CN109460580A - 电机选型计算及生成计算报告的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电机选型计算及生成计算报告的方法和系统,其方法包括:检测开始计算指令,并在检测到开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数;调用相应的计算函数,将整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果;判断是否接收到生成报告指令,并在接收到生成报告指令后,调用actxserver函数创建word服务器,利用word服务器的接口将计算获取的电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。其实现了电机选型的自动计算和计算报告的全自动生成的目的,有效解决了传统的驱动电机选型计算方式及计算报告生成方式效率较低,耗时较长的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别是涉及一种电机选型计算及生成计算报告的方法及系统。
背景技术
在纯电动汽车开发初期,在预先确定整车基本参数及性能需求参数的前提下,需要根据整车基本参数及性能需求参数进行驱动电机选型计算,并完成计算报告文档的编辑工作。传统的驱动电机选型计算及计算报告生成方式通常是利用计算器计算并由工程师手动编辑计算报告。这就使得驱动电机的选型计算及计算报告生成所需时间较长,从而导致驱动电机选型计算效率较低,耗时较长。
发明内容
基于此,有必要针对传统的驱动电机选型计算方式及计算报告生成方式效率较低,耗时较长的问题,提供一种电机选型计算及生成计算报告的方法及系统。
基于上述目的,本发明提供的一种电机选型计算及生成计算报告的方法,包括如下步骤:
检测开始计算指令,并在检测到所述开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数;
调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果;
判断是否接收到生成报告指令,并在接收到所述生成报告指令后,调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
在其中一个实施例中,所述调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果,包括如下步骤:
调用str2num函数,将所述整车参数由字符串格式转换为数字格式;
将转换为数字格式的所述整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果;
调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的所述电机选型结果显示出来。
在其中一个实施例中,所述整车参数包括:满载质量、最高车速、传动系总速比、最大爬坡度、传动效率、爬坡车速、滚动阻尼系数、常用车速、风阻系数、旋转质量换算系数、迎风面积和滚动半径;
其中,所述将转换为数字格式的所述整车基本参数和所述性能参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果,包括如下步骤:
将所述最高车速、所述传动系总速比和所述滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据所述最高车速计算获取电机最高转速;
所述最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r);
其中,nmax为所述电机最高转速,单位为rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位为km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径;
将所述最大爬坡度、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩;
所述最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15;
其中,Tmax为所述电机最大转矩,单位N.m;m为所述满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h;
将所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取所述电机额定功率;
所述电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pe为驱动电机额定功率;Vmax为最高车速,单位km/h;η为传动效率;
将所述传动系总速比、所述滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取所述电机额定转速;
所述电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r);
其中,ne为所述电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h;
将所述旋转质量换算系数、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取所述电机峰值功率;
所述电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s;
将所述额定功率和所述额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取所述电机额定转矩;
所述电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne;
其中,Te为所述电机额定转矩,Pe为所述额定功率,ne为所述额定转速。
在其中一个实施例中,所述调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果后,还包括如下步骤:
调用所述Matlab中的plot函数,利用所述plot函数将计算获取的所述电机选型结果绘制成相应的曲线图。
在其中一个实施例中,所述调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告,包括如下步骤:
调用所述actxserver函数创建所述word服务器,并将所述word服务器设置为可见状态;
