增程式驅動系統(tǒng)的仿真分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u302541.1建立ADVISOR整車模型 158411.2確定仿真對比參數 2321121.3利用優(yōu)化算法進行參數優(yōu)化 3241701.4優(yōu)化前后性能對比分析 51.1建立ADVISOR整車模型當前伴隨時代發(fā)展使得混合動力電動拖拉機受大眾關注程度逐步提升，在此很多大企業(yè)也都借助各種方式來改善混合動力電動拖拉機性能，這其中一項有效工具就是仿真軟件。當下電動拖拉機發(fā)展速度持續(xù)加快，技術水平也日益提升，針對電動拖拉機性能進行優(yōu)化的速度也獲得提升，現在對新型電動拖拉機性能進行檢驗的方式就是仿真，借助仿真技術完成性能分析以及仿真工作，同時對其展開優(yōu)化，這樣能夠將產品質量在原有基礎上提升。在本章節(jié)內容里面主要采用的軟件以ADVISOR仿真軟件為主，該軟件是一款性價比較高的電動拖拉機分析工具,其廣泛使用于科研群體中。該軟件的具體界面為：圖4-1 ADVISOR2002界面通過對串聯式混合動力拖拉機以及增程式純電動拖拉機進行觀察，其動力系統(tǒng)中所有部件具有相同的連接方式，其不同之處只存在于部件控制策略以及參數大小上，基于此，本論文創(chuàng)建出來的仿真模型就是在串聯式混合動力拖拉機模型前提下進行修改而獲得的。圖4-2 增程式純電動拖拉機ADVISOR頂層模塊結構通過了解圖4-2的內容能夠發(fā)現，數據流順著某個閉環(huán)展開傳遞，最開始的工況模塊虛擬也對整車轉速和扭矩需求提出一定要求，隨后逐步朝上傳遞，最終達到功率總線模塊。用建好的整車仿真模型進行仿真該模型，仿真模型如圖4-3：圖4-3 ADVISOR增程式純電動拖拉機仿真模型1.2確定仿真對比參數本次進行的仿真工作分兩次完成，首先是針對本論文第三章內容中提到的動力系統(tǒng)參數展開仿真驗證工作，該工作就是對參數正確性進行初步驗證；其次就是對于完成優(yōu)化以后的參數展開驗證，從而確保參數完成優(yōu)化之后其具有可行性和正確性以及優(yōu)越性。在本論文之中主要選取的優(yōu)化變量有兩個，第一是峰值功率，其次是最大發(fā)電功率，這部分變量在很大程度上影響到目標函數的優(yōu)化，具體可以參照下表內容：表4-2優(yōu)化變量參數名說明下界上界cs_min_off_time發(fā)動機關閉最小時間（*）080ess_cap_scale電池容量比例系數（*）0.55C電池充放電倍率0.7551.3利用優(yōu)化算法進行參數優(yōu)化1.3.1算法的計算流程運用優(yōu)化算法以整車經濟性為主要目標對驅動系統(tǒng)參數展開優(yōu)化設計工作，主要采取的優(yōu)化算法包含：權重法、目標規(guī)劃法、NSGA優(yōu)化算法以及遺傳算法。圖1.1 簡單遺傳算法框圖程可以參照圖1.1的內容適應度的解挑選出來，同時將適應度較差的解淘汰掉，之后的工作就是對剩下的解展開仿生的交叉和選擇等，該情況下所獲得的解即為最優(yōu)解，將結果輸出。1.3.2用優(yōu)化算法分析動力性能和經濟性能在優(yōu)化增程式電動拖拉機過程中能夠從兩方面開始：首先是將控制策略進行優(yōu)化，換句話來講就是將科學且有效的模式切換策略確定出來；其次是優(yōu)化系統(tǒng)參數。本章節(jié)內容中主要是針對系統(tǒng)部件參數展開優(yōu)化。截止到現在，整車在經濟性以及動力性方面的要求比例決定其目標函數，針對動力性提出較高要求就將優(yōu)化目標函數設定為整車動力性，針對經濟性提出較高要求就將優(yōu)化目標設定為整車經濟性，除此之外還能夠將優(yōu)化目標函數同時設定成經濟性以及動力性，對兩者因素進行設置，將其合并成總目標函數。