汽车动力经济性仿真cruise 的学习
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 A VL 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整车动力性经济性仿真分析的一点技巧
AVL CRUISE整车动力性经济性仿真分析的一点技巧AVL CRUISE整车动力性经济性仿真分析的一点技巧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的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CRUISE的一个典型应用是对车辆传动系统和发动机的开发，它可以计算并优化车辆的燃油经济性，排放性，动力性（原地起步加速能力、超车加速能力）、变速箱速比、制动性能等，也可以为应力计算和传动系的振动生成载荷谱一、简化计算任务通常计算任务会有这样一种情况，选择多种变速器与多种发动机或者主减速器进行搭配计算。
这在CRUISE中其实很好实现的，如下图操作即可然后在计算中心里添加对应的模型即可，如图当你有多个组件进行搭配的时候，可以在DOE plan中进行搭配的选择。
如此一来，可以使计算任务变得非常简单了。
二、简化结果提取在模型里添加一个special model中的ms-export的模块，按下图配置输出的参数在总线里配置好ms-export模块的参数总线连接然后对计算任务的输出进行修改，勾上output of ms-exports然后开始计算，如果你的任务是有很多case（各种组件的组合计算）这样计算的结果会生成相应很多个excel工作簿(如果你run很多任务，就会有相应的sheet，sheet名字为任务的名字，推荐使用任务的notice1与任务名字相同，这每一个sheet中的内容就是avl_cruise在每一个步长下的ms-export中定义的那些数据，你可以像我的ms-export中包含的那些内容，也可以自己添加其他的），然后我们可以编相应的程序或者宏就可以对这些工作簿进行处理(例如0-100加速时间的任务，你需要取速度>100的第一个点的时间-速度>0的第一个点的时间就ok了)，可以把结果生成到一个另外一个工作簿中，如此工作就变得很轻松了，我们可以把更多的精力放在真正的研究上了。
AVL-Cruise-介绍解析(1)
目前的任务
• 第一阶段 通过与试验相结合，对软件计 算结果与试验结果进行对比性学习，调 整参数，积累经验。
• 第二阶段 指导设计阶段，对整车动力经 济性进行计算，用来指导设计
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根据不同的给定计算 点可以算出相应的燃 油消耗
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运行工况定义
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不同档位不同车 速的燃油图
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对排放的计算仿真
▪ 多工况下排放由Cycle run任务模块仿 真
设计者可以根据不同结构的汽车组合成 自己所需要的汽车模型。比如:
不同种类的发动机，离合器，车轮， 刹车器，是否带挂车，单轴挂车还是双 轴挂车等。。。
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车辆运行任务模块化
• 循环行驶工况Cycle Run
• 爬坡性能分析Climbing Performance
• 稳态行驶性能分析Constant Drive • 满负荷加速性能分析Full Load Acceleration • 最大牵引力计算Maximum Traction Force • 巡航行驶工况Cruising • 制动/滑行/反拖性能分析Brake / Coast / Thrust
▪ 而对限定条件下的排放由Cruising任务 模块来仿真，
❖ 但是对于整车来说，不管是油耗还是 排放都必须给定台架试验上发动机的油 耗和排放数据。
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2024版CRUISE基础培训教程
决策树模型
随机森林模型
通过递归地划分数据集，构建一棵树状结构， 每个内部节点表示一个特征属性上的判断条 件，每个叶节点表示一个类别。
基于决策树模型的集成学习算法，通过构建 多个决策树并结合它们的预测结果来提高模 型的泛化能力。
2024/1/24
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模型参数设置与优化
超参数调整
数据预处理
