基于Cruise的纯电动轿车动力学仿真研究
基于Cruise 电动车整车性能参数匹配及仿真分析
基于Cruise 电动车整车性能参数匹配及仿真分析冯红晶【摘要】The power matching of the electric motor,battery and transmission ratio is designed according to the vehicle parameters and the vehicle performance indicators.The vehicle simulation model,the electric motor and the battery model were built for analyzing the power performance and the economy performance based on the Cruise simulation software.Results show that the maximum velocity,the acceleration time of the 0-75m and the 0-80km/h,and the driving range act well with the design stly,real vehicle test about the power performance and the economy performance were carried out on the car and the results were basically consistent with the simulation results.This further demonstrated the validity of the power system design based on Cruise simulation software.%根据整车参数和整车性能指标对电动车的电机、电池以及传动比进行动力匹配设计,利用Cruise仿真软件建立整车模型、电机以及电池模型,对其动力性和经济性进行仿真分析.由仿真结果可知,最高车速、0～75 m加速时间、0～ 80 km/h加速时间以及续驶里程均符合初步设计要求.对电动车的动力性及经济性进行道路试验,对比道路试验与仿真分析的结果,发现道路试验所测数据与仿真结果基本符合,验证了基于Cruise的整车性能参数匹配的合理性和所建模型的准确性.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】7页(P16-22)【关键词】电动车;动力匹配;整车模型;仿真分析;动力性;经济性;道路试验【作者】冯红晶【作者单位】北京新能源汽车股份有限公司,北京102606【正文语种】中文【中图分类】U462.3+1;U462.3+4电动汽车(EV)是21世纪清洁、高效和可持续发展的交通工具，是一种电力驱动的道路交通工具。
基于AVL-Cruise的纯电动车性能仿真
参数信息 B+ 纯电动轿车
永磁同步电动机
镍氢电池组 +L, +LAM LM N+O, +PAQ R,, O, ++, S Q,, PAT
续驶里程、100km耗电量、整备质量及动力性。以某纯
模型的准确性直接影响计算结果的精度，根据要
电动轿车为例，利用 AVL-Cruise软件建模，计算相关 分析计算的整车性能指标并结合表 1，在建模过程中需
[2]
与开发提供技术保障 。文章在此软件的基础上建立仿 真模型并进行计算分析，为整车性能仿真分析研究提 供参考。
! 纯电动汽车整车性能分析及建模
文章分析的纯电动汽车整车性能通常是指其等速
参数名称
车型
电动机型号
电池类型 最高车速（I -.I<） +,, -. 加速时间I) 最大爬坡度I 续驶里程I-. 电池容量（I -JI<） 电池组额定电压I" 电动机额定功率I-J 电动机额定转矩IK·. 电动机最高转速（I &I.(5）
车速!（"#!$）
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图 ! 纯电动汽车道路试验车速与 "#$%&'()*+ 仿真车速对比
根据上述分析，利用 AVL-Cruise软件建立的模
仿真的加速踏板开度变化幅度和变化趋势基本与
型，如图 1所示。
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3 实际
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图 , "#$%&'()*+ 建立的整车模型界面
基于CRUISE的电动汽车的建模与仿真.doc
基于CRUISE的电动汽车的建模与仿真摘要：动力性与经济性是电动汽车的重要评价指标，本文根据某一款纯电动汽车的基本技术参数和设计要求，先基于理论设计对该车型进行电机和电池的参数匹配，再利用CRUISE软件搭建整车模型，对整车进行动力性与经济性仿真分析。
通过结果分析，证明理论设计参数满足设计要求，验证该方法的可行性，为纯电动汽车进一步设计研究提供理论依据。
