本書(shū)主要講解了ADVISOR的應(yīng)用基礎(chǔ)、運(yùn)行特點(diǎn)、程序與圖塊數(shù)據(jù)流、使用方法、二次開(kāi)發(fā)以及在我國(guó)的應(yīng)用研究等,非常有參考價(jià)值。本書(shū)在第一版的基礎(chǔ)上,新增了發(fā)動(dòng)機(jī)基本理論、后軸驅(qū)動(dòng)形式與復(fù)合電源再開(kāi)發(fā),以及ADVISOR與CRUISE平臺(tái)下仿真內(nèi)容和常見(jiàn)問(wèn)題釋義等內(nèi)容。
自2014年本書(shū)第1版出版以來(lái),得到眾多新能源汽車企業(yè)工程研發(fā)技術(shù)人員的熱烈反響,同時(shí),也受到各院校相關(guān)專業(yè)師生的普遍歡迎。他們對(duì)本書(shū)的出版給予了積極評(píng)價(jià),并認(rèn)為,該書(shū)是全面闡釋ADVISOR 2002的首部專著,其出版生逢其時(shí),有助于我國(guó)正在發(fā)展的新能源汽車開(kāi)發(fā)事業(yè)。
這對(duì)作者是莫大的鼓勵(lì),恰好切合了出版初衷,當(dāng)然是我們最感欣慰的事情了。
作為專門介紹ADVISOR軟件基本理論與應(yīng)用方法的書(shū)籍,本書(shū)為ADVISOR軟件的學(xué)習(xí)者提供了有益的參考與可資的借鑒。
為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)工程仿真技術(shù),在用好且用足現(xiàn)有ADVISOR 2002版本所能提供的有效方法的基礎(chǔ)上,深入探究ADVISOR軟件的精髓,對(duì)該軟件進(jìn)行開(kāi)拓性的再開(kāi)發(fā)研究,特對(duì)本書(shū)進(jìn)行了再版修訂。
本次修訂延續(xù)了第1版注重基礎(chǔ)、詳細(xì)講解的特點(diǎn),新增了一些章節(jié),力求在注重軟件基礎(chǔ)性的同時(shí),能夠?yàn)橹T位讀者進(jìn)階學(xué)習(xí)提供幫助。
此次修訂,原版第1章、第3章、第4章、第5章、第7章,在內(nèi)容與結(jié)構(gòu)上未做大的變動(dòng),僅將原版第6章的64節(jié)與65節(jié)并到再版第7章,第7章改作再版第9章,還刪除了原版附錄D。
對(duì)新版章節(jié),做了如下增補(bǔ):
第2章中,新增了發(fā)動(dòng)機(jī)基本理論部分,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性曲線與阿特金森循環(huán)做了簡(jiǎn)要介紹。
第6章中,新增了后軸驅(qū)動(dòng)形式與復(fù)合電源再開(kāi)發(fā)兩部分,并以此為例,詳細(xì)闡述了ADVISOR再開(kāi)發(fā)的基本流程與注意事項(xiàng)。
第7章中,新添加ADVISOR與CRUISE平臺(tái)下仿真內(nèi)容,包含純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、復(fù)合電源對(duì)標(biāo),以比較不同仿真平臺(tái)下的結(jié)果差異,驗(yàn)證ADVISOR仿真結(jié)果的精確性。
第8章,新添加ADVISOR常見(jiàn)問(wèn)題釋義內(nèi)容。這是在統(tǒng)計(jì)諸位讀者、網(wǎng)友應(yīng)用ADVISOR過(guò)程中遇到的主要疑難問(wèn)題基礎(chǔ)上,給出的某些合理解釋與幫助。
新添加附錄D常用循環(huán)工況,附錄E中國(guó)部分EV、HEV行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容,為讀者查詢提供便利。
本書(shū)第2版由吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室課題組組織,由曾小華、宮維鈞、張峻愷、孫可華、吳西濤、王振偉、宮欽哲編著,由原第一汽車集團(tuán)公司規(guī)劃處高級(jí)工程師宮維鈞審校。
第2版修訂過(guò)程中,參考了業(yè)界許多同仁的相關(guān)文獻(xiàn),在此,對(duì)各位編著者表示衷心感謝與敬意。
由于編著者水平有限,不妥與疏漏在所難免,竭誠(chéng)期望廣大讀者批評(píng)指正。
