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1.1. To the Reader
1.1.1. What is ADVISOR amp; who might benefit from using it?
ADVISOR, NRELrsquo;s ADvanced VehIcle SimulatOR, is a set of model, data, and script text files for use with Matlab and Simulink. It is designed for rapid analysis of the performance and fuel economy of conventional, electric, and hybrid vehicles. ADVISOR also provides a backbone for the detailed simulation and analysis of user defined drivetrain components, a starting point of verified vehicle data and algorithms from which to take full advantage of the modeling flexibility of Simulink and analytic power of MATLAB.
You may benefit from using ADVISOR if you want to:
- estimate the fuel economy of vehicles that have not yet been built
- learn about how conventional, hybrid, or electric vehicles use (and lose) energy throughout their drivetrains
- compare relative tailpipe emissions produced on a number of cycles
- evaluate an energy management strategy for your hybrid vehicle#39;s fuel converter
- optimize the gear ratios in your transmission to minimize fuel use or maximize performance, etc.
The models in ADVISOR are:
- mostly empirical, relying on drivetrain component input/output relationships measured in the laboratory, and
- quasi-static, using data collected in steady state (for example, constant torque and speed) tests and correcting them for transient effects such as the rotational inertia of drivetrain components.
ADVISOR was preliminarily written and used in November 1994. Since then, it has been modified as necessary to help manage the US DOE Hybrid Vehicle Propulsion System subcontracts. Only in January 1998 was a concerted development effort undertaken to clean up and document ADVISOR.
Since then, over 4500 individuals have downloaded one or more versions of ADVISOR, including all of the OEMs and major suppliers. About 2/3 of the users are from industry and 1/3 from universities. A short list of major ADVISOR users includes:
- DaimlerChrysler
- Ford Motor Company
- General Motors Corp.
- Delphi Automotive Systems
- Visteon
- and hundreds of others
1.1.2. How to use this manual
This manual is intended to serve both as a starting point for beginners and as a reference for more experienced users. New users will benefit most by:
- reviewing the introduction, chapter 1, for background and to understand what to expect from ADVISOR
- following up with the demos in chapter 2, to get a flavor for using ADVISOR
- referring to chapter 3, “How ADVISOR works,” and the appendices to better understand ADVISORrsquo;s assumptions and file I/O as they become more experienced
Throughout this manual, Courier font will denote MATLAB commands, and Albertus font will denote ADVISOR variables and filenames.
1.2. Capabilities and intended uses
ADVISOR uses basic physics and measured component performance to model existing or future vehicles. Its real power lies in the prediction of the performance of vehicles that have not yet been built. It answers the question “what if we build a car with certain characteristics?” ADVISOR usually predicts fuel use, tailpipe emissions, acceleration performance, and gradeability.
In general, the user takes two steps:
1. Define a vehicle using measured or estimated component and overall vehicle data.
2. Prescribe a speed versus time trace, along with road grade, that the vehicle must follow.
ADVISOR then puts the vehicle through its paces, making sure it meets the cycle to the best of its ability and measuring (or offering the opportunity to measure) just about every torque, speed, voltage, current, and power passed from one component to another.
ADVISOR will allow the user to answer questions like:
- Was the vehicle able to follow the speed trace?
- How much fuel and/or electric energy were required in the attempt?
- How does the state-of-charge of the batteries fluctuate throughout a cycle?
- What were the peak powers delivered by the drivetrain components?
- What was the distribution of torques and speeds that the piston engine delivered?
- What was the average efficiency of the transmission?
By iteratively changing the vehicle definition and/or driving cycle, the user can go on to answer questions such as:
- At what road grade can the vehicle maintain 55 mph indefinitely?
- Whatrsquo;s the smallest engine I can put into this vehicle to accelerate from 0 to 60 mph in 12 s?
- Whatrsquo;s the final drive ratio that minimizes fuel use while keeping the 40 to 60 mph time below 3 s?
- What is the fuel economy sensitivity to mass, aerodynamic drag, or other vehicle or component variations?
ADVISORrsquo;s GUI and other script files answer many of these questions automatically, while others require some custom programming on the user#39;s part.
