CN113420372B - 一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统和计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车行驶阻力计算技术领域，具体地指一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统和计算方法。包括，轮胎滚动阻力计算模块，用于对基础滚阻系数进行轮胎使用状态、轮胎连接状态、轮胎环境状态、轮胎安装状态的修正以获得轮胎滚阻阻力；底盘阻力计算模块，用于根据构建的动力总成在空挡状态的阻力数据库以及卡钳残余制动力数据库计算整车的底盘阻力；风阻计算模块，用于根据车辆的迎风面积、风阻系数结合环境温度和大气压计算整车的风阻；行驶阻力计算模块，用于汇总轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻计算整车的行驶阻力。本发明可以在车型项目开发初期便可以得到待开发车型的行驶阻力，从而准确评估的能耗、碳排放以及动力性水平。

Description

一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统和计算方法

技术领域

本发明涉及汽车行驶阻力计算技术领域，具体地指一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统和计算方法。

背景技术

整车行驶阻力是影响整车经济性的主要因素之一，降低整车行驶阻力能有效的降低CO₂排放和提升电动车续航。整车行驶阻力分为车辆滚动阻力、底盘阻力和车辆风阻；在实际的工程应用中乘用车整车行驶阻力一般按照GB18352.6-2016规定的滑行法或风洞法测量获得；也有使用分级拆解的方案针对滚阻、底盘内阻、风阻分别进行测量，但是这种方案对于待开发车型都需要在有骡子车后才能展开且需要多次重复试验才能得到准确的行驶阻力值。

在实际的工程应用中，在车型开发初期缺乏精度较高的整车行驶阻力计算方法和系统，在实际的工程应用中，缺乏一种快速得出若干组合下的不同方案车型行驶阻力值的方法和系统。

滚阻系数的测量方法目前比较完善，但是由于无法同时兼顾不同的使用场景、轮胎的状态以及轮胎安装情况导致在设计开发前期无法有效的评估待开发车型的实际滚动阻力情况，为此需要一种滚阻系数与滚动阻力的计算修正方法。

对于底盘内阻的测量方法，武汉理工和恒大汽车的解决方案较为类似：分级拆解得到最终的待测车辆的内阻，但是该方法仅针对待测车辆进行，无法有效兼顾后续车型的开发，为此需要一种构建特定系统的内阻数据库的方法从而在工程实际中实现在开发初期即可对待开发车辆的内阻进行计算并寻找优化整车行驶阻力的方案。

基于此，有必要开发一种乘用车整车行驶阻力计算方法与系统，在设计前期就可以快速准确的提供整车行驶阻力用于降低整车行驶阻力方案的开发和动力系统的匹配设计，在后期验证中及时发现并解决车辆阻力不稳定的问题。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统和计算方法，可以在车型项目开发初期就获得开发车型的整车行驶阻力，从而准确的评估整车的能耗、碳排放以及动力水平。

本发明的技术方案为：一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，包括，

轮胎滚动阻力计算模块，用于对基础滚阻系数进行轮胎使用状态、轮胎连接状态、轮胎环境状态、轮胎安装状态的修正以获得轮胎滚阻阻力；

底盘阻力计算模块，用于根据构建的动力总成在空挡状态的阻力数据库以及卡钳残余制动力数据库计算整车的底盘阻力；

风阻计算模块，用于根据车辆的迎风面积、风阻系数结合环境温度和大气压计算整车的风阻；

行驶阻力计算模块，用于汇总轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻计算整车的行驶阻力。

进一步的所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎使用修正模块；所述轮胎修正模块用于根据轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对基础滚阻系数进行修正得到第一滚阻系数。

进一步的所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎连接修正模块；所述轮胎连接修正模块包括，

轴承摩擦修正模块，根据不同稳态车速条件、轴承摩擦力矩、轮胎型号和轮胎载荷对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数；

轮辋修正模块，根据不同稳态车速条件、轮辋结构参数、轮胎尺寸和轮胎载荷对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数。