包括学习率、正则化系数、树的深度 等，这些参数对模型性能有重要影响， 需要通过交叉验证等方法进行调整。
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建模过程演示与讲解
数据预处理
包括数据清洗、特征提取、数据转换 等步骤，为后续建模提供高质量的数 据输入。
模型选择
根据问题的特点和数据的性质，选择 合适的机器学习模型，如逻辑回归、 随机森林、神经网络等。
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模型训练
利用预处理后的数据进行模型训练， 调整模型参数，优化模型性能。
模型评估
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数据清洗与预处理技巧
缺失值处理
对于缺失值，可以采用删除、填 充、插值等方法进行处理，以保
证数据的完整性和准确性。
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异常值处理
通过统计分析、箱线图等方法识 别异常值，并进行相应的处理， 如删除、替换等。
数据转换
根据需要对数据进行转换，如数 据类型转换、数据标准化、归一 化等。
特征选择
CRUISE软件起源于20世纪90年代，最初是为了满足汽车行业对燃油经
济性和排放性能模拟的需求而开发的。
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02 03
发展阶段
随着计算机技术的进步和数值模拟方法的不断完善，CRUISE软件逐渐 增加了多体动力学、控制系统建模、热管理等模块，形成了一套完整的 车辆性能模拟解决方案。
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。
利用CRUISE进行整车动力性、经济性仿真计算
利用CRUISE进行整车动力性、经济性仿真计算（一汽无锡柴油机厂 陆晓燕 陈勤学）摘要：动力性、经济性是评价车辆性能的重要指标，也是产品开发过程中需要重点考虑的内容。
本文就某一款轻卡的性能要求，探讨了利用AVL的计算软件CRUISE进行整车动力性、经济性匹配计算，通过建模计算，提出了一种比原车型发动机与传动系匹配更优的方案，整车道路试验也验证了该匹配方案。
关键字：CRUISE 动力性 经济性1 前言整车动力性与经济性的优化匹配一直是国内外研究者关注的焦点。
国外在动力传动系统优化匹配方面起步较早，基础强大，目前已经拥有成熟的优化匹配流程和方法，研究重心也已集中到提高各大总成的性能上。
国内的研究起步较晚，对经济性的研究已从基于设定工况（国家六工况）的研究发展到基于实际运行状态的优化匹配研究，同时也相继出现了以基于用户参数输入的匹配计算软件系统。
针对国内外研究的现状和趋势，本文利用AVL的CRUISE计算软件，就某款轻卡建立了整车模型，采用试验分析与理论研究相结合的方法，为降低整车油耗，提出一种更为合适的传动系匹配方案。
2 整车模型的建立决定汽车基本性能的主要因素是发动机的使用特性和传动系的匹配。
较为经济、快捷的方法是着眼于现有的零部件、总成，根据用户的使用情况，通过计算和试验确定满足用户要求的更为合适的传动系匹配方案。
本文结合了目前已大量投放市场且较有代表性的某一型号轻卡，对原车进行了动力性、经济性的研究。
由于此次研究主要是在原车型现有零部件总成的基础上进行改善，故原则上，降油耗不增加整车成本或尽可能少增加成本，同时应尽可能不降低整车动力性。
因此，针对降油耗的目标，在方案选择上只对发动机及驱动桥进行优化匹配而未对变速箱参数进行优化。
表一为整车及主要零部件的一些基本参数。
表一 整车及主要零部件计算用参数整车总×宽×高（mm）：8360×2270×2326整车满载质量（kg）：8000前轴/后轴（kg）：2400/5600（4200/7800）原发动机额定功率（kW/rpm）： 100/2700rpm万有特性图见图4轮胎半径（mm）：407； 轮胎气压（kpa）：600变速箱（手动、六档）：6.314；3.913；2.262；1.393；1；0.788原后桥主减速比：5.714根据整车状态，CRUISE计算软件中建立如图1所示模型。
利用Cruise对某款车型进行动力性、经济性仿真分析
利用Cruise对某款车型进行动力性、经济性仿真分析上次对某电动车的驱动电机和动力电池进行了选型计算，本次就该选型方案进行Cruise仿真，已验证整车性能。
整车动力性、经济性仿真报告1 目的与范围1.1 目的本车型是在成熟的底盘平台上开发，因此需要对动力传动系统进行重新匹配设计。
本文档根据所提出的动力性、经济性能指标，完成动力传动系统的正向匹配计算和电机、电池的初步选型工作，可为性能指标的实现提供理论指导。
1.2 适用范围本文适用于纯电动汽车的动力性、经济性的概念设计阶段。
