Boost和Cruise联合仿真逻辑
cruise仿真
在车辆动力传动系统设计及匹配研究中，系统的建模是一个非常复杂的过程。
应用CRUISE 仿真软件建立的车辆动力传动系统模型具有方便、简单、容易调试和直观性强等特点，不仅能节省大量时间，而且便于用户分析和研究仿真结果以及修正参数，从而快速完成系统的匹配设计。
前言汽车动力传动系统设计的首要任务是使传动系统各部件之间以及与发动机之间互相匹配，以保证汽车能在不同条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。
动力传动系统动态模型的建立是在车辆设计、匹配及性能研究的基础上，但传动系统建模复杂，调试过程时间较长，给研究工作带来了很大的不便。
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、结果准确，利于分析研究。
AVL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统的参数，从而快速完成系统的设计。
CRUISE软件功能及特点介绍CRUISE是一种非常灵活的车辆仿真分析软件，可对任意结构形式的车辆传动系统进行建模与仿真，用于车辆开发过程中的动力系统与传动系统的匹配、整车性能预测和仿真计算。
可进行发动机、变速器和轮胎的选型及匹配优化，还可以用于混合动力汽车、电动汽车的动力传动系统及控制系统开发和优化。
CRUISE软件具有以下特点：（1）灵活的模块化理念可进行各种车辆和动力总成配置的分析，能够自由地在所提供模块的基础上建立系统模型；（2）发动机的冷启动模型考虑了高摩擦和热力学效应；（3）弹性扭转轴单元可用于传动系统的低频振动特性研究；（4）黑盒子功能可使用户自定义模块和控制算法；（5）提供了流体动力学软件Flow master、KUH及MATALAB／Simulink的接口；（6）考虑了转向时车轮和车辆受力；（7）有分析CVT的专用模型。
热管理系统研究常见软件的运用
1.采用BOOST进行气路循环模拟，用flowmaster模拟发动机冷却液循环和油路循环，用
KULI、TILL或SWIFT进行空气侧流场和舱室模拟，用FIRE模拟发动机缸内燃烧和水套的流动和传热，用ABAQUS或NASTRAN模拟固体结构温度分布。
将 CRUISE置于整个模型的最顶层，实现各软件的数据交换.
2.目前国内的研究仍侧重于某个子系统的仿真研究，对热管理集成研究较少
3.利用整车热管理仿真软件KULI建立某型号商用车系统模型和发动机瞬态模拟
模型，计算风扇的功率消耗对整车热管理系统的影响，分析发动机启动暖车的效率
4场协同理论:理论研究表明,流体与壁面之间的换热率与速度场和温度梯度场(热流场)的协同程度有着密切关系。
当换热系统中的速度场和温度梯度场达到充分协同时,换热就达到最优,流体流动所需功耗与其换热率的投入产出比就会达到最佳。
根据速度场和温度梯度场的协同程度,表征对流换热强度的准则数Nusselt数存在着上限和下限,分别是Nu=Re·Pr和Nu=0,一般换热结构的换热率均处在此上、下限之间.该理论被称为场协同理论
场协同理论的重要意义在于对于某种流动换热结构,它可以明确告诉我们,在一定物理条件下(如流体速度、温度和物性等)此种结构可能达到的最大换热率。
cruise仿真
在车辆动力传动系统设计及匹配研究中，系统的建模是一个非常复杂的过程。
应用CRUISE 仿真软件建立的车辆动力传动系统模型具有方便、简单、容易调试和直观性强等特点，不仅能节省大量时间，而且便于用户分析和研究仿真结果以及修正参数，从而快速完成系统的匹配设计。
前言汽车动力传动系统设计的首要任务是使传动系统各部件之间以及与发动机之间互相匹配，以保证汽车能在不同条件下正常行驶，并具有良好的动力性和燃油经济性。
动力传动系统动态模型的建立是在车辆设计、匹配及性能研究的基础上，但传动系统建模复杂，调试过程时间较长，给研究工作带来了很大的不便。
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、结果准确，利于分析研究。