利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置;
利用所述word服务器的Selection接口、所述Document接口的Content、Paragraphs接口将所述电机选型结果写入所述woed文档中,生成所述电机选型计算报告。
相应的,基于同一发明构思,本发明还提供了一种电机选型计算及生成计算报告的系统,包括开始计算指令检测模块、整车参数读取模块、选型结果计算模块、生成报告指令判断模块和计算报告生成模块;
所述开始计算指令检测模块,用于检测开始计算指令,并在检测到所述开始计算指令后,跳转至所述整车参数读取模块;
所述整车参数读取模块,用于在所述开始计算指令检测模块检测到所述开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数;
所述选型结果计算模块,用于调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果;
所述生成报告指令判断模块,用于判断是否接收到生成报告指令,并在接收到所述生成报告指令后,跳转至所述计算报告生成模块;
所述计算报告生成模块,用于调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
在其中一个实施例中,所述选型结果计算模块包括str2num函数调用子模块、参数代入计算子模块和num2str函数调用子模块;
所述str2num函数调用子模块,用于调用str2num函数,将所述整车参数由字符串格式转换为数字格式;
所述参数代入计算子模块,用于将转换为数字格式的所述整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果;
所述num2str函数调用子模块,用于调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的所述电机选型结果显示出来。
在其中一个实施例中,所述参数代入计算子模块包括电机最高转速计算单元、最大转矩计算单元、电机额定功率计算单元、电机额定转速计算单元、电机峰值功率计算单元和电机额定转矩计算单元;
其中,所述电机最高转速计算单元,用于将所述最高车速、所述传动系总速比和所述滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据所述最高车速计算获取电机最高转速;
所述最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r);
其中,nmax为所述电机最高转速,单位为rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位为km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径;
所述最大转矩计算单元,用于将所述最大爬坡度、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩;
所述最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15;
其中,Tmax为所述电机最大转矩,单位N.m;m为所述满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h;
所述电机额定功率计算单元,用于将所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取所述电机额定功率;
所述电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pe为驱动电机额定功率;Vmax为最高车速,单位km/h;η为传动效率;
所述电机额定转速计算单元,用于将所述传动系总速比、所述滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取所述电机额定转速;
所述电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r);
其中,ne为所述电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h;
所述电机峰值功率计算单元,用于将所述旋转质量换算系数、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取所述电机峰值功率;
所述电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s;
所述电机额定转矩计算单元,用于将所述额定功率和所述额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取所述电机额定转矩;
所述电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne;
其中,Te为所述电机额定转矩,Pe为所述额定功率,ne为所述额定转速。
在其中一个实施例中,还包括曲线绘制模块;
所述曲线绘制模块,用于调用所述Matlab中的plot函数,利用所述plot函数将计算获取的所述电机选型结果绘制成相应的曲线图。
在其中一个实施例中,所述计算报告生成模块包括服务器创建子模块、文档创建子模块和选型结果写入子模块;
所述服务器创建子模块,用于调用所述actxserver函数创建所述word服务器,并将所述word服务器设置为可见状态;
所述文档创建子模块,用于利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置;
所述选型结果写入子模块,用于利用所述word服务器的Selection接口、所述Document接口的Content、Paragraphs接口将所述电机选型结果写入所述woed文档中,生成所述电机选型计算报告。
上述电机选型计算及生成计算报告的方法,通过在接收到开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数,并调用相应的计算函数,将读取的整车参数代入相应的计算公式中,计算获取电机选型结果,实现了电机选型的自动计算功能。同时,还在接收到生成报告指令后,调用actxserver函数创建word服务器,利用word服务器的接口将计算获取的电机选型结果写入word文档中,以实现自动生成选型计算报告的目的。由此在进行电机选型时,能够实现电机选型的自动计算和计算报告的全自动生成。其相较于传统的人工计算和编辑方式,有效节省了选型时间,提高了选型效率,从而有效缩短了整车开发周期,解决了传统的驱动电机选型计算方式及计算报告生成方式效率较低,耗时较长的问题。
