AVL CRUISE_车辆系统开发平台_基础简介_newversion

AVLCRUISE:车辆系统开发平台软件基本功能介绍李斯特技术中心（上海）有限公司先进模拟技术部2No.CRUISEIntroductionsAVL/AST车辆系统开发所面临的挑战符合用户需求的车辆不同性能间的“最佳平衡”寻求满足设计要求的不同系统和零部件之间的“合理组合”RESORCES开发过程中所需开发时间和开发成本的“有效降低”3No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTAVLCRUISE软件基本功能简介车辆基本性能的分析和评价车辆传动系统匹配及参数优化概念新车评价(如：纯电动汽车，混合动力车、燃料电池车)先进动力传动系统的分析评价(换档控制策略的生成及优化:AT,AMT,DCT,CVT,GSI）车辆零部件子系统特性分析复杂道路条件下的车辆性能研究（从SiL到HiL）4No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE:方便快捷的系统环境CRUISE–车辆系统的集成在短时间内可以便捷的改变车辆的结构布置形式可以快速便捷的将传统车辆改变为混合动力汽车可以快速实现先进的动力传动概念(AMT,DCT,…)有大量电气部件，可以用于电动汽车设计开发便于车辆控制系统的开发和研究车辆模型的搭建过程简捷易懂采用模块化建模理念，早期建模阶段所需参数较少伴随开发过程的不断深入，整个模型会不断完善提供与ORACLE系统的接口，方便进行数据管理内置大量的计算任务动力传动系统的优化设计传动系统的参数优化动力总成的匹配优化动力总成子系统的集成5No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTAVLCRUISE软件的适用范围传统车辆混合动力及纯电动汽车先进动力传动系统研究2轮及3轮摩托车研究公交车，卡车及拖挂车研究特种车辆研究6No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTHIGHLOW0102030405060708090100FuelConsumptionPotential(%)BaselineNEDChotParallelHybridPower-SplitSerialHybridIdealHybrid1-Clutch2-ClutchBeltTransm.integr.DriverDemandAccelerationVelocityBaselineOptimised基本性能研究总成构架评价换档品质分析混合传动研究控制策略设计能量分配管理CRUISE软件基本应用示例7No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE进行车辆动力学仿真考虑的问题燃油经济性及排放性能发动机的摩擦传动系统的损失米其林滚动阻力矩模型BOOST后处理模块车辆行驶动力性动力总成动态建模仿真模式的选择驾驶员模型的影响与BOOST软件的耦合仿真(瞬态发动机)平顺性，操纵稳定性和换档品质与AVLDRIVE软件联合与CarMaker软件联合传动系统的详细模型DOE8No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTAVLCRUISE:整车基本性能开发的仿真分析平台9No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE基本计算任务定义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/Thrust10No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE的部分车辆性能的计算结果加速性能计算循环油耗计算等速特性计算爬坡特性分析牵引力计算牵引功率计算11No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE内置的先进计算模式简单计算对于已经搭建好的模型进行特定计算任务的计算矩阵复合计算(DOE参数化研究)对模型中参数进行优化(向量形式,单参数形式)动力总成匹配优化计算动力总成架构形式的研究动力总成部件的匹配研究计算项目批处理计算在同一次计算中可以完成多个项目的对比计算节省计算时间，提高计算效率12No.CRUISEIntroductionsAVL/AST多目标组合优化分析优化结果矩阵立方体组合多参数图表组合13No.CRUISEIntroductionsAVL/AST能量流向及动力分配示意图PowerDistributionforUDC@150s/50kph14No.CRUISEIntroductionsAVL/AST零部件特性研究：分层建模子系统单独测试整车模型快速搭建主系统和子系统分工明确模型可重复使用，缩短开发周期15No.CRUISEIntroductionsAVL/AST子系统模型搭建及测试子系统的快速建模无需整车其它零部件参数可完成大多数整车测试工况模型可直接用于HiL分析发动机测试模型16No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTAVLCRUISE:用于先进动力传动系统开发的平台17No.CRUISEIntroductionsAVL/AST标准的自动变速系统模型－AT标准的自动变速系统:组件库中有各种已经定义好的传动系统元件可供直接使用（如：液力变矩器，变速箱等）可以对车辆的各种性能进行仿真分析，并对动力总成的传递特性进行研究可以方便的扩展为其它更加复杂的自动变速系统18No.CRUISEIntroductionsAVL/AST机械式自动变速系统－AMTEngineSpeed–rpmEngineTorque–Nm拥有可与传统手动变速系统媲美的传递效率可避免AT车的液力变矩器所造成的损失降低了驾驶