CN113432884A - 一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例提供一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法及装置。该方法包括：获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。本发明根据获取的各种参数，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，方法比较简单、易于实现，且得到的车辆滑行时的空气阻力系数比较准确，具有成本低、有效快捷的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是指一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法及装置。
背景技术
在环境污染和能源危机的压力下，新能源产业蓬勃发展。混合动力汽车、纯电动汽车及燃料电池汽车由于其在节能减排上的巨大潜力，受到人们广泛认可，同时也对新能源汽车的能耗提出了更高的要求。
对于电动汽车，尤其是纯电动汽车，性能开发过程中，降低风阻对能耗的开发起重要的作用。一般情况下，技术人员会设置一个车辆滑行时的空气阻力系数目标值，然后通过吹风洞试验进行验证纯电动汽车滑行时的空气阻力系数是否符合该目标值，或者相差多少，进而判断该纯电动汽车的能耗是否能够达到要求。但是该种确定车辆滑行时的空气阻力系数的方法价格昂贵，且验证资源有限。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，包括：
获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
进一步地，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
进一步地，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。
进一步地，根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。
进一步地，根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。
一种车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，包括：
获取模块，用于获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
处理模块，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
进一步地，处理模块包括：
道路滑行阻力计算单元，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
空气阻力计算单元，用于根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
空气阻力系数计算单元，用于根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
进一步地，道路滑行阻力计算单元得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。
进一步地，空气阻力计算单元得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。
进一步地，空气阻力系数计算单元得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明的上述方案，根据获取的第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，方法比较简单、易于实现，且得到的车辆滑行时的空气阻力系数比较准确，具有成本低的优点。
附图说明
图1是本发明的一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法的步骤图；
图2是本发明的一种车辆滑行时空气阻力系数的确定装置的器件连接图；
图3是本发明的一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法的工作流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提出一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，包括：
步骤S1、获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
步骤S2、根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
本发明的上述方案，根据获取的第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，方法比较简单、易于实现，且得到的车辆滑行时的空气阻力系数比较准确，具有成本低的优点。
具体实施时，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
依次计算出道路滑行阻力F滑、空气阻力FW和车辆滑行时的空气阻力系数CD，方法步骤比较简单、易于实现和维护。
具体实施时，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。具体公式为：F滑＝a+b·v+c·v2。
具体实施时，根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。具体公式为：FW＝F滑-F底盘。
具体实施时，根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。具体公式为：
如图2，本发明实施例的一种车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，包括：
获取模块，用于获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
处理模块，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
本发明的上述方案，根据获取的第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，装置结构比较简单、易于实现，且得到的车辆滑行时的空气阻力系数比较准确，具有成本低、有效快捷的优点。
如图2，具体实施时，处理模块包括：
道路滑行阻力计算单元，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
空气阻力计算单元，用于根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
空气阻力系数计算单元，用于根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
通过道路滑行阻力计算单元、空气阻力计算单元、空气阻力系数计算单元分别计算出道路滑行阻力F滑、空气阻力FW和车辆滑行时的空气阻力系数CD，处理模块的结构比较简单、易于实现和维护。
具体实施时，道路滑行阻力计算单元得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。具体公式为：F滑＝a+b·v+c·v2。
具体实施时，空气阻力计算单元得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。具体公式为：FW＝F滑-F底盘。
具体实施时，空气阻力系数计算单元得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。具体公式为：
上述公式的操作、计算都比较简单，易于实现，有效快捷。
如图3，本发明实施例的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法的一个工作流程为：
方法实施时，主要包括手持式气象站NK4000、整车性能测试系统VBOX、环境舱、底盘测功机、数据采集系统以及数据处理系统。其中手持式气象站NK4000用于测试道路滑行试验时的风速、风向、温度、湿度、大气压力等环境参数；整车性能测试系统VBOX用于测量道路滑行试验时的车速、时间、距离、加速度等参数；环境舱用于调试试验环境温度、底盘测功机用于验证不同道路滑行阻力曲线经济性、数据采集系统用于采集试验数据、数据处理系统用于分析处理试验数据。
具体实施步骤如下：
两驱车型整车滑行试验准备：试验车辆至少磨合1000km以上，测量试验车辆整备质量，并将试验车辆加载100kg。利用手持式气象站NK4000测试滑行试验时的风速、风向、温度、湿度、大气压力等环境参数。
通过道路滑行试验得到两驱车型道路滑行阻力F滑：整车道路滑行阻力包含滚动阻力、空气阻力及传动系阻力。将档位置于空挡，每隔5km/h，利用整车性能测试系统VBOX测量并计算车辆在匀速车速点5km/h、10km/h、15km/h……115km/h、120km/h下的道路阻力，拟合车辆各个匀速车速点与对应道路行驶阻力关系曲线，得到不同车速下的道路滑行阻力：F滑＝a+b·v+c·v2。
整车道路滑行阻力为空气阻力、滚动阻力以及还存在传动系、行驶系、转向系和制动系传递至轮边的车辆内阻，将车辆内阻与滚动阻力统称为底盘阻力，公式为：F滑＝FW+F底盘，其中F滑为道路滑行阻力；FW为空气阻力；F底盘为底盘总阻力；
汽车行驶时，空气对汽车的作用力在行驶方向上的分力成为空气阻力。根据空气动力学原理，空气阻力的数值与气流相对速度的动压力成正比，公式为：
式中:CD为空气阻力系数；ρ为空气密度；u为汽车与空气的相对速度，迎风面积A即汽车在行驶方向上的投影面积；汽车与空气的相对速度u，无风时即为汽车的运动速度。
此时，可求解车辆滑行时的空气阻力系数，公式为：
本发明实施例的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，能够有效快捷的得到车辆滑行时的空气阻力系数，操作简单、易于实现和推广。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，其特征在于，包括：
获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
2.根据权利要求1所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，其特征在于，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
3.根据权利要求2所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，其特征在于，根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。
4.根据权利要求3所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，其特征在于，根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。
5.根据权利要求4所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定方法，其特征在于，根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。
6.一种车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u；
处理模块，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c、汽车的车速v、底盘总阻力F底盘、迎风面积A、空气密度ρ和汽车与空气的相对速度u，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
7.根据权利要求6所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，其特征在于，处理模块包括：
道路滑行阻力计算单元，用于根据第一预设系数a、第二预设系数b、第三预设系数c和汽车的车速v，得到道路滑行阻力F滑；
空气阻力计算单元，用于根据道路滑行阻力F滑和底盘总阻力F底盘，得到空气阻力FW；
空气阻力系数计算单元，用于根据空气阻力FW、汽车与空气的相对速度u、迎风面积A和空气密度ρ，得到车辆滑行时的空气阻力系数CD。
8.根据权利要求7所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，其特征在于，道路滑行阻力计算单元得到道路滑行阻力F滑，包括：
将第一预设系数a加上第二预设系数b与汽车的车速v的积，再加上第三预设系数c与汽车的车速v平方的积，确定为道路滑行阻力F滑。
9.根据权利要求8所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，其特征在于，空气阻力计算单元得到空气阻力FW，包括：
将道路滑行阻力F滑与底盘总阻力F底盘的差，确定为空气阻力FW。
10.根据权利要求9所述的车辆滑行时空气阻力系数的确定装置，其特征在于，空气阻力系数计算单元得到车辆滑行时的空气阻力系数CD，包括：
将空气阻力FW的2倍，与汽车与空气的相对速度u的平方、迎风面积A、空气密度ρ乘积的商，确定为车辆滑行时的空气阻力系数CD。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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