CN109543273A - 电动汽车的车身优化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车的车身优化方法及系统，本发明首先搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算，将满载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤空载工况下的风阻系数时的整车姿态的参数作为基准分析参数，在此基础上对整车姿态的优化，当空载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤满载工况下的风阻系数时，将此时的整车姿态的参数作为最优结果，因此，本发明能从实际出发，保证了在空载或者半载的使用情况下，风阻系数较小，真正意义上提升了用户在日常使用时电动汽车的续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电动汽车的车身优化方法及系统。
背景技术
面对日趋严重的能源短缺与环境恶化问题，电动汽车因具有低能耗、零排放、低噪音、高能源利用率、结构简单以及易于维修等优点，受到广泛关注，也是目前汽车行业发展的方向。
电动汽车的续航里程偏是目前电动汽车发展的瓶颈，电动汽车在行驶过程中，空气阻力对续航里程具有很大影响，因此对电动汽车车身的CFD(计算流体动力学)进行优化，以降低空气阻力，对提升电动汽车的续航里程具有重要意义。
目前在汽车行业，汽车主机厂在对汽车车身进行设计时，通常是保证满载工况下的风阻系数小于空载(或半载)工况下的风阻系数，但实际上，随着汽车的普及，用户在使用汽车时，车内的乘客通常只有一个人或两个人，汽车并非处于满载状态，因此，这种设计会导致用户在日常使用时，风阻系数反而较高，影响了电动汽车的续航里程。
发明内容
为此，本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的车身优化方法，以解决汽车在非满载状态时，风阻系数较高，影响续航里程的问题。
一种电动汽车的车身优化方法，包括：
采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
根据本发明提供的电动汽车的车身优化方法，首先搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算，将满载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤空载工况下的风阻系数时的整车姿态的参数作为基准分析参数，在此基础上对整车姿态的优化，当空载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤满载工况下的风阻系数时，将此时的整车姿态的参数作为最优结果，因此，本发明能从实际出发，保证了在空载或者半载的使用情况下，风阻系数较小，真正意义上提升了用户在日常使用时电动汽车的续航里程。
另外，根据本发明上述的电动汽车的车身优化方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数的步骤中，具体采集以下性能参数：
前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
进一步地，所述基准分析参数包括：
空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
进一步地，所述分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化的步骤具体包括：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
进一步地，所述保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低的步骤具体包括：
保持前轮眉高度不变，每次将后轮眉高度降低10mm，且每降低一次后轮眉高度计算并记录一次风阻系数。
进一步地，所述搭建三维仿真模型的步骤中，具体采用hypermesh、CCM+搭建三维仿真模型。
本发明的另一个目的在于提出一种电动汽车的车身优化系统，以解决现有技术防盗性较差的问题。
一种电动汽车的车身优化系统，所述系统包括：
采集模块，用于采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
基准分析模块，用于将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
优化分析模块，用于在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
根据本发明提供的电动汽车的车身优化系统，首先搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算，将满载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤空载工况下的风阻系数时的整车姿态的参数作为基准分析参数，在此基础上对整车姿态的优化，当空载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤满载工况下的风阻系数时，将此时的整车姿态的参数作为最优结果，因此，本发明能从实际出发，保证了在空载或者半载的使用情况下，风阻系数较小，真正意义上提升了用户在日常使用时电动汽车的续航里程。。
另外，根据本发明上述的电动汽车的车身优化系统，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述采集模块具体采集以下性能参数：
前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
进一步地，所述基准分析参数包括：
空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
进一步地，所述优化分析模块具体用于：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
进一步地，所述优化分析模块具体用于：
保持前轮眉高度不变，每次将后轮眉高度降低10mm，且每降低一次后轮眉高度计算并记录一次风阻系数。
进一步地，所述采集模块具体采用hypermesh、CCM+搭建三维仿真模型。
附图说明
本发明实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明第一实施例的电动汽车的车身优化方法的流程图；
图2是根据本发明第二实施例的电动汽车的车身优化系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一实施例提出的电动汽车的车身优化方法，包括步骤S101～S103：
S101，采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
其中，具体采集以下性能参数：前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
在搭建三维仿真模型时，具体可以采用hypermesh、CCM+搭建三维仿真模型。
S102，将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
其中，在可以按照下表输入性能参数。
其中，所述基准分析参数包括：空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
