03_基于AVL CRUISE的纯电动客车动力系统匹配与优化_上汽商用车技术
基于AVL Cruise的某重型商用车动力性、经济性分析及优化
基于AVL Cruise的某重型商用车动力性、经济性分析及优化摘要：本文以某重型商用车为研究对象，分析了其动力性、经济性和优化方案。
通过AVL Cruise软件模拟仿真，优化车辆动力系统，使其在满足动力要求的前提下具备更好的燃油经济性。
研究发现，在牵引工况下，改变气门正时角和点火提前角对车辆性能有较大的影响，而在惯性工况下，适当降低油门开度可以显著减少燃油消耗。
最后，结合实际应用需求，提出了优化方案，并且在AVL Cruise软件中进行仿真验证，取得了较为显著的效果。
关键词：AVL Cruise，商用车，动力性，经济性，优化方案正文：一、引言商用车具有承载重物和长时间运营的特点，因此，其动力性和燃油经济性是制造商和客户所关注的重要指标。
本文以某款重型商用车为研究对象，运用AVL Cruise软件，对车辆动力系统进行仿真分析，找出对其性能和经济性影响较大的参数，提出优化方案，为车辆动力系统的设计和应用提供价值参考。
二、研究方法本文采用AVL Cruise软件对商用车进行仿真分析。
首先，建立车辆动力学模型，包括发动机、传动系、车轮、车辆重量等参数，建立不同工况下的仿真模型。
然后，设置相应的仿真工况，对车辆进行动态性能和燃油经济性的评估。
最后，基于仿真数据和实测数据，对车辆动力系统进行优化，确定最优参数。
三、研究结果（一）动力性分析通过仿真分析，得出商用车在牵引工况下的加速时间和最大速度，发现改变气门正时角和点火提前角对车辆性能有较大的影响。
在两者的组合比较中，气门正时角在中低转速下的变化对车辆的牵引性能有明显的提升，但是对高转速下的提升作用较小；点火提前角对车辆加速性能的影响较大，其提前角越大，车辆的加速性能越好，但是其在一定程度上会使得发动机爆震现象加剧。
（二）经济性分析在惯性工况下，通过调整油门开度和车速，得到车辆的燃油消耗率。
在不同油门开度下，发现车辆的燃油消耗呈现出先降低后升高的趋势，在油门开度到达某一阈值之后，车辆的燃油消耗开始增加。
基于AVLCRUISE的纯电动客车动力总成匹配及换挡策略研究
0 引言
对于纯电动客车而言，驱动电机是纯电动客车唯 一的动力源，在爬坡或大负载时需要电机提供较大的 扭矩，为了减少对电机的要求，需装配多挡变速箱。当 前多挡化已成为纯电动车的发展趋势，制定合理的换 挡策略对提高整车的动力性与经济性有着重要的影 响，因此对纯电动车的换挡规律研究具有重要的意义。 现以厦门金龙联合汽车工业有限公司生产 1 0 米车型 为例，对带变速箱纯电动客车的动力总成进行匹配，依 据加速度最大原则制定相应的换挡规律，并基于 AVL CRUISE 搭建整车仿真模型，对换挡策略进行验证。
位为 m m ；i g 为主减速器传动比；i 0 为变速箱传动比；
v 为整车车速。
根据最高车速 V m a x 为 6 9 k m / h（二挡状态），可得
n > 2 2 1 2 .1 r/m in 。
1 . 2 电机最大转矩确定
电动机的最大转矩由最大爬坡度确定，根据车辆的
最大爬坡度，将参数带入式（2）计算电机的最大扭矩。
2
M
≥
（m
gfcosα + m
g s i n α·r +
cdA u 2 1 .1 5
）
η T i0 ig
（2）
式中：M 为电机的最大转矩；F t 为驱动力；r 为轮
胎滚动半径；i 0 为主减速器的传动比；i g 为变速箱的传
动比；α 为坡度角；m 为整车质量；f 为滚动阻力系数；
v 为爬坡车速；η T 为传动效率。
设计·计算·研究
基于 AVLCRUISE 的纯电动客车动力总成 匹配及换挡策略研究
龚刚
（厦门金龙联合汽车工业有限公司）
摘 要 ：对带有变速箱纯电动客车的动力总成进行匹配，并对换挡规律进行了研究，依据加速度最大原则制定相应的换挡策略。 基于 AVL CRUISE 搭建带变速箱纯电动客车整车仿真模型，对制定的换挡策略进行验证，仿真结果显示换挡策略切实可行。 关键词：AVLCRUISE 纯电动客车 换挡策略 仿真分析
基于AVL Cruise的纯电动卡车动力性、经济性仿真分析
1 概述整车动力和传动系统的匹配，直接影响车辆动力性和经济性。
对于商用车而言，动力匹配的传统思路是根据车辆应用工况，结合零部件资源，着重零部件可靠性与成本进行选型，车辆动力性、经济性一般在样车试制完成后，基于实车试验进行验证。
这种传统设计思路大大延长了产品开发周期和开发成本。
目前，整车动力和传动系统匹配仿真技术快速发展，新能源卡车设计开发过程中，在整车方案设计阶段，利用AVL 软件对车辆性能进行仿真分析，再利用实车试验验证设计精度，并逐步优化车辆模型的正向开发思路，已经得到广泛应用。
