基于ADVISOR软件的双轴驱动混合动力汽车性能仿真模块开发

曾小华
（吉林大学， 汽车动态模拟国家重点实验室， 长春 $ ） # " " ! ,
王庆年
王伟华
ห้องสมุดไป่ตู้
初亮
（吉林大学， 长春 $ ） # " " ! ,
［摘要］ 介绍了混合动力汽车仿真软件 % 并针对其局限性对该软件进行了二次开发， 使 & ’ ( ) * + 的主要功能， 之能进行双轴四轮驱动的混合动力汽车的性能仿真。仿真结果表明采用文中提出的方法可有效扩展 % & ’ ( ) * +软 件的应用范围， 且不影响仿真结果的精度。
$ 前言
混合动力汽车因其能大幅度降低油耗和减少排 放， 而得到了全球各大汽车公司的认可， 并纷纷推出 了自己的产品或实用样车。由于国内混合动力技术 研究刚刚起步， 还没有开发出专门适用于混合动力 汽车仿真的软件。适合于混合动力汽车研究的仿真 软件绝大多数来自国外， 比如应用于混合动力汽车 技术开发方面的模拟计算软件就有： 美国能源部( A < 8 . 2国家实验室开发的 ) ( ; > K D ’、 / B 8 F%L; 大 学开发的 D K > C 和美国再生能量实验室开发的高 级汽车仿真器 （% 等。由于 % & ’ ( ) * +） & ’ ( ) * +是
（ ） 6
（Q ） ， $ 为汽车质量 J & & 6、 ! 为汽车前后轮的 M （Q ／ ， 滚阻系数， 2） ) J * 为风阻系数， # 为空气密度
［ ］ 6 比较简单， 可参考文献 。
!） （2 ， （ R） ， + 为汽车迎风面积 ! 为行驶路面坡度 （ ） ， ! " 为仿真迭代间隔 G * N 为路面最大附着系数， "2 末速度 （2 ／ ） 。 ! ! G P、 " 为迭代时刻初、
汽
车
工
程
（第( 第 M期 ( P P -年 M卷）
在! " # $ % & ’ 原有的前轮驱动汽车顶层模块的 基础上， 用所建的四轮驱动模块替换前轮驱动模块，
从而组装成图(所示的双轴驱动顶层模块。方便起 见， 将其取名为 ) " % * ’ + ,"。
图( 双轴四轮驱动顶层模块
. ( . - 配置装载文件 将原有的前轮驱动串联混合动力汽车所配置的 装载文件 % * ’ $ * % / 0 1 2 3 4 5 67 8 9 : 的头两条语句修 改为 ； ; 7 8 1 9 8 2 : 0 < = % * ’ $ * % + ," / 0 1 2 3 4 5 67 8 = ； ; 7 8 1 9 / > 7 ; 0 5 > 2 7 8 9 8 2 : 0 < = 6 0 > 7 0 6+ ," = 然后装载 ? 将 5 7 ? 8 4 7 6 5 9 : 2 5文件到 A! B C ! ) 空间， @ 在 A! 空 间 出 现 的 结 构 变 量 的 B C ! ) ? 5 7 ? 8 6 ? D @ @ 0 > 7 0 6 + ," 5 7 ? 8 6 9 / > 7 ; 0 5 > 2 7 8 属性中添加一项名为 6 的驱动链， 并将修改后的装载文件取名为 % * ’ $ * % 最后存贮更新原来的 ? + ," / 0 1 2 3 4 5 67 8 9 :， 5 7 ? 8 D @ 文件。 4 7 6 5 9 : 2 5 . ( . + 修改相应的 : 文件 为了 ! 确保 " # $ % & ’ 能够识别所增加的模块， 正确调 用 串 联 四 轮 驱 动 汽 车 顶 层 模 块， 在! " # $ D ／ ／ F 4 ? G H / 7 2 > 2 : 8 2 : 0 9: 文件的 6 I 7 5 G J % & ’ 3 7 E E 语句中增加下面语句 / > 7 ; 0 5 > 2 7 8 ； G 2 6 0 = 6 0 > 7 0 6+ ," = ； F / 8 2 : 0 < = ) " % * ’ + ," = 这样在 ! " # $ % & ’的 K L $界面中便可看到新的驱 动链配置项 （) 。 " % * ’ + ,"） . ( . M 更换显示汽车配置图像 输入 在! ／ ／ 3 7 3 77 : 2 0 9 : 文件中， " # $ % & ’ E E E 双轴四轮驱动串联混合汽车的图像文件名， 便可将 原有的界面图像替换成四轮驱动模式的图像界面。 通过以上五个步骤完成了对四轮驱动串联混合 动力汽车的 K L $创建。用户通过这个界面可以方 便地配置汽车参数， 进行汽车的性能仿真。
