[发明专利]一种汽车道路滑行试验风阻系数计算方法及装置

说明书

本发明涉及一种汽车道路滑行试验风阻系数计算方法及装置，其方法包括：获取车辆的风洞试验数据和滑行试验数据；根据所述风洞试验数据和滑行试验数据，构建基于风阻系数的非线性回归模型；基于换元法，将所述非线性回归模型转化为线性回归模型，并通过最小二乘法求解所述线性回归模型的参数最优解；根据所述参数最优解，计算车辆在滑行试验过程中的风阻系数。本发明通过风洞试验数据和滑行试验数据的融合，并结合线性回归模型得到滑行试验过程中与车速和偏航一一对应的风阻系数，提高了风阻系数适用场景的有效性和实用性，也有利于准确评估整车能耗。

技术领域

本发明属于车辆试验仿真术领域，具体涉及一一种汽车道路滑行试验风阻系数计算方法及装置。

背景技术

近年来，全球低碳环保的理念逐步深入人心，各地汽车污染物和排放的法规也愈加严苛。新能源汽车随之也大量普及，其续航里程也成为消费者关注的焦点。提升续航里程的主要依赖于优化整车能耗和提高电池电容量。其中，降低整车空气阻力是最经济的降低整车能耗的方式。目前，评估整车风阻系数的方式主要有三种：风洞试验、计算流体动力学(CFD)以及道路滑行试验。风洞试验和CFD方法作为整车空气动力学开发的手段，具有快速响应的优点，业内OEM大多将风洞试验数据作为整车空气动力学评价标准。然而，风洞试验的流场环境与真实路面存在较大差异，主要体现在地面模拟、阻塞效应和环境风等。

滑行试验，作为测试整车道路载荷的主要手段，也能间接评价整车的风阻系数，其测试环境是真实路面。相比风洞试验，滑行试验与消费者的使用场景更加接近。道路滑行试验在GB 18352.6-2016中有详细描述，其主要过程是将汽车在平直道路上开至一定速度后，撤销汽车动力，让汽车在空气阻力、轮胎滚动阻力、汽车传动系统阻力的作用下逐渐减速。根据滑行试验过程中的受力分析：

F＝m_edv/dt＝A+Bv+Cv²，

式中：m_e为汽车整备质量、试验员质量、配重和等效当量惯量之和，kg；dv/dt为加速度，m/s²；v为汽车车速，km/h；F为汽车行驶阻力，N；A为道路载荷常数项，N；B为道路载荷一次项系数，N/km/h；C为道路载荷二次项系数N/(km/h)2。试验过程中测试汽车滑行过程中的速度时间数据，通过二次多项式拟合得到系数。一般认为二次项系数C，仅仅与风阻系数有关，即：

从而

其中：Cd为风阻系数，ρ为空气密度，A为整车迎风面积，以此方法得到的风阻系数往往比风洞中无偏航下的结果大0.02以上。这种方法主要存在以下缺陷：(1)二次项系数并不只是与风阻系数有关，也与机械阻力存在关系，直接由二次项系数推得风阻系数并不准确；(2)道路试验中存在随机因素的影响，尤其是随机阵风带来的偏航会影响风阻系数，车速不同也会影响偏航角的大小。因此，整个滑行试验过程中，风阻系数并不是恒定的，而是随车速变化的，上述的推导过程并没有考虑偏航角变化带来的影响；(3)曲线拟合本身是一种局部寻优的过程，其拟合结果受参数初值和拟合函数影响极大。道路载荷二次多项式拟合过程中，一般未加任何参数约束，拟合的随机性很大，拟合出参数值并不一定具备实际物理意义。因此，这种方法得到的风阻系数重复性较差，得到的值也不一定是真实的风阻系数，只能作为风洞试验结果的参考。因此，如何得到汽车道路滑行试验中随风速和车速变化的风阻系数是亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决风阻系数有效性和实用性的问题，在本发明的第一方面提供了一种汽车道路滑行试验风阻系数计算方法，包括：获取车辆的风洞试验数据和滑行试验数据；根据所述风洞试验数据和滑行试验数据，构建基于风阻系数的非线性回归模型；基于换元法，将所述非线性回归模型转化为线性回归模型，并通过最小二乘法求解所述线性回归模型的参数最优解；根据所述参数最优解，计算车辆在滑行试验过程中的风阻系数。