編著者2016年8月 于長(zhǎng)春第1版前言ADVISOR 2002電動(dòng)汽車仿真與再開(kāi)發(fā)應(yīng)用第2版ADVISOR(Advanced VehIcle SimulatOR)軟件,由美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)于1994年11月初始開(kāi)發(fā)和使用,并在互聯(lián)網(wǎng)上免費(fèi)發(fā)布。經(jīng)過(guò)多次升級(jí),目前最新的免費(fèi)版本是ADVISOR 2002。2004年,AVL公司收購(gòu)了ADVISOR 2002版權(quán),隨后便推出收費(fèi)版本ADVISOR 2004。
ADVISOR是在MATLAB/Simulink軟件環(huán)境下開(kāi)發(fā)的高級(jí)車輛仿真軟件平臺(tái)。在這個(gè)專門針對(duì)汽車縱向動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模的軟件下,用戶可以對(duì)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性及制動(dòng)性等主要性能進(jìn)行預(yù)測(cè)、方案分析與評(píng)估,還可以對(duì)傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等的各種性能進(jìn)行快速模擬試驗(yàn)。
目前,ADVISOR已成為世界汽車行業(yè)最普遍使用的電動(dòng)汽車仿真軟件平臺(tái)之一。它具有圖形化、模塊化、仿真模型和源代碼完全免費(fèi)開(kāi)放的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn),使其在國(guó)外的一些大學(xué)、汽車研究設(shè)計(jì)單位、美國(guó)能源部和環(huán)保署下轄的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室獲得了廣泛的應(yīng)用。
由于ADVISOR 2002是在工程應(yīng)用最廣泛的MATLAB/Simulink軟件大環(huán)境下開(kāi)發(fā)的,它具有強(qiáng)大的圖形化建模與分析功能。因它對(duì)汽車各子系統(tǒng)均采用模塊化設(shè)計(jì)思想,且仿真模型與源代碼又完全免費(fèi)開(kāi)放,故為國(guó)內(nèi)自主研發(fā)各種新構(gòu)型的傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車提供了很大的幫助與便捷。
ADVISOR 2002軟件為用戶提供了豐富的汽車元件與電子控制應(yīng)用庫(kù),特別是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,該軟件具有最為廣泛的應(yīng)用空間,F(xiàn)在,我國(guó)每年都有很多汽車科技工作者、研究生和在校大學(xué)生,加入學(xué)習(xí)應(yīng)用ADVISOR 2002軟件的行列。他們圍繞著ADVISOR軟件平臺(tái),對(duì)電動(dòng)汽車方案設(shè)計(jì)、性能預(yù)測(cè)與控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究,正在不斷深入,并推陳創(chuàng)新。
作為主編之一的曾小華博士,早在1999年就開(kāi)始跟蹤學(xué)習(xí)使用ADVISOR軟件。在這過(guò)程中,他意識(shí)到,將其作為汽車縱向動(dòng)力學(xué)仿真工具與平臺(tái),必會(huì)有助于我國(guó)汽車建模仿真領(lǐng)域的發(fā)展,于是他在2003年將ADVISOR 2002仿真軟件的高級(jí)應(yīng)用首次引入國(guó)內(nèi);同時(shí),他也認(rèn)識(shí)到,作為ADVISOR 2002的高級(jí)應(yīng)用,該軟件還需不斷改進(jìn)完善,有待進(jìn)一步拓展其應(yīng)用空間。
通過(guò)深入探索創(chuàng)新,結(jié)合工程實(shí)踐,他發(fā)表了一批拓寬ADVISOR 2002應(yīng)用領(lǐng)域的論文,并推出自主研發(fā)的CHEV2002仿真開(kāi)發(fā)平臺(tái),為我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè),尤其是電動(dòng)汽車領(lǐng)域自主創(chuàng)新,提供了一種有價(jià)值的嘗試機(jī)會(huì)。
