基于道路试验的电动汽车滑行阻力系数分析_周荣宽
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FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨基于轻型车国六标准和国五标准下的道路滑行阻力比对研究杨国安 吴鹏 王威东风汽车集团有限公司技术中心 湖北省武汉市 430058摘 要: 阐述了乘用车道路滑行的工作原理,比较了基于轻型车国六标准的道路滑行法(简称国六滑行法)和基于国五标准的道路滑行法(简称国五滑行法)在阻力模型建立、滑行时间计算和试验结果修正等方面的差异,并开展了实车验证。
理论和实践表明,国六滑行法比国五滑行法阻力大。
关键词:滑行阻力 国五 国六 比对1 引言道路滑行阻力是通过滑行计算所得的车辆道路载荷。
目前,道路滑行法可以选择国六滑行法或国五滑行法,前者是基于GB18352.6-2016附件CC规定所测试的车辆行驶阻力,后者是基于GB18352.5-2013附件CH规定所测试的车辆行驶阻力。
国内外学者对国六和国五滑行法研究较多,李国栋等对汽车滑行阻力系数的测定方法进行研究;曾海鹏等提出了利用excel工具来计算滑行阻力的工作方法;辛运等对国六滑行法的试验方法及与国五滑行法的差异进行了比对研究,并设计了道路行驶阻力处理软件;张晓龙等对国六车载风速仪滑行法进行了研究;高岳等对风洞法和道路滑行法进行了对比测试。
这些研究集中体现在如何验证国六和国五标准条款的具体内容,对滑行阻力模型建立原理和滑行时间计算方法的改变对试验结果的影响并未开展分析。
本文从道路滑行法基本原理着手,对上述内容进行比对研究。
2 道路滑行法基本原理滑行是指汽车直线行驶时,使传动装置脱离动力机构,靠惯性前进。
汽车滑行试验是在汽车滑行过程中测量相关参数的试验,其主要目的是求汽车的行驶阻力。
根据能量守恒原理,汽车滑行试验时,车速从v+ΔV减速到v-ΔV的机械能增量ΔE等于各阻力(矩)所作的功-Δw,即:(1)合并同类项可得:(2)根据功率定义可得:(3)(4)式中:瞬时功率;瞬时行驶阻力;RM试验时汽车质量;汽车旋转部分的转动惯量;r车轮滚动半径;Δt汽车从车速v+ΔV减速滑行到v-ΔV的时间,其所对应的车速变化为2ΔV。
道路滑行阻力在整车开发中的应用简述作者:刘中拥刘耀华杨亮王郡烽来源:《时代汽车》2019年第03期摘要:在整车开发过程中道路阻力的优化对单车及企业节能减排都有重要的意义。
本文简述了道路滑行阻力的定义,组成部分,并详述了道路滑行阻力的应用场景和主要优化方向。
对整车项目开发中整车的动力性、经济性、制动性或排放性能的开发具有一定的指导意义。
关键词:道路滑行系数;空气阻力;滚动阻力;机械阻力1 引言道路滑行阻力是通过滑行法计算所得的车辆道路载荷。
在整车开发中道路滑行阻力主要用于对汽车燃油经济性、动力性进行仿真计算或利用汽车底盘测功机进行汽车动力性、经济性、或排放污染物测试[1]。
2 道路滑行阻力的构成及测试方法2.1 道路滑行阻力的构成道路滑行阻力反映了整车在水平道路上匀速行驶过程中需要克服的阻力,包括空气阻力,滚动阻力和机械阻力。
空气阻力:Fw=CD*A*u2a/21.5[2]式中CD为空气阻力系数,A为迎风面积,ua为汽车行驶速度滚动阻力:Ff=G*f式中G为整车行驶过程中所受重力,f为滚动阻力系数。
道路滑行阻力:F=FW+Ff+Ft=CD*A*u2a/21.5+Gf+Ft式中,Ft为传动系机械阻力(此处传动系包括变速箱,传动轴,制动卡钳和轴承)2.2 道路滑行阻力的测量方法道路滑行法测量滑行阻力分为固定式风速仪滑行法和车载风速仪滑行法。
目前大多数主机厂采用的是固定式风速仪滑行法。
试验过程主要是,车辆行驶至规定车速,变速箱置于空挡开始滑行,滑行过程中连续记录滑行时间t和对应车速V,通过记录的数据计算出滑行过程中所受阻力。
其原理为牛顿第二定律公式F=ma=m(Δv/Δt)计算完成后滑行阻力表达式为F=f2V2+f1V+F0。
式中f2、f1、f0为道路载荷系数。
试验车辆要求,测试频次和数据处理等详细规定请参考GB18352.6-2016《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》中附件CC的相关内容。
3 道路滑行阻力在整车开发中的应用场景3.1 整车动力性和经济性仿真在使用AVL Cruise、Simulink等一维软件进行整车动力性和经济性的仿真时,以基准道路滑行曲线为依据,通过整车重量、风阻、滚阻等条件的变化,拟合新车型在不同工况下整车负载,进而仿真新车型的动力性和燃油经济性,为整车性能优化提供理论依据。
第50卷第7期2019年7月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University(Science and Technology)V ol.50No.7Jul.2019基于能量守恒法测试汽车的空气阻力系数平培力,杜伟涛,胡玉梅(重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆,400044)摘要:依据汽车滑行测试相关的标准,对被测车辆进行滑行阻力分析,利用能量守恒法构建被测车辆的能量耗散关系,并从中推导出被测车辆滑行试验中的空气阻力系数;根据最新发布的汽车行业标准对被测车辆进行道路滑行测试,对采集到的滑行数据进行分析计算,得出空气阻力系数的数值解析式;以实验数据和国Ⅵ计算方法作为参照,验证所得空气阻力系数计算式的合理性。
研究结果表明:基于数值计算空气阻力系数所得的道路载荷与试验测试结果相比,相对误差控制在5.4%之内,且道路载荷的数值计算结果能有效逼近试验测试结果。