Because ADVISOR is modular, its component models can be relatively easily extended and improved. For example, an electrochemical model of a battery, complete with diffusion, polarization, and thermal effects, can easily be put into a vehicle to cooperate with a motor model that uses a measured efficiency map. Of course, developing new, detailed models of drivetrain components (or anything else, for that matter) requires an intimate familiarity with the environment, MATLAB/Simulink.
1.3. Limitations
Primarily for analysis, not design
ADVISOR was developed as an analysis tool, and not originally intended as a detailed design tool. Its component models are quasi-static, and cannot be used to predict phenomena with
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1.1读者
1.1.1。什么是ADVISOR amp;谁可能受益于使用它?
ADVISOR是NREL的高级车辆模拟器，是一组用于Matlab和Simulink的模型、数据和脚本文本文件。它是为快速分析传统、电动和混合动力汽车的性能和燃油经济性而设计的。ADVISOR还为用户定义的驱动系统组件的详细仿真和分析提供了主干，为验证车辆数据和算法提供了起点，充分利用Simulink建模的灵活性和MATLAB的分析能力。
如果你想：
- 估计尚未制造的车辆的燃油经济性
- 了解传统、混合动力或电动汽车如何在整个动力系统中使用(和损失)能源
- 比较几个循环产生的相对尾气排放
- 评估混合动力汽车燃料转换器的能源管理策略
- 优化变速器的传动比，使燃油消耗最小化或性能最大化，等等。
ADVISOR中的模型为：
- 主要是经验性的，依靠传动系组件的输入/输出关系，在实验室测量
- 准静态，使用在稳态(如恒转矩和速度)下收集的数据进行测试，并纠正它们对瞬态影响的影响，如传动系部件的转动惯量。
ADVISOR于1994年11月初步编写并使用。从那时起，它已被修改为必要的，以帮助管理美国能源部混合动力车辆推进系统分包合同。直到1998年1月，才进行了一项协调一致的开发工作，以清理和文档顾问。
从那时起，超过4500个人下载了ADVISOR的一个或多个版本，包括所有的oem和主要供应商。大约2/3的用户来自行业，1/3来自大学。主要ADVISOR用户的简短列表包括:
- 戴姆勒-克莱斯勒
- 福特汽车公司
- 通用汽车(gm . n:行情)。
- 德尔福汽车系统
- 伟世通
- 以及数以百计的其他人
1.1.2。如何使用本手册
本手册旨在作为初学者的起点和更有经验的用户的参考。新用户将受益最多:
- 复习第一章的导言，了解背景知识，了解导师的期望
- 继续第2章中的演示，了解一下使用ADVISOR的基本知识
- 参考第3章“ADVISOR如何工作”和附录，以更好地理解ADVISOR的假设，并在它们变得更有经验时将I/O归档
在本手册中，Courier字体表示MATLAB命令，Albertus字体表示ADVISOR变量和文件名。
1.2。功能和预期用途
ADVISOR使用基础物理和测量的组件性能来为现有或未来的车辆建模。它的真正力量在于预测尚未制造出来的汽车的性能。它回答了这样一个问题:“如果我们制造一辆具有某些特性的汽车会怎么样?”ADVISOR通常会预测燃料使用、尾气排放、加速性能和可分级性。
一般来说，用户采取两个步骤:
1. 使用测量或估计的部件和总体车辆数据定义车辆。
2. 规定车辆必须遵循的速度和时间轨迹，以及道路坡度。
ADVISOR然后对车辆进行测试，确保它能最大限度地满足循环要求，并测量(或提供机会来测量)从一个组件传递到另一个组件的每一个扭矩、速度、电压、电流和功率。
ADVISOR回答用户以下问题:
- 在尝试中需要多少燃料和/或电能?
- 电池的充电状态在整个循环中是如何波动的?
- 驱动系统组件的峰值功率是多少?
- 活塞发动机的扭矩和速度分布如何?
- 传输的平均效率是多少?
通过不断更改车辆定义和/或驾驶周期，用户可以继续回答以下问题:
- 车辆在什么路况下可以无限期地保持55英里每小时?
- 在12秒内从0加速到60英里每小时的最小引擎是什么?
- 在保持40到60英里/小时的速度低于3秒的情况下，将燃油消耗降到最低的最终驱动比是多少?
- 燃油经济性对质量、空气动力阻力或其他车辆或部件变化的敏感性如何?