0引言电动汽车以电能这一清洁能源为动力来源，零排放，零污染，是汽车行业未来的发展方向。
动力性和经济性是汽车重要的性能指标，合理良好的整车参数匹配方法不仅可以满足车辆的动力性要求，而且可以提高车辆续驶历程，提升车辆经济性能。
使用专业软件CRUISE对汽车进行建模仿真，可以缩短整车开发周期，降低开发成本。
本文以某一款纯电动汽车开发为例，根据纯电动汽车理论设计原理，对整车参数进行匹配计算，并采用CRUISE软件搭建整车模型，对整车动力性、经济性进行仿真研究。
1 参数匹配计算纯电动汽车动力系统参数匹配的主要任务是完成动力系统部件的选型和参数确定，即确定电机、电池以及变速器的型式及其关键特征参数。
本文选取某电动汽车为研究对象，整车参数如表1所示。
根据设计要求，本课题设计的纯电动汽车动力性指标如表2所示: 1.1电机参数匹配驱动电机是纯电动汽车唯一的动力来源，是决定整车动力性与经济性的关键因素之一。
选择一台电动汽车的驱动电机，需要匹配的参数主要有电机的额定功率、最大功率、额定转速、最高转速等。
1.1.1确定电机额定功率与最大功率电机功率通常由电动汽车的最高车速u（）、最大爬坡度和加速时间t这三个动力性能指标决定。
最高车速确定最大功率计算最高车速时，忽略坡度阻力，车辆主要受到滚动阻力和风阻的影响，最大需求功率为式中：为传动系效率（本文取0.9）；为滚动阻力系数；为空气阻力系数；为迎风面积；为最高车速。
汽车以某一速度爬上一定坡度时，最大需求功率为式中。
车辆加速过程中，忽略坡路阻力，所受到的阻力主要包括滚阻、风阻以及加速阻力，加速后期所需功率最大，最大需求功率为式中：为经过加速后汽车速度，为加速时间，为旋转质量换算系数。
基于AVL CRUISE软件的纯电动汽车动力系统设计
３．Ｉ仿 真 项 目 根据 ＧＢ／Ｉ＂ｌ８３８５—２００５（电动汽车动 力性能试 验方法 ）和 ＧＢ Ｔ １８３８６—２００５（电动汽车能量消耗率 和续驶里程试验方 法 ）相关规定进行 仿真模型的设置 ，对下述项 目依次进行仿真 。
（１）０－１００ｋｍ／ｈ加速时 间 （ｓ）
（２）最大爬坡度 （％ ） （３）最高车速 （ｋｍ／ｈ） （４）ＮＥＤＣ工 况 续 驶 里 程 （ｋｍ ） （５）ＮＥＤＣ工况 每百公 里电耗 ，ｋＷｈ／１００ｋｍ （６）ＮＥＤＣ工 况每百公里电耗，ｋＷｈ／ｌＯＯｋｍ （考虑制动能量回收 ）
出初步结果 ，然后仿真 ＮＥＤＣ驾驶循环需求功率 。
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计算以及零部件选型提供一个指导。
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【关键词 】电动汽车 动力 系统 汽车设计 仿真设计 ＡＶＬ－ＣＲＵＩＳＥＳ软件 中图分类号：Ｕ４６９．７２文献标识码：Ｂ 文章编号 ：１００９．４０６７（２０１４）１１－９０．０１
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一 、 初步仿真设计 根据汽车设计的输入需求 ，作为输入条件 ，根 据汽车理论进 行计算
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CRUISE纯电动车动力性能仿真及优化
虚 拟与仿 真CRU ISE 纯电动车动力性能仿真及优化姜海斌,黄宏成(上海交通大学汽车工程研究院汽车电子控制技术国家工程实验室,上海200240)Simulation and Optimization of the Electric Vehicle s Dynamic Perf ormance on CRUISEJIANG Hai bin,HUANG Hong cheng(N ational Eng ineer ing L abor ator y of Automo tiv e Elect ronics,I nstitute o f Automo tiv e Eng ineer ing,Shang hai Jiao T ong U niv ersity ,Shang hai 200240,China)摘要:以后轮驱动纯电动车为例,利用CRU ISE 软件建立了电动车的动力系统模型,并用此软件模拟得到其动力性能,验证了该模型分析车辆动力性能的可行性.分析了影响续驶里程及最大爬坡度的各种因素,提出的措施和方法能够很好地提高电动汽车动力性能.