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    360重庆时时彩开奖历史: 一种汽车数字化协同研发平台系统架构.pdf

    关 键 词:
    一种 汽车 数字化 协同 研发 平台 系统 架构
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410089219.3

    申请日:

    2014.03.12

    公开号:

    CN103870273A

    公开日:

    2014.06.18

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 9/44申请公布日:20140618|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 9/44申请日:20140312|||公开
    IPC分类号: G06F9/44 主分类号: G06F9/44
    申请人: 同济大学
    发明人: 吴光强; 牛治东; 郭强; 黄焕军; 余家皓; 鞠丽娟
    地址: 200092 上海市杨浦区四平路1239号
    优先权:
    专利代理机构: 上海东亚专利商标代理有限公司 31208 代理人: 陈树德;罗习群
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410089219.3

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.12.08|||2014.07.16|||2014.06.18

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供了一种适用于汽车数字化协同研发的平台系统架构,包括:汽车动力系统匹配架构,选择动力系统中各部件参数,为整车设计和模型建立提供数据支撑;三维道路建模架构,为研究整车动力性、操稳性和平顺性等仿真分析提供虚拟环境;汽车整车参数化装配架构,实现整车部件的参数化装配,为整车的参数化设计提供支持;汽车整车建模与分析架构,实现整车模型的快速建立,并对模型进行动力学仿真与验证,上述架构基于汽车参数库、汽车模型库利用汽车参数化集成设计方法与网络云技术的异地协同文件传输,实现汽车异地协同设计与研发。解决汽车动力系统匹配,三维数字化道路建模,整车自动化装配和整车建模及分析等技术难题,以提高汽车产品的设计效率。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,包括:汽车动力系统匹配架构,选择动力系统中各部件参数,为整车设计和模型建立提供数据支撑;三维道路建模架构,为研究整车动力性、操稳性和平顺性等仿真分析提供虚拟环境;汽车整车参数化装配架构,实现整车部件的参数化装配,为整车的参数化设计提供支持;汽车整车建模与分析架构,实现整车模型的快速建立,并对模型进行动力学仿真与验证,上述架构基于汽车参数库、汽车模型库利用汽车参数化集成设计方法与网络云技术的异地协同文件传输,实现汽车异地协同设计与研发。

    2.  按权利要求1所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述汽车动力系统匹配架构,分为三个阶段:初步设计阶段,首先在汽车参数库中确定动力源的类型,然后以发动机或驱动电机的特点确定变数器的传动比范围;参数确定阶段,首先确定变速器和主减速器的传动比,然后以汽车的基本参数和性能指标来计算得到发动机或驱动电机和蓄电池的参数;性能比较阶段,以计算得到的结构参数和动力系统的各参数,搭建的汽车仿真模型,以汽车性能指标要求对上述参数设计方案进行校核;所述三维道路建模架构,以仿真和分析的需要,利用汽车模型数据库重现汽车行驶中遇到的各种道路条件和使用条件;所述汽车整车参数化装配架构,指以不同汽车队前后悬架性能、驱动型式、电池布置位置、电池基本参数等的不同要求,实现汽车整车的自动化装配;所述汽车整车建模与分析架构,分为建模和分析两部分,建模是由用户分别选定汽车各部分的型式和汽车的一些总体参数,程序以用户的需要将合适的部件、子系统、模板等组合成一个汽车的整车多体模型,分析是对所述整车多体模型进行动力学仿真及验证。

    3.  按权利要求1所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述汽车参数库,由各组件参数库,整车基本参数库,整车性能参数组成。

    4.  按权利要求3所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述各组件参数库,有发动机、电动机、前悬架、后悬架、制动系统、轮胎、转向系统和驱动系统组成。

    5.  按权利要求3所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述整车基本参数库,有整车主要外部尺寸、整车主要质量参数、整车经济性及通过参数和整车转向系参数组成。

    6.  按权利要求3所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述整车性能参数,按汽车性能指标的要求,搭建汽车仿真模型。

    7.  按权利要求1所述的一种汽车数字化研发平台系统架构,其特征在于,所述汽车模型库,由汽车整车CATIA模型库、汽车整车ADAMS模型库,数字化三维路面模型库组成和三维图形显示区组成。

