汽车动力性经济性优化设计

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基于Isight的电动汽车动力性燃油经济性优化

基于Isight的电动汽车动力性燃油经济性优化
e c o n o my o f e l e c t r i c v e h i c l e s c a n b e i mp r o v e d g r e a t l y b y t he NS GA— I I a l g o r i t hm .
动 比参数 进行 多 目标优 化设 计 .
传统 的研 究 方法 采用 数值 优化 算 法或 者全 局优 化算
基于 I 经 济性 优 化
郭晓光 , 宋雪丽 , 崔亚辉
( 1 .北京思 易特科技有 限责任公 司 , 北京 1 0 0 0 8 2 ; 2 .齐鲁工业 大学 机械与 汽车工程 学院 , 济南 2 5 0 3 5 3 )
摘要 : 针 对 电动 汽车 动 力性 与燃 油经 济性优 化 目标 矛盾 的 问题 , 基于 I s i g h t 软 件 集成 的第二 代非 劣
2 .S c h o o l o f Me c h a n i c a l a n d A u t o m o t i v e E n g i n e e r i n g , Q i l u U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , J i n a n 2 5 0 3 5 3 , C h i n a )
第2 2卷 增 刊 2
2 0 1 3年 1 0月
计 算 机 辅 助 工 程
Co mp u t e r Ai d e d En g i n e e r i n g
Vo 1 . 22 S u pp 1 . 2 0e t .2 01 3
文章 编 号 : 1 0 0 6—0 8 7 1 ( 2 0 1 3 ) s 2 — 0 2 1 1 . 0 4
经济性 .

车辆动力系统的多目标优化与设计

车辆动力系统的多目标优化与设计

车辆动力系统的多目标优化与设计关键信息项:1、车辆动力系统优化与设计的目标和要求性能提升指标:____________________________节能减排目标:____________________________成本控制范围:____________________________2、优化与设计的范围和内容发动机类型与技术:____________________________传动系统配置:____________________________能源管理策略:____________________________3、时间节点和交付成果初步方案提交时间:____________________________测试与验证阶段完成时间:____________________________最终优化设计成果交付时间:____________________________ 4、费用及支付方式总费用预算:____________________________阶段性付款比例:____________________________支付条件和时间:____________________________5、质量保证与售后服务质量保证期限:____________________________售后服务内容和响应时间:____________________________1、引言本协议旨在明确双方在车辆动力系统的多目标优化与设计项目中的权利、义务和责任,确保项目的顺利进行和达成预期目标。

11 背景随着汽车行业的快速发展和市场需求的不断变化,车辆动力系统的优化与设计成为提高车辆性能、降低能耗和排放的关键。

为了满足市场竞争和法规要求,需要对车辆动力系统进行多目标的优化和创新设计。

2、项目目标和要求21 性能提升指标车辆的加速性能、最高车速、爬坡能力等方面应达到或超过特定的标准和要求。

211 具体的加速时间指标:从 0 到 100 公里/小时的加速时间应不超过 X 秒。

基于Cruise的整车动力性和经济性分析

基于Cruise的整车动力性和经济性分析

Vol. 33 No. 1Juz 0071第38卷第1期2071年1月贵州大学学报(自然科学版)Journal of Guizhou University ( Natural Sciecces)文章编号 10004269(2021)019098 26DOI : 10. 15755/j. ctU ydxPzrb. 0071.01. 15基于Crrise 的整车动力性和经济性分析郁逸桢,郑长江*(河海大学土木与交通学院,江苏南京710098 )摘要:动力传动系统作为影响车辆动力性和燃油经济性的重要部件,开展传动系统的优化设计 对车辆研发具有重要意义。

文中基于Cruise 软件建立了整车模型,将仿真结果对比工信部实测 数据,验证了 Cruise 软件所建立的车辆仿真模型是可靠的。

动力性计算指标误差在3%以内,燃油经济性误差在5%以内,具有较高精度。

通过改变传动系统中主减速器传动比和变速器各挡 位传动比对车辆性能进行优化,在动力性减弱1.52%的情况下,提升了 4. 97%的经济性,符合当 前节能减排的发展趋势。

该研究结果表明:基于Cruise 软件对车辆进行性能优化是非常有必要的,具有重要的工程应用和理论参考价值。

关键词:动力性;燃油经济性;Cruise 仿真模拟;优化匹配中图分类号:U492.8 文献标志码:A车辆的动力性和燃油经济性是综合评估汽车 性能的重要指标。

王锐[]通过对比某车型的动力 性理论数据和Cruwo 软件仿真结果得出,仿真分析 精确度高于理论计算。

朱路生⑵针对轻型卡车建 模仿真,对比分析了 Mule 车和标杆车型,确认了 Mule 车性能指标优于标杆车型,具备细分市场的 差异化竞争力。

王琳4]基于Cruise 软件仿真分析 了某款手动挡汽车,并将仿真结果与试验结果对比 研究,验证了动态建模仿真分析应用于产品开发研 究的可行性。

采用软件仿真并配合试验研究,在整 车动力性和经济性评价方面取得了较好的应用效 果。

某乘用车基于CRUISE软件优化动力经济性

某乘用车基于CRUISE软件优化动力经济性

某乘用车基于CRUISE软件优化动力经济性作者:***来源:《时代汽车》2022年第19期摘要:在某车型匹配开发过程中,发现其动力经济性达不到设计目标要求。

本文通过对整车动力、经济性影响因素的分析,在保证不恶化经济性的前提下来提升动力性能解决此问题,主要采取措施为优化速比及降低行驶阻力,并使用AVL CRUISE软件进行仿真验证。