本書(shū)依據(jù)ADVISOR 2002軟件英文幫助文檔,融入編著者多年的教學(xué)心得、科研經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新體會(huì)于其中,同時(shí)也編制了使用ADVISOR 2002過(guò)程中的一些高級(jí)應(yīng)用。這些應(yīng)用方法與技巧,在原版文檔里并沒(méi)有,現(xiàn)將其作為專門一章編排在本書(shū)里,希望對(duì)國(guó)內(nèi)廣大汽車科技工作者應(yīng)用ADVIOSR 2002進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新時(shí)能提供一點(diǎn)幫助。
序
第2版前言
第1版前言
第1章ADVISOR簡(jiǎn)介
11ADVISOR概述
12ADVISOR的主要特點(diǎn)
13ADVISOR的安裝
131兼容的MATLAB版本安裝
132高版本MATLAB安裝
14ADVISOR的應(yīng)用范圍與局限
141ADVISOR的應(yīng)用范圍
142ADVISOR可實(shí)現(xiàn)的功能
143ADVISOR的局限
15獲得幫助
151幫助文檔
152獲取幫助文檔
16使用ADVISOR
第2章ADVISOR的應(yīng)用基礎(chǔ)
21MATLAB語(yǔ)言與Simulink仿真
211MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)
212Simulink的基礎(chǔ)知識(shí)
22汽車動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性
221汽車驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力
222動(dòng)力源總功率
223燃油經(jīng)濟(jì)性
23電機(jī)基本理論
231異步電機(jī)
232永磁無(wú)刷直流電機(jī)
233永磁同步電機(jī)
24儲(chǔ)能裝置
241電化學(xué)蓄電池
242超級(jí)電容
25發(fā)動(dòng)機(jī)基本理論
251性能指標(biāo)
252特性曲線
253阿特金森循環(huán)
第3章ADVISOR的使用方法
31圖形用戶界面下ADVISOR的使用方法
311啟動(dòng)方法
312ADVISOR啟動(dòng)界面
313整車輸入界面
314仿真參數(shù)界面
315仿真結(jié)果界面
32圖形用戶界面下ADVISOR的演示實(shí)例
33非用戶界面下的ADVISOR使用方法
34非用戶界面下使用ADVISOR的演示實(shí)例
341評(píng)價(jià)單一設(shè)計(jì)點(diǎn)值
342繪制結(jié)果圖形
343運(yùn)行自動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)
第4章ADVISOR文件與模型
41文件結(jié)構(gòu)
411文件交互與數(shù)據(jù)流
412文件位置
413文件命名規(guī)則
414ADVISOR文件的添加與修改
415查看輸入文件
416刪除文件
42傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)
421傳統(tǒng)汽車
422串聯(lián)混合動(dòng)力汽車
423并聯(lián)混合動(dòng)力汽車
424并聯(lián)SA混合動(dòng)力汽車
425燃料電池汽車
426純電動(dòng)汽車
427豐田普銳斯混聯(lián)混合動(dòng)力汽車
428本田Insight混合動(dòng)力汽車
429自定義類型
43動(dòng)力源模塊
431發(fā)動(dòng)機(jī)模塊
432燃料電池模塊
433排放后處理系統(tǒng)
44電力電氣元件
441發(fā)電機(jī)/控制器模塊
442能量存儲(chǔ)系統(tǒng)
443電機(jī)/控制器模塊
45傳動(dòng)系
451轉(zhuǎn)矩耦合器模塊
452行星排模塊
453離合器模塊
454變速器模塊
455液力變矩器模型
456無(wú)級(jí)變速器模塊
457主減速器模塊
46整車、車輪與制動(dòng)模塊