2 整车模型建立2.1 车辆构型和基本参数根据纯电动卡车的使用场景，确定车辆动力、传动系统构型和性能指标。
现基于某款6×4纯电动牵引车工况，选用驱动电机和多挡AMT 变速器构型，整车设计参数见表1，整车性能指2。
表1 整车设计参数表2 整车性能指标2.2 仿真模型建立根据车辆构型和基本参数状态，在AVL Cruise 软件界面，添加整车、驾驶员、驱动电机、动力电池、变速器、换挡控制、主减速器、轮胎等模块，并进行参数设置，建立机械和数据总线连接，构建仿真模型，如图1所示。
图1 整车仿真模型2.3 后桥速比的确定根据驱动电机和变速器参数、最高车速性能要求，由可得，主减速比i 0≤5.53。
根据整车轴核和附着力、坡道起步能力要求，由可得，主减速比i 0≥5.04。
基于AVL Cruise 的纯电动卡车动力性、经济性仿真分析/郭晓勐 刘国庆 崔红雨 公彦峰（中国重汽集团汽车研究总院）【摘要】文章根据整车设计参数和性能要求，进行动力系统匹配。
基于AVL Cruise 建立整车模型，对车辆动力性、经济性进行仿真分析，通过样车试验验证匹配方案的合理性。
基于匹配和仿真的纯电动卡车正向设计开发流程，有效保证产品匹配方案的合理性，降低产品开发风险，缩短新产品开发周期。
项 目量 值尺寸参数驱动型式6×4外形尺寸/mm 7 480×2 500×3 335轴距/mm 3 800/1 400质量参数整备质量/kg 10 500满载质量/kg 49 000驱动电机持续/峰值功率/kW 220/360持续/峰值扭矩/Nm 1 500/2 100最高转速/rpm3 400变速器型式4AMT Ⅰ挡速比 5.53Ⅱ挡速比 3.05Ⅲ挡速比 1.66Ⅳ挡速比 1.00额定扭矩/Nm 2 500驱动桥主减速比待定轮胎型号12R22.5滚动半径/m0.538项 目设计指标最高车速/(km/h)11030 min 最高车速/(km/h)750-50 km/h 加速时间/s 2280-110 km/h 超越加速时间/s200坡道起步能力/(%)20电量消耗经济性/(kWh/km)＜2.2图2 整车滑行阻力曲线3 整车性能仿真分析3.1 动力性分析对整车的最高车速、0-50km/h 加速、80-110km/h超越加速、坡道起步能力等动力性项目进行仿真计算，整车动力性仿真结果见图3至图5。
基于CRUISE的动力传动系统匹配建模与仿真分析
和 操 纵 性 能 的 综 合 分 析 。 动 力传 动 系 统 动 态 模 型 的 建 立 是 车 辆 设 计 、 匹 配 及 性 能 研 究 的 基 础 ，但 传 动 系统 建 模
复 杂 ， 出 的 结 果 仅 仅 是 理 论 值 ， 实 得 与
ＡＶＬ ＣＲＵＩＥ 是 计 算 和 优 化 燃 Ｓ
基于 Ｃ ＵＳ Ｉ Ｒ Ｅ的动力传动系统 匹配建模与仿真分析
陈金柱 张
汽 车 动 力 传 动 系 统 设 计 的 首 要
洁 ‘ 哈建 东
从而快 速 完成 系统设计 。
一
能及 制 动性 能等 的综 合工 具 ， 包含 他
了 车 辆 的 基 本 模 块 和 控 制 模 块 ， 户 用 可 利 用 模 型 生 成 器 建 立 所 需 的 车 辆 系 统模 型 ， 在 此基础 上 进行仿 真分 并 析 ，利 用 仿 真 结 果 优 化 传 动 系 参 数 ，
标 准 ） 。
３ ｎ， 多 也 不 超 过 ６ ｎ 用 精 密 的 ｍｉ 最 ｍｉ。 单板 式侧 滑试 验 台来 调整 和 测 试 ８ ｘ
４车 双 前 转 向 桥 ， 目前 也 是 国 内 第 一 家 。 套 方 案 用 来 对 ８ ４车 进 行 调 整 这 ｘ
九 、 果 效
经 过 两 年 多 时 间 我 们 对 约
■
ｌ
１
恸 ｝ ｌ
５６５０／ ６３００ ｌ
｜
柙 ＿ ＿ ； ｌ ｝ ｛
驾驶童
车辆 ： 乾 前
拈ｌ
车辆 ： 后轮
ｌ 显示器 １
３） 风 面 积 （ｎ ）滚 动 阻 力 系 数 ／ 迎 ｉ ／ 前 轴 升 力 系 数 ／ 轴 升 力 系 数 ：．／ 后 ７２
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。
基于动力性的增程式电动汽车动力参数匹配分析
192021年第03期・增程式电动汽车利用驱动电机作为驱动车辆的动力源，以动力电池组为主要能源，而发动机—发电机组作为增程器，提供辅助动力。
增程器的使用增加了整车的续航里程，但是不匹配的动力系统不仅无法降低能耗，反而增加车重，对整车的成本、能耗、动力性产生不利影响，违背设计初衷。
因此，有必要对增程式电动汽车的动力系统参数匹配进行研究。
