本技術(shù)涉及汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)，具體而言，涉及一種汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，新能源汽車(chē)及電動(dòng)設(shè)備以其清潔、高效、節(jié)能的特點(diǎn)，逐漸成為未來(lái)交通及工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。然而，電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率問(wèn)題一直是制約其性能提升和廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。其中，電驅(qū)減速器的拖曳損失作為影響系統(tǒng)能效的重要因素，其準(zhǔn)確評(píng)估對(duì)于優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高整體能效具有重要意義。傳統(tǒng)上，針對(duì)電驅(qū)減速器拖曳損失的評(píng)估方法主要依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)公式或簡(jiǎn)化的理論模型來(lái)估算拖曳損失，導(dǎo)致評(píng)估不準(zhǔn)確，影響整體系統(tǒng)的能效表現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例的目的在于提供一種汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真方法及裝置，能夠通過(guò)仿真準(zhǔn)確地量化拖曳力矩，有利于提高系統(tǒng)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，為設(shè)計(jì)更高效、更節(jié)能的電驅(qū)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。

2、本技術(shù)第一方面提供了一種汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真方法，包括：

3、在接收到系統(tǒng)輸入力矩之后，獲取減速器幾何模型、減速器表面網(wǎng)格模型以及減速器齒輪的軸齒總成模型；

4、根據(jù)所述減速器幾何模型進(jìn)行基于半隱式粒子法的仿真計(jì)算，得到攪油力矩；

5、根據(jù)所述減速器表面網(wǎng)格模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到風(fēng)阻力矩；

6、根據(jù)所述軸齒總成模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到系統(tǒng)摩擦力矩；

7、獲取減速器輸入轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

8、根據(jù)所述減速器輸入轉(zhuǎn)速、所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述攪油力矩、所述風(fēng)阻力矩以及所述系統(tǒng)摩擦力矩，計(jì)算總成拖曳力矩。

9、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述減速器幾何模型進(jìn)行基于半隱式粒子法的仿真計(jì)算，得到攪油力矩，包括：

10、對(duì)所述減速器幾何模型進(jìn)行模型前處理，得到零件分組模型；

11、將所述零件分組模型導(dǎo)入至在求解器中，并將所述求解器添加至固體域；

12、創(chuàng)建流體域，并為所述流體域配置油液參數(shù)，得到配置好的流體域；

13、對(duì)所述固體域進(jìn)行軸齒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)置，得到設(shè)置好的固體域；

14、為所述求解器配置求解器參數(shù)，得到配置好的求解器；

15、根據(jù)所述配置好的流體域、所述設(shè)置好的固體域以及所述配置好的求解器，采用半隱式粒子算法，建立攪油力矩計(jì)算模型；

16、根據(jù)所述攪油力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第一仿真計(jì)算結(jié)果；

17、根據(jù)所述第一仿真計(jì)算結(jié)果，獲取攪油力矩。

18、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述減速器表面網(wǎng)格模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到風(fēng)阻力矩，包括：

19、在所述減速器表面網(wǎng)格模型中定義齒輪旋轉(zhuǎn)包絡(luò)面，得到第一計(jì)算模型；

20、根據(jù)所述齒輪旋轉(zhuǎn)包絡(luò)面為所述第一計(jì)算模型設(shè)置齒輪箱內(nèi)空間的計(jì)算域，得到第二計(jì)算模型；

21、對(duì)所述第二計(jì)算模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到第三計(jì)算模型；

22、對(duì)所述第三計(jì)算模型進(jìn)行齒面附近局部加密處理，得到第四計(jì)算模型；

23、為所述第四計(jì)算模型中的計(jì)算域添加物理模型，得到第五計(jì)算模型；

24、根據(jù)有限元算法為所述第四計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算邊界設(shè)置，得到風(fēng)阻力矩計(jì)算模型；

25、根據(jù)所述風(fēng)阻力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第二仿真計(jì)算結(jié)果；

26、根據(jù)所述第二仿真計(jì)算結(jié)果，獲取風(fēng)阻力矩。

27、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述軸齒總成模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到系統(tǒng)摩擦力矩，包括：

