CN104143044B - 一种滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，通过获取电动车中三个档位的速度‑时间曲线图，根据曲线图进行一次函数拟合分别获取三个档位的加速度值，根据整车控制策略车辆三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。本方案通过一次实验获取三个档位的速度‑时间线性图，从而获得风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，实现了通过一次实验即可测出风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，过程简单，且不需要专门的测试仪器即可实现。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法。
背景技术
在电动车动力方案设计初期，为了满足整车动力性能设计要求，设计者一般会根据滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率的经验值进行动力方案设计，从而选择匹配的电机及控制器。
然而经验值一般都与实际值有些偏差，这就需要在整车样车试制完成后，根据电动汽车驱动电机的工作特性，通过实车实验，采集整车数据，对整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率进行校验，使校验后的数据可以为后续车辆动力系统匹配优化提供依据。
目前，对整车风阻系数的测量一般是通过风洞实验和滑行实验确定的，可以计算出汽车在行驶时的空气阻力。
对整车滚动摩擦系数的测量一般是通过从汽车滑行运动微分方程入手，经过积分推导出滚动阻力系数与滑行初速度、滑行总时间和滑行总距离之间的关系，用滑行过程中的瞬时点的记录参数组成方程组再用方程组的数值即可求出汽车的滚动阻力系数。
目前，最简单的一种机械传动效率测量方法是将变频调速电动车通过转速转矩传感器与汽车传动系统连接，并将两台电涡流测功机通过转速转矩传感器分别与汽车传动系统的两根半轴连接，将汽车传动系统的变速器置于某一档位，根据传动比确定在某一变频调速电动机转速下两根半轴的目标转速，启动变频调速电动机，利用电涡流测功机分别对两根半轴进行加载，使两根半轴达到目标转速，则此时，两根半轴的转矩之和与半轴转速的乘积即为该汽车传动系统的输出功率，将该输出功率与变频调速电动机的转矩与转速的乘积相比，即得该汽车传动系统的传动效率。
根据上述方法计算整车风阻系数、摩擦系数、机械传动效率测试方法进行测试，不仅需要专门的测试仪器才能实现，另外，其测试过程复杂，需要多次实验才能实现。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，以解决现有技术中测试过程复杂，需要多次实验才能实现的缺点，其具体方案如下：
一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，包括：
获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图；
根据获取的所述三个档位的速度-时间曲线图分别获取三个档位的加速度值；
根据整车控制策略，列出三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，通过解析方程式获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
进一步的，根据获取的所述三个档位的速度-时间曲线图分别获取三个档位的加速度值具体为：
分别将三个档位的速度-时间曲线图进行一次函数拟合，分别获取三个档位的加速度值。
进一步的，根据整车控制策略，列出三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，具体包括：
预设所述三个档位的额定速度；
根据整车控制策略，获取各档位加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式；
将所述整车参数及加速度分别带入所述关系式中；
获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
进一步的，所述关系式具体为：
牵引力与滚动摩擦阻力及空气阻力之差等于档位加速度与整车质量的乘积。
进一步的，所述牵引力具体为：
扭矩与相应档位的总速比及机械传动效率的乘积，所述乘积与滚动半径的商。
进一步的，所述滚动摩擦阻力具体为：
整车质量与滚动摩擦系数的乘积。
进一步的，所述空气阻力具体为：
风阻系数与迎风面积及速度的平方的乘积，所述乘积与21.15的商。
进一步的，获取电动车中三个档位的速度-时间线性图，具体为：
通过非接触汽车测试仪VBOX记录电动车中三个档位的速度、时间数据。
进一步的，还包括：VBOX记录电动车中四个档位的速度、时间数据。
进一步的，还包括：
获取电动车中三个档位的速度-时间线性图；
对所述线性图中的异样数据进行判断处理。
从上述技术方案可以看出，本发明公开的电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，通过获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图，根据曲线图进行一次函数拟合分别获取三个档位的加速度值，根据电机的额定速度，及三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。本方案通过一次实验获取三个档位的速度-时间线性图，从而获得风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，实现了通过一次实验即可测出风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，过程简单，测试周期短，且不需要专门的测试仪器即可实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法的流程图；
图2为本发明实施例公开的一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法的流程图；
图3为本发明实施例公开的一种风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率获取方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，其流程图如图1所示，包括：
步骤S11、获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图；
通过非接触汽车测试仪VBOX记录电动车中的档位的速度、时间数据，除要记录档位的速度、时间数据外，还需要记录距离、海拔、车速上升时间等相关数据。
其中，VBOX安装在电动车内，记录实验过程的相关数据。
另外，VBOX记录电动车中的数据，可以记录三个档位的数据，也可以记录四个档位或五个档位的数据。
其中，记录过程如下：
电动车辆停在加速区起点位置，车辆挂1档，迅速踩油门到底，并保持该状态，
此时，车辆挂2档，迅速踩油门到底，并保持该状态，直至车辆行驶速度达到最高速度，且速度不再发生变化，此时，松油门，踩刹车，直至速度降低到2档电机额定转速对应的车速；
此时，车辆挂3档，迅速踩油门到底，并保持该状态，直至车辆行驶速度达到最高速度，且速度不再发生变化，此时，松油门，踩刹车，直至速度降低到3档电机额定转速对应的车速；
此时，车辆挂4档，迅速踩油门到底，并保持该状态，直至车辆行驶速度达到最高速度，且速度不再发生变化，松开油门，让车辆自由滑行，直至车辆停止前进。
在上述过程中，VBOX实时记录车速、距离、海拔、车速上升时间等数据。
步骤S12、根据获取的三个档位的速度-时间曲线图分别获取三个档位的加速度值；
分别将三个档位的速度-时间曲线图进行一次函数拟合，分别获取三个档位的加速度值。