本文以增程式电动汽车动力性为研究目标，分析加速能力、爬坡能力、最高车速和减速器速比、驱动电机参数之间的匹配关系，基于AVL CRUISE 整车模型对纯电动模式下增程式电动汽车的动力性进行仿真验证，达成增程式电动汽车动力性的合理匹配。
整车性能参数输入本文增程式电动汽车选定整车基本参数和性能目标，如表1与表2所示。
动力总成参数匹配1.电机功率计算（1）最高车速确定电机功率在增程车型中，驱动电机是唯一动力驱动装置，整车的动力性很大程度上取决于电机的峰值功率。
按设计目标要求，半载时最高车速为140 km/h ，30 min 最高车速为120 km/h ，在平直道路上以最高车速行驶时，电机峰值功率应大于或等于以该车速行驶时的滚动阻力功率和空气阻力功率之和，见公式（1）：基于动力性的增程式电动汽车动力参数匹配分析针对增程式电动汽车动力系统参数匹配问题，以某增程式整车参数为基础，基于加速能力、爬坡能力、最高车速的动力性目标，通过对增程式电动汽车动力系统的主要参数进行理论计算、完成参数匹配并选型，并在Cruise 软件中建立模型完成整车动力性仿真分析。
□ 福建船政交通职业学院 柳玉升 李智强参数名称单位数值轴距mm2 602整备质量kg 1 440最大总质量kg 1 815轮胎滚动半径m 0 315风阻系数%34.5迎风面积 2.36表1 整车基本参数表2整车性能目标参数名称单位性能目标EV 模式最高车速km/h 140REV 模式最高车速km/h 12030 min 最高车速km/h 1200～100 km/h 加速时间s 12最大爬坡度%40式中，P max1是电机峰值功率；ηT 是传动系统效率；ƒ是滚动阻力系数。
基于AVL Cruise与Optimum Lap赛车动力系统仿真与优化
033Abstract: The paper describes the power system for pure electric racing motorcyle based on the FSEC technology reuqirements and rules. The designer firstly detemines perforamance paprameters of the main compoenents such as electric motor, battery, controlling system, and main retardar etc., and then conducts the design on power system and complete the test. The rationality of the design of driving motor, power battery, powertrain system, and driving semi-axle etc. was verified through the Optimum Lap to build track modeling and set test conditions. The dynamic performance simulation analysis of the motorcycle was carried out by A VL CRUISE. The diagram of the relationship between power and economy was determined.Key words: FSEC racing motorcycle Power system Performance calculation Simulation analysis基于AVL Cruise 与Optimum Lap 赛车动力系统仿真与优化Zhang Qiang Shen Hui Jing Taojing Zhou Zhuxin (School of Mechanical Engineering of Yangzhou University)Simulation and Optimization of Power System of Racing Motorcycle based on A VL Cruise and Optimum Lap张 强 沈 辉 景陶敬 周竹馨（扬州大学机械工程学院）摘要：依据FSEC 纯电动赛车技术参数及规则，设计一款纯电动赛车动力系统。
文献——avl cruise在纯电动车整车性能开发中的应用(上汽乘用车公司技术中心)
AVL Cruise在纯电动车整车性能开发中的应用童荣辉康飞胡亮（上汽乘用车公司技术中心）前言本文阐述了纯电动汽车整车EMDQ性能开发过程中Cruise的应用，项目开发前期设定性能目标，初步对动力总成参数的选择，使用Cruise进行计算验证，而后对部分性能进行了实车验证，计算结果与实测结果基本吻合，给整车性能开发提供了理论依据。