附图说明
图1为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例中所设置的用于输入整车参数的GUI界面示意图;
图2为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例的流程图;
图3为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的另一具体实施例的流程图;
图4为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例中输入整车参数后的GUI界面图;
图5为本发明的电机选型计算及生成计算报告的系统的一具体实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明技术方案更加清楚,以下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。其中,应当说明的是,以下描述包括帮助理解的各种具体细节,但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此,本领域普通技术人员将认识到,在不脱离本公开的范围和精神的情况下,可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外,为了清晰和简洁,公知功能和构造的描述可被省略。
以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义,而是仅由发明人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此,对于本领域技术人员而言应该明显的是,提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的,而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。
应该理解,除非上下文明确另外指示,否则单数形式也包括复数指代。因此,例如,对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。
首先,需要说明的是,本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法适用于电机直驱或电机带减速器驱动的固定速比传动系统的纯电动汽车驱动电机选型计算及计算报告的生成。
同时,本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法是基于Matlab软件的图形用户界面(Graphical User Interface,简称GUI界面),在GUI界面中输入整车参数(此处,需要说明的是,整车参数包括整车基本参数和性能参数),根据汽车理论的相关数学公式,编写GUI对应的m文件,利用Matlab的计算能力和绘图能力,快速得出计算结果,生成曲线图。同时,还利用Matlab软件与Microsoft Word软件的接口技术,自动创建word文本文档,自动将Matlab计算结果写入word文档中,将Matlab绘制的曲线图粘贴到word文档中,从而实现电机选型计算和计算报告生成的整体自动化的目的。
其中,由于本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法中,整车参数是通过Matlab的GUI界面来实现预先输入的,因此,参见图1,在实现本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法之前,需要先进行GUI界面的设计。通过对GUI中的Edit Text、Static Text和Push Botton等控件设置相关属性,调整外观,合理布局,从而形成简洁、美观的用户界面。
同时,还需要说明的是,GUI界面的作用只是用于人机交互,其具体功能则是通过GUI界面对应的M文件(Matlab的软件代码通常称作M文件)来实现。GUI界面设计完成后,Matlab自动生成GUI界面对应的M文件框架,因此只需在该框架下编写GUI组件的回调函数即可实现,操作简单,易于实现。
另外,由于本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法中,整车参数是通过Matlab的GUI界面来实现预先输入的,因此在读取整车参数之前,还包括用户通过预先设置的GUI界面输入参数的步骤。即,参见图2,步骤S001,通过Matlab的GUI界面预先输入整车参数。
其中,本领域技术人员可以理解的是,整车参数包括整车基本参数和性能参数。具体的,参见图1,整车参数可包括:满载质量、最高车速、传动系总速比、最大爬坡度、传动效率、爬坡车速、滚动阻尼系数、常用车速、风阻系数、旋转质量换算系数、迎风面积和滚动半径等。
待用户通过GUI界面输入整车参数之后,即可执行本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法。具体的,参见图2和图3,作为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例,其首先包括步骤S100,检测开始计算指令,并在检测到开始计算指令之后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数。此处需要指出的是,开始计算指令可通过设置的GUI界面上的“开始计算”按钮来实现。即,当“开始计算”按钮被按下时,发送开始计算指令,此时即可进行开始计算指令的检测接收。
当通过上述步骤读取到预先输入的整车参数之后,即可执行步骤S200,调用相应的计算函数,将整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果。由于在“开始计算”按钮的回调函数代码中,读入界面中“输入参数”面板中的各个文本框的数字是字符串格式,即string类型的数据,所以为了保证输入参数的正确读取和代入计算公式,需要进行格式转换。
由此,作为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例,调用相应的计算函数,将整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果的步骤,具体包括:步骤S210,调用str2num函数,将整车参数由字符串格式转换为数字格式,即double类型的数据。然后再通过步骤S220,将转换为数字格式的整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果。同时,由于计算得出的选型结果数值都是double类型变量,因此还需要通过步骤S230,调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的电机选型结果显示出来,从而实现电机选型的自动计算的目的。