关键词:匹配优化动力性经济性行驶阻力1 引言油耗法规发布越来越严,整车厂面临着严峻的考验。

为达到法规要求,车企都尽最大努力使各车型燃油消耗量降低,在开发匹配过程中就不免偏重对经济性的考虑,而忽视或降低对动力性要求。

在整车开发过程中,动力性与经济性直接决定了整车的性能水平。

随着时代的进步,汽车不仅仅是作为拉人载货的载运工具,其良好的动力性赋予我们驾驶乐趣的含义。

经济性是汽车性能的延伸,是一项长期产生费用的性能指标,关系着客户利益和承担着节能减排的社会责任,所以经济性的重要也显得尤为突出。

动力传动系统匹配目的就是使两者达到最佳配合点,在保证汽车动力性的前提下,使整车经济性最优,平衡车辆动力性和经济性这两项相互矛盾的性能指标。

2 问题来源在某案例乘用车实际开发中,发现该车的动力性表现较弱,原因是基于成本及燃油经济性等方面考虑,选定了一台排量较小的发动机。

考虑到项目周期短,提出了在不恶化经济性的前提下,来提升动力性的优化方向。

由表1数据可知,该案例车的动力性及经济性表现不是很好,与竞品车型的表现相比,动力、经济性能属较差水平。

尤其最高车速和五档的超车加速性能明显较差,需要优化提升其高速行驶动力性。

3 优化措施及方向如圖1所示,汽油的化学能由发动机转化为机械能,再经过各种损失后只剩下13%~20%的能量,其中驱动整车行驶所需的能量仅为7%~18%。

发动机因受能量转换效率影响损失约62%~69%,所以发动机的节能潜力最大,但受技术水平制约实施难度大。

因此我们的优化措施主要在整车行驶传动系统上,以及降低车辆行驶所需的能量。

某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化

某重型汽车动力性与燃油经济性仿真与匹配优化
为 1 86 m h 1 .2 / 。 k 31 加速 时 间 .2 . 汽 车 的 加 速 时 间 常 用 原 地 起 步 加 速 时 间 与 超
车加 速 时 间 来 表示 本 文 采 用 原地 起 步加 速 到 8 0
k/ m h的时 间来 对 加 速 性 能 进 行评 价 .仿 真 结 果 如
型汽 车各挡 爬坡 度仿 真结 果如 图 4所 示 .从 图中可
以看 出 I 的最 大爬坡 度 为 2 . % 挡 47 3
控制 线 , 驾驶 员模 型接 收来 自发动 机 的转速信 号 、 车
体 的车速 信号 以及 变速器 的挡 位信 号 .通过 接 收信
2 O
号来 控制 汽车 的加 速踏板 位 置 、离 合器 踏板 位置 以
sf aeo o e R N I R tea tosuemut ojci eei agrh oo t z h o e ri aa eeso ow r fI d F O TE ,h uh r s l —bet egnt l i m t pi etep w  ̄ a p rm t f t n i v c ot mi n r
其超速 挡 8 ~ 0 m h的等速 百公 里油耗 。 0 10 / k

重 型汽 车 1 最 大爬 坡 度应 不 小 于预 期 所 挡
5 5
要求 的最大爬 坡 度 : ≥2 。 4
b 重型 汽 车 的最高 车速 应 当不小 于 预期 最 高 .
昌 5 0
4 5
车 速 : 一 ≥ l 6k h “ 1 m/
t e h a y d t e i l . t rs v r li e lp a s a e c o e r m h p i z to ln rc mp rs n a d a ay i, h h e v - u y v h ce Af e e a d a l n r h s n f e o teo t miain p a sf o a o n n lss t e o i o t lmac r g a o e p we t i s i e t e c o d n O a t a e n . p i th p o r m ft o r an i d n i d a c r i gt cu l ma d ma h r i f d