进一步的所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎环境影响修正模块；所述轮胎环境影响修正模块根据第三滚阻系数、轮胎使用环境温度、轮胎载荷计算初始滚动阻力。

进一步的所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎安装修正模块；所述轮胎安装修正模块根据车辆的前束和外倾角计算轮胎的安装阻力。

进一步的所述底盘阻力计算模块包括，

空挡阻力计算模块，获取待计算的动力总成型号以及该动力总成在车辆空挡状态下与底盘的结合关系，于构建的动力总成在空挡状态下的阻力数据库中调用对应的阻力系数，根据阻力系数计算动力总成的空挡阻力；

卡钳残余制动力计算模块，根据待计算车辆的卡钳型号，于构建的卡钳残余制动力数据库中选择对应的托滞力系数，根据托滞力系数计算卡钳残余制动力。

进一步的所述风阻计算模块包括参数获取模块；所述参数获取模块用于通过仿真或是风洞测试的方法获得车辆在不同姿态条件下的整车迎风面积与风阻系数。

一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统的计算方法，获取待选轮胎的基础滚阻系数，通过轮胎使用状态、轮胎连接状态、轮胎环境状态、轮胎安装状态对基础滚阻系数进行修正获得轮胎滚动阻力；

根据选用的动力总成获得动力总成的空档阻力，根据选用的卡钳获得卡钳的残余制动力，基于空档阻力和残余制动力得到整车的底盘阻力；

根据所需的车辆姿态对应的车辆迎风面积和风阻系数获得整车的风阻；

根据轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻得到整车的行驶阻力。

进一步的根据轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对基础滚阻系数进行修正得到第一滚阻系数；

根据不同稳态车速条件、轴承摩擦力矩、轮胎型号和轮胎载荷对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数；

根据不同稳态车速条件、轮辋结构参数、轮胎尺寸和轮胎载荷对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数；

根据第三滚阻系数、轮胎使用环境温度、轮胎载荷计算初始滚动阻力；

根据车辆的前束和外倾角计算轮胎的安装阻力；

通过轮胎的安装阻力和初始滚动阻力计算得到轮胎滚动阻力。

进一步的获取待计算的动力总成型号以及该动力总成在车辆空挡状态下与底盘的结合关系，于构建的动力总成在空挡状态下的阻力数据库中调用对应的阻力系数，根据阻力系数计算动力总成的空挡阻力；

根据待计算车辆的卡钳型号，于构建的卡钳残余制动力数据库中选择对应的托滞力系数，根据托滞力系数计算卡钳残余制动力。

本发明的优点有：1、本发明通过设置不同的模块对轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻进行计算，最后获得整车的行驶阻力，本发明的计算系统可以在车型项目开发初期即可获得整车行驶阻力，无需实车，就能够准确的评判设计车型的能耗、碳排放量以及动力性水平等，极大程度车型开发的效率，降低了试验评估的时间，具有极大的推广价值；

2、本发明通过轮胎的使用状态对轮胎的基础滚阻系数进行修正，充分考虑了轮胎使用状态的轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对轮胎滚阻系数的影响；通过设计轴承摩擦修正模块和轮辋修正模块，考虑轮胎连接状态对轮胎滚动阻力的影响；通过设计轮胎环境影响修正模块，考虑到了轮胎使用环境对轮胎滚动阻力的影响；通过设计轮胎安装修正模块，考虑到了车辆的前束角和外倾角对轮胎滚动阻力的影响；本发明充分考虑到了轮胎各种情况，提高了轮胎滚动阻力计算的准确性；

3、本发明通过设计空档阻力计算模块与卡钳残余制动力计算模块分别计算动力总成的空档阻力与卡钳的残余制动力，计算的方法是预先构建动力总成在空档状态下的阻力数据库，构建卡钳残余制动力数据库，直接根据选用的动力总成型号和卡钳型号即可快速得到底盘阻力，整个计算模块结构简单，计算效率高；