关键词:纯电动车;建模;CRUISE;续驶里程;优化中图分类号:U 469.7文献标识码:A 文章编号:10012257(2010)04006104收稿日期:20091203Abstract:T aking r earw heel dr iv e as an ex -am ple,the mo del of the electric vehicle is estab -lished in CRUISE.Also this softw are is used to simulate the perfo rmance of the vehicle.T he simu -lation results validate that CRU ISE can analyze the feasibility of vehicle per for mance.Then,various facto rs that affect continued driving range and lar -g est gr adeability ar e analyzed.The applied methods ar e all useful for the improvement of perform anceof the vehicle.Keywords:electricvehicle;m odeling;CRUISE;co ntinued driving rang e;optimization0 引言随着能源和环境对人类生活和社会发展的影响越来越大,全球石油危机和大气污染日趋严重,各种电动汽车也应运而生.纯电动汽车没有内燃机车辆工作时产生的废气,是目前最环保的车型之一[1].与传统的燃油汽车相比,由于电动车所具有的节能、环保优点,使其成为未来汽车产业发展的趋势之一.在研究和开发电动汽车的部件及选择最佳结构时,为缩短开发周期,降低开发成本,缩小研究范围,找到技术的突破口,特别是在技术方案的选择阶段,在系统和关键部件的选择上,可依靠高效的计算机对系统和关键部件进行建模,然后进行模拟仿真,从而找到最佳方案.1 纯电动汽车建模纯电动汽车的建模和动力总成系统的选择,对于整车系统的建立是非常重要的.电动汽车的运行性能主要由动力总成系统来决定.电动汽车动力总成系统的组成部分主要包括电池、电机、离合器、变速箱、减速器以及车轮.本文设计的纯电动车模型和动力总成系统如图1所示.图1 整车模型和动力系统1.1 电机模块电机是纯电动汽车惟一的驱动单元,它的技术性能直接影响到车辆的运行性和经济性.因此,必须按照电动车的技术要求合理地选择电机的参数和指标.在CRU ISE 中,电机的参数设置定义了电机的额定电压,电机在各种工作过程状态中的转矩和转速,电机效率关系以及其它一些参数[2].模型中电机的基本参数如表1所示.表1 电机的基本参数额定转速(r/m in)1430峰值转速(r/m in)5600额定转矩(N m)20峰值转矩(N m)40额定功率(kW)3峰值功率(kW)6额定电压(V)481.2 电池模块电池是制约电动汽车发展的关键因素,目前可采用的电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂电池和燃料电池等.铅酸电池虽然比能量比较低,但其技术可靠,生产工艺成熟,成本低,拥有适合电动汽车使用的良好的大电流输出性能以及多种型号和尺寸.考虑到整车的成本,本车型选用了铅酸电池作为动力源.在CRU ISE中,根据电池建模的参数做出电池的SOC与电池电压之间的关系曲线,SOC 值的大小直接反映了电池所处的状态,由此可限定电池的最大放电电流,并可在仿真过程中更精确地计算各种工况下电动车的续驶里程.所选用的电池在试验室经过不同状态下的充放电试验,根据在试验中测得电池电压、电流和放电时间等参数,推断出SOC与电压的关系.2 CRU ISE中建模与仿真CRUISE软件可以用于车辆的动力性,燃油经济性以及排放性能的仿真,其模块化的建模理念使得用户可以便捷地搭建不同布置结构的车辆模型,其复杂完善的求解器可以确保计算的速度.它可用于汽车开发过程中的动力和传动系统的匹配、汽车性能预测和整车仿真计算;可以进行发动机、变速器、轮胎的选型及其与车辆的匹配优化;可以用于混合动力汽车、纯电动汽车的动力、传动及控制系统的开发和优化[3].CRUISE软件的主要特点是:a.模块化的设计思想使得用户能够便捷地进行车辆的整车模型和动力总成系统的建模,并且能够方便地进行修改和优化.b.智能化的驾驶员模块,能够很好的模拟驾驶员的意图.c.M atlab接口模块,使得用户能够使用比较复杂的控制算法.2.1 CRUISE中车辆模型按照上述结构,在CRUISE中进行建模. CRU ISE采用图形化的界面,用户可以从已有的模型箱中选择自己想要的模型.将电池、电机、离合器、变速箱、驾驶员模块以及车轮等模块拖入CRUISE 的工作区中,建立模型.输入系统中各个模块的参数,如车辆模块的满载重量、迎风面积和阻力系数等;电机的电压、转矩和转速等;车轮的摩擦系数;主减速器的主减速比等.在CRUISE仿真时,系统会提示所有必须要输入的参数,按照这个要求,把参数一一输入即可.建立系统的物理连接和信号连接.首先完成物理连接,当各子系统模型选定之后,应根据汽车配置方案和部件连接关系建立模型的物理连接.只需用connect连接功能建立物理连接.传动系各部件之间有直接的物理连接关系,车轮和制动器之间也有物理连接关系,但驾驶室与动力传动系和制动系之间没有物理连接.在仿真过程中,它们之间是通过信号连接来传递信息.信号连接是汽车建模过程中比较关键内容之一,也有较大难度.要想正确建立汽车各子模型之间的信号连接关系,必须对汽车系统内部各部件之间的连接、控制关系以及信息传递关系,有比较深刻的理解.