【正文】 品開發(fā)要經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)、圖樣設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造、工藝設(shè)計(jì)、工藝試驗(yàn)、批量生產(chǎn)這樣一系列步驟，在任何一個(gè)步驟中發(fā)現(xiàn)問題，常常要退回到前面的某一步驟重新循環(huán)。應(yīng)用仿真技術(shù)，在方案設(shè)計(jì)中可以同時(shí)對(duì)多個(gè)方案進(jìn)行綜合性能的模擬預(yù)測(cè)，以便迅速確定最佳方案；在圖樣設(shè)計(jì)階段，可以通過仿真對(duì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)是否適合產(chǎn)品綜合性能要求進(jìn)行驗(yàn)證；可以通過對(duì)制造過程、裝配過程的仿真及早在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)并解決工藝設(shè)計(jì)、加工制造中可能發(fā)生的問題。仿真技術(shù)的作用216。用計(jì)算機(jī)仿真代替樣機(jī)或?qū)嶓w模型試驗(yàn)，不僅可以縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，而且可以大大節(jié)省開發(fā)費(fèi)用。當(dāng)汽車受到碰撞時(shí)，車身的變形應(yīng)盡可能少地危及乘員的安全。 第 63 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院ADVISOR高級(jí)車輛仿真器是美國(guó)能源部可再生能源實(shí)驗(yàn)室在基于 MATLAB/SIMULIK軟件環(huán)境二次開發(fā)的一種混合前向 /后向車輛模擬仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了包括整車性能、能源儲(chǔ)存系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等仿真模型外，還包括了30多種電動(dòng)汽車的數(shù)據(jù)文件和模型庫，另外，用戶還可以自定義新的結(jié)構(gòu)模型，解決在設(shè)計(jì)高效率汽車的動(dòng)力性、排放性和經(jīng)濟(jì)性等的關(guān)鍵技術(shù)問題，用戶圖形界面友好，使用方便。 第 64 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院1.ADVISOR是 MATLAB/SIMULIK軟件環(huán)境下的一系列模型、數(shù)據(jù)和腳本文件，它在給定的道路循環(huán)條件下利用汽車各部分參數(shù)，能快速地分析傳統(tǒng)汽車、純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及排放性等各種性能。（ 1）能夠預(yù)測(cè)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性以及排放性等各種性能；216。（ 3）可以比較多種測(cè)試循環(huán)下相同發(fā)動(dòng)機(jī)的排放情況；216。（ 5）可以優(yōu)化變速器的傳動(dòng)比，使燃油經(jīng)濟(jì)性最佳，等等。該軟件的開放性也允許對(duì)用戶自定義的汽車模型和控制策略做仿真分析。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。（ 1）仿真模型采用模塊化的設(shè)計(jì)思想。216。 ADVISOR軟件的仿真模型和原代碼在全球范圍內(nèi)完全公開，可以在網(wǎng)站上免費(fèi)下載。 第 66 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 3）采用獨(dú)特的混合仿真方法。216。 MATLAB是世界上頂尖的可視化科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件，其語法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，數(shù)值計(jì)算高效，圖形功能完備，集成了諸多專業(yè)仿真包，而且它還提供了方便的應(yīng)用程序接口（ API），用戶可以在 MATLAB環(huán)境下直接調(diào)用 C、 FORTRAN等語音編寫的程序。 第 67 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 5）能與其它多種軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真。但ADVISOR軟件設(shè)計(jì)了開放的軟件接口，能與 Saber、 Simplorer、VisuaDOC、 Sinda/Fluint等軟件進(jìn)行聯(lián)合仿真，為用戶改進(jìn)和拓展其功能提供了方便。ADVISOR軟件也有一些缺點(diǎn)，例如，它的部件模型都是準(zhǔn)靜態(tài)的，不能預(yù)測(cè)小于十分之一秒左右時(shí)間范圍內(nèi)的一些現(xiàn)象；機(jī)械振動(dòng)、電磁振蕩等許多動(dòng)態(tài)特性也不能通過 ADVISOR軟件進(jìn)行仿真。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。ADVISOR軟件的仿真模型216。ADVISOR軟件分模塊建立了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器、主減速器、車軸和車輪等部件的仿真模型，用戶可以在現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上根據(jù)需要對(duì)一些模塊進(jìn)行修改，然后重新組裝需要的汽車模型。下面以純電動(dòng)汽車為例，介紹 ADVISOR軟件的仿真模型。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。 第 70 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 1）電動(dòng)機(jī)仿真模型。