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车辆静力学分析——GT-SUITE
2026.06.18

概要

车辆静力学分析虽然简单,但在车辆动力学分析中使用非常频繁,常用于分析车辆在不同车速/不同档位/不同动力扭矩/不同轮胎滑移率下动力性能,比如轮边gross驱动力、net驱动力、爬坡能力、加速能力等。GT-SUITE 提供了一个非常易用的模块用于静力学分析。本文将展示传统车、电动车以及混动车的静力学分析。

简介

     GT-SUITE的车辆静力学分析位于VehKinemAnalysis运动学分析模块,该模块非常易用。该模块主要包含以下4类功能:

  • 运动学分析:可以给定车速、转速,进行后向运动学计算

  • 静力学分析:本文将主要介绍这个功能

  • 换挡策略自动生成:主要服务于传统车

  • 最优控制:包含最小油耗策略、ECMS、动态规划等最优控制策略。 


车辆静力学分析——GT-SUITE(图1)

GT中的运动学模板VehKinemAnalysis

                     


传统车的静力学分析

2.1 模型设置

如下图所示,该传统车为一个带有自动变速器的车辆。
 车辆静力学分析——GT-SUITE(图2)

  • 为了考虑轮胎滑移对动力性能的影响,可以在轮胎模板中增加定义滑动附着系数,本例采用0.8。GT会自动考虑不同轴的法向载荷的差异。
车辆静力学分析——GT-SUITE(图3)

  • 在运动学分析模块中选择静力学分析,并定义要分析的转速数组(RPM_Array,指定要分析的发动机负载,如100%油门开度。其中Advanced表示分别计算各个轴输出的受地面附着限制的牵引力。推荐选择Advanced。


车辆静力学分析——GT-SUITE(图4)

车辆静力学分析——GT-SUITE(图5)


2.2结果输出

在静力学分析中,常输出以下结果

车辆静力学分析——GT-SUITE(图6)


  • 不同档位下的转速和车速:可以得到不同档位下的最大车速
  • Gross 牵引功率和牵引力
  • Net 牵引功率和牵引力:Net是指Gross牵引力减去风阻和滚阻之后的牵引力
  • 加速潜力
  • 在最大加速度下,受道路附着限制的车辆牵引力:Vehicle Friction-Limited Tractive Force (for Acceleration Potential calculation)。
  • 在最大加速度下,受道路附着限制的各个轴的牵引力:Axle Friction-Limited Tractive Force (for Acceleration Potential calculation)。负值表示当前为阻力。
  • 爬坡能力
  • 在最大爬坡能力下,受道路附着限制的车辆牵引力:Vehicle Friction-Limited Tractive Force (for Grade Climbing Ability calculation)。
  • 在最大爬坡能力下,受道路附着限制的各个轴的牵引力:Axle Friction-Limited Tractive Force (for Grade Climbing Ability calculation)。负值表示当前为阻力


电动车的静力学分析

     

车辆静力学分析——GT-SUITE(图7)

 

      该模型与传统车设置基本相同,不同之处在于需要在运动学分析模块中定义电机的扭矩或者功率输出。用户可以输入一个值,也可以定义一个数组(array),类似转速数组,这样可以同时进行多个电机扭矩下的静力学分析。结果输出类型与传统车类似,故不再重复。

      

车辆静力学分析——GT-SUITE(图8)


混动车的静力学分析

车辆静力学分析——GT-SUITE(图9)

       该模型与传统车设置基本相同,运动学模块可以与发动机相连,也可以与电机相连。如果与发动机相连的话(如上图所示),在静力学分析中,需要将Motor Load Sweep设为none。反之,如果运动学模块与电机相连的话,则需要将发动机加速踏板位置设为ign,并定义电机扭矩输出。

车辆静力学分析——GT-SUITE(图10)

        由于本例将运动学模块可以与发动机相连,电机的扭矩输出需要在电机模块中定义。用户可以定义为变量,并在CaseSetup中进行批量设置。这样就可以得到不同电机扭矩下的静力学分析结果。

车辆静力学分析——GT-SUITE(图11)


车辆静力学分析——GT-SUITE(图12)


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