关键词:道路滑行测试;空气阻力系数;能量守恒法;燃油经济性中图分类号:U461.1;U270.1文献标志码:A文章编号:1672-7207(2019)07-1744-06Test of automobile air resistance coefficient based on energyconservation methodPING Peili,DU Weitao,HU Yumei(State Key Laboratory of Mechanical Transmission,Chongqing University,Chongqing400044,China)Abstract:The sliding resistance force of the vehicle was analyzed,according to the relevant standards of automobile test,and the energy dissipation relationship of the vehicle during the test was established by the energy conservation method,and the air resistance coefficient was deduced in the coast down testing from the analysis.Based on the latest published automotive industry standards,the coast down test was applied on the sample vehicle.The equation expression of air resistance coefficient was obtained by analyzing and calculating the collected testing data.Based on China VI calculation method to calculate experimental data as a standard,the rationality of the formula for calculating the air resistance coefficient was verified.The results show that when the road load obtained by numerical calculation of air resistance coefficient is compared with the test results,the relative error is controlled within5.4%,and the numerical results of using method can approximate the test results effectively.Key words:coast down;air resistance coefficient;energy conservation method;fuel economy随着人民生活水平的提高,汽车保有量逐年增高,给营造蓝天白云的理想生活环境造成了极大的压力,因此,当前各国都在大力实施节能减排的工作,提高汽车燃油经济性、减少尾气排放是汽车行业发展与研究的主要方向之一。
10.16638/ki.1671-7988.2020.24.004纯电动汽车道路滑行阻力试验影响因素浅析熊福明,崔川扬,黄俊(威马汽车科技集团成都研究院,四川成都610000)摘要:汽车道路滑行阻力测试是研究电动汽车动力经济性、能耗及续驶里程的基础试验,文章主要通过实车道路试验研究影响道路滑行阻力的因素,通过控制变量法进行道路试验,改变试验参数,分别验证四轮定位、轮胎气压、是否封闭轮毂、整备质量、轮胎宽度、橡胶材料、地面摩擦系数、温度等等因素对于滑行阻力的影响。
最终通过试验数据对比分析、曲线对比等得出了结论:轮胎气压、封闭轮毂、整备质量、轮胎宽度、橡胶材料、地面摩擦系数、温度等主要因素对滑行阻力都有一定的影响,正常范围值内的四轮定位的影响极其微小。
关键词:滑行阻力;电动汽车;道路试验;整车性能中图分类号:U467.1+1 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2020)24-08-06Analysis of the Influence Factors of Pure Electric Vehicle Road Coast TestXiong Fuming, Cui Chuanyang, Huang Jun( WM Technology Group Co., Ltd Chengdu institute, Sichuan Chengdu 610000 )Abstract: Vehicle road coast down test is a basic test which is relevant to dynamic economics and energy consumption of electric vehicle. This paper makes a research on the influence factors of road coast test through real vehicle test. By using variable-controlling approach, this paper analyzes the influence of wheel alignment, tire pressure, sealed or unsealed hubs, vehicle mass, tire width, rubber material, coefficient of road, temperature. At the end, by comparing the test data and diagram makes the conclusion that tire pressure, vehicle mass, tire width, rubber material, coefficient of road and temperature, these factors matter a lot. But wheel alignment, these factors make little effect.Keywords: Coast resistance; Electric vehicle; Road test; Vehicle performanceCLC NO.: U467.1+1 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)24-08-06引言随着气候变化和城市污染问题日益突出,为节能减排,我国大力发展新能源汽车,特别是纯电动汽车这一领域。