更进一步的,在本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例中,计算获取的电机选型结果具体包括:电机最高转速、最大转矩、额定转矩、额定转速、电机峰值功率和额定功率等。相应的,步骤S220,将转换为数字格式的整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果具体包括以下步骤:
将最高车速、传动系总速比和滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据最高车速计算获取电机最高转速。其中,最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r);此处,需要说明的是,nmax为驱动电机最高转速,单位rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径。
将最大爬坡度、满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩。其中,最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15;此处,需要说明的是,Tmax为驱动电机最大转矩,单位N.m;m为车辆满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h。
将满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取电机额定功率。其中,电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax3/21.15)/(3600×η);其中,Pe为驱动电机额定功率;m为车辆满载质量,单位kg;g为重力加速度;f为滚动阻尼系数;Vmax为最高车速,单位km/h;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;η为传动效率。
将传动系总速比,滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取电机额定转速。其中,电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r);其中,ne为驱动电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径。
将旋转质量换算系数、满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取电机峰值功率。其中,电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η);其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;m为车辆满载质量,单位kg;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s;g为重力加速度;f为滚动阻尼系数;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;η为传动效率。
其中,优选的,为了保证计算结果的准确性,提高本发明的电机选型计算结果的精确度和可靠性,在上述计算电机峰值功率的步骤中,还包括峰值功率校正的步骤。即,当通过上述步骤计算获取电机峰值功率后,还包括根据计算获取的电机峰值功率与电机额定功率的关系校正电机峰值功率。具体的,判断计算获取的电机峰值功率是否大于两倍的电机额定功率(即,Pmax>2Pe);若是,则确定电机峰值功率为计算获取的电机峰值功率值Pmax;若否,则确定电机峰值功率值为2Pe。
将额定功率和额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取电机额定转矩。其中,电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne。
更加优选的,当通过上述步骤完成电机选型结果的自动计算后,参见图3,作为本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的一具体实施例,其还包括步骤S230’,调用Matlab中的plot函数,利用plot函数将计算获取的电机选型结果绘制成相应的曲线图。此处,应当指出的是,在该步骤中所绘制的曲线图包括:需求功率-车速曲线图、需求功率-爬坡度曲线图、需求功率-加速时间曲线图、需求峰值转矩-速比曲线图、以及需求最高车速-速比曲线图。
其通过执行步骤S230’,调用Matlab中的plot函数,利用plot函数将计算获取的电机选型结果绘制成相应的曲线图,使得本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法在根据输入数据进行相应的数学计算,得到电机选型结果的同时,还能够自动绘制出相应的曲线图,使得电机选型结果更加直观清楚,这也就更加有利于进行电机选型结果的分析,节省了电机选型结果的分析时间,最终更进一步的提高了整车研发效率。
当通过上述步骤完成电机选型结果的计算之后,此时即可执行步骤S300,判断是否接收到生成报告指令,并在接收到生成报告指令后,调用actxserver函数创建word服务器,利用word服务器的接口将计算获取的电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
具体的,在“生成报告”按钮的回调函数代码中,执行上述步骤具体包括以下步骤:首先,通过步骤S310,调用actxserver函数创建word服务器,并将word服务器设置为可见状态。然后,通过步骤S320,利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置。进而,再通过步骤S330,利用word服务器的Selection接口、Document接口的Content、Paragraphs接口将电机选型结果写入woed文档中,同时还进行段落设置、字体格式设置等,从而生成电机选型计算报告,实现电机选型计算报告的一键生成的目的。