员在车辆操纵过程中作用，有利于提高车辆性能行驶稳定性和舒适性有所提高19No.CRUISEIntroductionsAVL/AST动力不间断传递的先进传动系统－DCTEvensidewithgear2,4and6Oddsidewithgear1,3and5成熟的机械元件及控制策略:可供直接使用的DCT元件及控制策略元件可进行档位同步问题的考虑起步过程中对离合器特性的考虑对于车辆运行过程中发动机和电机扭矩特性的考虑对于制动压力的考虑(用于能量回收制动控制)20No.CRUISEIntroductionsAVL/AST无级式自动变速系统－CVT用来模拟无级变速器的性能可供直接使用的控制策略元件油门及车速的延迟特性考虑多参数的速比控制策略21No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTGSP–GEARSHIFTINGPROGRAM自动变速箱换档控制策略的生成及优化机械式自动变速系统(AMT,DCT,GSI)GSP控制策略生成液力自动变速系统(AT)GSP,LUCP(考虑液力变矩器离合器的锁止功能)无极变速系统(CVT)CVT换档控制策略22No.CRUISEIntroductionsAVL/AST2222GSPWizard基于车辆性能和燃油消耗，利用简单的方法生成换挡控制策略；需要的参数较少，适用于初级用户。GSPGeneration为高级用户快速高效的计算GSPmap考虑多驱动模式和路面坡度优化GSPmap生成的GSP输出到TCU用于车辆标定GSPOptimization基于给定的循环工况计算最优档位优化可以同时兼顾燃油消耗和排放限制考虑驾驶性能范围对于AT，考虑液力变矩器的锁止状态CRUISEGSP：换档规律生成及优化工具解决方案23No.CRUISEIntroductionsAVL/AST对混合动力汽车HEV‘s进行快速建模EngineWheelWheelGearbxMotor快速完成HEV快速建模过程方便进行动力传动系统的搭配，极大的节省了建模的时间可以便捷的实现能量分配控制策略极大的降低了车辆的开发成本24No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTFuelConsumptionhighlowICE1,2,3,…EM1,2,3,…BAT1,2,3,…DOESTUDYHEV的零部件选型及参数优化25No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTHEV传动系统可行性研究HEVC_M1b/CALCULATION/EMM_PMU/VEH_ONPrinted20-Dec-200618:04:34VEH_ONen:Entry_VEH_ON();du:During_VEH_ON()du:F_Traction_Driver();en=Entry_VEH_ONfunctiondu=During_VEH_ONfunctiondu=F_Traction_DriverfunctionENG_OFFENG_STOPENG_STARTENG_RUNOffC=ENG_StopCfunctionOffC=ENG_OffCfunctionrunC=ENG_RunCfunctionstartC=ENG_StartCfunctionParametersfortheHEVSystemareoptimised,foreachcycle;theparametersandmapsareinputvaluesdependingontheCoursesignal.TheinternalstructureoftheStatemachineisnotchanged/varied.[ENG_OffC()][ENG_StartC()]2[ENG_RunC()]1[ENG_StopC()][ENG_RunC()]车辆模型&HEV动力系统研究Matlab/Simulink/Stateflow环境中的HEV控制器0520Power[kW]CrankingTime[s]零部件规范确定CriticalSatisfyingBrilliant25e-Mot26No.CRUISEIntroductionsAVL/AST在CRUISE中搭建过的HEV模型来源:AVLHEV仿真分析研讨会27No.CRUISEIntroductionsAVL/AST在CRUISE中搭建的不同的HEV模型所有模型均采用闭环控制，其控制器模型在Matlab/Simulink/Stateflow环境下搭建28No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTAVLCRUISE:整车性能仿真分析的开放式平台29No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE立体式全方位的接口VehicleDynamicsAVLDRIVEMATLAB/SIMULINKAVLBOOSTC,FORTRANCodesAVLCL30No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE和BOOST耦合建立集成的VTMS仿真平台EngineCoolingEnginePerformanceVehicle发动机BOOSTRT润滑和冷却系统驱动系使用同一个计算内核进行多个子系统的模型计算子系统的建模方法:CRUISE(车辆，驱动系，混合动力系统,…),BOOSTRT(发动机,冷却系和润滑系统)31No.CRUISEIntroductionsAVL/ASTCRUISE与Matlab®的耦合仿真CRUISE软件与MatLab®的接口允许客户自定义模型元件以及相关的控制策略，便于客户自己进行复杂控制。CRUISE与Matlab®有三种连接方式CRUISEInterfaceCRUISE与MatLab®的联合仿真分析(MatLab®在前台，而CRUISE