AVL_CRUISE_2014_整车经济性动力性分析操作指导书

[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 (53)

4.3 最大车速分析 (56)

4.4 循环工况油耗分析 (59)

4.5 加速性能任务制定 (62)

第五章计算及分析处理 (65)

5.1. 计算参数设置 (65)

5.2. 分析处理 (65)

第六章整车动力性/经济性计算理论 (71)

6.1 动力性计算公式 (71)

6.1.1 变速器各档的速度特性 (71)

6.1.2 各档牵引力 (71)

6.1.3 各档功率计算 (72)

6.1.4 各档动力因子计算 (72)

6.1.5 最高车速计算 (72)

6.1.6 爬坡能力计算 (73)

6.1.7 最大起步坡度 (74)

6.1.8 加速性能计算 (74)

6.1.9 比功率计算 (76)

6.1.10 载质量利用系数计算 (76)

6.2 经济性计算公式 (76)

6.2.1 直接档（或超速档）等速百公里油耗计算 (76)

6.2.2 最高档全油门加速500m的加速油耗（L/500m） (77)

6.2.3 循环工况百公里燃油消耗量 (78)

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。

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