如驾驶员模块需要连接来自电机的转速信号,变速箱的档位信号等;制动器需要连接制动压力信号;摩擦离合器需要来自驾驶员期望的结合程度[4].系统需要把所需的信号连接全部定义准确,如果有一个错误,那么将无法运行仿真程序.2.2 仿真及结果分析根据纯电动汽车仿真的要求,选择和编辑相应的任务及工况,设置合适的仿真步长和精度进行仿真计算.设定的计算任务有:在任务Cycle Run中仿真续驶里程;在任务Climbing Per for mance中仿真最大爬坡度;在任务Constant Dr iv e中仿真最高速度.运行CRUISE,得到仿真结果如下所述.a.续驶里程.建立一个25km/h匀速行驶工况,通过对电池SOC的变化对应的时间来得到纯电动车的续驶里程所需要的电量值.运行这个任务,得到纯电动车的SOC变化图.考虑到电池的输出效率为85%,得到当电动汽车以25km/h行驶100km 后,电池所消耗的电量约为130.6A h,行驶120km所消耗的电量为156.8A h.和理论所求得结果一致.b.爬坡性能.根据CRUISE软件result的报告,可以得到最大爬坡度和最高速度确切值.爬坡表现:档位,1;最大爬坡度,15.43%;车速,5.00km/ h;电机转速,602.86r/min;速度率,0.00.最大车速理论值,51.41km/h;实际值,43.71km/h.从仿真结果可以看出,根据目前车辆的参数,当电池的容量为160A h时,在25km/h的匀速运行工况下,电动汽车的续驶里程约为120km.电动汽车的最大爬坡度为16.05%,最高速度为43.71 km/h.与通过汽车理论计算得到以及车辆所要求的性能参数基本一致.这证明了利用CRU ISE软件对车辆整车性能仿真和分析是可行的.3 整车性能影响因素分析3.1 续驶里程设f为滚动阻力系数;r为轮胎滚动半径;m为汽车总质量;i g为传动系速比;C D为迎风阻力系数; t为传动系效率;A为迎风面积;Q为电池的额定容量;U E为电池的端电压; 为电机效率.则汽车以速度v等速行驶时所需的电机输出扭矩M和功率P 分别为:M=(f m+C D A v2/21.15)ri g t(1)P=(f m+C D Av2/21.15)(v/3.6)ri g t(2)电池携带的额定总能量为:W0=QU E(3)理想状态下等速行驶的续驶里程s为:s=W0vP/=QU E vP(4)从式(4)可以看出,在整车携带的电池总量和电池比能量不变的条件下,续驶里程指标与行驶阻力功率P有关[5].而行驶阻力功率又与滚动阻力系数f,迎风阻力系数C D,整车总质量m,迎风面积A,车速v,传动系效率 t,车轮半径r和传动系速比i g 有关.以电动车参数(总质量m=1100kg;f= 0 012;A=3m2;C D=0.45; t=0.9;r=0.26m)为例作分析.a.不同等速v对续驶里程的影响.在不同速度的匀速状态下运行,车辆的续驶里程是不同的[6].设置电池的电量为160A h(为确保安全,视电量剩20%时一次运行结束),不同匀速行驶状态对车辆的续驶里程的影响,如图2所示.图2 不同匀速行驶状态下车辆续驶里程的影响从图2中可以看到,各种不同的匀速行驶中,以速度接近零行驶时,车体所消耗的能量最小,对于拥有固定能量的系统来讲,其续驶里程也最长.因此,若想增加续驶里程,应尽可能以低速行驶.b.整车参数对续驶里程的影响.图3,图4和图5分别表示在匀速25km/h行驶下,迎风阻力系数C D,滚动阻力系数f和整车总质量m对一次充图3 迎风阻力系数对续驶里程的影响图4轮胎滚动阻力系数对续驶里程的影响图5 整车总质量对续驶里程的影响电续驶里程的影响.可见携带能源极为有限的电动汽车对降低滚动阻力系数、迎风阻力系数和整车总质量的要求非常迫切.c.电池参数对续驶里程的影响.由式(4)可知,电动汽车携带的电池总量以及电池的端电压的大小都会影响续驶里程,并且它们与续驶里程成正比.可见提高电池的最大容量及电池端电压,对提高电动汽车续驶里程意义重大.另外,电池放电效率同样对续驶里程有着重要的影响,电池放电效率越高,续驶里程的数值也越大.d.电机对续驶里程的影响.电机参数中电机的效率 对续驶里程的影响最大.效率越高,续驶里程的数值越大.同时在各种工况下的效率对续驶里程的影响更大.因此对电动车用电机而言,不仅要求电机在额定状态下具有较高的效率,而且要求电机具有很宽的高效率区域,这样才能在各种行驶工况下充分利用有限的能量.对此,提出了增加一次充电续驶里程的措施:尽可能选择较低的行驶速度;降低轮胎的滚动阻力系数,选用低阻力轮胎;降低迎风阻力系数,进行车身的流线型改进;减轻汽车总质量;扩大电机的高效区范围及提高电机效率.3.2 最大爬坡度汽车的最大爬坡度,是指汽车满载时在良好路面上用第一档克服的最大坡度,它表征汽车的爬坡能力.爬坡度用坡度的角度值(以度数表示)的百分数来表示.设T tq为电机最大转矩;i g为变速器加速档传动比;i0为主减速器传动比; t为传动系的机械效率;r 为轮胎半径.则对于电动汽车来说,车辆的最大驱动力为[7]:F t=T tq i g i0 tr(5)而车辆的滚动阻力F f=mf cos ,坡度阻力为F i=m sin ,加速阻力.同时由于在计算最大爬坡度时车速很小,故可忽略空气阻力F W.