混合动力汽车动力系统的优化设计与能效改进

混合动力汽车动力系统的优化设计与能效改进

360 引言随着全球能源需求的增长和环境保护力度的加大,混合动力汽车作为一种具有潜力的替代能源解决方案逐渐受到人们的关注。

混合动力汽车动力系统的优化设计和能效改进是实现可持续交通发展的关键。

本文旨在探讨混合动力汽车动力系统的优化设计和能效改进,以提高其性能、减少能源消耗。

混合动力汽车是指同时搭载内燃机和电动机,通过智能能量管理系统实现两者之间的协调工作。

这种结合传统燃油动力和电动动力的方式,使得混合动力汽车具备了高效、低排放及节能的潜力[1]。

1 关于混合动力汽车动力系统的认识混合动力汽车动力系统是一种融合了传统内燃机和电动机的先进动力解决方案。

它通过智能能量管理系统协调两种动力来源的使用,以实现高效能耗、低排放和节能的目标。

混合动力汽车的动力系统由发动机、电动机、电池和控制单元等关键组成部分构成。

首先,发动机在混合动力汽车动力系统中扮演着重要角色,它可以是传统的汽油发动机或柴油发动机,负责为车辆提供动力,并充当电池充电的能量来源。

发动机的主要任务是在需要时为电池充电或提供额外的动力输出,以满足驾驶需求。

其次,电动机作为另一种重要的动力来源,在混合动力汽车中发挥着关键作用。

电动机利用电能驱动车辆,并具有高效、响应迅速和零排放等优点。

根据应用需求,混合动混合动力汽车动力系统的优化设计与能效改进摘要:本文探讨了混合动力汽车动力系统的优化设计与能效改进的措施。

通过对传统发动机的优化,包括提高燃烧效率和减少摩擦能量损失,可以提高传统动力系统的效率。

另外,电动机的优化设计可以提高效率和功率密度,进一步增强混合动力系统的性能。

电池技术的改进,包括增加能量密度和功率密度,以及提升使用寿命和安全性能,为混合动力汽车提供更可靠的能源供应。

而引入智能辅助驾驶系统,能够实现能量回收与再利用,实现能量管理的智能化,提高整体能效。

这些措施的综合应用将有助于提升混合动力汽车的能源利用效率,实现可持续出行的目标。

关键词:混合动力;汽车;动力系统;优化设计;能效改进力汽车可以使用交流电动机或直流电动机,以获得最佳的驱动性能,提高能源利用效率。

新能源汽车动力系统优化设计与性能分析

新能源汽车动力系统优化设计与性能分析

新能源汽车动力系统优化设计与性能分析随着环境保护意识的增强和能源危机的威胁,新能源汽车成为了当前汽车行业的研发热点。

而新能源汽车的核心就是动力系统的设计与性能分析。

本文将围绕新能源汽车动力系统的优化设计和性能分析展开讨论,旨在为读者提供一些有关新能源汽车动力系统的信息。

一、新能源汽车动力系统的优化设计1.1 动力系统结构设计新能源汽车的动力系统一般由电池组、电机和控制器组成,并通过变速器将动力传递到车轮。

在设计动力系统结构时,需要考虑电池容量、电机功率和变速器的匹配关系,以及整个系统的重量分布、空间利用率等因素。

1.2 动力系统参数优化为了提高新能源汽车的性能和续航里程,动力系统的参数优化至关重要。

例如,电池的能量密度和功率密度、电机的效率和输出扭矩等都是需要优化的参数。

通过合理选择和调整这些参数,可以提高新能源汽车的动力性能和节能性能。

1.3 系统能量管理策略新能源汽车的能量管理策略是指如何合理地分配和利用电池的能量,以实现对电机的供能控制。

常见的能量管理策略包括最大能量采集控制策略、最大效率控制策略和最大续航里程控制策略等。

根据车辆使用场景和驾驶需求,可以选择合适的能量管理策略以优化动力系统的性能。

二、新能源汽车动力系统性能分析2.1 能量效率分析新能源汽车的能量效率是指在行驶过程中将电池储存的能量转化为车辆动力输出的效率。

通过对动力系统的能量转换过程进行分析,可以计算出能量转化的损失和效率,进而评估系统的能源利用效率。

2.2 动力性能分析新能源汽车的动力性能包括加速性能和最高速度等指标。

通过对动力系统的输出功率、扭矩和转速等参数进行分析,可以评估新能源汽车在不同工况下的动力性能表现。

2.3 续航里程分析续航里程是评估新能源汽车电池性能的重要指标。

通过对电池组的能量密度、电机的能量消耗率以及车辆质量等因素进行分析,可以预测新能源汽车在不同驾驶工况下的续航里程。

综上所述,新能源汽车动力系统的优化设计和性能分析是实现新能源汽车高效、可靠运行的重要环节。

汽车底盘动力学性能与优化设计

汽车底盘动力学性能与优化设计

汽车底盘动力学性能与优化设计汽车底盘动力学性能是指汽车在不同的道路条件下,通过底盘系统传递动力和保持稳定性的能力。

优化设计则是通过改进底盘系统的各个组成部分,提升汽车的动力学性能。

一、底盘动力学性能的影响因素1. 悬挂系统悬挂系统是汽车底盘的重要组成部分,主要用于减震和支撑车身。

优秀的悬挂系统能够提供舒适的驾驶感受,并且在不同的路面状况下提供良好的操控性能。

2. 操控系统操控系统包括转向系统和制动系统。

转向系统决定了汽车的操控性和转向灵敏度,而制动系统则直接关系到汽车的制动性能和安全性。

3. 轮胎选择轮胎是汽车与地面之间的唯一联系点,对汽车的动力学性能有着重要影响。

正确选择合适的轮胎可以提高汽车的抓地力和操控性能。

4. 车身刚度车身刚度是指汽车车身的弯曲和扭曲能力,对汽车的稳定性有着重要影响。

通过增加车身的刚度,可以降低车辆在弯道行驶时的侧倾,提高悬挂系统的工作效率。

二、汽车底盘动力学性能的优化设计1. 悬挂系统优化悬挂系统的优化设计可以通过调整悬挂弹簧的刚度和减震器的阻尼来实现。

合理的悬挂系统设置可以提高汽车的抓地力,减轻悬挂系统的压力,从而提高汽车的操控性能。

2. 操控系统优化在操控系统的设计中,需要考虑转向系统的灵敏度和制动系统的响应速度。

通过优化转向系统的传动比和制动系统的液压传输效率,可以提高汽车的操控性能和制动效果。

3. 轮胎优化选择在选择合适的轮胎时,需要考虑轮胎的胎宽、比宽比和花纹设计等因素。

合适的轮胎选择可以提高汽车的抓地力和操控性能,同时减少滚动阻力,提高燃油经济性。

4. 车身刚度优化通过采用轻量化的车身材料和加强车身结构,可以提高汽车的刚度,并减轻整车重量。

车身刚度的优化设计可以有效降低车辆的侧倾和振动,提高悬挂系统和轮胎的工作效率。

三、底盘动力学性能的测试与评估为了确保汽车底盘动力学性能的优化效果,需要对汽车进行相关的测试与评估。

常见的测试项目包括底盘悬挂系统的回弹测试、转向系统的动力学测试和制动系统的制动距离测试等。

汽车发动机设计规范

汽车发动机设计规范

汽车发动机设计规范汽车发动机作为汽车的核心部件,其设计的优劣直接影响着汽车的性能、可靠性、燃油经济性以及环保排放等方面。

为了确保发动机能够满足各种使用要求和技术标准,制定一套科学合理的设计规范至关重要。

一、设计目标与要求在设计汽车发动机之前,首先需要明确设计目标和要求。

这些目标和要求通常包括但不限于以下几个方面:1、动力性能发动机应能够提供足够的功率和扭矩,以满足车辆在不同行驶工况下的动力需求。

例如,对于家用轿车,发动机的最大功率和扭矩应能够保证车辆在城市道路和高速公路上的正常行驶,并具备一定的加速性能。

2、燃油经济性随着能源问题的日益突出,提高发动机的燃油经济性成为设计的重要目标之一。

通过优化燃烧过程、降低摩擦损失等措施,使发动机在提供足够动力的同时,尽可能降低燃油消耗。

3、可靠性和耐久性发动机应具备长时间稳定运行的能力,在正常使用和维护的情况下,能够达到一定的使用寿命。

这就要求在设计中选用高质量的材料,进行合理的结构设计,并充分考虑零部件的疲劳强度和磨损情况。

4、环保排放为了减少汽车尾气对环境的污染,发动机的设计应满足日益严格的环保排放标准。