4、本发明通过利用仿真或是风动测试的方法获得不同姿态条件下的整车迎风面积与风阻系数，然后根据所需的车辆姿态调用上述获取的迎风面积和风阻系数，即可快速得到车辆的风阻，计算方法极为简单；

本发明计算方法和计算系统可以在车型项目开发初期便可以得到待开发车型的整车行驶阻力，从而准确评估的能耗、碳排放以及动力性水平；

本发明计算结果精度较高，与滑行法和风洞法测得的整车行驶阻力基本一致，可以直接用于工程实际，在整车台架试验和整车经济性动力性仿真计算中使用，有效减少工程实际中整车行驶阻力测量的次数；

本发明计算方法便捷，只需提供车型使用环境参数、整车重量与姿态参数、轮胎参数、轮辋参数、风阻参数、动力总成型号、动力总成在车辆空挡时与底盘的连接状态、卡钳型号，便可以计算不同型号乘用车的行驶阻力；

本发明计算方法灵活多变，在计算机系统中可以根据待选的相关零部件和使用场景便可以快速得出若干组合下的不同方案车型的行驶阻力值，大大减少试验评估时间；

本发明将繁重的整车行驶阻力评估工作拆解成各个系数与数据库的维护工作，保证了整车企业在车型开发中的行驶阻力数据的控制。

附图说明

图1：本实施例的行驶阻力计算示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例是用于计算乘用车整车行驶阻力，即在不具备实车的情况下，计算出设计成型的整车行驶阻力，可以在车型项目开发初期便可以得到待开发车型的整车行驶阻力，从而准确评估的能耗、碳排放以及动力性水平。

本实施例的计算系统主要分为三个模块，分别是轮胎滚动阻力计算模块、底盘阻力计算模块和风阻计算模块，轮胎滚动阻力计算模块用于计算轮胎的滚动阻力，底盘阻力计算模块计算整车的底盘阻力，风阻计算模块计算整车的风阻，然后通过汇总的方式，得到整车的行驶阻力。

其中，轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎使用修正模块，轮胎修正模块用于根据轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对基础滚阻系数进行修正得到第一滚阻系数；

轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎连接修正模块，轮胎连接修正模块包括，轴承摩擦修正模块，根据不同稳态车速条件、轴承摩擦力矩、轮胎型号和轮胎载荷对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数；

轮辋修正模块，根据不同稳态车速条件、轮辋结构参数、轮胎尺寸和轮胎载荷对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数；

轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎环境影响修正模块，轮胎环境影响修正模块根据第三滚阻系数、轮胎使用环境温度、轮胎载荷计算初始滚动阻力；

轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎安装修正模块，轮胎安装修正模块根据车辆的前束和外倾角对初始滚动阻力进行修正以获得轮胎滚动阻力。

本实施例的底盘阻力计算模块，包括空挡阻力计算模块，空挡阻力计算模块获取待计算的动力总成型号以及该动力总成在车辆空挡状态下与底盘的结合关系，于构建的动力总成在空挡状态下的阻力数据库中调用对应的阻力系数，根据阻力系数计算动力总成的空挡阻力；

还包括卡钳残余制动力计算模块，卡钳残余制动力计算模块根据待计算车辆的卡钳型号，于构建的卡钳残余制动力数据库中选择对应的托滞力系数，根据托滞力系数计算卡钳残余制动力。