    说明书

    说明书一种汽车数字化协同研发平台系统架构
    技术领域
    本发明涉及一种汽车数字化研发平台系统架构,尤其涉及一种适用于汽车的协同设计与开发的平台管理系统架构。
    背景技术
    近年来,随着汽车相关技术的进步,特别是新能源汽车技术的发展,汽车的发展迎来新的机遇。在这样的大背景下,国内外诸多汽车企业开始了新能源汽车的研发,以期突破整车布置和结构设计、整车各性能分析与优化、动力驱动系统匹配设计以及能量管理系统等多方面的汽车关键技术。本发明拟解决基于虚拟样机(Virtual Prototyping)的汽车数字化设计与协同研发支撑平台的管理系统架构,并将该平台架构用于汽车的设计和研发中,以期给企业节省研发成本,并带来实际的经济效益,提高生产力水平和市场竞争力。
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是要提供一种可以适用于汽车协同设计与开发的平台系统架构,解决汽车动力系统匹配,三维数字化道路建模,整车自动化装配和整车建模及分析等技术难题,以提高汽车产品的设计效率,降低研发成本。
    为了解决以上技术问题,本发明提供一种适用于汽车数字化协同研发的平台系统架构,包括:
    汽车动力系统匹配架构,选择动力系统中各部件参数,为整车设计和模型建立提供数据支撑;
    三维道路建模架构,为研究整车动力性、操稳性和平顺性等仿真分析提供虚拟环境;
    汽车整车参数化装配架构,实现整车部件的参数化装配,为整车的参数化设计提供支持;
    汽车整车建模与分析架构,实现整车模型的快速建立,并对模型进行动力学仿真与验证,
    上述架构基于汽车参数库、汽车模型库利用汽车参数化集成设计方法与网络云技术的异地协同文件传输,实现汽车异地协同设计与研发。
    所述汽车动力系统匹配架构,分为三个阶段:初步设计阶段,首先在汽车参数库中确定动力源的类型,然后以发动机或驱动电机的特点确定变数器的传动比范围;参数确定阶段,首先确定变速器和主减速器的传动比,然后以汽车的基本参数和性能指标来计算得到发动机或驱动电机和蓄电池的参数;性能比较阶段,以计算得到的结构参数和动力系统的各参数,搭建的汽车仿真模型,以汽车性能指标要求对上述参数设计方案进行校核;
    所述三维道路建模架构,以仿真和分析的需要,利用汽车模型数据库重现汽车行驶中遇到的各种道路条件和使用条件;
    所述汽车整车参数化装配架构,指以不同汽车队前后悬架性能、驱动型式、电池布置位置、电池基本参数等的不同要求,实现汽车整车的自动化装配;
    所述汽车整车建模与分析架构,分为建模和分析两部分,建模是由用户分别选定汽车各部分的型式和汽车的一些总体参数,程序以用户的需要将合适的部件、子系统、模板等组合成一个汽车的整车多体模型,分析是对所述整车多体模型进行动力学仿真及验证。
    所述汽车参数库,由,整车基本参数库,整车性能参数组成。
    所述的一种汽车数字化研发平台管理系统架构,其特征在于,所述各组件参数库,有发动机、电动机、前悬架、后悬架、制动系统、轮胎、转向系统和驱动系统组成;
    所述整车基本参数库,有整车主要外部尺寸、整车主要质量参数、整车经济性及通过参数和整车转向系参数组成;
    所述整车性能参数,按汽车性能指标的要求,搭建汽车仿真模型。
    所述汽车模型库,由整车及部件模型,数字化三维路面模型库组成;所述整车及部件模型,包括汽车整车CATIA模型库、汽车整车ADAMS模型库。
    本发明的优点在于利用汽车参数化集成设计方法与云技术,融合数字化汽车仿真环境,形成汽车异地协同研发支撑环境,实现汽车设计与开发的异地协同。缩短产品设计周期,提高设计质量,降低研发成本,并具有开放性的特点,可实时对平台管理系统的数据和信息进行维护及更新,扩大其应用范围,并可对其做进一步的推广及应用。