AVL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统的参数，从而快速完成系统的设计。
CRUISE软件功能及特点介绍CRUISE是一种非常灵活的车辆仿真分析软件，可对任意结构形式的车辆传动系统进行建模与仿真，用于车辆开发过程中的动力系统与传动系统的匹配、整车性能预测和仿真计算。
可进行发动机、变速器和轮胎的选型及匹配优化，还可以用于混合动力汽车、电动汽车的动力传动系统及控制系统开发和优化。
CRUISE软件具有以下特点：（1）灵活的模块化理念可进行各种车辆和动力总成配置的分析，能够自由地在所提供模块的基础上建立系统模型；（2）发动机的冷启动模型考虑了高摩擦和热力学效应；（3）弹性扭转轴单元可用于传动系统的低频振动特性研究；（4）黑盒子功能可使用户自定义模块和控制算法；（5）提供了流体动力学软件Flow master、KUH及MATALAB／Simulink的接口；（6）考虑了转向时车轮和车辆受力；（7）有分析CVT的专用模型。
纯电动车动力系统选型和基于AVL Cruise的性能仿真
2010年 第 4期
移动电源 与 车 辆
13
表 1 原车行驶参数
整备质量 m 0 满载质量 m 1 迎风面积 A 风阻系数 CD
/ kg
/ kg
/m2
轴距 L /mm
车轮滚动半径 r 后桥速比 i0 滚动阻力系数 f /m
11 800
17 500
7. 5
0. 65
5 800
0. 5
6. 3
0. 02
关键词: C ru ise; 模型仿真; 模型 标定; 车辆动力性 do:i 10. 3969 /.j issn. 1003 4250. 2010. 04. 005 中图分类号 : U469. 72 文献标识码: A 文章编号: 1003 4250( 2010) 04 0012 07
作 者 简 介: 王 瑞 敏 ( 1975- ), 女, 山 东 人, 博 士学 位, 研 究 方 向 为 汽 车 仿 真, 节能, 新能源汽车。
# 0. 5+
17 500 # 9. 8 # sin( arctg0. 18) # 0. 5 6. 3 # 2. 6 # 0. 9
= 1 139 N m
考虑 10% 的余 量, 驱 动电 机的 最大 扭矩应 选
1 300 N m。取电机最大扭矩为额定扭矩的 2倍, 则
电机的额定扭矩为 650 N m。
12
Movab le Power Stat ion & V eh icle
No. 4 2010
理论研究
纯电动车动力 系统选型和基于
*
AVL C ru ise的 性 能 仿 真
王瑞敏, 张 帆
(上汽商用车技术中心 新能源技术部, 上海 200438)
cruise和simulink联合仿真程序编译步骤
cruise和simulink联合仿真程序编译步骤一、介绍在进行联合仿真时，cruise和simulink可以相互连接，实现数据传输和系统联动仿真。
在编译联合仿真程序之前，需要首先了解cruise和simulink的基本原理和操作方法，以便更好地理解编译的过程。
Simulink是一种图形化的仿真环境，用于建立和模拟动态系统。
它可以通过连接和配置各个模块来模拟和仿真不同类型的系统，包括控制系统、电力系统等。
Simulink支持多种编程语言，并提供了丰富的仿真工具和函数库。
二、软件环境准备在编译联合仿真程序之前，需要准备以下软件环境：1. Cruise软件：用于模拟车辆动力学和控制算法。
2. Simulink软件：用于建立和模拟系统模型。
3. MATLAB软件：用于调用和执行Simulink模型。
4. C/C++编译器：用于编译Cruise和Simulink之间的接口程序。
5. Cruise和Simulink接口程序：用于在Cruise和Simulink之间传递数据。
三、联合仿真编译步骤1. 创建Simulink模型首先，在Simulink软件中创建一个新的模型。