本实施例的风阻计算模块包括参数获取模块，参数获取模块用于通过仿真或是风洞测试的方法获得车辆在不同姿态条件下的整车迎风面积与风阻系数。

具体的计算方法如图1所示，本实施例的计算方法如下：

1、计算轮胎滚动阻力

在车辆开发中，可以从供应商获得基于ISO-28580测得的基础滚阻系数，基础滚阻系数并不能满足实际使用的场景要求，为此针对该基础滚阻系数进行修正，修正方法如下：

根据轮胎的实际花纹深度和实际胎压修正轮胎滚阻系数获得第一滚阻系数，主要方法为：将车辆轮胎按滚阻值范围分为低滚阻轮胎(滚阻系数小于7N/kN)、中滚阻轮胎(滚阻系数在7N/kN至9N/kN之间)、高滚阻轮胎(滚阻系数大于9N/kN)；在现有产品中挑选若干三种轮胎并将轮胎花纹分别磨合至98％、70％、50％，并按照ISO-28580的测试方法记录测试的滚阻值，针对记录的滚阻值对花纹深度做一次项拟合，这样便获得了轮胎花纹深度对轮胎滚阻的影响系数，在工程应用中根据选择的轮胎基准滚阻系数值和该滚阻值范围内的影响系数计算实际使用轮胎花纹条件下的车辆滚阻系数；

根据实际胎压修正轮胎滚阻系数，在现有产品中挑选若干分别属于上述三种分类的轮胎，按照ISO-28580的测试方法记录测试的滚阻值，但测量时使用的胎压按照190kPa、210kPa、230kPa、250kPa、270kPa设置并记录测试的滚阻值，针对记录的滚阻值做拟合，在工程应用中根据该滚阻值范围内的影响系数计算实际使用轮胎胎压条件下的车辆滚阻系数：

根据轮胎的实际环境温度修正轮胎滚阻系数，参考国标GB18352.6-2016的修正方法进行，但对与修正系数需针对不同的滚阻值范围的轮胎进行重新确定；

具体基于轮胎花纹深度和胎压对基础滚阻系数进行修正获得第一滚阻系数的公式如下：

C_rd-i＝C_r0-i+α*D_i

或：

C_r0-i——第i个轮胎的基础滚阻系数，N/kN；

C_rd-i——第i个轮胎的修正花纹深度计算得到的轮胎滚阻系数，N/kN；

C_r1-i——第i个轮胎的第一滚阻系数，N/kN；

α——轮胎花纹深度对轮胎滚阻的影响系数；

D_i——第i个轮胎实际的轮胎花纹深度，％；

P_i——第i个轮胎实际的胎压，kPa；

P_t-i——第i个轮胎基础滚阻系数测试时使用的胎压，kPa；

A₁——拟合后的胎压对轮胎滚阻系数的第一影响系数值；

B₁——拟合后的胎压对轮胎滚阻系数的第二影响系数值；

根据不同的稳态车速修正轮胎滚阻系数，车速对轮胎滚阻的影响在实际车辆上主要体现在两个方面：轮毂轴承摩擦力和轮辋结构阻力；一方面轮胎旋转时克服轴承摩擦所需的扭矩同样也带来了一部分轮胎滚动阻力，另一方面也需要分析空气扰动对轮胎自身旋转的阻碍作用，这一部分在三维流体仿真中很难计算得出；