設計拖拉機初期，第一步就是要研究動力系統(tǒng)匹配問題，具體內容涵蓋結構形式選取，預設定部件相應參數。站在當下參數匹配分析情況的角度上來看，參數匹配通常都是在符合動力學標準前提下完成目標匹配的。本章節(jié)內容中就是對動力系統(tǒng)參數配置展開優(yōu)化。放眼于動力系統(tǒng)總成本來看，其中占據比重較大的就是增程發(fā)動機以及電池，可是電池成本在很大程度上受到電池容量以及放電倍率響。一、動力性評價指標提高20%（加速時間、爬坡度、最高車速）:minxen式中:XPHEV—系統(tǒng)參數和控制參數的向量，Cost(x)—表示成本函數，fuel_eco(x)—表示燃油經濟性函數。tj總行駛里程等。二、經濟性評價指標提高10%本次經濟性評價指標借助成本以及:COSTXC=COST式中:C3C3C1.4優(yōu)化前后性能對比分析1.1.1動力性能對比以第二章內容中參數匹配結果仿真作為依據：把第二章內部參照動力性能要求內容完成參數匹配，也就是在表4-1的仿真模型中輸入對應參數；動力性能主要參照文獻內容，通過查閱發(fā)現國際標準規(guī)定開展仿真原型車測試過程中當車速達到最大時其拖拉機質量數值是2127kg，具體仿真結果是：動力性能仿真：加速時間和爬坡度的輸入如表4-3所示：表4-3 動力性能仿真輸入參數爬坡性能仿真最高車速30km/h仿真質量2127kg初始電池SOC10~20km/h加速時間t/s8s加速時間仿真初始電池SOC1仿真質量2127kg加速時間仿真的速度區(qū)間0~20km/h加速時間8s圖4-5 仿真最大爬坡度和加速時間的參數輸入界面圖4-6 動力系統(tǒng)參數優(yōu)化前在CD模式下動力性仿真結果圖4-7 動力系統(tǒng)參數優(yōu)化前在CS模式下運行時的經濟性能仿真圖4-6所示的是在CD（電量消耗）模式下進行的動力性能仿真，圖4-7為在CS（電量保持）模式下進行經濟性能仿真的結果（使用SOC校正）。表4-4 仿真結果測試項目結果最大爬坡度 30%（車速為30km/h）最高車速35.4km/h0~20km/h加速時間 1.5s1.1.2經濟性對比通過開展有關工作發(fā)現燃油經濟性結果為百公里8.4L油耗。上面所闡述的所有仿真均處于低速EUDC工況基礎上開展，仿真說明中的參數僅僅是最初確定的數字，其并未進行優(yōu)化工作，而且燃油經濟性還有待于提升和優(yōu)化，接下來把完成優(yōu)化之后的參數在仿真模型中輸入并且開展仿真驗證。表4-5 動力性能仿真輸入數據爬坡性能仿真爬坡速度30km/h仿真質量1860kg初始SOC1爬坡持續(xù)時間30s加速時間仿真初始SOC1仿真質量1660kg加速時間仿真的速度區(qū)間0~50km/h加速時間0~100km/h加速時間圖4-8動力系統(tǒng)參數優(yōu)化后的CD模式下動力性仿真結果在CS模式下進行經濟性仿真的仿真結果如圖5.11圖4-9 CS模式下進行經濟性仿真的仿真結果仿真結果：表4-6 仿真結果性能參數參數值優(yōu)化前優(yōu)化后動力性評價指標最高車速vmax/(km/h)≥31.43445.6最大爬坡度imax/%≥2027.1727.17額定牽引力FTN/N≥3840846753980~20km/h加速時間t/s≤85.655.86經濟性評價指標EUDC續(xù)駛里程S/km≥200216.1220.9表4-7 仿真結果測試項目結果最大爬坡度 31.6%（車速為30km/h）最高車速161.4km/h0~50km/h加速時間 1.6s燃油經濟性結果是百公里油耗為6.3L。經濟性能提高率%=8.4?6.3通過對比上述仿真結果能夠獲得