对于制动情况， 建模方法完全相同， 只是 , 6及 同理可导出在制动极限 , ! 的方向与驱动情况相反， 附着情况下， 汽车所能达到的最小车速。 这样， 在极限附着力的限制下， 四轮驱动汽车的 车速不会超过汽车的实际运行能力。 万方数据 同样需考虑对驱动 ／ 制动力的限制， 这部分建模
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（第! 第 ,期 ! " " #年 ,卷）
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基于 % & ’ ( ) * + 软件的双轴驱动混合动力 汽车性能仿真模块开发
原稿收到日期为! 修改稿收到日期为! " " !年 $ $月 $ !日， " " #年 $月 ! "日。
（第! 第 T期 ! P P M年 T卷）
汽
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对汽车的性能有着重大的影响， 因此在仿真各动力
! " # $ % & ’ ( 软件及其基本功能
仿真软件 " （" # $ % & ’ ( # ) * + , .$ / % , 0 -& 1 2 3 4 是6 （# 为管 0 * 5 ’ (） 7 7 8年6 6月份由美国能源部 ’ 9） 理混合 动 力 驱 动 系 统 子 合 同 项 目 所 开 发 的， 并在 6 7 7 :年6月正式命名为 " # $ % & ’ (。 ／ " # $ % & ’ ( 是一种基于 ;" < = " > & % ;? = % @ A 环境的仿真软件， 提供图形用户操作界面 （B ） 为 ? % 用户修改汽车参数带来方便。用户可以通过点击各 部件从其源方件 （即 ;" 中 < = " > 格式的C 2 文件） 修改参数， 也可以直接通过参数对话框进行参数修 改， 这为用户定义不同的整车车型进行仿真带来极 大的方便。更为重要的是， 它的软件源代码完全开 放 （提供开放的C ， 用户可以利用其 2 和C 2 . 0文件） 内部提供的通用子模块来组装所需的汽车模块来进 行仿真。 目 前， 、 " # $ % & ’ ( 已被 D / E G 0 ED H E B + E * 0 F I 、 、 ; H 5 H E GD H E E H + + -@ * 5 1 H + * 0 = * K H E * 5 H E + 1 ) E G 1 4 I" J F? 以及其它一些研究单位广泛使用， 并 5 L; * E 0 * + . FH F 在控制策 略 上 进 行 了 不 断 的 研 究 与 完 善。" # $ % 4 & ’ ( 的基本功能如下。 ! " # 估计汽车的燃油经济性 工作循环工况可以通过菜单进行选择， 也可自 定义本国的实际循环工况， 然后完成所选循环工况 燃油经济性的计算； 为计算传统汽车、 混合动力汽 车、 电动汽车及燃料电池汽车的燃油经济性 （或等效 经济性） 提供了一开放的仿真环境。 ! " ! 考察汽车驱动链之间的工作 对于混合动力汽车来说， 能量的分配控制策略
叙词： 混合动力汽车， 双轴驱动， 仿真模块 % & ’ ( ) * +，
. /& / 0 / 1 2 4 / 5 6 2 7 8) 9 4 : 1 8 6 9 2 5; 2 < : 1 / 7 2 = 6 . /> / = 7 2 = 4 8 5 ? / 2 7 3 @ 2 A 8 B 1 /& = 9 0 /C D ’E 8 F / <2 5% & ’ ( ) * +) 2 7 6 @ 8 = /
$ " ! 双轴驱动模块嵌入 " # $ % & ’ ( 所建立的双轴四轮驱动模块须嵌入 " # $ % & ’ ( 的图形输入界面 （B ） ， 才能参与汽车的性能仿真。 ? % 以下几个步骤说明了四轮驱动模块的嵌入过程 （以 串联布置型式为例） 。 M S ! S 6 双轴四轮驱动模块装入库 将双轴四轮驱动模块加入到原 " # $ % & ’ ( 串联 混合动力汽车控制库 （ ） 中， 从而为串联混合动力 ) , 四轮驱动汽车的性能仿真提供了库模块。 M S ! S ! 构造双轴驱动汽车的顶层模块