步骤S13、根据整车控制策略，列出三个档位某速度处的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
预设三个档位的额定速度，其中，预设的三个档位的额定速度在速度-时间线性图中对应的点的斜率是与其对应的档位的加速度值是相等的。
本实施例公开的电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，通过获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图，根据线性图分别获取三个档位的加速度值，根据预设三个档位的额定速度，及三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。本方案通过一次实验获取三个档位的速度-时间线性图，从而获得风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，实现了通过一次实验即可测出风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，过程简单，测试周期短，且不需要专门的测试仪器即可实现。
本实施例公开了一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，其流程图如图2所示，包括：
步骤S21、获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图；
步骤S22、对速度-时间曲线图中的异样数据进行判断处理；
通过VBOX采集的相关数据中，若包含异样数据，即明显不符合速度-时间线性图的线性规律的数据，进行删除处理或其他处理，以保证数据保持线性规律。
步骤S23、根据获取的三个档位的速度-时间曲线图分别获取三个档位的加速度值；
步骤S24、根据预设三个档位的额定速度，及三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
本实施例公开的电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，通过获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图，根据线性图分别获取三个档位的加速度值，根据预设三个档位的额定速度，及三个档位的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。本方案通过一次实验获取三个档位的速度-时间曲线图，从而获得风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，实现了通过一次实验即可测出风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，过程简单，测试周期短，且不需要专门的测试仪器即可实现。
本实施例公开了一种风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率获取方法，其流程图如图3所示，包括：
步骤S31、预设三个档位的额定速度；
步骤S32、获取档位加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式；
其中，上述关系式具体为：牵引力与滚动摩擦阻力及空气阻力之差等于档位加速度与整车质量的乘积。
具体的，F-f-FW＝ma
其中，F为牵引力，f为滚动摩擦阻力，FW为空气阻力，a为加速度，m为整车质量。
另外，牵引力具体为：扭矩与相应档位的总速比及机械传动效率的乘积，所述乘积与滚动半径的商。
具体的，F＝T×K×η/r
其中，T为扭矩，K为总速比，η为传动效率，r为滚动半径。总速比根据档位的不同而不同。
另外，滚动摩擦力具体为：整车重量与滚动摩擦系数的乘积。
具体的，f＝m×μ
其中，μ为滚动摩擦系数。
另外，空气阻力具体为：风阻系数与迎风面积及速度的平方的乘积，所述乘积与21.15的商。
具体的，FW＝Cd×S×v2/21.15
其中，Cd为风阻系数，S为迎风面积，v为速度。
步骤S33、将三个档位的额定速度及加速度分别带入关系式中；
将三个档位对应的三组额定速度及加速度带入上述关系式中，组成3个方程。
步骤S34、获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
根据上述3个方程获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。
本实施例公开的获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值的方法，通过一次实验得出的数值，进行计算，并通过计算获取要得到的风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值。实现了通过一次实验即可测出风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，过程简单，测试周期短，且不需要专门的测试仪器即可实现。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种电动车整车滚动摩擦系数、风阻系数、机械传动效率校验方法，其特征在于，包括：
获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图；
根据获取的所述三个档位的速度-时间曲线图进行一次函数拟合分别获取三个档位某速度处的加速度值；
根据整车控制策略，列出车辆三个档位某速度处的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值；
所述根据整车控制策略车辆三个档位某速度处的加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式，获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值，具体包括：
预设所述三个档位的额定速度；
根据整车控制策略，整车所用驱动电机的工作特性，获取各档位加速度与风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动系数之间的关系式；
将所述三个档位的电机额定速度及加速度分别带入所述关系式中；
获取风阻系数、滚动摩擦系数、机械传动效率的值；
所述关系式具体为：
牵引力与滚动摩擦阻力及空气阻力之差等于档位加速度与整车质量的乘积；
所述牵引力具体为：
扭矩与相应档位的总速比及机械传动效率的乘积，所述乘积与滚动半径的商；
根据获取的所述三个档位的速度-时间曲线图分别获取三个档位的加速度值具体为：
分别将三个档位的速度-时间曲线图进行一次函数拟合，分别获取三个档位某速度处的加速度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滚动摩擦阻力具体为：
整车质量与滚动摩擦系数的乘积。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空气阻力具体为：
风阻系数与迎风面积及速度的平方的乘积，所述乘积与21.15的商。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图，具体为：
通过非接触汽车测试仪VBOX记录电动车中三个档位的速度、时间数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：VBOX记录电动车中四个档位的速度、时间数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
获取电动车中三个档位的速度-时间曲线图；
对所述速度-时间曲线图中的异样数据进行判断处理。
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