10.16638/ki.1671-7988.2019.07.036WLTC滑行阻力曲线处理方法王晓东,代德才(华晨汽车工程研究院能量管理室,辽宁沈阳110141)摘要:目前全球环境污染愈加严重,我国也面临着严峻的保护环境压力。
近年来,各国都把降低汽车油耗及排放作为改善环境的突破口。
我国之前采用的NEDC油耗测试方法由于模拟环境相对简单,与道路行驶实际油耗偏差较大而为人诟病。
为了使测试方法更加接近实际工况,我国采用了新的全球轻型汽车测试循环WLTC,该测试循环对各汽车企业的油耗分析和控制能力提出了新的要求。
关键词:滑行曲线;WLTC;NEDC;燃油经济性中图分类号:U467 文献标识码:B 文章编号:1671-7988(2019)07-109-03The processing method of WLTC coast down resistance curveWang Xiaodong, Dai Decai( Brilliance Auto R&D Center (BRAC), Liaoning Shenyang 110141 )Abstract: At present, the global environmental pollution is more and more serious. In recent years, all countries have taken reducing automobile fuel consumption and emission as the breakthrough to improve the environment. The NEDC fuel consumption test method previously adopted in China has been criticized for its relatively simple simulation environment and large deviation from the actual fuel consumption of road driving. In order to make the test method more close to the actual condition, China adopted a new global light vehicle test cycle WLTC, which puts forward new requirements for the fuel consumption analysis and control ability of various automobile enterprises.Keywords: Coast down curve; WLTC; NEDC; Fuel EconomyCLC NO.: U467 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2019)07-109-03前言在当前人们对环境保护的意识越来越强的大背景下,减少碳排放及大气颗粒物越来越受各国政府及车企的重视。
电动汽车滑行阻力系数的测定与应用刘海潮;李伟聪;蒋时军;贺斌斌;宁寒【摘要】针对电动汽车滑行试验后阻力系数计算繁琐的问题,采用最小二乘法对测试数据进行处理分析,基于MATLAB的GUI模块开发快速计算软件.实际应用表明,该软件计算结果准确,能够应用于台架模拟试验.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2018(040)006【总页数】4页(P43-45,57)【关键词】电动汽车;滑行试验;阻力系数;数据处理【作者】刘海潮;李伟聪;蒋时军;贺斌斌;宁寒【作者单位】湖南中车时代电动汽车股份有限公司,湖南株洲 412007;湖南中车时代电动汽车股份有限公司,湖南株洲 412007;湖南中车时代电动汽车股份有限公司,湖南株洲 412007;湖南中车时代电动汽车股份有限公司,湖南株洲 412007;湖南中车时代电动汽车股份有限公司,湖南株洲 412007【正文语种】中文【中图分类】U469.72;U467.1+1GB 18352.6-2016[1]即将贯彻实施,能否准确地测量汽车行驶阻力将直接影响底盘测功机上车辆性能及能耗等数据的准确性。
同时,现行标准GB/T 19754-2015[2]和GB/T 18386-2017[3]等法规规定,试验时应按照GB 18352中规定的方法来进行底盘测功机上车辆道路负荷的设定。
在2016年底发布的该强制性国家标准[1]的附件CC中提供4种测试方法供选用,分别为道路滑行法、等速扭矩仪法、基于车辆参数计算法及风洞法。
考虑到测试的便利性、成本等因素,目前国内外采用最多的是道路滑行法[4-6]。
然而,该方法存在以下缺陷:测试次数多、数据量庞大,数据处理效率较低;不能实时判定测量数据是否符合统计精度判定要求,可能需要多次返工试验;数据处理繁琐,对试验工程师的数据处理能力要求较高。
针对以上问题,本文利用道路滑行法对测试车辆进行滑行试验,采用最小二乘法对测试数据进行处理分析,并基于MATLAB的GUI模块开发电动汽车行驶阻力系数计算系统。
基于遗传算法的汽车滑行阻力系数测定方法
刘福才;潘江华;韩宗奇
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2003(025)006
【摘要】把解超越方程组转化为一个函数在一定区域内的优化问题,利用遗传算法的全局搜索性和隐含并行性,通过实数编码,赌盘选择,算术交叉,均匀变异,同时采用最优保存策略,一代代地进行优化直到转化而成的函数收敛到零或接近于零为止,从而求出方程组的解,即为汽车滑行试验所需要确定的滑行阻力系数.