由驱动力行驶阻力平衡公式F t= F=F f+F W+F i+F j,得到最大爬坡度 max的计算公式为:T tq i g i0 tr=mf cos max+m sin max(6)由式(6)可以看出,最大爬坡度与电机最大转矩T tq、轮胎半径r、整车总质量m和滚动摩擦系数f 等参数有关.a.电机参数对最大爬坡度的影响.在电机参数中,电机最大转矩的大小与车辆最大爬坡度的大小有着直接的联系[8].电机的最大转矩越大,最大爬坡度也越大.因此,从电机方面来说,若想提高车辆的爬坡性能,可以通过提高电机的最大转矩来实现.b.车辆参数对最大爬坡度的影响.图6,图7分别表示轮胎滚动阻力系数f和整车总质量m对车辆最大爬坡度的影响.从图6,图7中可见,轮胎滚动阻力系数和整车总重量都对最大爬坡度有很大的影响[9].要想获得合适的最大爬坡度,就必须合理地设置这2个参数.图6轮胎滚动阻力系数对最大爬坡度的影响图7 整车总质量对最大爬坡度的影响对此,提出了增加爬坡性能的措施:选择拥有较高最大转矩的电机;降低轮胎的滚动阻力系数,选用低阻力轮胎;减轻汽车总重量.4 结束语运用CRUISE软件对纯电动车进行建模和动力性能的仿真,得到了续驶里程、最大速度及最大爬坡度等指标,仿真结果验证了CRU ISE仿真动力性能的可行性.通过本文的仿真和分析,为电动汽车的参数选择以及结构优化提供了依据.参考文献:[1] 康龙云.电动汽车最新技术[M].北京:机械工程出版社,2008.[2] 王 斌,李 征,等.CR U ISE 软件在混合动力汽车性能仿真中的应用[J].计算机应用,2007,9(3):1-3.[3] 赵海峰.基于CR U ISE 软件的AM T 车辆性能仿真分析与实验研究[D].重庆:重庆大学,2005.[4] 王保华,罗永革.基于CRU ISE 的汽车建模与仿真[J].湖北汽车工业学院学报,2005,19(2):2-3.[5] 李国良,初 亮,鲁和安.电动汽车续驶里程的影响因素[J].吉林工业大学自然科学学报,2000,30(3):1-3.[6] 杜发荣,吴志新.电动汽车传动系统设计与续驶里程研究[J].农业机械学报,2006,37(11):3-4.[7] 余志生.汽车理论.3版[M ].北京:机械工程出版社,2000.[8] Cheng Chang T ing.H y br id electric vehicle design tominimize ener gy use [C].T he U niv ersity of T ex as at A rling ton,2000.[9] Sha Y L.T he pow er desig n and calculation o f EV S[A].T he 16t h Inter nat ional Batter y,H ybrid and F uel Cell Elect ric Vehicle Symposium &Ex hibitio n [C ].Beijing ,1999.作者简介:姜海斌 (1985-),男,江苏张家港人,硕士研究生,研究方向为汽车动力系统仿真以及汽车系统控制等;黄宏成 (1972-),男,江苏苏州人,副教授,研究方向为汽车系统控制以及底盘开发.ARM 7参数自整定模糊PID 控制器的仿真及设计王朝宁1,姜学东1,马立刚2(1.北京交通大学电气工程学院,北京100044;2.山西省电力公司吕梁供电分公司,山西吕梁033000)Design and Simulation of Self tuning PID type Fuzzy Controller Based on A RM 7ProcessorWANG C hao ning 1,JIANG Xuedong 1,MA Li gang 2(1.Schoo l o f Electrica l Eng ineering ,Beijing Jiaoto ng U niver sity,Beijing 100044;2.Shanx i L vliang P ower Supply Co mpany ,L v liang 033000,China)摘要:常规PID 控制器参数设定之后,运行环境改变时不能实现参数的在线整定,这样会影响系统的控制效果.本设计以误差e 和误差变化率ec 作为输入,经过一定的模糊推理规则,对PID 控制器的参数进行自动整定.在M atlab 环境下对系统进行了仿真,从仿真的结果可以看出,添加模糊控制环节后,系统的动静态性能得到了提高.同时基于ARM 7处理器完成了该控制器的软硬件设计.