    附图说明
    图1是本发明的系统架构;
    图2是汽车动力系统匹配架构;
    图3是三维道路建模架构;
    图4是汽车参数化装配架构;
    图5是汽车建模与分析架构;
    图6是汽车参数库结构框图;
    图7是汽车模型库结构框图;
    图中标号说明:
    1-汽车参数库;2-云文件异地协同;3-汽车模型库;4-汽车动力系统匹配架构;5-汽车整车参数化装配架构;6-汽车正和建模与分析架构;7-三维道路建模架构。
    具体实施方式
    请参阅附图1所示,本发明包括汽车动力系统匹配架构、三维道路建模架构、汽车整车参数化装配架构和汽车整车建模与分析架构。作为平台管理系统架构的组成部分,各个部分之间各自独立,又相互联系,整个系统是一个有机的整体。
    汽车动力系统匹配架构4,请参阅图2所示,主要指根据整车动力性能要求,科学合理的选择动力系统中各部件参数,为整车设计和模型建立提供数据支撑;三维道路建模架构,针对不同的整车模型和仿真需求生成不同的路面模型,为研究整车动力性、操稳性和平顺性等仿真分析提供虚拟环境;汽车整车参数化装配架构5,实现整车部件的参数化装配,为整车的参数化设计提供数据支持;汽车整车建模与分析架构6,可以实现整车模型的快速建立,并可对模型进行动力学仿真与验证。
    汽车动力系统匹配架构4是平台管理系统架构的重要组成部分,该架构主要分为三个阶段:初步设计;参数确定;性能校核。初步设计阶段首先确定动力源的类型,然后根据发动机(驱动电机)的特点确定变速器的传动比范围;参数确定阶段首先确定的变速器和主减速器的传动比,然后根据汽车的基本参数和性能指标来计算得到发动机(驱动电机和蓄电池)参数;性能校核阶段根据计算得到的结构参数和动力系统的各参数,搭建的汽车仿真模型,根据汽车性能指标要求对上述参数设计方案进行校核,如果校核不合格,则返回修正结构或动力系统参数。
    汽车整车参数化装配架5构指根据不同汽车对前后悬架性能、驱动型式、电池布置位置、电池基本参数等的不同要求,实现汽车整车的自动化装配??筛菡瞪杓坪推ヅ涞男枰?,生成不同型式的汽车三维模型。
    汽车整车建模与分析架构6分为两部分,建模和分析。用户分别选定汽车各部分的形式(例如:前后悬架、驱动形式等)和汽车的一些总体参数(如:轴距、轮距、轮胎型号等),程序便根据用户的需要将合适的部件、子系统、模板等组合成一个汽车的整车多体模型,并可以对其进行动力学仿真及验证。
    三维道路建模架构7是汽车数字化试验场的关键, 此架构的目的就是根据仿真和分析的需要来重现汽车行驶中遇到的各种道路条件和使用条件。该架构中可实现多种三维路面的参数设计,针对不同车速和仿真时间,可自行设计路面的长度,使之满足仿真需要。这些路面文件可用于汽车的动力学性能分析中,且可根据需要对该架构中的路面模型进行扩展,以满足更多仿真环境的需要。
    上述架构的实现基于汽车参数库1、汽车模型库利用汽车参数化集成设计方法与云文件异地协2,实现汽车异地协同设计与研发。
    汽车参数库1由整车基本参数库,整车性能参数组成??筛莶问庵械氖莺托畔⒔卸ο低巢问ヅ?。
    各部件参数库有九大部分组成:发动机、电动机、前悬架、后悬架、制动系统、轮胎、转向系统和驱动系统。九个??榘ǖ闹饕谌莼鞠嗤?,以前悬架为例,可选择前悬架的类型、结构参数和性能参数等。其它??橛肭靶芾嗨?。另外,因平台管理系统具有开放性,可实时对汽车各部件数据和信息进行维护及更新
    整车基本参数库2有整车主要外部尺寸、整车主要质量参数、整车经济性及通过参数和整车转向系参数。