電動(dòng)機(jī) /控制器仿真模型能夠把需求的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為電能需求并把電能轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出。 第 71 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 2）蓄電池仿真模型。蓄電池仿真模型總成包括開路電壓和內(nèi)阻計(jì)算子模塊、功率限制子模塊、負(fù)載電流計(jì)算子模塊、 SOC計(jì)算子模塊、蓄電池散熱子模塊等。電池放電過后需要重新補(bǔ)充的電量受到庫侖定律的影響，最大充電量受到電池最大開路電壓限制。電池的輸出功率受等效電路輸出的最大功率、電動(dòng)機(jī)功率、控制器接受的最大功率的影響。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。車身模型包括滾動(dòng)阻力、坡度阻力、迎風(fēng)阻力、加速阻力計(jì)算子模塊、汽車車速計(jì)算子模塊。 第 73 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 4）主減速器和變速器仿真模型。變速器仿真模型總成由輸入輸出軸轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速計(jì)算子模塊、變速器控制子模塊、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量影響子模塊、轉(zhuǎn)矩?fù)p失子模塊等構(gòu)成。主減速器和變速器仿真模型都具有傳遞和修正轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的作用。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。綜上所述，將各個(gè)模塊封裝連接組成純電動(dòng)汽車的整車模型如圖所示。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。ADVISOR軟件的操作方法216。在 ADVISOR軟件中有三個(gè)人機(jī)界面，通過它們，用戶輸入要仿真的車型和各種相關(guān)參數(shù)、仿真的實(shí)驗(yàn)方案和目標(biāo)要求，然后運(yùn)行計(jì)算，得到仿真結(jié)果。（ 1）仿真輸入界面。 第 76 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院圖中汽車定義界面所示的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。 第 78 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 3）仿真輸出界面。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。 第 80 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院前向仿真系統(tǒng)。ADVISOR高級(jí)車輛仿真器216。 第 82 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院CAN總線FlexRay總線電動(dòng)汽車網(wǎng)絡(luò)信號(hào)車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 216。低檔汽車只采用低速 CAN總線連接少量的 ECU，而高檔汽車則同時(shí)擁有不同類型的數(shù)條總線：高速 CAN總線多用于實(shí)時(shí)性較高的動(dòng)力總成，如發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱等， Flexray總線能夠滿足更高的實(shí)時(shí)性要求，低速 CAN多用于車身控制模塊和診斷模塊， MOST總線用于車載信息娛樂系統(tǒng)。以寶馬七系汽車的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例， 3條 CAN總線，其中高速 HSCAN1總線用于中心控制系統(tǒng)，高速 HSCAN2總線用于輔助安全系統(tǒng)， HSCAN用于舒適系統(tǒng)，低速 CAN總線 LSCAN連接舒適系統(tǒng)； 1條 Flexray總線連接懸架的垂直力系統(tǒng)和橫縱向力系統(tǒng)；一條 MOST總線連接信息娛樂系統(tǒng)；配合使用若干條 LIN總線以及一條以太網(wǎng)總線用于上傳代碼及變量。 第 84 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院CAN總線216。（ 1）多主控制。216。在 CAN協(xié)議中，所有的消息都以固定的格式發(fā)送。兩個(gè)以上的單元同時(shí)開始發(fā)送消息時(shí)，根據(jù)標(biāo)識(shí)符（ Identifier以下稱為 ID）決定優(yōu)先級(jí)。兩個(gè)以上的單元同時(shí)開始發(fā)送消息時(shí)，對(duì)各消息 ID的每個(gè)位進(jìn)行逐個(gè)仲裁比較。216。與總線相連的單元沒有類似于 “地址 ”的信息。 第 86 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 4）通信速度。在同一網(wǎng)絡(luò)中，所有單元必須設(shè)定成統(tǒng)一的通信速度。不同網(wǎng)絡(luò)間則可以有不同的通信速度。（ 5）遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求。216。所有的單元都可以檢測(cè)錯(cuò)誤（錯(cuò)誤檢測(cè)功能）；檢測(cè)出錯(cuò)誤的單元會(huì)立即同時(shí)通知其他所有單元（錯(cuò)誤通知功能）；正在發(fā)送消息的單元一旦檢測(cè)出錯(cuò)誤，會(huì)強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前的發(fā)送。 