对于克服轴承摩擦所需的扭矩，按照轮胎的负荷指数范围不同对轮胎进行分类，并使用下述公式针对轮胎转速对克服轴承摩擦所需的扭矩进行拟合：

其中：τ_b——轴承的摩擦力矩，Nm；

a₀，a₁，a₂——待拟合系数；

L——实际加载的轮胎径向载荷，N；

L₁——根据轮胎负荷指数确定的参考载荷，N；

N_r——轮胎转速，tr/min；

f(Nr)——载荷比的指数系数，当L/L₁的值小于2时，该值取2；

按照下列公式通过轴承摩擦对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数：

C_r2-i——第i个轮胎的第二滚阻系数，N/kN；

C_r1-i——第i个轮胎的第一滚阻系数，N/kN；

r_w-i——第i个轮胎动态半径，m；

L_i——第i个轮胎实际加载的径向载荷，N；

τ_b-i——第i个轮胎轴承的摩擦力矩。

对于轮辋对轮胎自身旋转时的阻力，尤其是辐式轮辋的空气动力学情况过于复杂，但由于该部分阻力在轮胎总的滚动阻力占比较小，在工程实际中可以借助下述公式做近似处理：

其中：F_d——轮胎受到的空气阻力，N；

V——车速，m/s；

r_w——轮胎半径，m；

C_w——轮辋风阻系数，对于实心轮辋车型，近似考虑为圆盘的旋转，有如下关系：

其中：ρ——空气密度，kg/m³；

C_m——力矩系数，可以借用下述公式计算：

其中：R_ew——雷诺数，分别对应层流和湍流，其计算为：

其中：V——车速，m/s；

r_w——轮胎动态半径，m；

v——空气的运动粘度，标准大气压，20℃下为14.8x10^-6m²/s；

对于辐式轮辋，在工程实际中若辐条覆盖面积较大则参考盘式轮辋进行计算，在辐条覆盖面积较小时可以借助下述公式对C_w进行分析：

其中：n_s——辐条数量；

d_s——辐条厚度，m；

r₂——辐条外端点距轮胎轴心的距离，m；

r₁——辐条内端点距轮胎轴心的距离，m；

C_d——单个辐条的风阻系数；

按照下列公式通过轮辋结构对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数：

C_r3-i——第i个轮胎的第三滚阻系数，N/kN；

C_r2-i——第i个轮胎的第二滚阻系数，N/kN；

F_d-i——第i个轮胎受到的空气阻力，N；

L_i——第i个轮胎实际加载的径向载荷，N；

基于第三滚阻系数、环境温度、轮胎的使用载荷计算轮胎的初始滚动阻力F₀，计算公式如下：

F₀——轮胎初始滚动阻力，N；

k_t——轮胎滚阻温度修正系数，k^-1；

T——实际环境温度值，k；

根据轮胎安装的前束和外倾角计算轮胎的安装阻力，计算公式如下：

F_sf＝2*C_af*δ_f*sin(δ_f)

F_sr＝2*C_ar*δ_r*sin(δ_r)

F_s＝F_sf+F_sr

F_s——轮胎安装阻力，N；

F_sf——前轴的轮胎安装阻力，N；

F_sr——后轴的轮胎安装阻力，N；

C_af——前轴的轮胎侧偏刚度，N/rad；

C_ar——后轴的轮胎侧偏刚度，N/rad；

δ_f——符合质量要求的前轴前束角，rad；

δ_r——符合质量要求的后轴前束角，rad；

获取车辆滚动阻力，车辆滚动阻力为通过不同车速修正轮胎滚阻系数、实际载荷计算得到车辆滚动阻力再加上轮胎前束和外倾阻力得到的车辆滚动阻力，计算公式如下：

F_cr＝F_s+F₀

F_cr——轮胎滚动阻力，N。

2、计算底盘阻力

本实施例计算底盘阻力需要先构建动力总成在空档状态下的阻力数据库以及卡钳残余制动力数据库，具体的构建方法如下：

本实施例的动力总成包括动力装置和传动系，对装有动力总成的车辆采取撬开卡钳摩擦片或拆除卡钳摩擦片的方式进行处理；

采用GB18352.6-2016的风洞滚阻测量方法，对装有动力总成的车辆在整车转鼓上测量空档状态的阻力值，记为F₁；

采用GB18352.6-2016的风洞滚阻测量方法，对装有动力总成的车辆，拆除传动半轴后在整车转鼓上测量空档状态的阻力值，记为F₂；

动力总成空档阻力为相同稳态车速下的F₁减去F₂的一组数据，为保证测量的动力总成空档阻力具有代表性，针对F₁和F₂的测量应进行各不少于3次；

F₁和F₂测量时使用的车辆为同一车辆，且可以是不需要计算行驶阻力的车型；

F₁和F₂测量前，应保证各个轮胎起始温度相同、前束和外倾相同、传动系润滑油油温相同、动力装置冷却液温度相同；

车辆在转鼓上绑定后应保证F₁和F₂测量时的车辆姿态一致；

F1和F₂测量过程中不可以踩制动和启动手刹；

若该动力总成包含变速箱，变速箱油温应控制在70摄氏度以上；

动力总成空档阻力数据处理方法：获取动力总成空档阻力数据，并拟合成和车速相关的二次项函数；记录试验时的动力装置冷却液温度、传动系润滑油油温、二次项函数的各次项系数、动力总成的类型与其在整车空档状态时与整车底盘的结合状态形成动力总成空档阻力数据库；