可以选择从Simulink 库中选择合适的模块来构建模型，也可以自定义模块。
2. 添加Cruise模块在Simulink模型中添加Cruise模块，用于模拟车辆的运动和控制系统。
可以通过添加Cruise仿真模块或使用S-Function模块来实现。
3. 配置Cruise和Simulink接口程序将Cruise和Simulink之间的接口程序添加到Simulink模型中，并配置数据传输和接口设置。
接口程序可以是Cruise和Simulink之间的数据传输模块，也可以是数据格式转换模块。
4.调用接口程序和动力学模型在Simulink模型中合适的位置调用接口程序和动力学模型，以实现数据传输和系统联动仿真。
可以使用Simulink的信号连接和函数调用来实现。
BOOST 功能介绍
AVL LIST TECHNICAL CENTER (SHANGHAI) CO.LTD上海市浦东榕桥路327号，201206 Tel:+862158996900 Fax:+862158996822AVL 热力循环分析软件BOOST 功能介绍AVL 公司是一家在世界汽车、发动机行业拥有极高知名度的高科技公司.AVL 的先进模拟技术部门致力于开发动力总成及整车的设计分析软件平台，并负责该平台上各个软件在全球的销售、技术支持，以及小型的计算项目（此类项目的计算工作以客户为主，AVL 工程师为辅，着力于培养客户工程师）。
现在国内汽车、发动机行业内拥有140多个正式用户。
AVL 公司的先进模拟技术部门充分认识到软件只是一个工具，我们的客户更需要源源不断的专业技术支持。
因此，我们的技术专家不但能够熟练地操作软件，更具备深厚的行业应用经验。
这是AVL 软件部门在国内同行中最具竞争力同时也得到客户广泛认可的方面.下面就以下几个方面对AVL 热力循环模拟分析软件进行介绍:1、 产品技术说明AVL 热力循环分析软件是一个针对发动机整机性能进行模拟分析的软件，具有非常简便实用的前后处理器，以及快速稳定的求解器。
下面进行详细的说明：BOOST 发动机热力循环分析软件进行发动机整机模型的建立，包括进排气系统（包括空滤器、消音器、尾气净化装置等附件），发动机缸内燃烧现象，发动机与涡轮增压器的匹配等。
从而指导优化进排气管道结构、气门正时、发动机与其附件的优化匹配等。
1)功能强大的求解器算法及主要物理模型• 使用有限容积法求解一维流体动力学。
缸内燃烧过程的模拟可用准维燃烧模型• 可以进行发动机稳态和瞬态过程的模拟• 声学分析独具特色。
可对发动机的进排气噪音进行分析，进行消音器结构的优化。
具有线性和非线性两种分析方法，其中线性分析方法单独对消音器建模，无需发动机整机结构数据，由用户自定义声源，求解速度快。
非线性分析方法与整体发动机模型进行计算，可得到噪音在发动机倍频上的分布，以及声场的分布。
机械制造CRUISE软件技术描述
AVL CRUISE--车辆动力学仿真分析平台AVL CRUISE 软件是用于车辆系统动力学仿真分析的高级软件可以轻松实现对复杂车辆动力传动系统的仿真分析通过其便捷通用的模型元件直观易懂的数据管理系统以及基于工程应用开发设计的建模流程和软件接口AVLCRUISE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。
一. 软件的主要应用AVL CRUISE软件界面友好用户容易理解、使用和掌握结果分析直观易懂。
AVL CRUISE与AVL BOOST、AVL DRIVE、Matlab、C Code、Excel、KULI、FLOWMASTER、IPG CarMaker、Oracle等软件有通用的接口为用户建立自定义模块及控制元件的模型提供了方便并扩展软件的应用范围。
数据输入输出方便、可以直接将试验数据导入计算模型中软件的主要特点如下所述 1. 便捷的建模方法和模块化的建模手段使得不同项目组可以对模型进行方便快捷的整合。