28、對(duì)所述軸齒總成模型進(jìn)行材料參數(shù)配置，得到第一配置模型；

29、對(duì)所述第一配置模型進(jìn)行大小齒輪接觸面分組，得到分組結(jié)果；

30、根據(jù)所述分組結(jié)果對(duì)所述第一配置模型進(jìn)行網(wǎng)格局部加密處理，得到第二配置模型；

31、對(duì)所述第二配置模型進(jìn)行鏈接參數(shù)配置，得到第三配置模型；

32、根據(jù)有限元算法對(duì)所述第三配置模型進(jìn)行計(jì)算設(shè)置，得到系統(tǒng)摩擦力矩計(jì)算模型；

33、根據(jù)所述系統(tǒng)摩擦力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第三仿真計(jì)算結(jié)果；

34、根據(jù)所述第三仿真計(jì)算結(jié)果，獲取系統(tǒng)摩擦力矩。

35、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述減速器輸入轉(zhuǎn)速、所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述攪油力矩、所述風(fēng)阻力矩以及所述系統(tǒng)摩擦力矩，計(jì)算總成拖曳力矩，包括：

36、獲取減速器擋位速比；

37、根據(jù)所述減速器輸入轉(zhuǎn)速和所述減速器擋位速比，計(jì)算減速器輸出轉(zhuǎn)速；

38、根據(jù)所述減速器輸出轉(zhuǎn)速計(jì)算減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率；

39、根據(jù)所述減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率、所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述攪油力矩、所述風(fēng)阻力矩以及所述系統(tǒng)摩擦力矩，計(jì)算總成拖曳力矩。

40、進(jìn)一步地，所述總成拖曳力矩的計(jì)算公式為：

41、

42、其中，tin為所述總成拖曳力矩，tvisc為所述攪油力矩，twind為所述風(fēng)阻力矩，tf為所述系統(tǒng)摩擦力矩，jout為所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為所述減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率；

43、其中，tout為減速器輸出力矩，tout＝0。

44、本技術(shù)第二方面提供了一種汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真裝置，所述汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真裝置包括：

45、第一獲取單元，用于在接收到系統(tǒng)輸入力矩之后，獲取減速器幾何模型、減速器表面網(wǎng)格模型以及減速器齒輪的軸齒總成模型；

46、第一仿真單元，用于根據(jù)所述減速器幾何模型進(jìn)行基于半隱式粒子法的仿真計(jì)算，得到攪油力矩；

47、第二仿真單元，用于根據(jù)所述減速器表面網(wǎng)格模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到風(fēng)阻力矩；

48、第三仿真單元，用于根據(jù)所述軸齒總成模型進(jìn)行基于有限元方法的仿真計(jì)算，得到系統(tǒng)摩擦力矩；

49、第二獲取單元，用于獲取減速器輸入轉(zhuǎn)速和輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；

50、計(jì)算單元，用于根據(jù)所述減速器輸入轉(zhuǎn)速、所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述攪油力矩、所述風(fēng)阻力矩以及所述系統(tǒng)摩擦力矩，計(jì)算總成拖曳力矩。

51、進(jìn)一步地，所述第一仿真單元包括：

52、前處理子單元，用于對(duì)所述減速器幾何模型進(jìn)行模型前處理，得到零件分組模型；

53、導(dǎo)入子單元，用于將所述零件分組模型導(dǎo)入至在求解器中，并將所述求解器添加至固體域；

54、第一配置子單元，用于創(chuàng)建流體域，并為所述流體域配置油液參數(shù)，得到配置好的流體域；

55、所述第一配置子單元，還用于對(duì)所述固體域進(jìn)行軸齒旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)設(shè)置，得到設(shè)置好的固體域；

56、第一設(shè)置子單元，用于為所述求解器配置求解器參數(shù)，得到配置好的求解器；

57、建立子單元，用于根據(jù)所述配置好的流體域、所述設(shè)置好的固體域以及所述配置好的求解器，采用半隱式粒子算法，建立攪油力矩計(jì)算模型；

58、第一仿真子單元，用于根據(jù)所述攪油力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第一仿真計(jì)算結(jié)果；

59、第一獲取子單元，用于根據(jù)所述第一仿真計(jì)算結(jié)果，獲取攪油力矩。

60、進(jìn)一步地，所述第二仿真單元包括：

61、定義子單元，用于在所述減速器表面網(wǎng)格模型中定義齒輪旋轉(zhuǎn)包絡(luò)面，得到第一計(jì)算模型；

62、第二設(shè)置子單元，用于根據(jù)所述齒輪旋轉(zhuǎn)包絡(luò)面為所述第一計(jì)算模型設(shè)置齒輪箱內(nèi)空間的計(jì)算域，得到第二計(jì)算模型；

