[发明专利]一种基于道路载荷谱的新能源产品寿命设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于道路载荷谱的新能源产品寿命设计方法及系统，属于新能源产品寿命设计技术领域。首先将目标工况现有道路载荷谱按车速和轮端扭矩分类累计并转化到目标寿命里程；其次根据新产品的设计速比和电机参数，依据电机效率优先原则确定每个车速和扭矩段应挂入的档位；再将每一扭矩段下不同车速的使用时间按档位统一转化到目标车速；依据等效损伤理论，将各档位在目标转速下的使用时间按扭矩段加速到目标扭矩并按档位累加，获得新产品参数下的加速载荷谱；最后依据加速载荷谱进行实验或仿真，对新产品的寿命设计进行指导和验证。依据实际道路载荷谱指导新产品的寿命设计，可以显著提升产品可靠性，并极大缩短新产品开发周期。

技术领域

本发明属于新能源产品寿命设计技术领域，具体涉及一种基于道路载荷谱的新能源产品寿命设计方法及系统。

背景技术

电机驱动的新能源动力总成产品，以其高效、清洁、环保的特点，逐步替代发动机成为乘用车甚至商用车的主流动力源。新能源动力总成与传统动力总成相比，最大的区别在于：1、电机的转速高，转速区间大；2、档位少，整体速比大。这就使新能源动力总成在新产品开发时对寿命的设计尤为关键，一般情况下产品的使用寿命是通过加载实际道路载荷谱的台架实验或仿真进行设计验证的，但是在新产品开发时，并没有现成的产品用于实际道路载荷谱的采集，优选的方法是采集相同路况的燃油车或已有产品的新能源车道路载荷谱转化到新开发产品的参数上进行寿命设计。

目前一些新能源动力总成在设计开发和验证过程中使用的大都是非优选的通过固定路况比例拟合的虚拟载荷谱，而一些使用真实道路载荷谱的新能源动力总成，在使用真实道路载荷谱往新产品参数上转化时，方法较为简单，与实际使用工况相差大。这样使得开发出的新能源产品往往不能很好地满足实际工况使用要求，实际寿命与设计目标存在较大差距。因而需要一种能够指导新能源动力总成的寿命设计和验证，有效提升新产品的可靠性的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于道路载荷谱的新能源产品寿命设计方法及系统，解决开发出的新能源产品不能很好满足实际工况使用要求的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种基于道路载荷谱的新能源产品寿命设计方法，步骤如下：

1)将目标工况的道路载荷谱按照车速和轮端扭矩分类累计，并转化到目标寿命里程，得到车速-扭矩分布谱；

2)确定车速-扭矩分布谱中每个车速和扭矩段在新产品设计参数下的档位；

3)根据步骤2)确定的档位，计算各扭矩下各个档位的行驶里程，根据各个档位的行驶里程和目标车速，获得各扭矩在目标车速下的使用时间；

4)将步骤3)获得的各扭矩在目标转速下的使用时间向目标扭矩加速并累加，获得新产品参数下的加速载荷谱；

5)根据步骤4)获得的加速载荷谱对新产品进行实验或仿真，对新产品的寿命设计进行指导和验证。

优选地，步骤1)的具体步骤为：首先确定车速、扭矩分段的级差，然后按照分好段的车速和扭矩对路谱原始数据进行累计，得到各车速、扭矩条件下的使用时间；最后将得到的各车速、扭矩条件下的使用时间向目标寿命里程转化，得到目标路况、目标里程下的车速-扭矩分布谱。

进一步优选地，车速级差为5km/h，扭矩级差为2000Nm。

优选地，将得到的各车速、扭矩条件下的使用时间乘以系数向目标寿命里程转化，所述系数的计算公式为：

其中，k为系数，L_o为目标寿命里程，L为路谱采集里程。