2 工作内容工作内容主要分为：a) 纯电动载货汽车整车参数b) 纯电动载货汽车设计性能目标c) 电机电池参数d) 动力性、经济性能仿真分析3 纯电动载货汽车整车参数表1 EV整车参数参数名称数值整车整备质量（kg）6300整车最大设计总质量（kg）12000半载质量（kg）9150长x宽x高（mm）8000X2500X3180前悬/后悬长度（mm）1370/2130轴距（mm）4500迎风面积（m^2） 5.79风阻系数0.77滚动阻力系数0.01主减速器传动比 5.833传动效率0.9轮胎型号9.00R20轮胎滚动半径(mm) 4965 纯电动载货汽车整车设计性能目标表2 电动车性能指标设计项目目标值最大爬坡度（%）≥20 0-50km/h加速时间（s）≤20 30分钟最高车速（km/h）≥80 1km最高车速（km/h）≥80等速40km/h续驶里程（km）≥200注：其中电池+电机效率为估计值。
6 电机参数7 电池参数电池电池类型锂电池单体电压（V） 3.2单体容量（Ah）25电压平台（V）576成组后总容量（Ah）175成组后总电量（kWh）100.8串并方式7并180串8动力系统方案验证为验证搭载电机后整车的动力性、经济性，应用AVL-CRUISE 软件，建立的整车纵向动力学模型根据GB/T 18385 《电动汽车动力性能试验方法》和GB/T 18386 《电动汽车能量消耗率和续驶里程试验方法》相关规定完成仿真模型的设置依次对各指标进行仿真计算，搭建整车模型如下：图1整车模型8.1 NEDC循环工况NEDC工况，半载质量，NEDC循环工况（最高车速80km/h）仿真结果如下，电池SOC由100%放电到10%，续驶里程为113km，百公里电耗为79.4kwh（未考虑电网充电效率）。
AVLCRUISE整车动力性经济性仿真分析一点技巧
AVLCRUISE整车动力性经济性仿真分析一点技巧1.创建合适的整车模型：首先，需要创建一个准确反映汽车系统的整车模型。
整车模型应包括发动机、传动系统、车辆和驱动循环等关键组成部分。
AVLCRUISE提供了一系列预定义的整车组件，可以快速建立模型。
2.考虑不同的驱动循环：驱动循环是模拟车辆在不同道路条件和行驶方式下的行驶模式。
AVLCRUISE提供了多种驱动循环选项，例如城市循环、高速公路循环和混合循环等。
根据应用需求选择合适的驱动循环。
3.选择适当的发动机模型：发动机是整车系统的核心组件之一，选择合适的发动机模型对于准确预测整车动力性和经济性至关重要。
AVLCRUISE提供了多种发动机模型，包括燃油喷射、气缸模型和排放模型等。
根据实际应用情况选择适当的发动机模型。
4.进行系统参数优化：使用AVLCRUISE可以对整车系统的参数进行优化。
通过调整发动机控制策略、传动系统参数和车辆配置等参数，可以获得最佳的动力性和经济性。
优化参数需要根据具体需求和目标制定，并通过多次仿真计算得到最佳结果。
5.分析仿真结果：AVLCRUISE提供了丰富的结果分析工具，可以从多个方面评估整车动力性和经济性。
例如，可以分析车辆加速性能、燃料消耗率、二氧化碳排放等指标。
通过比较不同优化方案的仿真结果，可以评估其影响，并进行进一步的改进。
6.考虑不确定性因素：在进行整车动力性经济性仿真分析时，需要考虑到实际操作中可能存在的不确定性因素，如驾驶行为、道路状况和环境影响等。
AVLCRUISE允许将这些因素考虑在内，并进行敏感性分析，以评估其对整车性能的影响。
7.与实际测试数据对比：为了验证模型的准确性和可靠性，建议将仿真结果与实际测试数据进行比较。
通过进行实际测试和仿真验证，可以进一步改进整车模型和优化策略，提高整车动力性和经济性。
总之，使用AVLCRUISE进行整车动力性经济性仿真分析需要综合考虑车辆模型、驱动循环、发动机模型、参数优化、结果分析、不确定性因素和实际测试数据等多个方面。
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车辆运行任务模块化
循环行驶工况Cycle Run 爬坡性能分析Climbing Performance 稳态行驶性能分析Constant Drive 满负荷加速性能分析Full Load Acceleration 最大牵引力计算Maximum Traction Force 巡航行驶工况Cruising 制动/滑行/反拖性能分析Brake / Coast / Thrust
Velocity模块完成
不同档位的最高车速
汽车加速度性能仿真
在加速度性能分析中， CRUISE完成了以下任务： 汽车的原地起步加速性能仿真，可以满 足GB/T 12544-90试验要求 各档位的最高加速度计算仿真，可以满 足GB/T 12544-90试验要求 汽车的超车性能仿真（符合日本标准的 超越加速试验）
软件在汽车方面的应用
在设计阶段,通过对整车的匹配优化,可以 提高汽车整体性能.