关键词:参数自整定模糊控制PID;M atlab;ARM 7处理器中图分类号:T P273文献标识码:A 文章编号:10012257(2010)04006505收稿日期:20091203Abstract:When operating environmentchang ed,the traditio nal PID contro ller can t online regulate its parameters,w hich are co nfigured w ellat the beginning.And that w ould affect contro l per for mance o f system.Taking erro r and decay r ate of err or as inputs in the desig n,arg um ents o f PID contro ller can reach self tuning function,as to some accurate fuzzy sets.From the result of simu -latio n done w ith M atlab,dy namic and static per -formances of system added fuzzy controller are im -proved.T he autho r also com pleted the hardw are and so ftw are desig n of the contro ller based on ARM7processor.Key words:self tuning PID type fuzzy con -troller;M atlab;ARM7processor0 引言模拟PID 闭环控制在常规的电源控制技术中应用很普遍,效果比较理想并且稳定,但其缺点是一。
08-利用CRUISE进行整车动力性和经济性仿真分析_东风有限
利用CRUISE进行整车动力性和经济性仿真分析钟军斌余建华周杰敏东风汽车有限公司商用车技术中心，武汉经济技术开发区东风大道10号摘要：本文论述了利用CRUISE软件进行汽车建模的过程，并对某重型商用车的动力性和燃油经济性进行了仿真分析。
关键词：动力传动系统，动力性，经济性主要软件：A VL CRUISE1. 前言汽车仿真技术是当前汽车研发的重要手段，在汽车产品开发初期进行汽车动力传动系统参数匹配和性能仿真不仅能节约大量新产品开发和试验等带来的人力和物力投入，还降低了劳动强度，缩短了开发周期，提高了工作效率。
动力传动系统模型的建立是参数匹配及性能仿真的基础，采用专业软件对其进行建模及仿真研究不仅可以节省大量的时间，使建模过程简单化，而且程序运行可靠、调试方便，利于分析研究[1]。
A VL公司开发的CRUISE是研究车辆动力性、燃油经济性、排放性能及制动性能等的高级仿真分析软件，它包含了车辆的基本模块和控制模块，用户可利用模型生成器建立所需的车辆系统模型，并在此基础上进行仿真分析，利用仿真结果优化传动系的参数，从而快速完成系统的设计。
2. 整车动力传动系统建模整车动力传动系统建模主要是通过对整车动力传动系统的结构和功能进行分析，简化物理模型，选择合理的子系统模块，搭建仿真模型，建立汽系统的各总成和部件的机械连接和信号连接，并对各部件和总成进行参数化处理，完成汽车建模过程。
2.1 整车结构分析和子系统模块选择该车配备有250KW柴油发动机，12挡机械变速箱，总重42000Kg，驱动形式是发动机前置后轮驱动（4x8）。
根据整车结构和驱动形式的分析，选用模型库中汽车模块(Vehicle)、驾驶室模块(Cock-pit)、发动机模块(Engine)、机械式摩擦离合器模块(Friction Clutch)、机械手动变速箱模块(Gear Box)、单级减速器模块(Single Ratio，作为主减速器)，以及车轮(Wheel)和机械制动器模块(Brake)，发动机和传动系统以及汽车上其它耗能部件可用风扇模块(Auxiliary)代替。
基于Cruise的纯电动汽车建模及仿真研究
基于Cruise的纯电动汽车建模及仿真研究Modeling and simulation of pure electric vehicles based on Cruise朱红军1 李智豪21.江苏金彭集团有限公司，江苏 徐州 2110112.安徽工程大学智能汽车线控底盘系统安徽省重点实验室，安徽 芜湖 241000摘要：为了缩短纯电动汽车设计开发周期，采用基于Cruise与MATLAB/SIMULINK联合仿真的方法，依据仿真试验结果对所选电机及所设计控制策略运行状态进行分析。
首先，运用Cruise软件搭建纯电动汽车仿真模型；其次，在MATLAB/SIMULINK中建立纯电动汽车控制策略；最后，通过两者的联合仿真，在多个工况下分析车速跟随情况、电机转速及扭矩、电池荷电状态（state of charge，SOC）值变化情况，进而分析控制策略与所选电机运行状况是否匹配，缩短整车电机选型、控制策略设计及开发的周期。
关键词：纯电动汽车；Cruise；联合仿真；控制策略中图分类号：U469.72 文献标识码：A0 引言随着国内外新能源汽车产业的蓬勃发展，市场对新能源汽车的产品设计提出新要求，因此汽车更新迭代速度极快[1]。
在新能源汽车开发过程中，缩短设计、试制和试验周期，提高产品设计准确性与快速审计对抢占汽车市场先机具有重要意义[2]。
本文基于某款纯电动汽车车型，搭建仿真模型，通过分析计算结果来评估整车所选电机及控制策略是否满足设计需求。
首先，利用Cruise软件完成纯电动汽车建模设计。
其次，利用MATLAB/ SIMULINK软件进行控制策略设计。