ADVISOR的GUI和其他脚本文件自动地回答了其中的许多问题，而其他脚本文件则需要用户进行一些自定义编程。
因为ADVISOR是模块化的，它的组件模型可以相对容易地扩展和改进。例如，电池的电化学模型，包括扩散、极化和热效应，可以很容易地放入汽车中，以配合使用测量效率图的电机模型。当然，开发新的、详细的驱动系统组件模型(或其他类似的东西)需要熟悉MATLAB/Simulink环境。
1.3。限制
主要用于分析，而不是设计
ADVISOR最初是作为一个分析工具开发的，而不是作为一个详细的设计工具。它的成分模型是准静态的，不能用于预测时间尺度小于十分之一秒左右的现象。物理振动、电场振荡和其他动力学无法使用ADVISOR工具捕获，但是最近与其他工具的连接，如Saber、Simplorer和Sinda/Fluint，允许对这些工具中的这些瞬态进行详细研究，并将车辆水平影响链接回ADVISOR。
作为一个分析工具，ADVISOR将所需/期望的速度作为输入，并确定满足该车辆速度所需的动力传动系扭矩、速度和功率。由于这种信息流通过传动系统返回，从轮胎到轴到变速箱等等，ADVISOR被称为面向后的车辆仿真。
面向前方的车辆仿真包括一个驾驶员模型，该驾驶员感知到所需的速度，并通过油门或刹车位置做出响应，而驱动系统则通过扭矩做出响应。这种类型的仿真非常适合于控制系统的设计，例如，下至集成电路和PC卡级—实现级。
ADVISOR非常适合通过迭代评估、设计控制逻辑和能源管理策略来进行评估。这里，我们指的是“当发动机扭矩输出低，电池充电状态高时，关闭发动机。”“ADVISOR能够工作的控制逻辑是关于你想让车辆做什么。详细的控制系统，详细介绍如何在硬件中实现这个控制逻辑，是关于如何让车辆做您想做的，而不是ADVISOR应用程序的初衷。
电力传输用母线
在电气元件之间的通信中，ADVISOR只处理电源，而不处理电压和电流。与其他工具(如Saber和Simplorer)的连接允许用户使用电压总线。
驱动桥为单轴驱动
牵引力控制和车轮滑移模型所需的车辆动力学计算假定前桥是唯一的驱动桥。如果您希望为后驱车辆建模，可以采取简单的步骤来纠正重量转移计算，并包含一个完成此任务的示例车轮文件。四轮驱动汽车的建模需要重新编程。如果您有这样的需求，请联系NREL。
1.4。系统需求
ADVISOR已经在发行版12.1 (MATLAB 6.1和Simulink 4.1)中开发和测试，可以从Mathworks获得。Mathworks软件可以在包括Macintosh、UNIX和pc在内的多个平台上运行。更多信息请访问www.mathworks.com联系Mathworks。但是，ADVISOR文件只在Windows 2000的PC平台上进行了测试(它仍然可以在NT上工作，并且Win 98也可以)。如果您成功地使用了其他平台(如UNIX)，我们将很乐意听到这方面的消息，但是目前我们通常不支持其他平台。
1.5。如何获得额外的帮助
MATLAB的在线帮助以及MATLAB和Simulink手册可以回答关于MATLAB和Simulink函数的问题。在MATLAB命令提示符中键入helpdesk。此外，您可以在MATLAB命令提示符中键入help或helpwin。
打开感兴趣的框图，双击右下角或左下角的绿色“NOTES”块，就可以得到ADVISOR框图的描述。通过输入help ADVISOR_filename，可以从MATLAB命令行获得ADVISOR组件和其他文件的描述。还可以从ADVISOR GUI和本文档的后续章节中获得帮助。
2.1使用GUI
可以使用以下两种方法之一启动ADVISOR GUI。
方法1
- 启动MATLAB 5.3(或更高版本)，使用“路径浏览器”，删除之前的任何ADVISOR路径。然后将当前(活动)目录更改为顶级ADVISOR目录(包含提取的文件的文件夹)。
- 要运行ADVISOR，在MATLAB命令提示符中键入“ADVISOR”。这将更新当前MATLAB会话的MATLAB路径并开始运行ADVISOR。如果ADVISOR所需的目录还没有保存到未来会话的路径中，将会弹出一个窗口，询问您是否要为未来会话保存路径。可能需要保存其他程序访问ADVISOR的路径。