关键词纯电动车EMDQ Cruise计算1、引言纯电动汽车作为新能源汽车的一个重要解决方案，已经越来越受到国内外各大整车企业及相关研究机构的重视。
在纯电动汽车开发过程中，针对整车性能EMDQ的目标定义及对应的电机、电池、减速器等动力总成参数的选型对整个开发过程起着决定性的作用。
所以在纯电动汽车开发前期对整车性能的精确预测也就显得尤为重要。
AVL Cruise作为一款行业领先的整车性能计算软件，无论是针对传统车还是新能源汽车的计算，都有着无法比拟的优势。
2、纯电动汽车整车性能EMDQ的定义及目标设定2.1 纯电动汽车整车性能EMDQ的定义本文所指的纯电动汽车整车性能EMDQ主要包括以下几个方面：E—Energy，通常是指纯电动汽车的等速续驶里程、百公里耗电量；M—Mass，通常是指纯电动汽车的整备质量；DQ—Drive Quality,通常是指纯电动汽车的动力性。
2.2 纯电动汽车整车性能EMDQ目标设定本纯电动车项目的开发是依托某A0级轿车平台上进行的，所以在项目前期目标定义中，我们就一致认为其整车性能EMDQ不能低于传统车，基于这个概念，我们定义了以下基本EMDQ性能：表1 纯电动汽车EMDQ目标设定3、纯电动汽车动力总成选型及Cruise计算验证3.1 纯电动汽车动力总成选型动力总成的选型主要包括电机、电池、及减速箱速比的选择，根据以上设定的EMDQ目标及电机、电池、减速箱供应商提供的参数，我们初步定义了以下动力总成的基本参数：表2 纯电动汽车动力总成参数定义3.2 纯电动汽车整车EMDQ性能Cruise计算3.2.1 纯电动汽车Cruise模型的搭建Cruise计算结果的精确与否与模型搭建过程中参数录入的准确性有极大的关系，根据以往传统汽车Cruise计算及对纯电动汽车的研究，我们认为要得到一个具有精确参考价值的Cruise模型，必须尽量满足模型中的各子系统参数输入，特别是一些关键的参数输入，就纯电动车来讲，我们觉得以下参数是对纯电动车性能计算至关重要的：1、整车参数—包括整车尺寸、重量、空气动力学参数、阻力模型（特别是滑行曲线）。
建议阅读-202_基于 AVL CRUISE的纯电动客车双电机协调控制研究_厦门金龙_方媛
基于A VL CRUISE的纯电动客车双电机协调控制研究方媛，叶伟宏，李明阳（厦门金龙联合汽车工业有限公司，厦门）[摘要] 针对双电机驱动系统，为了提高其经济性，提出了一种双电机控制策略。
本文基于A VL CRUISE搭建了整车仿真模型，并结合MATLAB/SIMULINK导入双电机控制策略进行联合仿真，验证了双电机控制策略的可行性。
同时，还进行了单双电机驱动系统的仿真对比，仿真结果显示双电机系统的每公里电耗比单电机减小了11.98%，有效的提高了整车经济性。
关键词：A VL CRUISE；MATLAB/SIMULINK；联合仿真主要软件：A VL CRUISE；MA TLAB/SIMULINKStudy on the harmonious control of dual motors for pure electricbus based on AVL CRUISEFang Yuan，Ye Weihong，Li MingyangXiamen King Long United Automotive Industry Co.,Ltd.&Xiamen[Abstract] For a dual-motor power system，in order to improve vehicle economy，a dual-motor control strategy was proposed. Based on A VL CRUISE，a vehicle simulation model was built, accompanied with MA TLAB/SIMULINK and import the dual motor control strategy co-simulation to verify the feasibility of dual-motor control strategy. Also，comparison simulation between single and dual motor power system was conducted. The simulation result indicate that the power consumption per kilometer of dual-motor system is smaller than the single motor 11.98%，with an effectively raising in the vehicle economy.Keywords: AVL CRUISE；MATLAB/SIMULINK；Co-simulationSoftware: AVL CRUISE；MATLAB/SIMULINK1.前言仿真是用理论计算的方法模拟实际系统的工作过程，在真实系统开发之前研究系统的性能，从而缩短开发周期与降低开发成本的一种研究方法和研究手段。