基于两个软件的联合仿真功能，建立多工况下的模拟仿真任务。
通过分析仿真试验结果，判断所选电机及控制策略是否合理。
最后，依托试验结果来验证电机选型和控制策略是否需要调整，避免在开发过程中盲目进行电机选型和控制策略设计，从而缩短开发周期[3]。
1 纯电动汽车结构及参数该纯电动汽车动力系统主要由电机、动力电池、单挡变速箱、电耗元件、驱动桥和车轮组成（图1）。
基于CRUISE的纯电动轿车动力总成参数优化匹配及性能仿真分析_一汽技术中心_王燕等
基于CRUISE的纯电动轿车动力总成参数优化匹配及性能仿真分析王燕1，杨兴旺1，郑益红1，赵子亮1（1 中国第一汽车集团公司技术中心，长春市创业大街1063 号）[摘要] 在电动汽车开发过程中，动力总成的选型对整车动力性、经济性以及整车成本至关重要。
本文针对一汽某款纯电动轿车，提出了其电机、电池以及减速器等动力总成的匹配方法，并结合整车性能指标要求，应用AVL CRUISE软件对这些参数进行了匹配计算，得到了较为满意的结果，为下一步的整车开发奠定了基础。
实践表明，利用专业软件进行建模和仿真，可以大大提高动力总成参数匹配效率。
AVL CRUISE软件非常适用于整车前期开发的参数匹配和性能预测。
关键词：A VL CRUISE；参数匹配；减速器速比；经济性优化主要软件：A VL CRUISEPowertrain Parameters Design And Vehicle PerformanceSimulation of Battery Electric Vehicles Based On CRUISE Wang Yan1, Y ang Xingwang1 ,Zheng Yihong1,Zhao Ziliang11. CHINA F AW Co.,Ltd.R&D CENTER NO.1063 Chuangye Street，Changchun,jilin,China;[Abstract] It is very important for the powertrain selection which can affect the vehicle performance, consumption, cost and so on during the development process of electric vehicles. A method of parameters design of the motor, power batteries and transmission is put forward for a certain Electric Vehicle of FAW. According to the vehicle performance requirements, the software of A VL CRUISE was taken to design and calculate the vehicle parameters, and a satisfactory result was obtained from the calculation process, which established a foundation for the next vehicle development. The practice shows that the use of specialized software for modeling and simulation can greatly improve the efficiency of the powertrain parameters design, and A VL CRUISE is very suitable for parameters design and vehicle performance prediction in the prior phase of the vehicle development.Keywords: AVL CRUISE; parameters design; reducer ratio; economic optimization Software: AVL CRUISE1.前言随着电动汽车的发展，各大企业把越来越多的精力投入到混合动力和纯电动轿车研发上。
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是 精 确 ， 即 能 够 使 不 同 结 构 的 动 力 传 动 系 统
间 的 比 较 具 有 意 义 ； 二 是 快 速 ， 即 能 快 速 进 行 汽 车 分 析 和 空 间 研 究 设 计 ，例 如 对 多 维 变 量 参
的方 案 。
也可 以 用于混 合 动 力汽 车 、 电动汽 车的 动力 系
统 、传 动 系 统 及 控 制 系 统 的 开 发 和 优 化 。
Ｃ ｒ ｉ 基 于 全 面 满 足 汽 车 开 发 全 过 程 要 ｕ ｅ是 ｓ
求的 思想 而设 计 的 。它具有 以 下特 点 ： １）模块化 的概念可进 行各种汽车和动 力总