63、劃分子單元，用于對(duì)所述第二計(jì)算模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到第三計(jì)算模型；

64、第一加密子單元，用于對(duì)所述第三計(jì)算模型進(jìn)行齒面附近局部加密處理，得到第四計(jì)算模型；

65、添加子單元，用于為所述第四計(jì)算模型中的計(jì)算域添加物理模型，得到第五計(jì)算模型；

66、第三設(shè)置子單元，用于根據(jù)有限元算法為所述第四計(jì)算模型進(jìn)行計(jì)算邊界設(shè)置，得到風(fēng)阻力矩計(jì)算模型；

67、第二仿真子單元，用于根據(jù)所述風(fēng)阻力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第二仿真計(jì)算結(jié)果；

68、第二獲取子單元，用于根據(jù)所述第二仿真計(jì)算結(jié)果，獲取風(fēng)阻力矩。

69、進(jìn)一步地，所述第三仿真單元包括：

70、第二配置子單元，用于對(duì)所述軸齒總成模型進(jìn)行材料參數(shù)配置，得到第一配置模型；

71、分組子單元，用于對(duì)所述第一配置模型進(jìn)行大小齒輪接觸面分組，得到分組結(jié)果；

72、第二加密子單元，用于根據(jù)所述分組結(jié)果對(duì)所述第一配置模型進(jìn)行網(wǎng)格局部加密處理，得到第二配置模型；

73、第三配置子單元，用于對(duì)所述第二配置模型進(jìn)行鏈接參數(shù)配置，得到第三配置模型；

74、計(jì)算設(shè)置子單元，用于根據(jù)有限元算法對(duì)所述第三配置模型進(jìn)行計(jì)算設(shè)置，得到系統(tǒng)摩擦力矩計(jì)算模型；

75、第三仿真子單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)摩擦力矩計(jì)算模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到第三仿真計(jì)算結(jié)果；

76、第三獲取子單元，用于根據(jù)所述第三仿真計(jì)算結(jié)果，獲取系統(tǒng)摩擦力矩。

77、進(jìn)一步地，所述計(jì)算單元包括：

78、第四獲取子單元，用于獲取減速器擋位速比；

79、計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述減速器輸入轉(zhuǎn)速和所述減速器擋位速比，計(jì)算減速器輸出轉(zhuǎn)速；

80、所述計(jì)算子單元，還用于根據(jù)所述減速器輸出轉(zhuǎn)速計(jì)算減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率；

81、所述計(jì)算子單元，還用于根據(jù)所述減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率、所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、所述攪油力矩、所述風(fēng)阻力矩以及所述系統(tǒng)摩擦力矩，計(jì)算總成拖曳力矩。

82、進(jìn)一步地，所述總成拖曳力矩的計(jì)算公式為：

83、

84、其中，tin為所述總成拖曳力矩，tvisc為所述攪油力矩，twind為所述風(fēng)阻力矩，tf為所述系統(tǒng)摩擦力矩，jout為所述輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為所述減速器輸出轉(zhuǎn)速對(duì)時(shí)間的變化率；

85、其中，tout為減速器輸出力矩，tout＝0。

86、本技術(shù)第三方面提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器以及處理器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述處理器運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序以使所述電子設(shè)備執(zhí)行本技術(shù)第一方面中任一項(xiàng)所述的汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真方法。

87、本技術(shù)第四方面提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，所述計(jì)算機(jī)程序指令被一處理器讀取并運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行本技術(shù)第一方面中任一項(xiàng)所述的汽車(chē)電驅(qū)系統(tǒng)減速器拖曳力矩仿真方法。

88、本技術(shù)的有益效果為：該方法及裝置能夠通過(guò)精確模擬電驅(qū)減速器在不同工況下的非動(dòng)力傳遞過(guò)程中的拖曳損失(即當(dāng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)不輸出動(dòng)力但仍保持旋轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)部摩擦和風(fēng)阻等損耗)，從而為設(shè)計(jì)更高效、更節(jié)能的電驅(qū)系統(tǒng)提供科學(xué)依據(jù)。