为了更加清楚明白的说明本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的技术方案,以下以一具体的设计开发的纯电动厢式货车为例,进行更加清楚的说明。
其中,参见表1,为设计开发的某款纯电动厢式货车的整车参数。
整车参数 | ||
车辆参数 | 数值 | |
满载质量M(kg) | 5000 | |
后桥速比i | 6 | |
传动效率η(%) | 92 | |
滚动阻尼系数f | 0.012 | |
风阻系数C<sub>d</sub> | 0.6 | |
迎风面积A(m2) | 5.63 | |
车轮滚动半径R<sub>t</sub>(m) | 0.354 | |
性能指标 | ||
最高车速V<sub>max</sub>(km/h) | 90 | |
最大爬坡度α(%) | 20 | |
爬坡车速(km/h) | 10 | |
0~50km/h加速时间(s) | 15 | |
常用车速(km/h) | 50 |
表1纯电动厢式货车的整车参数
参见图4,将表1中整车参数输入到计算界面的相应文本框中,并单击“开始计算”按钮,此时即可执行本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法,在“计算结果”界面中各个文本框中显示计算结果,同时需求功率——车速曲线图、需求功率——爬坡度曲线图、需求功率——加速时间曲线图、需求峰值转矩——速比曲线图、需求最高转速——速比曲线图显示在matlab运行窗口。
然后,在“报告名称”文本框中输入要生成的word文档名称“电机选型计算报告”,单击“生成报告”按钮,此时自动生成计算报告word文档,并自动写入内容,文档保存在电脑“我的文档”目录下。自动生成的word文档计算报告图文并茂,直观体现了驱动电机各参数与整车设计各参数的关系。
相应的,为了实现上述电机选型计算及生成计算报告的方法,本发明还提供了一种电机选型计算及生成计算报告的系统。由于本发明提供的电机选型计算及生成计算报告的系统的工作原理与本发明的电机选型计算及生成计算报告的方法的原理相同或相似,因此重复之处不再赘述。
参见图5,作为本发明的电机选型计算及生成计算报告的系统100的一具体实施例,其包括开始计算指令检测模块110、整车参数读取模块120、选型结果计算模块130、生成报告指令判断模块140和计算报告生成模块150。其中,开始计算指令检测模块110,用于检测开始计算指令,并在检测到开始计算指令后,跳转至整车参数读取模块120。整车参数读取模块120,用于在计算指令检测模块检测到开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数。选型结果计算模块130,用于调用相应的计算函数,将整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果。生成报告指令判断模块140,用于判断是否接收到生成报告指令,并在接收到生成报告指令后,跳转至计算报告生成模块150。计算报告生成模块150,用于调用actxserver函数创建word服务器,利用word服务器的接口将计算获取的电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
优选的,选型结果计算模块130包括str2num函数调用子模块、参数代入计算子模块和num2str函数调用子模块(图中未示出)。其中,str2num函数调用子模块,用于调用str2num函数,将整车参数由字符串格式转换为数字格式。参数代入计算子模块,用于将转换为数字格式的整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果。num2str函数调用子模块,用于调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的电机选型结果显示出来。
进一步的,参数代入计算子模块包括电机最高转速计算单元、最大转矩计算单元、电机额定功率计算单元、电机额定转速计算单元、电机峰值功率计算单元和电机额定转矩计算单元(图中未示出)。
具体的,电机最高转速计算单元,用于将最高车速、传动系总速比和滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据最高车速计算获取电机最高转速。最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r)。其中,nmax为电机最高转速,单位为rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位为km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径。
最大转矩计算单元,用于将最大爬坡度、满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩。最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15。其中,Tmax为电机最大转矩,单位N.m;m为满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h。
电机额定功率计算单元,用于将满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取电机额定功率。电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax 3/21.15)/(3600×η)。其中,Pe为驱动电机额定功率;Vmax为最高车速,单位km/h;η为传动效率。
电机额定转速计算单元,用于将传动系总速比、滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取电机额定转速。电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r)。其中,ne为电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h。
电机峰值功率计算单元,用于将旋转质量换算系数、满载质量、滚动阻尼系数、风阻系数、迎风面积和传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取电机峰值功率。电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η)。其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s。
