ADVISOR2002应用与实例分析

Application of ADVISOR2002

with Examples

武汉理工大学汽车工程学院 张劼 编

目 录

第一章 ADVISOR介绍 .................................................................................................... 1

1.1写给读者的话 .......................................................................................................... 1

1.1.1什么是ADVISOR，谁可从其运用中获益 ................................................. 1 1.1.2如何使用本书 ................................................................................................ 2 1.2软件能力及预期使用 .............................................................................................. 2 1.3软件限制 .................................................................................................................. 3 第二章 ADVISOR的使用 ................................................................................................ 4

2.1使用GUI（图形用户界面） .................................................................................. 4 2.2定义车辆 .................................................................................................................. 5 2.3进行仿真 .................................................................................................................. 9 2.4观察输出结果 ........................................................................................................ 15 第三章 ADVISOR工作原理及机制 .............................................................................. 18

3.1ADVISOR文档结构 .............................................................................................. 18

3.1.1文件交互作用及数据流 .............................................................................. 18 3.1.2文件地址 ...................................................................................................... 18 3.1.3文档命名习惯 .............................................................................................. 18 3.1.4在ADVISOR中添加文档 .......................................................................... 19 3.1.5查看输入文档 .............................................................................................. 19 3.1.6从ADVISOR数据库中删除文档 .............................................................. 20 3.2动力传动系模型描述 ............................................................................................ 20

3.2.1燃料转换器和尾气排放后处理 .................................................................. 24 3.2.2电力组件 ...................................................................................................... 29 3.2.3传动系 .......................................................................................................... 31 3.2.4汽车、车轮和制动 ...................................................................................... 38 3.2.5混合动力控制策略 ...................................................................................... 44

第四章 实例应用 ............................................................................................................. 53

4.1简明应用 ................................................................................................................ 53

4.1.1丰田普锐斯在不同驾驶循环工况下的表现 .............................................. 53

ADVISOR2002应用与实例分析

第一章 ADVISOR介绍

1.1写给读者的话

1.1.1什么是ADVISOR，谁可从其运用中获益

ADVISOR（ADvanced VehIcle SimulatOR，先进车辆仿真器），最初源于美国再生能源实验室（NREL，National Renewable Energy Laboratory），该软件基于Matlab和Simulink平台进行开发和运行，并且集模型、数据和脚本文件于一体。ADVISOR主要用来对各种车辆的行驶状态和燃油经济性进行快速分析，涉及车种包括传统汽车、纯电动车及混合动力车型。ADVISOR同时也支持对用户自定义的动力传动系统进行细致的仿真和分析。用户可以在ADVISOR自带的车辆数据库和算法基础上进行修改和自定义，得到最佳模型和算法，以便充分利用Simulink灵活的建模能力和Matlab强大的分析能力。

ADVISOR对下述研究和活动具有积极意义： ● 对还未制造出来的车辆进行燃油经济性估计；

● 了解传统车辆、纯电动车以及混合动力车如何在整套动力传动系统中利用能量，以及能量在此间的损失情况；

● 比较几种车型的尾气排放情况；

● 为混合动力车的能源转换设备优化其能源管理策略；

● 优化传动装置及变速器的齿轮比，减小燃油消耗并加强车辆性能，等等。

ADVISOR中的模型：

● 多数基于经验，主要依靠在实验室测定的动力传动部件的输入/输出关系及性能； ● 属于准静止模型，所用数据是在稳定状态下（例如保持转速与转矩不变）测试得到的，然后利用瞬间作用（例如动力传动部件的转动惯性）来修正所测值。

ADVISOR始自1994年11月，经历多次修改完善，旨在为美国能源部DOE（Department of Energy）开发某混合动力车的动力传动系统。1998年1月，ADVISOR经过清理和文件化后，对外界开放。至此，该软件逐步渗透到各企业与高校之中，采用率不断提高。

目前，ADVISOR已被AVL公司收购，处于项目冻结状态，不再提供版本更新。对外免费公开的版本是ADVISOR2002，另有2004版本可免费试用4个星期。随着汽车品种和汽车技术的不断发展，直接依靠软件自带的数据库和算法来进行模拟仿真，显然已经不够精准。由于ADVISOR完全基于Matlab和Simulink，用户可以方便地修改数据库中的参数及结构，亦可优化算法，使仿真效果达到最佳。

1

ADVISOR2002应用与实例分析

1.1.2如何使用本书

本书可用作初学者的起步指导，也可为有一定基础的使用者提供参考。初学者可按如下步骤循序渐进地学习和掌握ADVISOR：

● 浏览第一章的介绍，获取相关领域的背景，了解ADVISOR作用； ● 阅读第二章的主要使用方法说明，掌握ADVISOR的使用技巧和特点；

● 阅读第三章的ADVISOR工作原理及附录，更好地掌握、理解ADVISOR的假设条件及文件输入/输出功能，提升软件应用能力。

1.2软件能力及预期使用

ADVISOR利用基础物理学和汽车部件在实验室测定的性能，来对已经存在的车型或未来车型进行建模。其真正强大之处，就在于对未制造出的车辆进行性能预测。“如果像这样来造一辆车，会是什么性能呢？”ADVISOR正是用来解答此类问题。解答结果通常就是给出一系列的指标，例如燃油消耗、尾气排放、加速及爬坡性能等。

通常，使用者需要完成两个步骤：

● 利用已测定的部件和估计部件，定义出需要仿真的车，并且完善所有数据； ●. 为车辆定义循环行驶试验工况以及道路等级。

ADVISOR将所建汽车模型置于定义的状态下进行仿真，确保汽车在最佳性能下行驶，测定每一瞬间的转矩、速度、电压、电流以及动力在各部件间的传递情况。

ADVISOR允许使用者求解如下的问题：

● 测试汽车可以按照定义循环行驶工况完成运行吗？ ● 测试需要消耗多少燃油或者电能？ ● 动力传动部件传递的峰值功率怎样？

● 充电状态下，电池在整个循环中的波动情况如何？ ● 活塞发动机产生的转矩和转速是怎么分配的？ ● 变速器平均效率如何？

通过重复改变汽车参数及循环行驶工况，使用者可接着解答如下的问题： ● 在何种等级的路面上，车辆可以大致保持90km/h？

● 选配最小的发动机，但要让车辆在12s内从0加速到100km/h； ● 3s内由65km/h加速到100km/h，要怎样操作才能使油耗最少？

● 燃油经济性对哪个因素最敏感，质量、空气动力学因素、车辆型号变化还是部件变化？

ADVISOR的GUI（Graphical User Interfaces，图形用户界面）和其他脚本文件可以自动解答

2