通过采用先进的燃烧技术、尾气后处理装置等手段,降低有害气体和颗粒物的排放。

5、成本控制在满足性能和质量要求的前提下,尽可能降低发动机的制造成本,以提高产品的市场竞争力。

二、结构设计1、气缸布置汽车发动机的气缸布置方式主要有直列式、V 型、水平对置式等。

直列式结构简单,成本较低,但长度较大;V 型结构可以缩短发动机长度,提高空间利用率,但结构相对复杂;水平对置式发动机重心低,运行平稳,但制造工艺要求较高。

在设计时,应根据车辆的用途、空间布局和成本等因素选择合适的气缸布置方式。

2、气缸数和排量气缸数和排量的选择直接影响发动机的动力性能和燃油经济性。

一般来说,气缸数越多,排量越大,发动机的功率和扭矩越大,但燃油消耗也相应增加。

对于小型家用车,通常采用四缸发动机,排量在15L 至20L 之间;而对于中大型车辆或高性能跑车,可能会采用六缸、八缸甚至更多气缸的发动机。

车辆动力系统的优化设计与实验研究

车辆动力系统的优化设计与实验研究

车辆动力系统的优化设计与实验研究在当今社会,车辆作为人们出行和运输的重要工具,其性能的优劣直接影响着用户的体验和经济效益。

而车辆动力系统作为车辆的核心部分,对于车辆的动力性、经济性和排放性能等方面起着决定性的作用。

因此,对车辆动力系统进行优化设计和实验研究具有重要的现实意义。

车辆动力系统主要由发动机、变速器、传动轴、驱动桥等部件组成。

发动机作为动力源,其性能的好坏直接决定了车辆的动力性和经济性。

传统的燃油发动机在燃烧过程中会产生大量的废气排放,对环境造成污染。

随着环保要求的日益严格,新能源动力系统,如电动汽车和混合动力汽车,逐渐成为研究的热点。

在车辆动力系统的优化设计中,首先需要考虑的是发动机的优化。

通过改进发动机的进气系统、燃油喷射系统和燃烧过程,可以提高发动机的燃烧效率和功率输出。

例如,采用涡轮增压技术可以增加进气量,提高发动机的动力性能;采用缸内直喷技术可以使燃油更加均匀地喷射到气缸内,提高燃烧效率。

此外,优化发动机的配气机构和气门正时系统,也可以改善发动机的换气过程,提高发动机的性能。

变速器是车辆动力系统中的另一个重要部件,其作用是根据车辆的行驶工况,将发动机的动力合理地传递到驱动轮上。

对于手动变速器,通过优化齿轮比和换挡策略,可以提高换挡的平顺性和动力传递效率。

对于自动变速器,采用先进的控制策略和换挡逻辑,可以实现更加快速和平顺的换挡过程。

此外,无级变速器(CVT)由于其连续可变的传动比,可以使发动机始终工作在最佳工况点,从而提高车辆的燃油经济性。

除了发动机和变速器的优化,传动轴和驱动桥的设计也对车辆动力系统的性能有着重要影响。

合理设计传动轴的长度、直径和材料,可以减少传动过程中的能量损失;优化驱动桥的齿轮传动比和差速器结构,可以提高车辆的驱动力和通过性能。

在进行车辆动力系统的优化设计后,还需要进行实验研究来验证设计的效果。

实验研究通常包括台架实验和道路实验。

台架实验可以在实验室环境下对发动机、变速器等部件进行单独测试,获取其性能参数和工作特性。

重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计

重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计

重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计摘要:随着工业化的不断发展,交通运输业迅猛发展,重型汽车作为货物运输和物流行业的主力军,其动力学性能的研究和优化设计显得尤为重要。

本文基于重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计的背景,综述了该领域的研究现状和最新成果,并介绍了仿真方法及其在动力学性能研究中的应用,最后提出了优化设计的思路和方法。

本文的目的是推动重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计的发展,为相关领域的研究者提供一些建议和参考。

关键词:重型汽车,动力学性能,仿真,优化设计1. 引言随着全球经济一体化的进一步深化,国内外贸易的不断增长,重型汽车在货物运输和物流行业中扮演着重要角色。

在这个背景下,重型汽车的动力学性能研究和优化设计变得尤为重要。

动力学性能直接关系到汽车的行驶安全性、操控性以及燃油消耗率等关键指标。

因此,深入研究重型汽车的动力学性能,掌握其运动特点和工作原理,对于改进和优化重型汽车的性能具有重要意义。

2. 动力学性能的仿真研究方法动力学性能的仿真研究是一种基于计算机模型和仿真软件的方法,通过模拟重型汽车在不同工况下的运动过程,得出相关指标的仿真结果。

对于重型汽车动力学性能的仿真研究来说,主要包括车辆运动学仿真和车辆动力学仿真两个方面。

2.1 车辆运动学仿真车辆运动学仿真主要研究重型汽车的运动学特性,如速度、加速度、转向角等。

通过建立重型汽车的几何模型和动力学方程,采用数值计算方法,可以得到重型汽车在不同路况和驾驶行为下的运动状态。

这种仿真方法可以较为准确地预测重型汽车的运动轨迹和行驶特性,为优化设计提供基础。

2.2 车辆动力学仿真车辆动力学仿真主要研究重型汽车的动力学特性,如加速性能、制动性能、悬挂系统的振动特性等。

通过建立重型汽车的动力学模型和控制策略,采用仿真软件进行模拟计算,可以得到重型汽车在不同工况下的动力学参数和响应性能。

这种仿真方法可以帮助优化重型汽车的动力系统和悬挂系统设计,提高汽车的性能。

两挡变速器纯电动汽车动力性经济性双目标的传动比优化_周兵

两挡变速器纯电动汽车动力性经济性双目标的传动比优化_周兵

(
)
( 6) 式中: P em1 为满足车辆匀速爬坡性能要求的驱动电 机峰值功率, 求得 P em1 ≥18. 6kW。 驱动电机的峰值功率还须满足汽车在平坦良好 路面上的加速性能要求, 根据设计时所参考的基础 车的加速特性, 取换挡车速为 20km / h, 汽车从静止 连续换挡加速到最高稳定车速的时间为 100 1 20 δ1 m δ2 m t = dua + dua ≤ 15 3. 6 0 Ft1 - Ff - FW 20 Ft2 - Ff - FW
Zhou Bing,Jiang Qinghua & Yang Yi
Hunan University,State Key Laboratory of Advanced Design and Manufacturing for Vehicle Body,Institute of Space Technology,Changsha 410082
(
CD A 3 mgf u max + u max 3 600 76 140
)
( 5)
2
2. 1
动力系统参数匹配
驱动电机的选型
式中: P e1 为驱动电机的额定功率; u max 为汽车最高稳 定车速。求得 P e1 ≥13. 3kW。 驱动电机的峰值功率应满足汽车匀速爬坡性能 的要求, 则根据式( 4 ) 有 mgsinα m CD A 3 1 mgfcosα m P em1 ≥ ui + ui + ui 3 600 76 140 η T 3 600
* 中央高校基本科研业务费专项( 531107040149 ) 、 教育部长江学者与创新团队发展计划项目( 531105050037 ) 和湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题项目( 60870002 ) 资助。 原稿收到日期为 2010 年 3 月 18 日, 修改稿收到日期为 2011 年 3 月 25 日。