461車輪動(dòng)力學(xué)模型
462整車動(dòng)力學(xué)模型
463制動(dòng)力控制模塊
47混合驅(qū)動(dòng)控制策略
471串聯(lián)恒溫器型控制策略
472串聯(lián)功率跟隨型控制策略
473并聯(lián)電機(jī)助力型控制策略
474自適應(yīng)控制策略
475本田Insight混合動(dòng)力控制策略
476模糊邏輯控制策略
48附件模塊
第5章ADVISOR程序與圖塊數(shù)據(jù)流
51程序
511電池荷電狀態(tài)校正
512自動(dòng)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)
513加速性能測(cè)試
514爬坡性能測(cè)試
515基于汽車行業(yè)基準(zhǔn)選擇構(gòu)件
516SAE J1711測(cè)試步驟
517實(shí)際工況測(cè)試
518城市高速工況測(cè)試步驟
519對(duì)比仿真
5110優(yōu)化模板
52ADVISOR結(jié)構(gòu)圖的數(shù)據(jù)流
521概述
522后向仿真計(jì)算步驟
523電機(jī)與電機(jī)控制器的前向/后向仿真數(shù)據(jù)流
第6章ADVISOR在我國(guó)的再開(kāi)發(fā)應(yīng)用
61基于ADVISOR的構(gòu)型再開(kāi)發(fā)
611后軸驅(qū)動(dòng)形式再開(kāi)發(fā)
6124WD雙軸驅(qū)動(dòng)形式再開(kāi)發(fā)
613基于ADVISOR的混合動(dòng)力構(gòu)型再開(kāi)發(fā)
62基于ADVISOR的控制策略再開(kāi)發(fā)
621并聯(lián)控制策略研究
622并聯(lián)控制策略嵌入ADVISOR
623仿真及結(jié)果
624結(jié)論
63基于ADVISOR自定義的CHEV2002軟件開(kāi)發(fā)
631利用MATLAB/Simulink進(jìn)行混合動(dòng)力汽車建模
632仿真平臺(tái)人機(jī)交互界面制作
633用虛擬現(xiàn)實(shí)工具箱與儀器儀表工具箱制作仿真動(dòng)畫(huà)
64ADVISOR再開(kāi)發(fā)應(yīng)用實(shí)例——復(fù)合電源再開(kāi)發(fā)
641車輛參數(shù)
642復(fù)合電源功率分流控制策略
643DCDC模型
644整車頂層模型
645車輛參數(shù)輸入
646復(fù)合電源再開(kāi)發(fā)流程
647仿真結(jié)果
648結(jié)論
第7章ADVISOR 與CRUISE平臺(tái)仿真
71基于ADVISOR前向仿真平臺(tái)的再開(kāi)發(fā)
711前向與后向仿真軟件的特點(diǎn)
712前向仿真模塊的改進(jìn)
713前向模型嵌入ADVISOR
714仿真與其結(jié)果
715結(jié)論
72ADVISOR與CRUISE平臺(tái)下純電動(dòng)汽車仿真對(duì)比
721固定檔純電動(dòng)汽車仿真對(duì)標(biāo)
722結(jié)論
73ADVISOR與CRUISE平臺(tái)下混合動(dòng)力汽車仿真對(duì)比
731功率需求與燃油消耗仿真對(duì)比驗(yàn)證
732不同車型的性能仿真對(duì)比
733結(jié)論
74ADVISOR與CRUISE平臺(tái)下復(fù)合電源仿真對(duì)比
741CRUISE整車模型
742整車控制策略
743仿真結(jié)果對(duì)比
744復(fù)合電源經(jīng)濟(jì)性對(duì)比
745結(jié)論
第8章ADVISOR常見(jiàn)問(wèn)題釋義
81如何將循環(huán)工況數(shù)據(jù)導(dǎo)入ADVISOR
82電機(jī)過(guò)載系數(shù)對(duì)動(dòng)力性仿真結(jié)果影響
83ADVISOR中如何定義質(zhì)量
84根據(jù)仿真需求,怎樣選擇相關(guān)部件版式
85ADVISOR中等效燃油消耗計(jì)算方法
86ADVISOR中純電動(dòng)汽車電耗計(jì)算方法
87高版本MATLAB下的ADVISOR運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題
第9章ADVISOR 2004新功能
91傳統(tǒng)汽車增加了四輪驅(qū)動(dòng)
92簡(jiǎn)化的工況分