本实施例构建卡钳残余制动力数据库的方法为：

对装有卡钳的车辆进行拆除传动半轴的处理；

采用GB18352.6-2016的风洞滚阻测量方法，对装有卡钳的车辆在整车转鼓上测量空档状态的阻力值，记为F₃；

采用GB18352.6-2016的风洞滚阻测量方法，对装有卡钳的车辆系的车辆，撬开卡钳摩擦片或拆除摩擦片后在整车转鼓上测量空档状态的阻力值，记为F₄；

卡钳残余制动力为相同稳态车速下F₃减去F₄的一组数据，为保证测量的卡钳残余制动力具有代表性，针对F₃和F₄的测量应进行各不少于3次；

F₃和F₄测量时使用的车辆为同一车辆，且可以是不需要计算行驶阻力的车型；

F₃和F₄测量时，保证两次测量的各个轮胎起始温度相同、前束和外倾相同；

车辆在整车转鼓上绑定后保证F₃和F₄测量时的车辆姿态一致；

F₃和F₄测量时保证两次测量时的制动系统的残余油压相同；

卡钳残余制动力数据处理方法：获取卡钳的阻力数据，并拟合成和车速相关的二次项函数；记录试验时的制动系统的残余油压、二次项函数的各次项系数形成卡钳的阻力数据库；

根据待计算车型的动力总成、该动力总成在整车空档状态时与整车底盘的结合状态、动力总成的动力系统需求冷却液温度、动力总成的传动系润滑油需求油温，从动力总成空档阻力数据库中调用对应的动力总成的空档阻力二次项系数并根据需求车速计算出该车型的动力总成空档阻力；

根据待计算车型实际使用的卡钳型号和制动系统残余油压，从卡钳残余制动力数据库中调用对应的卡钳阻力二次项系数并根据需求车速计算出该车型的卡钳残余制动力；

待计算车型的底盘阻力即为动力总成的空挡阻力与卡钳残余制动力之和；

3、计算风阻

通过仿真或是风洞测试的方法获得车辆在不同姿态条件下的整车迎风面积与风阻系数，根据所需的车辆姿态调用车辆的迎风面积与风阻系数，根据实际环境温度与大气压计算出车辆的风阻；

获取目标车型整车行驶阻力的方法为：目标车型整车行驶阻力为特定环境温度与大气压条件下的车辆轮胎滚阻阻力、目标车型风阻与目标车型底盘阻力的求和值。

以某车型为例，将按照本实施例计算的行驶阻力与采用GB18352.6-2016风洞法阻力测试值进行对比，计算条件为环境温度20℃、100Pa大气压，比对结果见表一，

表一：某车型计算的行驶阻力与实测阻力对比

以另一车型为例，将按照本实施例计算的行驶阻力与采用GB18352.6-2016风洞法阻力测试值进行对比，计算条件为环境温度20℃、100Pa大气压，比对结果见表二，

表二：某车型计算的行驶阻力与实测阻力对比

由此可见，按照本实施例的计算方法计算的行驶阻力与按照国标进行实测得到的行驶阻力误差很小，完全可以在不具备实车的情况下通过本实施例的计算方法计算出设计车型的行驶阻力。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：包括，

