动力总成Blockset

动力总成Blockset

建立和仿真汽车动力系统

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动力系统模型

参考应用

Powertrain Blockset提供了一套完整的参考应用程序,包括汽油(火花点火,SI),柴油(压缩点火,CI),混合动力和电动汽车系统,作为您的动力系统模型的起点。要为项目建模动力系统,可以根据动力系统类型选择参考应用程序。每个参考应用程序包括工厂模型、控制器、纵向驱动器和驱动周期数据。

参考应用程序附带一个金宝app®项目配置。金宝appSimulink Projects支持顶层模型文件、组件模型文件和脚本的管理和版本控制。

顶级汽油动力系统参考应用模型。

为项目量身定制的系统模型

参考应用程序可以作为系统模型的起点。要为您的动力系统项目定制参考应用程序,请使用特定于领域的工具、测试台或车辆的数据对参考应用程序中的组件进行参数化。根据您的应用程序和动力系统配置,您可能需要选择组件模型的类型并进一步定制系统模型。

Powertrain Blockset中的组件库提供以下物理系统和控制器块:

  • 推动力
  • 传输
  • 动力传动系统
  • 能量储存
  • 车辆纵向动力学
  • 驱动周期数据和纵向驱动

Powertrain Blockset中的所有模型,包括库中的参考应用程序和组件,完全开放定制。您可以使用Simulin金宝appk Projects进行管理模型变量包括变体选择、版本管理和比较。

金宝app汽油动力系统参考应用的Simulink项目。

映射和动态内燃机模型

Powertrain Blockset提供两种类型的内燃机模型:映射模型和动态模型。映射的发动机将宏观发动机行为表示为一组查找表(制动扭矩、燃油流量、空气质量流量、排气温度、效率和排放),作为指令负载和测量发动机转速的函数。动态发动机将发动机行为分解为单个部件模型,这些模型考虑了发动机动力学,最显著的是进气气流和涡轮增压器动力学。

您可以根据应用程序在引擎模型类型之间进行切换。动态引擎模型适用于设计依赖于子系统动态状态的控制、估计器和诊断算法,例如,在闭环AFR控制算法开发中。映射的发动机模型适用于不需要发动机子系统动态特性的分析和设计活动,例如,发动机和传动动力系统匹配分析的燃油经济性、排放和性能权衡。

SI和CI引擎模型均为实时运行半实物仿真)测试。

动态SI发动机模型。

电气传动系统组件

动力总成Blockset包括通用电气化动力总成的参考应用,如电动和多模式混合电动。这些参考应用程序是开放的,因此您可以配置和参数的电气化动力系统组件,包括电机,发电机,和能源存储。

例如,您可以包括电力电子开关的影响,并使用块来预测电气效率和损耗Simscape电气™

电动马达。

设计和测试一个控制器模型

内置控制器模型

动力总成模块为子系统提供简单的控制器模型,包括内燃机、变速器和电动机。这些控制器模型有两个主要目的。

首先,控制器模型完成了一个动力系统模型。例如,当你在测试传动控制器与车辆其他系统的交互时,这是很重要的。通过在系统模型中包含发动机控制器,您可以在模拟换挡事件期间再现变速器和发动机之间的交互。

第二,内置控制器模型是控制器开发的起点,因此不需要从头开始构建。控制器模型基于业界的常见做法,并采用了金宝app®

凸轮相位控制在SI发动机控制器的空气子系统。

用户定义的控制器模型

每个参考应用程序中的控制器模型采用模块化和分层的方式设计。当您开发自己的控制器时,您可以替换内置控制器的每个组件。使用这种方法,您可以使用参考应用程序模型作为虚拟测功机或虚拟车辆来逐步测试您的控制器。您每次从一个特性开始,然后将特性模型分组到一个更完整的控制器模型中,以便针对工厂模型进行集成测试

用您自己的模型替换内置CI引擎控制器中的特性模型。

嵌入式估计

在控制设计中,嵌入式估计器被广泛应用于消除传感器或在无法使用物理传感器时实现虚拟传感器。内燃机控制器包括用于估计扭矩、排气温度、EGR流量、背压、气流、歧管压力、AFR和发动机负载的状态估计器。您可以在开发自己的评估器时利用这些模型组件,减少初始设计和架构工作。此外,这些估计器是相同的,他们的相应子系统在发动机工厂模型。因此,一旦一个发动机厂模型被参数化,参数值可以被自动重用为估计器。估计模型是为ECU实现而设计的嵌入式编码器®

执行系统设计权衡

除了控制器设计和测试外,您还可以使用参考应用程序进行动力总成设计权衡研究,如排放、燃油经济性和性能。映射的发动机和电机块使用部件供应商随时提供的数据,使其适合进行初始权衡分析。考虑动态影响在精细权衡研究中,您可以使用动态发动机和电机块,例如,在需要涡轮增压器收卷或电机控制算法效果的研究中。

设计权衡研究通常需要数万次模拟运行。你可以用MATLAB®自动化模拟和分析结果。先进的优化功能优化工具箱™可以自动找到最佳的设计参数集。为了减少总体模拟时间,可以使用并行计算工具箱™跨计算机核心集群部署动力传动系统仿真。

动力传动系统匹配设计研究中的发动机BSFC工作点。

部署用于硬件在环测试

支持金宝app边境测试在美国,模型必须在逼真度和模拟速度之间取得平衡。Powertrain Blockset中的区块提供了捕捉重要物理效果(涡轮增压器上发条、歧管充和空动力学、传动系统动力学等)所需的细节,同时实现高仿真性能和快速实时执行。您可以在参考应用程序中使用动态和基于地图的引擎模型进行HIL测试。这让您可以自由地从参考应用程序开始,调整数据以满足您的需求,然后在控制器模型上执行HIL测试。

用动力总成模块模型进行HIL测试。

包含详细的子系统模型

修改详细的子系统模型

Powertrain Blockset为各种汽车子系统提供块。但是,您可能希望自定义其中一个子系统以捕获感兴趣的特定动态。这些块是开放的并有文档记录的,因此您可以修改库以满足您的需要。例如,您可以从库中复制动态CI引擎块并添加节气门,以捕捉对进气和排气动力学的影响。您可以将新CI发动机缸体作为附加组件子系统变体在参考应用程序中,使用默认引擎或自定义版本创建车辆配置。

自定义库块以创建新的引擎变体。

与Simscape集成

动力总成块集中的参考应用程序使您能够通过将内置子系统替换为您自己的变体来测试单个组件的自定义模型。例如,您可以使用Simscape动力传动系统™Simscape流体™,然后将其放入Powertrain Blockset的闭环汽车模型中。以这种方式将定制设计与动力总成模块集结合起来,可以在系统级进行全面测试。重用参考应用程序的框架加快了子系统测试的设置和执行,同时提供了根据特定需求定制车辆模型的灵活性。

使用Simscape Driveline创建定制的动力传动变体。