具体实施时，可以按下表统计基准分析参数：
表中设计值即为基准分析参数的基准值。
S103，在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
其中，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化的步骤具体可以包括：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
具体实施时可以保持前轮眉高度不变，每次将后轮眉高度降低10mm，且每降低一次后轮眉高度计算并记录一次风阻系数。
下面以某车型为实例详细说明优化过程，该车型空载工况下，前轮眉高度的设计值是709mm，后轮眉高度的设计值是706mm；半载工况下，前轮眉高度的设计值是699mm，后轮眉高度的设计值是706mm；满载工况下，前轮眉高度的设计值是694mm，后轮眉高度的设计值是706mm；。
空载工况优化分析：
半载工况优化分析：
满载工况优化分析：
然后对上述三种载荷下的风阻系数Cd值进行分析对比，可以得到空载工况下的风阻系数＜半载工况下的风阻系数＜满载工况下的风阻系数，需要车身姿态满足以下条件：
空载工况下的前轮眉高度为709mm，后轮眉高度为706mm(序列R1)；
半载工况下的前轮眉高度为699mm，后轮眉高度为686mm(序列R8)；
满载工况下的前轮眉高度为694mm，后轮眉高度为656mm(序列R17)；
R1(Cd：0.273)＜R8(Cd：0.274)＜R17(Cd：0.275)，最终完成车身优化。
根据本实施例提供的电动汽车的车身优化方法，首先搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算，将满载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤空载工况下的风阻系数时的整车姿态的参数作为基准分析参数，在此基础上对整车姿态的优化，当空载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤满载工况下的风阻系数时，将此时的整车姿态的参数作为最优结果，因此，本发明能从实际出发，保证了在空载或者半载的使用情况下，风阻系数较小，真正意义上提升了用户在日常使用时电动汽车的续航里程。
请参阅图2，基于同一发明构思，本发明第二实施例提出的电动汽车的车身优化系统，所述系统包括：
采集模块10，用于采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
基准分析模块20，用于将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
优化分析模块30，用于在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
其中，所述采集模块10具体采集以下性能参数：
前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
其中，所述基准分析参数包括：
空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
其中，所述优化分析模块30具体用于：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
其中，所述优化分析模块30具体用于：
保持前轮眉高度不变，每次将后轮眉高度降低10mm，且每降低一次后轮眉高度计算并记录一次风阻系数。
其中，所述采集模块10具体采用hypermesh、CCM+搭建三维仿真模型。
根据本实施例提供的电动汽车的车身优化系统，首先搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算，将满载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤空载工况下的风阻系数时的整车姿态的参数作为基准分析参数，在此基础上对整车姿态的优化，当空载工况下的风阻系数﹤半载工况下的风阻系数﹤满载工况下的风阻系数时，将此时的整车姿态的参数作为最优结果，因此，本发明能从实际出发，保证了在空载或者半载的使用情况下，风阻系数较小，真正意义上提升了用户在日常使用时电动汽车的续航里程。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述方法包括：
采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数的步骤中，具体采集以下性能参数：
前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述基准分析参数包括：
空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
4.根据权利要求1所述的电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化的步骤具体包括：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
5.根据权利要求4所述的电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低的步骤具体包括：
保持前轮眉高度不变，每次将后轮眉高度降低10mm，且每降低一次后轮眉高度计算并记录一次风阻系数。
6.根据权利要求1所述的电动汽车的车身优化方法，其特征在于，所述搭建三维仿真模型的步骤中，具体采用hypermesh、CCM+搭建三维仿真模型。
7.一种电动汽车的车身优化系统，其特征在于，所述系统包括：
采集模块，用于采集除驾驶室内以外的整车数模及零部件的性能参数，搭建三维仿真模型并进行三维仿真计算；
基准分析模块，用于将整车在空载工况、半载工况、满载工况下的车身姿态进行网格处理，输入上述性能参数，分别分析整车在空载工况、半载工况、满载工况下的风阻系数，使满载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于空载工况下的风阻系数，并将当前的整车姿态的参数作为基准分析参数；
优化分析模块，用于在所述基准分析参数的基础上，分别在空载工况、半载工况、满载工况下对进行整车姿态的优化，获取当空载工况下的风阻系数小于半载工况下的风阻系数，且半载工况下的风阻系数小于满载工况下的风阻系数时，整车姿态的参数。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的车身优化系统，其特征在于，所述采集模块具体采集以下性能参数：
前轮眉下边界中心点的离地距离、后轮眉下边界中心点的离地距离、散热器单体台架性能参数、冷凝器单体台架性能参数、蒸发器单体台架性能参数、电子风扇台架性能曲线、车轮半径、车辆滚动半径、空气密度、空气粘度。
9.根据权利要求7所述的电动汽车的车身优化系统，其特征在于，所述基准分析参数包括：
空载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；半载工况下，前轮眉距离地面的距离以及后轮眉距离地面的距离；满载工况下以及前轮眉距离地面的距离，后轮眉距离地面的距离。
10.根据权利要求7所述的电动汽车的车身优化系统，其特征在于，所述优化分析模块具体用于：
分别在空载工况、半载工况、满载工况下，保持前轮眉高度不变，将后轮眉高度降低，以进行整车姿态的优化。
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