汽车动力总成系统优化设计研究

汽车动力总成系统优化设计研究

汽车动力总成系统优化设计研究随着社会的不断发展,汽车已经成为人们生活中不可缺少的交通工具。

同时,随着汽车的普及,人们对汽车的要求也越来越高,不仅要求汽车有着舒适的内部空间和外观设计,还希望汽车具有足够的动力和耐用性。

因此,汽车生产商和研究人员一直在努力提升汽车的性能,其中汽车动力总成系统设计的研究和开发尤为关键。

汽车动力总成系统是指把发动机、变速器、传动轴、驱动桥和轮胎等组件集成在一起,以提供使汽车行驶所需的动力和扭矩。

优化和改善汽车动力总成系统设计是提高汽车性能和节能减排的关键之一。

汽车动力总成系统的设计优化需要考虑以下几个方面:一、发动机发动机是整个汽车动力总成系统中最核心的部分。

优化发动机设计可以使得汽车的功率和扭矩大大提高,同时降低油耗和减少污染物排放。

发动机的优化设计包括如下几个方面:1. 发动机结构的优化:通过优化发动机结构,可以大大提高发动机的效率和动力输出,降低排放。

2. 发动机燃油供给系统:优化发动机的燃油供给系统可以提高发动机的燃烧效率,降低油耗和排放。

3. 最优化的进气和排气系统:通过合理设计进气和排气系统,可以使得发动机的空气流动更加顺畅,从而提高发动机的效率和动力输出。

二、变速器变速器的优化设计可以提高汽车的加速性能和燃油经济性。

常用的变速器设计方案包括手动变速器、自动变速器和CVT变速器。

不同的变速器设计方案适用于不同的汽车类型和用途,需要根据实际情况进行优选。

三、传动系统传动系统的设计优化是提高汽车性能和经济性的关键之一。

传动系统包括传动轴、驱动轮和传动比。

通过优化传动系统的传动比和结构,可以大大提高汽车的爬坡能力和加速性能,同时降低燃油消耗。

四、轮胎轮胎是汽车动力总成系统的重要组成部分,对汽车的性能和经济性具有重要的影响。

轮胎的设计优化需要考虑轮胎的材料、胎面花纹、胎面硬度、胎压等因素。

通过优化轮胎设计,可以提高汽车的牵引力和制动性能,同时降低油耗和磨损。

综上所述,汽车动力总成系统的优化设计是提高汽车性能和经济性的重要手段。

混合动力汽车动力系统优化设计与控制

混合动力汽车动力系统优化设计与控制

混合动力汽车动力系统优化设计与控制随着环保意识的日益增强,汽车燃油消耗的问题愈来愈受到关注。

而混合动力汽车由于其节能环保的特点,在汽车市场上越来越受到欢迎。

混合动力汽车配备了电池、发动机、电机和传动系统等多种组件,相对于传统汽车,其动力系统设计更加复杂。

如何对混合动力汽车动力系统进行优化设计与控制,是当前混合动力汽车研发的热点问题之一。

一、优化设计1.总体设计混合动力汽车的总体设计应考虑以下几点:(1)电池与电机的性能匹配。

应根据汽车的质量与性能等需求进行选择。

(2)发动机平衡设计。

根据动力输出及排放标准来进行匹配。

(3)传动系统的设计。

机械传动和电气传动的匹配度要能够实现最佳动力输出。

(4)能量管理的优化。

需要确保能量的高效利用。

2.电池设计尽管当前市场上出现了多种混合动力汽车动力系统的设计,但是电池依旧是混合动力汽车最重要的组成部分之一。

目前,国内外主流混合动力汽车大多采用铅蓄电池、镍氢电池和锂离子电池等多种电池类型。

它们的特点如下:(1)铅蓄电池:成本低廉,维修方便,但是储能密度低,寿命短,不利于动力性。

(2)镍氢电池:储能密度较高、环保、寿命较长,但是成本较高。

(3)锂离子电池:储能密度高、寿命较长,但是成本高、安全性差、环境温度低时容易出现性能下降等问题。

3.发动机设计发动机的设计考虑的主要因素是动力输出和排放标准。

为了更好地利用技术,发动机应该优化其内部结构,是的发动机性能更稳定,更满足环保标准。

同时,发动机的质量、尺寸和成本等因素也需要考虑在内。

4.传动系统设计混合动力汽车的传动方式多种多样,需根据车型和使用时间等因素进行选择。

当前,常用的传动系统设计包括三模式、二模式、纯电动、串并式等。

不同传动方式的特点如下:(1)三模式:将汽车驱动力通过通过发动机、电机和传统的变速器传递,实现不同驾驶模式的转换。

(2)二模式:相比三模式,省去了开关驱动模式。

(3)纯电动:汽车仅依靠电池和电机提供驱动力。

最终版论文汽车动力性与燃油经济性分析计算

最终版论文汽车动力性与燃油经济性分析计算

太原科技大学本科毕业设计汽车动力性与燃油经济性计算分析学院机械工程学院专业工程机械姓名马勋学号 201018050112班级机自101204评阅老师指导教师张福生完成日期 2014年6月8日太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology摘要汽车动力性是指在良好、平直的路面上行驶时,汽车由所受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。

汽车是一种高效率的运输工具,运输效率之高低在很大程度上取决于汽车的动力性。

所以,动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。

动力性代表了汽车行驶可发挥的极限能力。

本文是以桑塔纳2000车型和数据为对象,进行汽车动力性和燃油经济性分析计算,研究了汽车动力性评价的各种方法和评价指标,介绍了动力性评价的主要参数:最高车速、加速时间、最大爬坡度。

