计算任务（CalculationTasks）计算任务定义10CycleRun-循环行驶工况选择适用于汽车工程的测试规范11行驶循环：目录：%CRUISEHOME%\PROFILES\„ECECityCycle(ECER15):ManualGearBoxes..............….UDC_man.proAutomaticGearBoxes..........….UDC_aut.proCVTGearBoxes.................…...UDC_CVT.pro„ExtraUrbanDrivingCycle(EUDC):ManualGearBoxes..…………..EUDC_man.proAutomaticGearBoxes………....EUDC_aut.pro„MVEG(EUDC-EFZ):ManualGearBoxes…......……..NEDC_man.proAutomaticGearBoxes....…..…NEDC_aut.pro„USCityCycle(FTP72withoutbreak)………................…......………...ftp72.pro(FTP75withbreak)………..........................………..ftp75.pro„USHighwayDrivingCycle(HDC)......................……………..…....highway.pro„Japan10/15Mode:ManualGearBoxes......…..…...ja1015_man.proAutomaticGearBoxes...……...ja1015_aut.pro„IndianDrivingCycle(IDC)....................................…….…..IDC.proCycleRun-循环行驶工况12提供报告自动生成模板图形输出文本报告CycleRun-循环行驶工况13„计算所有车速下车辆可以克服的道路最大坡度„起步坡度计算：计算各挡下，以一定加速度起步可以克服的道路最大坡度ClimbingPerformance-爬坡性能分析14各档最大爬坡度计算：各档最大爬坡度(％)ClimbingPerformance-爬坡性能分析15计算子任务SubTasks„各挡性能计算RuninallGears计算所有档位，不同车速下的稳态油耗和排放值„最高车速计算MaximumVelocity计算结果为实际最高车速，传动系速比优化值，理论最高车速理论最高车速值可以通过在模型中修改传动系速比来实现ConstantDrive-稳态行驶性能分析16ConstantDrive-稳态行驶性能分析各档CO排放(g/100km)各档油耗（l/100km)17当前最高车速为:226.84km/h基于最高车速的主减速器优化速比：3.0*1.145=3.435采用该速比，最高车速可以达到:232.66km/hConstantDrive-稳态行驶性能分析18计算子任务SubTasks„加速度特性曲线计算MaximumAccelerationinallGears计算各挡油门全开时的加速度曲线，包括从发动机怠速到最高转速，汽车不同档位、不同发动机转速的车速－加速度特性曲线„原地起步连续换档加速性能计算ShiftingGearsfromStandstill计算汽车原地起步连续换档加速到最高车速的车速、加速度特性„超车加速性能计算Elasticity模拟计算汽车从一定起始车速到目标车速的加速过程，可以考虑换档加速或不换档加速。FullLoadAcceleration-全负荷加速性能计算19FullLoadAcceleration-全负荷加速性能计算各档最大加速度(m/s2)20加速度(m/s^2)车速(km/h)加速距离(m)发动机转速(rpm)档位(－)原地起步连续换档加速性能计算：FullLoadAcceleration-全负荷加速性能计算21加速度(m/s^2)车速(km/h)加速距离(m)发动机转速(rpm)档位(－)直接档超车加速性能计算：FullLoadAcceleration-全负荷加速性能计算22„计算不同档位、不同车速下，汽车的最大牵引力MaximumTractionForce-最大牵引力计算23MaximumTractionForce-最大牵引力计算24MaximumTractionForce-最大牵引力计算25与循环行驶工况相似（不同点：循环行驶工况：目标车速巡航行驶工况：限制车速）额外的信息：„限制车速„最大加速度„最大减速度Cruising-巡航行驶工况26Cruising-巡航行驶工况发动机转速工作点分布(－)27„制动性能„滑行分析（制动力为零，空挡）„反拖性能（制动力为零，带档）Brake/Coast/Thrust-制动/滑行/反拖性能分析28详尽的部件研究各部件仿真记录所有部件单元通用结果每一个计算步骤29混合动力车辆模型-串联模型各种不同的车辆和车辆传动系统30混合动力车辆模型-并联模型评价新概念车辆混合动力车、燃料电池车，含电动摩托车等31变速箱的性能研究变速箱详细模型研究变速箱模型逐元件建模研究其对燃油经济性和动力性的影响评估传动系控制部件控制策略应力循环分析OutputShaft13452InputShaftClutchGearRatioGearSpacingTorqueFactor13,6661,571122,3331,465131,5921,7851,59240,8921,5090,89250,5911PreferredLayout32全驱动汽车结构简图6x6车辆结构图6x6车辆CRUISE模型图33常用数据列表的使用常用数据列表:将用户经常使用到的一些数据放置在一个列表中，这样便于用户进行修改34宏组件的使用宏组件库跟其它的组件库列在一起，它的使用跟其它的组件库相同，它包含了用户定义的宏组件，可以通过拖拽的方式将需要的宏组件加入到车辆模型中去35可优化参数速比车辆重量发动机排量风阻系数轮胎动力半径优化目标燃油经济性排放性能动力性BestGearRatio?CRUISE中参数优化36CRUISE的计算模式简单计算矩阵复合运算（参数优化计算）组件优化计算项目优化计算37用户可以自己定义期望的目标函数（如：油耗，排放，性能或是数值确定的函数）用户可以根据自己的定义在短时间内得到最优的组合结果，并可以得到相关的组合数据表计算结果分析：三维立方体的参数化研究38模型组件优化39计算项目优化40模型定义联合仿真结果评价WORKFLOW工作流程CRUISE与BOOST联合仿真41CRUISE中发动机模型静态发动机模型通常由台架试验得到BOOST中发动机模型与发动机循环模拟的接口发动机MAP图预先计算模式在线瞬态计算模式EngineTorque,FuelConsumptionEngineSpeed,LoadSignalCRUISE与BOOST联合仿真42计算结果BOOST计算得到的静态特性曲线可以用于CRUISE的仿真计算Stationary--静态计算模式43瞬态与静态计算结果的比较发动机瞬态扭矩发动机稳态扭矩计算结果稳态车速瞬态车速44车辆热管理系统：冷却系统设计接口AVLBOOSTFlowmasterVTMS控制逻辑的设计VehicleThermalManagementSystem车辆热管理系统设计45产品开发任务产品开发任务模拟计算产品定型试验技术设计工艺转鼓试验台架试验道路试验验证试验优化设计数据输入、调试、模拟计算验证模型建立……CRUISE的应用实例46CRUISE的应用实例47最高车速计算与试验结果对比CRUISE的应用实例车速CRUISE106.97试验值107.5048次高档加速计算与试验结果对比曲线30354045505560657075800510152025303540455055时间（s）车速（km/h）次高档加速CRUISE计算结果次高档加速试验结果CRUISE的应用实例49最高档加速计算与试验结果对比曲线30354045505560657075808590051015202530354045505560657075车速（km/h）时间（s）最高档加速CRUISE计算结果最高档加速试验结果CRUISE的应用实例50起步连续换档加速计算与试验结果对比曲线0102030405060708090010203040506070连续换档加速CRUISE计算结果连续换档加速试验结果加速时间（s）车速（km/h）CRUISE的应用实例51次高档等速行驶百公里燃料消耗量计算与试验结果对比曲线4045505560657075801012141618202224262830车速（km/h）次高档等速行驶CRUISE计算结果次高档等速行驶试验结果百公里燃料消耗量（L/100km）CRUISE的应用实例52最高档等速行驶百公里燃料消耗量计算与试验结果对比曲线404550556065707580859095100101214