注意:MATLAB先从当前工作目录运行文件，然后从上到下运行路径中的目录。如果在不同的目录中有两个名称相同的文件，这可能会导致问题。因此，请确保删除ADVISOR较老版本的路径。
方法2创建ADVISOR快捷图标，启动ADVISOR和MATLAB
- 在GUI目录中，找到ADVISOR快捷方式图标来启动ADVISOR和MATLAB。
- 右键点击文件，选择“属性”。
- 单击快捷选项卡。
- 搜索MATLAB可执行文件。在“Target”下修改它，指向MATLAB.EXE文件，然后是-r advisor。在“Start in”下，进入主ADVISOR目录。
- 点击“更改图标”按钮，然后点击浏览，在GUI目录中找到ADVISOR.bmp文件，而不是快捷方式文件。
- 输入Ok，双击图标启动ADVISOR。第一个图是启动图。
- 菜单配置文件:从启动图中，您还可以从start按钮上方的下拉菜单中选择菜单配置文件。
注意:在整个GUI中都有帮助按钮，这些按钮将访问Matlab帮助窗口或打开具有适当上下文信息的web页面。2.1.1定义车辆
Start将您带到输入图。打开输入图，您将看到特定车辆的默认值。动力传动系统的选择
从drivetrain弹出菜单，您将能够选择车辆的驱动系统配置(串联，并联等)，这将导致图中左侧的车辆配置示意图相应地改变。
选择组件
选择驱动系统配置后，可以使用弹出菜单或单击图片中的组件来选择车辆的所有组件。在组件弹出菜单的左侧是一个按钮，它允许您通过选择相应的列出的m-files来添加或删除组件。
编辑变量
选择车辆所需的所有组件之后，可以修改标量输入变量。实现此目的的一种方法是使用图底部的变量列表和Edit Var.按钮。
编辑变量的第二种方法是在组件旁边的编辑框中键入所需的值。
例如，调整燃料转换器的最大功率可以调整变量fc_trq_scale，或者增加峰值效率可以相应地增加变量fc_eff_scale。编辑车辆质量的最后一种方法是使用覆盖质量按钮。忽略计算的质量，而使用输入框中的值。
装载和保存车辆配置
要加载或保存特定的车辆配置，请单击图顶部的load vehicle按钮或单击图底部的save。该文件将以“filename_in.m”格式保存。按下load按钮就可以访问保存的车辆。查看组件信息
在图的左下角有一个弹出菜单和轴，可以查看组件的信息，如它们的效率地图、排放地图、燃料使用地图等。这些是连同他们的最大扭矩信封一起绘制在适当的地方。
任何组件m文件都可以通过单击组件按钮来查看。Auto-Size
后退和继续按钮
后退按钮将带您进入打开的屏幕，丢失所有未保存的信息，而继续按钮将带您进入模拟设置图。设置最小转矩刻度，使其最大输出功率为45 kW。电池模块数量限制为最大额定电压480 V。默认的性能目标是在55英里/小时的速度下至少保持6%的等级，并获得少于12秒的0-60英里/小时的时间，23.4秒的0-85英里/小时的时间，5.3秒的40-60英里/小时的时间。
2.1.2运行仿真
仿真设置图给出了关于如何测试当前定义的车辆的几个选项。
驱动周期的选择
如果选择驱动器循环单选按钮，可以使用下拉菜单从可用的驱动器循环列表中选择。
然后，您可以选择希望循环重复多少次，以及是否希望SOC更正。初始条件也可以从这里设置。过滤允许您平滑选定的驱动周期。旅行的建设者
辅助负载
选择此按钮将弹出一个图形界面，以选择不同的aucholore负荷和他们的开/关时间相关的驱动周期。
SOC正确
SOC有两个正确的选项:线性和零增量。
常数道路等级
通过选择复选框，您可以使用一个恒定的道路坡度来代替驱动循环的海拔剖面来运行驱动循环。交互仿真
选择“交互式仿真”复选框会在仿真运行时激活实时交互式仿
资料编号：[3380]
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