【总页数】4页(P610-612,616)
【作者】刘福才;潘江华;韩宗奇
【作者单位】燕山大学,秦皇岛,066004;燕山大学,秦皇岛,066004;燕山大学,秦皇岛,066004
【正文语种】中文
【中图分类】U46
【相关文献】
1.基于道路试验的电动汽车滑行阻力系数分析 [J], 周荣宽;韩晓东;韩宗奇;王立强;赵峰;王刚
2.汽车滑行阻力系数的测定方法研究 [J], 朱卫东;刘学琼;田勇
3.汽车滑行阻力系数的测定方法 [J], 朱卫东;刘学琼;郭友利;郭虎
4.汽车滑行阻力系数的测定方法研究 [J], 李国栋;王兆甲
5.CTM系列汽车拖拉机综合测试仪在汽车滑行阻力系数测定中的应用 [J], 刘军玉
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基于道路试验的汽车滚动阻力和空气阻力系数计算方法研究董金松;许洪国;任有;张红卫;张荣辉
【期刊名称】《交通信息与安全》
【年(卷),期】2009(027)001
【摘要】基于实车道路滑行试验数据,采用两段滑行试验法计算汽车的滚动阻力系数和空气阻力系数.通过在相同条件下车辆的低速滑行试验数据计算所得系数对上述计算结果进行初步判定,证明了两段法计算结果的合理性.采用多车速滑行试验法和功率法对两段法计算结果进行验证,证明了采用两段滑行试验法计算汽车滚动阻力系数和空气阻力系数的正确性.
【总页数】4页(P75-78)
【作者】董金松;许洪国;任有;张红卫;张荣辉
【作者单位】吉林大学,长春,130025;交通部公路科学研究院,北京,100088;吉林大学,长春,130025;吉林大学,长春,130025;交通部公路科学研究院,北京,100088;吉林大学,长春,130025
【正文语种】中文
【中图分类】U491
【相关文献】
1.汽车空气阻力系数的试验测定法 [J], 张庆良;赵树国
2.用滑行试验法测定汽车空气阻力系数研究 [J], 韩宗奇
3.基于道路和转毂滑行的空气阻力系数求解方法 [J], 陈磊;杨杨;葛胜迅
4.道路与滚筒上汽车滚动阻力的试验研究 [J], 卫修敬;龚标
5.滚动阻力系数的计算方法及其在整车道路行驶阻力计算中的应用 [J], 郑炳杰;田川超;李辉
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汽车道路滑行阻力的研究罗雄; 刘易斯【期刊名称】《《汽车科技》》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】4页(P19-22)【关键词】滑行; 阻力系数; 计算模型【作者】罗雄; 刘易斯【作者单位】东风汽车集团有限公司技术中心武汉430058【正文语种】中文【中图分类】U471前言近日,国家标准委员会发布了轻型汽车五阶段(2021-2025年)油耗标准《乘用车燃料消耗量限值》,标准提出了我国乘用车平均燃料消耗在2025年下降至4L/100km的目标。
汽车燃油消耗量测试一般都是在底盘测功机上进行测量,底盘测功机的测试需要输入汽车滑行阻力系数,滑行阻力系数大小决定了底盘测功机的阻力系数设定,从而很大程度上影响整车油耗测试结果。
目前各车企为体现车辆的真实燃料消耗量,大多采用滑行法进行油耗测试,因此,研究滑行法测量道路行驶阻力,分析汽车道路行驶过程中关键环节及影响因素对油耗测试结果的影响尤为重要。
本文根据汽车道路滑行试验原理,建立滑行阻力曲线计算模型,分别对汽车前格栅密封与非密封、低滚阻轮胎与非低滚阻轮胎、宽胎与窄胎三种不同状态下进行道路滑行试验,根据试验数据,不同车辆状态滑行阻力曲线对比,分析影响滑行阻力主要因素,并通过试验数据对比滑行法和查表法的区别。
1 汽车道路滑行阻力计算模型:车辆转鼓阻力模拟GB18352《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》中关于道路滑行阻力测试方法中规定,汽车在底盘测功机上测试整车工况油耗时,需要在底盘测功机上模拟道路行驶阻力,输入转鼓阻力设定值,即道路阻力系数A、B、C值。
车辆在道路上进行滑行试验可以得到车辆的行驶阻力,再在底盘测功机上进行拟合,从而得到转鼓的阻力设定值。