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ０ ｎ ｍ ｉａ ｉ ｌ ｔ ｇ ０ ｅ ｔ ｉ ｒＢａ ｅ ｎ Ｃｒ ｉｅ ｓ ａ ｃ ｎ Ｄｙ ａ ｃ ｌ ｍｕ ａ ｉ ｆ Ｓ ｎ Ｅｌｃ ｒｃＣａ ｓ ｄ ０ ｕ ｓ
Ｙ ｎ Ｃ ａ ， Ｗ Ｚ ｉ ｎ ａ ｇ ｈ ０ ｕ ｈ ｘｉ
数 的 研 究 和 优 化 等 ； 三 是 灵 活 ， 即 能 对 不 同 控
ｄｙ ｍ ｉ ａ ｉ ｕｌｔｎ ｏｌ ｎａ ｃ ｌｓｍ ａｉ ｇ ｆ ｌｏｗｅ ｄ，ｒ ｓ ｌｓ ｏ ｎａ ｉ ｒｏｒ ａ ｅ ａ ｄ ｅ ｕ ｔ ｆｄｙ ｍ ｃｐｅ ｆ ｍ ｎｃ ｎ ｗｏｒ ｎｇ ｐ ｏｃｅｓ ａｅ ｇ ｖ ｎ，，ａ ｈｅ ｈｅａ ａｙｓｓ ｋｉ ｒ ｓ ｒ ｉ ｅ ｎｄ ｔ ｎ ｔ ｎ ｌ ｉ ｏ ｈｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｈ ａ ｅ ｏ ｐｔｍ ｉｉ ｅ ｃｅ ｐｅ ｆ ｍ ａ ｅ． ｆｔ ｅ ｕｌｓｃ ｎ ｂｅ ｔ ｅ ｂ ｓ ｓｆ ｒ ｏ ｉ ｚ ｎｇ ｖ ｈｉｌ ｒｏｒ ｎｃ
（ ｃ ｏ ｌｏ ｕ ｏｏ ｉｅ Ｆｇ ｎｅ ｉｇ ｕａ ｎｖ ｒ ｙ ｏ ｅｈｏ ｏｙ ２ Ｔ ａ ｊｎ Ｑｎ ｙａ ｌｃ ｒｃ Ｖｈｃ ｅ Ｃ． Ｌｄ １ ｈｏ ｆ Ａ ｔ￣ ｂ ． ｉｅ ｒｎ ，Ｗ￣ ｎ Ｕ ｉｅｓ ｆ Ｔｃｎ ｌｇ ｉｎ ｉｇｕ ｎ Ｅｅ ｔ ｉ ｅ ｉｌ ｏ ， ｔ） Ｓ ｌ ｃ ｉ ｔ ｔ Ａｂｓｒ ｃ ： ｒｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｌｃｒｃｃｒ ｍｏ ｅｉｇ ｏ ｙ ａ ｃｓｓｅ ａ ｄ ｉ ｅ ｏ ｏ ｅ ｔ ａｅｂ ｉ 。 ｎ ｔａ ｔＤｕ ｉ ｇｔ ｅｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｅｅ ｔｉ ａ。 ｄ ｌｎ ｆｄ ｎ ｍｉ ｙ ｔｍ ｎ ｔ ｋ ｙｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｒ ｕｌ ａ ｄ ｓ ｔ
成配置 的分 析 ；
２）智 能 化 的 司 机 模 型 根 据 人 体 反 应 真 实地
再现车 辆 的行 为 ；
热 力学 效应 ；
，
２ 仿真 系统 和 仿真 软 件
在 仿 真 系 统 的选 择 中 ，我 们遵 循 的 目标 ，
一
３）发 动 机 的 冷 启 动 模 型 考 虑 了高 等 摩 擦 和
影 响 越 来 越 大 ，要 求 尽 快 改 善 人 类 生 存 环 境 的 呼 声 也 日益 高 涨 ，各 种 电动 汽 车 也 应 运 而生 。但
是 由于 电 动 汽 车 的 技 术 含 量 非 常 高 ，设 计 制 造
复 杂 ，所 以在 研 究 和 开 发 电 动 汽 车 的 部 件 和 选 择 最 佳 结 构 时 ，为 缩 短 开 发 周 期 ， 降 低 开 发 成 本， ，需 要 能 够 很 快 缩 小研 究 范 围 ，找 到 技 术 的 突 破 口 。特 别 是 在 技 术 方 案 的 选 择 阶 段 ，在 系 统 和 关 键 部 件 的 选 择 上 ，可 依 靠 高 效 的 计 算 机 对 系 统 和 关 键 部 件 进 行 建 模 ，通 过 使 用 待 选 的 系 统 和 关 键 部 件 进 行 模 拟 仿 真 ，从 而 找 到 最 佳
Ｋｅ ｏ ｄ ：ｌｃｒｃｃ ｒ ｙ ａ ｃｓ ｓｅ ｙ ｗ ｒ ｓｅｅ ｔｉ ａ ｄ ｎ ｍｉ ｙ ｔｍ ｂ ｔｅｙ ｅｅ ｔｉ ｔ ｒ ｉ ｌｔｎ ａｔｒ ｌｃｒｃｍｏ ｏ ｓｍｕａｉ ｇ
１ 前 肓
随 着 能 源 和 环 境 对 人 类 生 活 和 社 会 发 展 的
放 性 能 及 制 动 性 能 的 高 级 模 拟 分 析 软 件 。 灵 活 的模 块 化 理 念 使得 Ｃｒ ｉ 以 对 任 意 结 构 形 式 ｕ ｓ ｅ可 的 汽 车 传 动 系 统 进 行 建 模 和 仿 真 。 它 可 用 于 汽 车 开 发过 程 中 的 动 力 系 统 、传 动 系 统 的 匹 配 、汽 车 性 能 预 测 和 整 车 仿 真 计 算 ；可 以进 行 发 动 机 、 变 速 箱 、轮 胎 的 选 型 及 它 们 与车 辆 的 匹配 优 化 ｝
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中国 汽 车翻 墟
ｃ】 Ｄ『 匮 Ａ ＡＩ ｌ Ｔ０Ｍ ０ＴＩ Ｅ ＭＡＮＩ ｖ 】 ＦＡＣ．Ｉ Ｉ ｒ ｍ ＮＧ
基于 Ｃ ｉ Ｏ的纯 电动轿 车动力学仿真研究 ｒ ｕＳ
杨超 吴志新
（ １武汉理工大学汽车工程 学院 ２天津清源电动车辆有限公司） 搞要 ： 纯 电动轿车 的开 发过程 中 ，应 用汽车仿真 软件对 其动 力系统及 其关键 部件进行 了建模和 动力学仿 真 ， 在 给 出了动 力性 能和 工作过 程 的仿 真 结果 ，并对 结果 进行 了分 析 ，由此 可 作为优 化 整车性 能指标 的根 据 。 关ｔ宇 ： 电动轿车 动力系统 电池 电机 仿真 纯