比如，车轮，发动机的选用 大大的缩短设计周期和设计成本 降低试制和试验成本，缩短反馈链
汽车零部件的模块化
汽车结构的分散模块化 将汽车零部件分成很多的离散模块，
设计者可以根据不同结构的汽车组合成 自己所需要的汽车模型。比如:
不同档位不同 车速的燃油图
对排放的计算仿真
多工况下排放由Cycle run任务模块仿 真
而对限定条件下的排放由Cruising任务 模块来仿真，
但是对于整车来说，不管是油耗还是 排放都必须给定台架试验上发动机的油 耗和排放数据。
数据采集
发动机（排量，冲程，缸数。。。） 变速箱（挡数，各挡传动比。。。） 差速器（转动惯量。。。） 车轮（静动态半径，附着系数。。。） 离合器（种类，面积。。） 驾驶室（挡位设置，换挡特性。。。） 。。。。。
原地起步加速
从静止开始，汽车以起步档位迅速起步并 将油门踩到底，使汽车尽快加速行使， 当发动机达到该档位的最大功率转速时， 迅速换档，并相应将油门全开，直至最 高档最高车速的80%以上。
EQ4153 V-406八 档原地 起步特 性曲线
汽车爬坡试验分析
爬坡试验中一般是分析最低档的爬坡性能 在没有标准坡度时还要进行换算。
在CRUISE中可以计算出所有档位的爬坡 能力（不打滑的情况下所能爬的最大坡） 在Climbing Performance任务中完成
汽车燃油消耗量试验仿真
根据国家燃油试验标准中规定的试验项目 CRUISE可以完成全部试验要求的仿真： 等速燃料消耗量试验 多工况燃料消耗量试验 直接档油门加速燃料消耗量试验 限定条件下的平均使用燃料消耗量试验
CRUISE运行流程
启动项目
在车辆建模窗口 构建
车辆模型
建立机械及信号 联接
创建文件夹 选择计算任务
运行计算任务
按照需求查看计 算结果
界面介绍
车辆模型建立
建立机械及信号连接
针对国标可实现的项目仿真
汽车滑行试验，GB/T 12536-90 汽车最高车速试验 ,GB/T 12544-90 汽车加速度性能试验, GB/T 12544-90 汽车爬陡坡试验,GB/T 12539-90 汽车燃料消耗量试验，GB/T 12545.2-2001 排放试验
CRUISE软件介绍
汽车动力经济性仿真
CRUISE功能介绍：
CRUISE模拟车辆的动力性、燃油经济性和排 放性能。其模块化建模理念可以方便地建立各 种不同结构布置的车辆模型，并采用完善的求 解器保证计算的快速性。 CRUISE的典型应用是在车辆传动系和发动机 的开发过程中，用于计算和优化车辆的燃油经 济性、排放性和车辆的动力性（原地起步加速、 超车加速）、变速箱速比、制动性能以及为应 力计算和传动系的振动生成载荷谱等等。
ห้องสมุดไป่ตู้
汽车滑行及刹车性能
计算任务的条件设置： 给定初速度50公里/小时 档位置于空挡
由制动力的大小确定滑行和刹车特性 由Brake/Coast/Thrust任务完成
给定刹车力非零是制动 为零时是滑行
空档
汽车最高车速试验仿真
可计算出每档位的最高车速 由Constan Drive 任务的 Maximum
模型的数据输入
手工输入数据 从已有模型中调入数据 从已有数据文件中导入数据 拷贝与粘贴方式输入输出数据
从数据文件中录入数据
拷贝与粘贴方式输入输出数据
道路环境和驾驶员模型的定义
可以自己定义道路环境，也可以默认CRUISE 给定的标准的道路模型
根据不同的驾驶员可以自由定义不同的操作特 性和习惯
驾驶员换挡过程
选择不 同的子 任务单 可以查 看相应 的运算 结果
运算结果评价
结果评价与分析
计算出的 发动机万 有特性图 及油耗概 率分布图
结果文件输出
计算结果 根据定义 的计算任 务可以在 结果文件 中输出。
扩展功能
为扩展软件的计算功能，CRUISE提供与 下列专用软件的数据交换接口： MATLAB/SIMULINK FLOWMASTER 流体液压 KULI 空调冷却
等速燃料消耗量试验、直 接档油门加速燃料消耗量试 验的仿真在 Constant drive任 务模块中完成。
多工况燃料消耗量试验仿 真在Cycle run任务模块中完 成、限定条件下的平均使用 燃料消耗量试验仿真在 Cruising任务模块中完成。
根据不同的 算点可以算 的燃油消耗
运行工况定义
另外还可以编辑函数对部件进行控制
Matlab® / SimulinkTM 举例
Matlab® / SimulinkTM 举例
目前的任务
第一阶段 通过与试验相结合，对软件计 算结果与试验结果进行对比性学习，调 整参数，积累经验。 第二阶段 指导设计阶段，对整车动力经 济性进行计算，用来指导设计