可以快速搭建各种复杂的动力传动系统模型可同时进行正向或逆向仿真分析 2. 可以实现对车辆循环油耗针对不同的循环工况等速油耗任意档位和车速下稳态排放最大爬坡度考虑驱动防滑最大牵引力牵引功率最大加速度最高车速原地起步连续换档加速超车加速性能直接档加速性能车辆智能巡航控制制动/反拖/滑行等一系列车辆性能的计算分析3. CRUISE软件与AVL BOOST软件的耦合仿真可以实现对发动机瞬态特性的仿真分析与FLOWMASTER软件或KULI软件的耦合仿真可以实现车辆热管理系统VTMS的设计及仿真分析4. 在基于传统车辆模型的基础上可以快速搭建纯电动汽车或混合动力车辆模型并可通过与MatlabAPIDLLInterface或CBlackBox语言的接口实现整车控制策略的设计开发内置能量分配管理监测功能EFG可方便的实现基于控制策略的能量分配和管理特性的研究 5. 内置Function函数兼容C语言的程序格式使用户在不需要第三方程序的前提下便捷的进行相关控制策略的设计和开发6. 根据预先设定的动力性、经济性或排放性指标可以对模型中的参数进行快速优化组合并可以对动力传动系统进行匹配优化DOE参数化研究和多动力总成匹配研究7. 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8. 可以与硬件系统如AVL In-MotiondSPACEETAS等进行联合仿真满足用户对于车辆系统动态实时Real Time仿真分析的需求可对动力总成及其相关联的ECU控制策略进行分析和调试实现车辆动力学的快速原型开发RCP和硬件在环仿真功能HIL极大的提高了开发效率并缩短了开发流程9. 提出了动力总成分层建模的方法可以将动力总成的不同元件搭建在用户自己设定的不同层中使得建模过程更加直观和便捷可独立对动力总成中某一部件进行仿真分析无须搭建整个车辆模型极大的降低了对于车辆建模所需参数的要求可根据用户自定义的目标参数对驾驶员模型进行系统优化分析10. 能够便捷的对新型动力传动模式ATAMTDCTCVT 等及其控制策略进行研究分析具有自动变速系统GSPGear Shifting Program换档控制策略自动生成和优化功能可根据循环工况和道路条件自动生成换档规律曲线对于Matrix Calculation和Component Variation的参数及总成匹配GSP可根据参数和总成的变化自动调整换档规律GSP的优化功能可方便用户根据自身要求定义优化目标其生成的优化曲线可为TCU的标定提供参考缩短TCU的开发周期。
发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究
摘要：利用AVL公司开发的BOOST软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能, 而AVL的CRU ISE软件可调用BOOST建立的发动机模型。
BOOST发动机模型主要包括进排气系统模型、缸内模型和三元催化转化器模型。
进排气系统各个部件都会对发动机的充气效率产生影响，从而影响发动机的油耗和动力性; 发动机缸内模型主要为燃烧模型和传热模型。
文中传热模型采用经验参数; 由于实际的发动机标定软件中没有与燃烧模型参数相对应的参数，因此采用标定的方法确定燃烧模型参数。
进排气系统的设计参数主要包括各个部件的温度、压力、直径、长度、夹角以及流量系数等。
主要的部件有空气滤清器、进气总管、进气歧管、节气门、排气歧管、排气总管、消声器和三元催化转化器。
由于BOOST控件库中不包含节气门，因此采用阻力控件模拟节气门(通过控制其流量系数来模拟节气门的开度)。
从BOOST控件库中加入气缸控件, 输入参数主要包括: 基本参数、传热参数和燃烧参数。
基本参数包括缸径、行程、压缩比、连杆长度、活塞销偏置、凸轮型线、气门处流量系数、排气口初始条件和初始混合气成分等。
传热参数包括活塞、缸盖和缸套的温度、表面积以及传热模型的选择(Woschni1978 传热模型)。
燃烧参数对发动机的动力性和排放性能影响很大。
单区Vibe函数是描述放热特性方便而有效的方法。
燃烧模型选用单区Vibe 模型，如式( 3)所示, 其主要参数包括燃烧始点、燃烧持续期、燃烧品质参数和参数a。