微型纯电动汽车动力系统匹配及优化仿真研究
10.16638/ki.1671-7988.2019.04.001微型纯电动汽车动力系统匹配及优化仿真研究*陈龙浩1,2（1.现代汽车零部件技术湖北省重点实验室（武汉理工大学），湖北武汉430070；2.汽车零部件技术湖北省协同创新中心，湖北武汉430070）摘要：文章以一款微型客车为例，在满足预设的动力性能要求的条件下，理论匹配计算出动力系统中电机、电池及减速器等关键部件的参数，通过应用正向仿真软件A VL Cruise，设置工况为中国典型城市工况，验证理论计算的合理性，得出了整车的爬坡加速等动力性能、电耗和续驶里程等经济性能。
最后利用带精英策略非支配排序遗传算法对传动系速比进行优化，在保证设计的动力性要求下，整车的能耗降低了3.41%。
关键词：纯电动汽车；动力系统；参数匹配；Cruise仿真；多目标优化中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)04-03-06Study on power system matching and optimization simulation ofmicro pure electric vehicleChen Longhao1,2( 1.Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components（Wuhan University of Technology）, Hubei Wuhan 430070;2.Hubei Collaborative Innovation Center for Automotive Components Technology, Hubei Wuhan 430070 )Abstract:A microbus, for example, under the condition of meet the requirements of the dynamic properties of the preset, matching theory to calculate the dynamic system of the parameters of the key components such as motors, batteries and reducer, by applying the forward simulation software A VL Cruise, set up the standard operating mode Typical urban operating mode in China, validate the rationality of the theoretical calculation, it is concluded that the vehicle's power performance, such as climbing speed travel distance and economic performance such as power consumption. At last, the transmission ratio is optimized by using the genetic algorithm of non-dominant sequencing with elite strategy. Under the requirement of dynamic design, the energy consumption of the whole vehicle is reduced by 3.41%.Keywords: Pure electric vehicle; Power system; Parameters match; Cruise simulation; Multi-objective optimization CLC NO.: U469.7 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)04-03-06前言随着汽车工业的高速发展，全球能源紧缺问题愈发严重，传统燃油汽车的替代方案将显得迫在眉睫，形式各异的新能源汽车成为研究重点，考虑到实现难度，纯电动汽车被认为是当下合理的解决方案[1]。