无论车辆在转鼓还是在道路上行驶,车辆内阻都是同样存在的,因此需要在车辆拟合过程中,去除车辆的内阻,得到转鼓设定值。
车辆滑行阻力主要包括空气阻力、滚动阻力、传动系阻力、制动拖滞力等,车辆在道路上滑行,得到的滑行数据使用阻力分段近似,并使用最小二乘法拟合成二次系数,从而获取道路阻力系数A、B、C值,一般认为,汽车滑行阻力与车速满足二次函数关系。
汽车滑行阻力系数的测定方法王兆甲李国栋刘金铎(中国汽车工程研究院股份有限公司天津分公司天津300461)[摘要] 利用VBOX进行滑行试验,可以得到极为准确试验数据,将试验数据进行二次回归计算,得出汽车滑行阻力系数。
可以得到比较准确的车辆道路阻力模型。
关键词:汽车滑行阻力系数A Method to Determine Vehicle Coasting Resistance CoefficientsWang Zhaojia, Li Guodong, Liu JinduoChina Automotive Engineering Research Institute Co. Ltd. Tianjin Branch[Abstract]Using VBOX for coasting tests, we can acquire extremely accurate test data. A method using quadratic regression calculations to derive coast-down coefficients is put forward. So that accurate data for Chassis Dynamometer Simulation is determined.Key words: Vehicle Coasting Resistance coefficients1 前言1.1 试验目的及背景理论在排放实验中,需要在底盘测功机上模拟道路行驶阻力。
底盘测功机的阻力可以由标准GB18351.3-2005中规定的数学模型来描述,模型为:2=++(式1.1)F a bv cv其中,a代表与速度无关的常数项阻力(如道路摩擦力等),b代表与速度一次项有关的阻力(如传动系阻力),c代表与速度二次项有关的阻力(如风阻等)[1]。
底盘测功机模拟道路行驶阻力,需要在测功机上设定a,b,c系数。
某纯电动微卡滑行阻力异常分析与改进刘雪冰;李文杰【摘要】对某纯电动微卡进行滑行阻力分析,确定滑行阻力异常的原因,并针对该原因提出电机控制软件优化的方案,进一步利用电机台架试验验证该方案的可行性,最后的整车滑行试验结果表明优化方案有效,改善了整车性能.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】3页(P160-162)【关键词】滑行试验;受力分析;电磁转矩;软件优化【作者】刘雪冰;李文杰【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U469.7在纯电动汽车开发阶段,多数是用试验室试验代替道路试验,底盘测功机是整车进行性能检测的主要设备,用转毂代替路面,通过功率加载装置给转毂施加负载,模拟整车在道路上行驶的阻力[1,2]。
而完成整车动力性、经济性等室内试验的首要条件,就是在转毂台架上正确模拟出车辆道路行驶阻力,道路行驶阻力的模拟精度将直接影响整车性能试验结果的准确度。
目前,国内很多车企都选择采用滑行试验测算整车的行驶阻力,并应用到转毂台架进行动力性、经济性的试验,同时滑行阻力测定完成后还可以结合相关仿真软件,更为准确的分析动力性经济性的优化方案。
某纯电动微卡设计最高车速为80km/h,在定远试验场平坦路段做滑行阻力试验时,出现滑行阻力异常现象,如图 1所示,速度大于 40km/h后,阻力较小,出现阻力凹陷,滑行阻力数据如表1所示。
根据标准GB/T 12536-1990《汽车滑行试验方法》和GB/T 18385-2005《电动汽车动力性能试验方法》中的要求进行电动汽车道路试验[3]。
标准中要求试验在清洁、干燥、平坦、用混凝土或沥青铺成的直线道路上进行,道路宽度大于 8m,纵向坡度不大于0.1%,风速不大于3m/s,气温在5℃~32℃之间,相对湿度不大于95%[4]。
以车载GPS及数据采集器测量记录车速、距离及时间。