首先将汽车发动机以及各原始数据进行汇总并列表,然后通过相关公式计算出用于评价性能的数值(如最高车速,爬坡度等)。

此外,本文还在MATLAB中定义数据变量,构成变量体系,通过编程利用变量绘制曲线,最终确定该车动力性较强,燃油经济性为普通级。

最后根据曲线特性分析该车的动力性和燃油经济性,针对结果提出改进和优化的建议。

关键词:汽车动力性;燃油经济性;MATLAB;优化设计MATLAB vehicle power performance and fuel economy calculation is based on the analysisAbstractVehicle dynamics refers to the good, when driving on a flat road, the car suffered from the decision of the longitudinal force, can achieve an average speed. Automotive is a highly efficient means oftransport, transport efficiency depends largely on the level of dynamic performance of the car. Therefore, power is the most basic variety of performance cars, the most important performance. Dynamic represents the limit of cars with the ability to play.This article is based on data of Santana 2000 models and objects of automotive power and fuel economy calculation analysis, research and evaluation of the various methods of evaluation of vehicle dynamics, and introduces the dynamic evaluation of the main parameters: maximum speed, acceleration time , Max-gradeability. First, gather the data of the car engine and make a list of the raw data, and then calculate the correlation formula which used to evaluate the performance of value (such as maximum speed, climbing, etc.).What’s more, this a rticle defines the data variables, and build the system of data variables, use the variables with programming to paint pics, then sure the vehicle dynamics of Santana 200 is strong, and the economy also.The last step is analysising the vehicle dynamics and economy based on the curves, while providing some advices about the update and Optimization.Key words:Vehicle dynamics;Fuel economy; MATLAB; optimal design目录摘要 IAbstract II引言 1第一章汽车动力性 21.1 汽车动力性指标 21.2 汽车动力性计算 21.2.1 驱动力、各种阻力数学模型的计算 21.2.2 最高车速和最大爬坡角的计算 81.2.3 加速度的计算 81.2.4 动力因数的计算 91.3 汽车驱动力的影响因素 91.3.1 发动机速度特性 91.3.2 传动系统的效率 101.3.3 轮胎的尺寸与形式 10第二章汽车经济性的计算 122.1 循环工况行驶百公里燃油消耗 12第三章汽车数据统计的动力性计算、MATLAB绘图 16 3.1 桑塔纳2000参数 163.2 发动机参数图标 183.2.1 发动机原始数据 183.2.2 汽车运动参数 193.3 汽车功率参数 213.4 爬坡度参数 233.5 MATLAB绘制程序和结果曲线 253.5.1 定义变量 253.5.2 绘制程序和结果曲线 27结论 35参考文献 38附录A 附录A 常用符号表 39致谢 51基于MATLAB的汽车动力性与燃油经济性分析计算引言近年来,随着我国公路的运输的发展,对汽车的动力性要求也越来越高。

整车动力性经济性匹配优化设计方法

整车动力性经济性匹配优化设计方法

整车 匹配 是一 个反 复优 化计算 与发 动机 变速 箱
供应 商 反复 交流修 改特 性参 数 的过 程 。如何 根据 整 车 目标 提 出最优 的发动 机特 性参数 、 传 动 系速 比、 变
济性 。 由于 能源 紧缺 , 汽车 的燃油 经 济性越 来 越被 重 视。 在整 车 已确定 使用 某款 发动 机 的情况 下 , 发动机
The Wa y o f Op t i mi z a t i o n De s i g n o n Au t o mo b i l e Dy n a mi c Ec o no my Ma t c hi ng
W ANG Hu a - x i u, XU Yo n g , YANG Xi n g - mi n g Ab s t r a c t : Ve h i c l e p o we r a n d e c o n o my i s o n e c o n l f i c t i n g v e h i c l e p e f r o r ma n c e .I t i s a p r o b l e m t h a t g e t t i n g e n o u g h p o w e r a n d t h e b e s t f u e l e c o n o my a t t h e s a me t i me t o b e s o l v e d i n t h e v e h i c l e ma t c h i n g . Wi t h t h e d e v e l o p me n t o f t h e a u t o mo t i v e
足 设计 要 求的前 提下 获得 良好 的经 济性 是整 车 匹配
的关键 。
1 整车参数及名词述语 、 符 号 说 明