电机额定转矩计算单元,用于将额定功率和额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取电机额定转矩。电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne。其中,Te为电机额定转矩,Pe为额定功率,ne为额定转速。
更加优选的,在本发明的电机选型计算及生成计算报告的系统100中,其还包括曲线绘制模块160。曲线绘制模块160,用于调用Matlab中的plot函数,利用plot函数将计算获取的电机选型结果绘制成相应的曲线图。
更进一步的,计算报告生成模块150包括服务器创建子模块、文档创建子模块和选型结果写入子模块(图中未示出)。其中,服务器创建子模块,用于调用actxserver函数创建word服务器,并将word服务器设置为可见状态。文档创建子模块,用于利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置。选型结果写入子模块,用于利用word服务器的Selection接口、Document接口的Content、Paragraphs接口将电机选型结果写入woed文档中,生成电机选型计算报告。
本发明提供的电机选型计算及生成计算报告的系统100,基于Matlab软件的GUI界面,在GUI界面中输入整车基本参数及性能需求参数后,由开始计算指令检测模块110进行开始计算指令的检测,并在检测到开始计算指令后,由整车参数读取模块120进行输入参数的读取,并由选型结果计算模块130根据汽车理论的相关数学公式,执行预先编写的GUI对应的m文件,以利用matlab强大的计算能力及绘图能力,快速得出计算结果,同时由曲线绘制模块160根据得到的计算结果生成相应的曲线图。并且,还通过计算报告生成模块150利用matlab软件与Microsoft Word软件的接口技术,自动创建word文本文档,自动将matlab计算结果写入word文档中,并将matlab绘制的曲线图粘贴到word文档中,实现了电机选型计算及计算报告生成的一键完成的目的,从而有效提高了电机选型的效率,缩短了整车开发周期。
另外,还需要说明的是,以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电机选型计算及生成计算报告的方法,其特征在于,包括如下步骤:
检测开始计算指令,并在检测到所述开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数;
调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果;
判断是否接收到生成报告指令,并在接收到所述生成报告指令后,调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
2.根据权利要求1所述的电机选型计算及生成计算报告的方法,其特征在于,所述调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果,包括如下步骤:
调用str2num函数,将所述整车参数由字符串格式转换为数字格式;
将转换为数字格式的所述整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果;
调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的所述电机选型结果显示出来。
3.根据权利要求2所述的电机选型计算及生成计算报告的方法,其特征在于,所述整车参数包括:满载质量、最高车速、传动系总速比、最大爬坡度、传动效率、爬坡车速、滚动阻尼系数、常用车速、风阻系数、旋转质量换算系数、迎风面积和滚动半径;
其中,所述将转换为数字格式的所述整车基本参数和所述性能参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果,包括如下步骤:
将所述最高车速、所述传动系总速比和所述滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据所述最高车速计算获取电机最高转速;
所述最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r);
其中,nmax为所述电机最高转速,单位为rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位为km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径;
将所述最大爬坡度、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩;
所述最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15;
其中,Tmax为所述电机最大转矩,单位N.m;m为所述满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h;
将所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取所述电机额定功率;
所述电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pe为驱动电机额定功率;Vmax为最高车速,单位km/h;η为传动效率;
将所述传动系总速比、所述滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取所述电机额定转速;
所述电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r);
其中,ne为所述电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h;
将所述旋转质量换算系数、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取所述电机峰值功率;
所述电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s;
将所述额定功率和所述额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取所述电机额定转矩;
所述电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne;