轮胎滚动阻力计算模块，用于对基础滚阻系数进行轮胎使用状态、轮胎连接状态、轮胎环境状态、轮胎安装状态的修正以获得轮胎滚阻阻力；

底盘阻力计算模块，用于根据构建的动力总成在空挡状态的阻力数据库以及卡钳残余制动力数据库计算整车的底盘阻力；

风阻计算模块，用于根据车辆的迎风面积、风阻系数结合环境温度和大气压计算整车的风阻；

行驶阻力计算模块，用于汇总轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻计算整车的行驶阻力；

所述底盘阻力计算模块包括，

空挡阻力计算模块，获取待计算的动力总成型号以及该动力总成在车辆空挡状态下与底盘的结合关系，于构建的动力总成在空挡状态下的阻力数据库中调用对应的阻力系数，根据阻力系数计算动力总成的空挡阻力；

卡钳残余制动力计算模块，根据待计算车辆的卡钳型号，于构建的卡钳残余制动力数据库中选择对应的制动力系数，根据托滞力系数计算卡钳残余制动力。

2.如权利要求1所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎使用修正模块；所述轮胎使用 修正模块用于根据轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对基础滚阻系数进行修正得到第一滚阻系数。

3.如权利要求2所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎连接修正模块；所述轮胎连接修正模块包括，

轴承摩擦修正模块，根据不同稳态车速条件、轴承摩擦力矩、轮胎型号和轮胎载荷对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数；

轮辋修正模块，根据不同稳态车速条件、轮辋结构参数、轮胎尺寸和轮胎载荷对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数。

4.如权利要求3所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎环境影响修正模块；所述轮胎环境影响修正模块根据第三滚阻系数、轮胎使用环境温度、轮胎载荷计算初始滚动阻力。

5.如权利要求4所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：所述轮胎滚动阻力计算模块包括轮胎安装修正模块；所述轮胎安装修正模块根据车辆的前束和外倾角计算轮胎安装阻力。

6.如权利要求1所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统，其特征在于：所述风阻计算模块包括参数获取模块；所述参数获取模块用于通过仿真或是风洞测试的方法获得车辆在不同姿态条件下的整车迎风面积与风阻系数。

7.一种如权利要求1～6任一所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统的计算方法，其特征在于：获取待选轮胎的基础滚阻系数，通过轮胎使用状态、轮胎连接状态、轮胎环境状态、轮胎安装状态对基础滚阻系数进行修正获得轮胎滚动阻力；

根据选用的动力总成获得动力总成的空档阻力，根据选用的卡钳获得卡钳的残余制动力，基于空档阻力和残余制动力得到整车的底盘阻力；

根据所需的车辆姿态对应的车辆迎风面积和风阻系数获得整车的风阻；

根据轮胎滚动阻力、底盘阻力和风阻得到整车的行驶阻力；

获取待计算的动力总成型号以及该动力总成在车辆空挡状态下与底盘的结合关系，于构建的动力总成在空挡状态下的阻力数据库中调用对应的阻力系数，根据阻力系数计算动力总成的空挡阻力；

根据待计算车辆的卡钳型号，于构建的卡钳残余制动力数据库中选择对应的托滞力系数，根据托滞力系数计算卡钳残余制动力。

8.如权利要求7所述的一种乘用车整车行驶阻力的模拟计算系统的计算方法，其特征在于：根据轮胎花纹深度、轮胎实际使用的胎压对基础滚阻系数进行修正得到第一滚阻系数；

根据不同稳态车速条件、轴承摩擦力矩、轮胎型号和轮胎载荷对第一滚阻系数进行修正获得第二滚阻系数；

根据不同稳态车速条件、轮辋结构参数、轮胎尺寸和轮胎载荷对第二滚阻系数进行修正获得第三滚阻系数；

根据第三滚阻系数、轮胎使用环境温度、轮胎载荷计算初始滚动阻力；

根据车辆的前束和外倾角计算轮胎的安装阻力；

通过初始滚动阻力和轮胎的安装阻力计算轮胎滚动阻力。

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