新能源汽车动力系统优化设计与控制研究

新能源汽车动力系统优化设计与控制研究

新能源汽车动力系统优化设计与控制研究随着全球对环境保护和可持续发展的重视,新能源汽车成为了未来汽车行业的重要发展趋势。

新能源汽车的核心技术之一就是动力系统优化设计与控制。

本文将介绍新能源汽车动力系统优化设计与控制的研究内容,探讨其重要性和挑战,并提出一些研究的方法和方向。

第一部分,我们将介绍新能源汽车动力系统的基本结构和工作原理。

新能源汽车动力系统包括电池、电机、控制单元等组成部分。

电池作为储能装置,为电机提供动力。

电机根据控制信号来驱动车辆进行前进或制动。

控制单元负责监测和控制整个动力系统的运行。

这些部件之间的协调配合,决定了新能源汽车的性能和效率。

因此,优化设计与控制成为提升新能源汽车性能的关键。

第二部分,我们将讨论动力系统优化设计的重要性。

动力系统优化设计能够提高新能源汽车的能量利用率和续航里程。

通过优化电池的充电和放电策略,可以提高能量转换的效率,延长电池使用时间。

优化电机的设计和配置,可以增加动力输出和提高协同效应。

此外,优化控制单元的算法和逻辑,可以提高整个系统的稳定性和可靠性。

因此,动力系统优化设计具有重要的经济和环境意义。

第三部分,我们将探讨动力系统优化设计与控制面临的挑战。

首先,新能源汽车动力系统具有复杂的非线性特性和多变的工作环境,使得优化设计和控制变得复杂困难。

其次,新能源汽车动力系统需要综合考虑多个因素,如动力性能、能量消耗和安全性,使得设计和控制之间存在多目标优化问题。

最后,新能源汽车动力系统的研究与开发需要大量的实验数据和模型验证,在时间和资源上具有挑战性。

第四部分,我们将提出一些动力系统优化设计与控制的研究方法和方向。

首先,可以通过仿真模型来进行优化设计和控制策略的验证和评估,减少实验和开发过程中的时间和成本。

其次,可以利用人工智能和机器学习的方法来建立动力系统的优化模型和控制算法,提高系统性能和响应速度。

此外,可以进行组件级和系统级的优化设计,将各个部件的特性和要求综合考虑,实现整个动力系统的最优化。

电动汽车动力性与经济性的优化匹配

电动汽车动力性与经济性的优化匹配

电动汽车动力性与经济性的优化匹配宫唤春;孟静【摘要】万有特性曲线是具有多参数的特性曲线,最内层的等燃油消耗率曲线是最经济的区域,耗油率最低.曲线愈向外,经济性愈差,从中很容易找出最经济的负荷和转速.利用Matlab软件,建立了发动机特性模型,绘制了发动机的万有特性曲线,以汽车原地起步换挡加速时间和等速行驶工况燃油消耗作为衡量动力性和燃油经济性的目标,分别建立动力性目标函数和经济性目标函数.采用线性加权组合的方法将两个分目标函数转换成单一目标函数.结果表明:采用Matlab软件进行优化计算,找到最优的加权因子即得到动力性与经济性的最佳优化匹配方案,曲线结果准确可靠.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2014(033)003【总页数】5页(P33-36,75)【关键词】Matlab;万有特性曲线;动力性目标函数;经济性目标函数【作者】宫唤春;孟静【作者单位】燕京理工学院机电工程学院,北京065201;北京信息科技大学机电工程学院,北京100192【正文语种】中文【中图分类】TK4120 引言发动机是汽车的动力源,发动机性能的好坏直接影响着整车的动力性与经济性。

汽车的运行工况是个随机的过程,受到很多因素的影响,如道路条件、交通流量、气候条件以及汽车自身技术性能的变化等[1]。

在所有的运行工况下,发动机都应能够与传动系实现最佳匹配,以使整车动力性、经济性、排放性等方面均处于最佳状态。

因此,在汽车设计中如何选取汽车发动机和传动系的系数以获取最佳动力性和经济性的匹配点,已成为各大汽车厂家非常关注的问题[2]。

万有特性曲线是具有多参数的特性曲线,以发动机转速为横坐标,以平均有效压力或扭矩为纵坐标,在坐标系内画出等燃油消耗率曲线和等功率曲线[3]。

在万有特性图中,最内层的等燃油消耗率曲线是最经济的区域,耗油率最低。

曲线愈向外,经济性愈差,从中很容易找出最经济的负荷和转速[4]。

本文在建立发动机万有特性曲面拟合数学模型的基础上,利用Matlab语言的矩阵运算、三维曲线绘图、等值线法等方法[5],提出了一种计算绘制发动机万有特性的新方法,该方法简便快捷,而且会非常准确地计算出发动机的最优工作区域。