    整车性能参数,分为电动汽车和传统汽车两条匹配路线,在电动汽车匹配路线中,输入某汽车的基本参数和动力系统参数?;静问?,包括整备质量、满载质量、主传动比、传动效率、风阻系数、迎风面积、轮胎半径、滚阻系数、旋转质量换算系数。动力系统参数,包括最高车速、爬坡车速、最高爬坡度、0-100km/h加速时间、匀速行驶里程、匀速行驶车速。确定好这两部分参数后,可进行电机参数的计算,可以按设计的实际情况修改各基本参数(变速器速比、电机基速比、初定电机过载系数)。参数确定后,分别进行转速计算、功率计算和转矩计算部分。本部分可以计算得到电机最高转速/额定转速、最高功率/额定功率、最大转矩/额定转矩。然后设置蓄电池的基本参数(动力系统母线电压、驱动电机及其控制器效率、蓄电池放电深度、蓄电池放电效率、汽车附件能量消耗比例系数),计算得到蓄电池容量和最大放电率。根据计算得到的结构参数和动力系统的各参数,搭建的电动汽车仿真模型。根据汽车性能指标要求对上述参数设计方案进行校核。得到的匹配结果若满足性能要求,则对结果进行保存,为下面的整车装配和仿真分析做准备。如果校核不合格,则返回修正结构或动力系统参数。传统汽车匹配路线,和电动汽车匹配基本相同,动力源选发动机即可。
    汽车模型库3由汽车整车CATIA模型库、汽车整车ADAMS模型库,数字化三维路面模型库组成和三维图形显示区组成。
    CATIA模型库和ADAMS模型库中都包括发动机、电动机、电池、轮胎、车身、前悬架、后悬架、转向系统、制动系统。汽车整车CATIA模型库包括CATIA整车参数化装配,主要有4个结构框组成,分别驱动形式、悬架形式、电池(发动机)布置位置以及基本布置参数。前悬架可选项有:麦弗逊式独立悬架、双横臂式独立悬架、多连杆式独立悬架;后悬架可选项有:扭转梁式不独立悬架、连杆立柱悬架、多连杆独立悬架;集中驱动包括:电机前置前驱(固定传动比)、电机前置前驱(可变传动比)、发动机前置前驱、发动机后置后驱、发动机前置后驱;分布式驱动包括:四轮轮毂电机、二轮轮毂电机;电池布置位置包括:座椅下方、后备箱下方;基本布置参数包括:轴距、前轮轮距、后轮轮距、车轮半径。设置参数后,整车模型自动开始装配,得到整车模型,可查看模型是否满足需求,若满足,可对其进行保存,为下面仿真分析做准备,若不满足,则重新开始选择并装配。
    汽车整车ADAMS模型库包括整车建模与分析,该架构可根据选择的悬架类型、轴距、轮距、轮胎半径、驱动形式(包括四驱和分布式驱动)和给定的发动机或电机文件,自动地生成一个多体动力学整车模型。根据选择的路面文件,进行动力学仿真分析,并进行试验验证。
    三维路面模型库,该数据库与三维道路建模架构7可实现多种三维路面的参数设计,针对不同车速和仿真时间,可自行设计路面的长度,使之满足仿真需要。生成的路面文件包含了路面节点及单元信息,其格式与MSC.ADAMS路面文件格式一致,与ADAMS具有较强的兼容性,可提高整车多体动力学仿真的效率。该??樘峁┑穆访婺P凸簿胖?,包括:交替摆动路面(Alternate Surface)、大扭曲路面(Body Twist lane)、共振路(Chatterstrip)、石块路(Pave Surface)、槽型路一(Pothole 1 Track)、槽型路二(Pothole 2 Track)、波纹路(Ripple Track)、搓板路一(Washboard 1 Track)、搓板路二(Washboard 2 Track)。这些路面文件均可用于汽车的动力性能分析中??筛菪枰月访嫖募欣┱?,以满足更多仿真环境的需要。若生成的路面文件满足要求,则把路面文件进行保存,用于仿真分析;若不满足要求,则重新进行路面文件的生成。
    三维图形显示区包括三维(3D)模型显示区和ADAMS模型显示区,用于各组件和整车模型的显示。

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