3.4.1 汽油車的動力性與經濟性仿真設計

廣義的汽車動力性包括了全節氣門開度的動力性和部分節氣門開度的動力性，而部分節氣門開度的動力性也通常定義為駕駛性的一部分。而狹義的汽車動力性指全節氣門開度動力性，通常用最高車速、加速時間、爬坡性能指標來衡量。

經濟性通常采用等速油耗或循環工況油耗來評價，目前廣泛應用的乘用車運轉循環有NEDC循環、FTP75循環、JC08循環、WLTC循環和CLTC循環。我國評價工況于2021年從NEDC循環轉換至WLTC循環。相對穩態工況較多的NEDC循環，WLTC循環幾乎沒有等速工況，加速度提升，最高車速上升，怠速工況占比減少等，對油耗、排放而言更加嚴苛。NEDC、WLTC、CLTC工況對比如圖3-3所示。

圖3-3 NEDC、WLTC、CLTC工況對比

不同工況加速度不同，發動機的工況點也有較大差異，如圖3-4所示。紅色是WLTC工況點，綠色是CLTC工況點，藍色是NEDC工況點。因WLTC和CLTC加減速工況較多，加速度較大，與穩態較多的NEDC工況相比，工況點明顯偏上，這對發動機的低速高負荷性能提出了更高要求。

圖3-4 不同循環工況的工況點

在工程化項目中，汽車動力經濟性能指標主要通過專門的動力經濟性指標計算軟件得出，常用的軟件有AVL CRUISE、GT-SUITE、Amsim、Matlab等。本章以AVL CRUISE進行經濟性仿真分析為例說明。AVL CRUISE軟件提供了圖形化的交互環境，只需從模塊庫中拖出相應元件，就能迅速建立系統的結構框圖，輸入模型參數，連接數據總線，設置仿真任務，便可快速得到系統模型，具體建模分析流程如圖3-5所示，AVL CRUISE仿真模型軟件界面如圖3-6所示。

圖3-5 AVL CRUISE仿真建模分析流程

圖3-6 AVL CRUISE仿真模型軟件界面

動力經濟性仿真主要的輸入參數有發動機（基本參數、萬有特性、節氣門開度特性等）、液力變矩器（配置液力變矩器的車型）、變速器（針對有級變速器的傳動比、效率、慣量、換檔規律）、車輪（半徑、慣量等）、整車阻力（各種阻力輸入方式）等參數。通過軟件計算，可自動獲得動力性仿真計算結果，見表3-10。經濟性仿真結果如圖3-7所示，該圖為基于AVL CRUISE軟件計算的WLTC工況瞬時油耗數據，最終綜合油耗由瞬時油耗的積分值除以行駛里程得出。

表3-10 某車型動力性仿真計算結果

圖3-7 WLTC工況經濟性仿真油耗結果