其中,Te为所述电机额定转矩,Pe为所述额定功率,ne为所述额定转速。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电机选型计算及生成计算报告的方法,其特征在于,所述调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果后,还包括如下步骤:
调用所述Matlab中的plot函数,利用所述plot函数将计算获取的所述电机选型结果绘制成相应的曲线图。
5.根据权利要求1所述的电机选型计算及生成计算报告的方法,其特征在于,所述调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告,包括如下步骤:
调用所述actxserver函数创建所述word服务器,并将所述word服务器设置为可见状态;
利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置;
利用所述word服务器的Selection接口、所述Document接口的Content、Paragraphs接口将所述电机选型结果写入所述woed文档中,生成所述电机选型计算报告。
6.一种电机选型计算及生成计算报告的系统,其特征在于,包括开始计算指令检测模块、整车参数读取模块、选型结果计算模块、生成报告指令判断模块和计算报告生成模块;
所述开始计算指令检测模块,用于检测开始计算指令,并在检测到所述开始计算指令后,跳转至所述整车参数读取模块;
所述整车参数读取模块,用于在所述开始计算指令检测模块检测到所述开始计算指令后,读取通过Matlab的GUI界面预先输入的整车参数;
所述选型结果计算模块,用于调用相应的计算函数,将所述整车参数代入相应的计算公式,计算获取电机选型结果;
所述生成报告指令判断模块,用于判断是否接收到生成报告指令,并在接收到所述生成报告指令后,跳转至所述计算报告生成模块;
所述计算报告生成模块,用于调用actxserver函数创建word服务器,利用所述word服务器的接口将计算获取的所述电机选型结果写入word文档中,生成电机选型计算报告。
7.根据权利要求6所述的电机选型计算及生成计算报告的系统,其特征在于,所述选型结果计算模块包括str2num函数调用子模块、参数代入计算子模块和num2str函数调用子模块;
所述str2num函数调用子模块,用于调用str2num函数,将所述整车参数由字符串格式转换为数字格式;
所述参数代入计算子模块,用于将转换为数字格式的所述整车参数代入相应的计算公式进行计算,获取相应的电机选型结果;
所述num2str函数调用子模块,用于调用num2str函数,将电机选型结果由数字格式转换为字符串格式,并将转换为字符串格式后的所述电机选型结果显示出来。
8.根据权利要求7所述的电机选型计算及生成计算报告的系统,其特征在于,所述参数代入计算子模块包括电机最高转速计算单元、最大转矩计算单元、电机额定功率计算单元、电机额定转速计算单元、电机峰值功率计算单元和电机额定转矩计算单元;
其中,所述电机最高转速计算单元,用于将所述最高车速、所述传动系总速比和所述滚动半径代入电机最高转速计算公式,根据所述最高车速计算获取电机最高转速;
所述最高转速计算公式为:nmax=(i×60×Vmax)/(3.6×2π×r);
其中,nmax为所述电机最高转速,单位为rpm;i为传动系总速比;Vmax为最高车速,单位为km/h;π为圆周率;r为车轮滚动半径;
所述最大转矩计算单元,用于将所述最大爬坡度、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述爬坡车速代入最大转矩计算公式,计算获取最大转矩;
所述最大转矩计算公式为:Tmax=m×g×f×cos(atan(α/100))+m×g×sin(atan(α/100))+Cd×A×V2/21.15;
其中,Tmax为所述电机最大转矩,单位N.m;m为所述满载质量,单位kg;g为重力加速度度;f为滚动阻尼系数;α为车辆最大爬坡度;Cd为风阻系数;A为迎风面积,单位m2;V为爬坡车速,单位km/h;
所述电机额定功率计算单元,用于将所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机额定功率计算公式,计算获取所述电机额定功率;
所述电机额定功率计算公式为:Pe=(m×g×f×Vmax+Cd×A×Vmax 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pe为驱动电机额定功率;Vmax为最高车速,单位km/h;η为传动效率;
所述电机额定转速计算单元,用于将所述传动系总速比、所述滚动半径代入电机额定转速计算公式,计算获取所述电机额定转速;
所述电机额定转速计算公式为:ne=(i×60×Ve)/(3.6×2π×r);
其中,ne为所述电机额定转速,单位rpm;i为传动系总速比;Ve为常用车速,单位km/h;
所述电机峰值功率计算单元,用于将所述旋转质量换算系数、所述满载质量、所述滚动阻尼系数、所述风阻系数、所述迎风面积和所述传动效率代入电机峰值功率计算公式,计算获取所述电机峰值功率;
所述电机峰值功率计算公式为:Pmax=(δ×m×Vc 2/(3.6×t)+m×g×f×Vc+Cd×A×Vc 3/21.15)/(3600×η);
其中,Pmax为驱动电机峰值功率,单位kW;δ为旋转质量换算系数;Vc为加速车速,单位km/h;t为车速从0~Vc加速时间,单位s;
所述电机额定转矩计算单元,用于将所述额定功率和所述额定转速代入电机额定转矩计算公式,计算获取所述电机额定转矩;
所述电机额定转矩计算公式为:Te=Pe*9550/ne;
其中,Te为所述电机额定转矩,Pe为所述额定功率,ne为所述额定转速。
9.根据权利要求6至8任一项所述的电机选型计算及生成计算报告的系统,其特征在于,还包括曲线绘制模块;
所述曲线绘制模块,用于调用所述Matlab中的plot函数,利用所述plot函数将计算获取的所述电机选型结果绘制成相应的曲线图。
10.根据权利要求6所述的电机选型计算及生成计算报告的系统,其特征在于,所述计算报告生成模块包括服务器创建子模块、文档创建子模块和选型结果写入子模块;
所述服务器创建子模块,用于调用所述actxserver函数创建所述word服务器,并将所述word服务器设置为可见状态;
所述文档创建子模块,用于利用Document接口创建空白word文档,并修改pageSetup属性值进行页面设置;
所述选型结果写入子模块,用于利用所述word服务器的Selection接口、所述Document接口的Content、Paragraphs接口将所述电机选型结果写入所述woed文档中,生成所述电机选型计算报告。
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