第 87 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院（ 7）故障封閉?？梢耘袛喑鲥e(cuò)誤的類型是總線上暫時(shí)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤（如外部噪聲等）還是持續(xù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤（如單元內(nèi)部故障、驅(qū)動(dòng)器故障、斷線等）。216。 CAN可連接的單元總數(shù)理論上是沒有限制的。降低通信速度，可連接的單元數(shù)增加；提高通信速度，則可連接的單元數(shù)減少。CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際汽車領(lǐng)域主流車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，國(guó)內(nèi)主要的汽車制造商也正在積極研究開發(fā)這種技術(shù)。CAN總線216。它主要是針對(duì)傳感器或執(zhí)行器等數(shù)據(jù)傳輸速率常為 1~10kb/s的低速網(wǎng)絡(luò)，一般應(yīng)用在座椅調(diào)節(jié)、電動(dòng)門窗開關(guān)升降等車身等控制模塊之中。為了解決此矛盾， Motorola、 BMW、 Audi、 VCT等公司共同成立了 LIN協(xié)會(huì)，在此協(xié)議的基礎(chǔ)上推出了 LIN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線216。它適用于需要將多種功能集成在一個(gè)模塊之中的情況，一般在汽車電子控制中心、故障診斷、安全氣囊、儀表顯示等模塊中使用。 第 90 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院C類：與 B類的定義很類似，但它主要是針對(duì)高速率的數(shù)據(jù)傳輸。歐洲的汽車制造商基本上采用的都是高速 CAN總線標(biāo)準(zhǔn)，即 ISO11898，其傳輸速度通常在 125Kb/s～ 1Mkb/ｓ之間。LIN總線216。 LIN的目標(biāo)是為現(xiàn)有汽車網(wǎng)絡(luò)提供一種低速總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它能滿足 CAN總線所不要求的帶寬和功能，比如傳感器和執(zhí)行器的通訊，使用 LIN總線可大大節(jié)省成本。 LIN的標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)化了現(xiàn)有的基于多路解決方案的低端 SCI，同時(shí)降低了汽車電子裝置的開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)費(fèi)用。LIN總線：216。（ 2）一條 LIN總線最多可以連接 16個(gè)節(jié)點(diǎn)；216。（ 4）不需要進(jìn)行仲裁，同時(shí)在從節(jié)點(diǎn)中無須石英或陶瓷振蕩器，只采用片內(nèi)振蕩器就可以實(shí)現(xiàn)自同步；216。（ 6）網(wǎng)絡(luò)通信具有可預(yù)期性；216。（ 8）支持診斷功能。FlexRay總線216。 FlexRay聯(lián)盟推進(jìn)了 FlexRay的標(biāo)準(zhǔn)化，使之成為了新一代汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議。216。CAN網(wǎng)絡(luò)最高性能極限為 1Mbps。216。尤其是 FlexRay具備的冗余通信能力可實(shí)現(xiàn)通過硬件完全復(fù)制網(wǎng)絡(luò)配置，并進(jìn)行進(jìn)度監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)人員可以通過結(jié)合兩種或兩種以上的該類型拓?fù)鋪砼渲梅植际较到y(tǒng)。FlexRay總線216。譬如說，分布式控制系統(tǒng)通常要求同步數(shù)據(jù)傳輸。為了滿足不同的通信需求， FlexRay在每個(gè)通信周期內(nèi)都提供靜態(tài)和動(dòng)態(tài)通信段。 FlexRay幀的固定長(zhǎng)度靜態(tài)段用固定時(shí)間觸發(fā)的方法來傳輸信息，而動(dòng)態(tài)段則使用靈活時(shí)間觸發(fā)的方法來傳輸信息。FlexRay不僅可以像 CAN和 LIN網(wǎng)絡(luò)這樣的單信道系統(tǒng)一般運(yùn)行，而且還可以作為一個(gè)雙信道系統(tǒng)運(yùn)行。 第 95 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院汽車娛樂多媒體系統(tǒng)已經(jīng)設(shè)計(jì)出來并被配置到高檔汽車上。為此，國(guó)際大汽車制造商推出了以光纖為總線傳輸媒介的 MOST總線（ MediaSystems這種總線的傳輸速度最高可以達(dá)到 25Mb/s。MOST最初構(gòu)想始于 90年代中期，作為寶馬公司、戴姆勒克萊斯勒公司、Harman/Becker公司（音響系統(tǒng)制造商）和 OasisSystems公司之間的一項(xiàng)聯(lián)合； 1998年， MOST 第 96 頁規(guī)格嚴(yán)格 功夫到家（威海）HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY SCHOOL OF AUTOMOBILE ENGINEERING汽車工程學(xué)院MOST總線專門用于滿足要求嚴(yán)格的車載環(huán)境。 MOST傳輸協(xié)議由分割成幀的數(shù)據(jù)塊組成，每一幀包含流數(shù)據(jù)、分組數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。光纖傳輸采用 650nm（紅色）的 LED發(fā)射器（ 650nm是 PMMA光譜響應(yīng)中的低損耗 “窗口 ”）。216。一個(gè) MOST網(wǎng)絡(luò)中最多可以有 64個(gè)結(jié)點(diǎn)。 MOST結(jié)點(diǎn)在通電