汽车发动机动力学特性分析与优化设计

汽车发动机动力学特性分析与优化设计

汽车发动机动力学特性分析与优化设计随着汽车行业的发展,汽车发动机的动力学特性分析和优化设计变得越来越重要。

本文将探讨汽车发动机的动力学特性,并介绍一些常见的优化设计方法。

一、汽车发动机的动力学特性分析汽车发动机的动力学特性是指在不同工况下,发动机输出的扭矩和功率随转速的变化规律。

了解发动机的动力学特性对于提高发动机的性能以及优化车辆的驾驶体验至关重要。

1.1 扭矩-转速曲线扭矩-转速曲线是描述发动机工作状态的关键曲线之一。

通过测量发动机在不同转速下输出的扭矩,可以绘制出扭矩-转速曲线,从而了解发动机的输出能力。

一般来说,扭矩曲线应该尽可能平坦,以提供较大的驾驶灵活性。

1.2 功率-转速曲线功率-转速曲线是描述发动机输出功率变化规律的曲线。

通过测量发动机在不同转速下输出的功率,可以绘制出功率-转速曲线,从而了解发动机的高速性能。

一般来说,功率曲线应该保持较为平稳,在高转速区域有较强的爆发力。

1.3 响应速度发动机的响应速度是指发动机在响应驾驶者操作时的反应速度。

较好的发动机响应速度能够提升驾驶体验,使驾驶者更加舒适自如。

常用的衡量指标有加速时间、减速时间等。

二、汽车发动机动力学特性的优化设计为了优化汽车发动机的动力学特性,提高车辆性能,工程师们采用了许多设计方法。

2.1 气门控制系统优化气门控制系统是发动机的重要组成部分,对发动机的动力学特性影响较大。

通过优化气门的开启和关闭时机,可以精确控制燃air混合气的进入和排出,从而提高发动机的吸气和排气效率。

2.2 进气道和排气道优化通过优化进气道和排气道的结构,可以改善气流的流通效果,提高燃air的充填效率和废气的排出效率。

常用的方法包括采用流线型设计、增加进气道和排气道的直径等。

2.3 燃油系统优化燃油系统对发动机的动力学特性也有一定影响。

通过优化喷油系统、提高燃油的喷射效果,可以提高燃烧效率,从而提高发动机的输出能力。

2.4 点火系统优化点火系统的性能直接关系到发动机的燃烧效率和功率输出。

新能源汽车动力系统的整车匹配与优化设计

新能源汽车动力系统的整车匹配与优化设计

新能源汽车动力系统的整车匹配与优化设计随着环境保护意识的增强和能源短缺问题的日益凸显,新能源汽车作为一种环保节能的交通工具,受到了广泛的关注和推广。

新能源汽车采用的动力系统不同于传统的燃油动力系统,其整车匹配与优化设计显得尤为重要。

本文将针对新能源汽车动力系统的整车匹配与优化设计进行探讨。

一、新能源汽车动力系统概述新能源汽车动力系统主要包括电池组、电动机以及电控系统等核心部件。

其中,电池组作为新能源汽车的能量储存装置,主要负责提供动力。

电动机则是将电能转化为机械能,驱动汽车行驶。

而电控系统则是对电池组和电动机进行控制和管理,确保其正常工作。

二、整车匹配的意义整车匹配是指将新能源汽车动力系统中的各个部件协调配合,以实现最佳的性能和效能。

通过整车匹配,可以使得动力系统间的能量转化和传递更加高效,提高整车的能源利用率。

同时,整车匹配还能够将新能源汽车的动力系统与车身结构、传动系统等其他部件相协调,从而提升车辆的安全性和乘坐舒适度。

三、匹配与优化设计的原则1. 动力与负载匹配原则:根据新能源汽车的负载特点和使用环境,选择适合的电池组容量和电动机功率。

充分考虑新能源汽车在不同工况下的动力需求,确保汽车在加速、爬坡和高速巡航等不同使用情况下都能够提供稳定的动力输出。

2. 效能与能量利用匹配原则:新能源汽车的动力系统需要在不同工况下以最高效的方式运转,以提高能量利用效率。

通过合理配置电池组能量密度和电动机转速范围等参数,以满足不同工况下的能量需求。

3. 安全与可靠匹配原则:新能源汽车动力系统在整车匹配时,应考虑系统的安全性和可靠性,确保电池组的温度、电流等参数在安全范围内运行,防止因过度放电或充电等操作导致事故风险。

四、优化设计策略1. 多学科协同优化:在新能源汽车动力系统的整车匹配中,需要进行多学科的协同优化。

通过系统级的匹配与优化设计,充分考虑电池组、电机和控制系统等部件之间的协调关系,实现整个系统的最优性能。

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题目:
选择市场上热销的大众高尔夫六代1.4T 手动舒适型轿车,依据用户需要设定其百公里等速(90km/h )油耗范围为(5.0-7.0)L/100km,加速时间(0-100km/h )范围为(9.0-12.0)s ,试对该车型进行动力装置参数的选定与优化,并确定最佳方案。

已知参数:整车质量1330kg ;最高车速200km/h ;发动机怠速800r/min;最高转速5000r/min;车轮半径R=0.4064m ;单个车轮转动惯量1.302kg m ;发动机飞轮转动惯量0.222kg m 。

方案:
1. 发动机功率的选择
(1)首先从保证汽车预期最高车速初步选择发动机应有功率。

根据公式
3max max 1()360076140
D e a a T C A mgf
P u u η=+
估算出发动机功率,其中m=1330kg ;max a u =200km/h ;空气阻力系数D C =0.30;迎风面积A=2.0;滚动阻力系数f=0.020(设定测试路面为一般沥青或混凝土路面);总传动效率T η=0.95(变速器)×0.96(单级主减速器)=0.912。

根据以上参数,可得发动机的功率为e P =85kw 。

(2)参考同级汽车比功率统计值,粗略估计新车比功率值,得出最大功率值,同级汽车比功率值列于表1:
表1 部分汽车的比功率统计值
车型发动机功率/kw 车总重/kg 比功率/1
kw t-⋅雪铁龙世嘉78 1270 61.42
日产骐达93 1206 77.11
标致307 78 1290 60.47
别克英朗108 1430 75.52
现代i30 90 1215 74.07
求得表1中的比功率平均值为
X=(61.42+77.11+60.47+75.52+74.07)/5=69.72,由此估计新车发动机功率为69.72×1.330=93kw。

2.变速箱传动比范围以及主减速器传动比由经验初定
由以往同系车型可以初步确定变速箱(5挡手动)各挡传动比大小如表2所示:
表2 各挡传动比大小
挡位一挡二挡三挡四挡五挡
传动比 3.625 2.071 1.474 1.038 0.844 而由经验值可初定主减速器传动比为3.40。

依据以上数据可以开始绘制燃油经济性—加速时间曲线,即C曲线。

3.绘制不同主传动比
i时燃油经济性—加速时间曲线
在以上数据的前提下改变主减速器传动比,变速箱传动比不变,绘制C曲线,进而得到满足动力性与燃油经济性要求的最佳主传动比。

分别求出当主传动比为3.00、3.20、3.40、3.60、3.80时的加速时间(s )与燃油消耗量(km/L ),在燃油经济性—动力性坐标系中描出各对应点,并用平滑曲线连结,进而得到C 曲线。

ⅰ.求加速时间(s )
由发动机转速—转矩数据拟合出转矩tq T 曲线方程:
表3 发动机转矩特性
转速
n/1000/(r/min )
1.0 1.125 1.25 1.375 1.5
2.0 2.5
3.0 3.5
4.0 4.25 4.5 4.75
5.0
转矩Ttq/
(N ﹒m )
128 160 180 195 200 205 205 210 220 205 195 190 182 175
可将发动机转矩用四次多项式表示如下:
4324.3993()57.2310()273.7050()561.9637()202.1615
1000100010001000
tq n n n n T =-⨯+⨯-⨯+⨯-由以上数据公式可得出a u -a 曲线如下
进而得出加速度倒数与速度的关系曲线,再由公式21
1
u u t du a
=⎰可求
出不同主传动比下加速时间如下表所示:
表4 主减速器传动比与加速时间
主传动比/i0 3.00 3.20 3.40 3.60 3.80
0-100km/h 加速时间/s
13.6875 12.5381 11.4497 10.5685 9.6104
ⅱ.求燃油消耗量(km/L )
等速(90km/h )百公里油耗(L/100km )公式为
1.02e
s a Pb Q u g
ρ=
其中g ρ=7N/L;行驶车速a u =90km/h;发动机功率e P =13.4kw 。

再由发动机万有特性曲线查得燃油消耗率b ,即可计算出燃油消耗量(km/L )如表5所示:
表5 主减速器传动比与燃油消耗量
主传动比/i0 3.00
3.20 3.40 3.60 3.80 燃油消耗量/(km/L )
18.44 18.30 18.10 17.63
17.13
由以上数据可作出燃油经济性—加速时间曲线如下所示:
4.确定满足要求的最佳主传动比
由C曲线可知,当主减速器传动比为3.20-3.60时,均能满足动力性与经济性的要求,若选定3.40作为主减速器传动比,则能兼顾动力性与经济性的要求,故选择i0=3.40作为最佳主传动比。

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