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ADVISOR 2025应用与实例分析
Application of ADVISOR 2025
with Examples
武汉理工大学汽车工程学院 张劼 编
目 录
第一章 ADVISOR介绍 1
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，谁可从其运用中获益 1
2
2
3
第二章 ADVISOR的使用 4
（图形用户界面） 4
5
9
15
第三章 ADVISOR工作原理及机制 18
18
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19
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20
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24
29
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、车轮和制动 38
44
第四章 实例应用 53
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ADVISOR 2025应用与实例分析
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第一章 ADVISOR介绍
，谁可从其运用中获益
ADVISOR（ADvanced VehIcle SimulatOR，先进车辆仿真器），最初源于美国再生能源实验室（NREL，National Renewable Energy Laboratory），该软件基于Matlab和Simulink平台进行开发和运行，并且集模型、数据和脚本文件于一体。ADVISOR主要用来对各种车辆的行驶状态和燃油经济性进行快速分析，涉及车种包括传统汽车、纯电动车及混合动力车型。ADVISOR同时也支持对用户自定义的动力传动系统进行细致的仿真和分析。用户可以在ADVISOR自带的车辆数据库和算法基础上进行修改和自定义，得到最佳模型和算法，以便充分利用Simulink灵活的建模能力和Matlab强大的分析能力。
ADVISOR对下述研究和活动具有积极意义：
● 对还未制造出来的车辆进行燃油经济性估计；
● 了解传统车辆、纯电动车以及混合动力车如何在整套动力传动系统中利用能量，以及能量在此间的损失情况；
● 比较几种车型的尾气排放情况；
● 为混合动力车的能源转换设备优化其能源管理策略；
● 优化传动装置及变速器的齿轮比，减小燃油消耗并加强车辆性能，等等。
ADVISOR中的模型：
● 多数基于经验，主要依靠在实验室测定的动力传动部件的输入/输出关系及性能；
● 属于准静止模型，所用数据是在稳定状态下（例如保持转速与转矩不变）测试得到的，然后利用瞬间作用（例如动力传动部件的转动惯性）来修正所测值。
ADVISOR始自1994年11月，经历多次修改完善，旨在为美国能源部DOE（Department of Energy）开发某混合动力车的动力传动系统。1998年1月，ADVISOR经过清理和文件化后，对外界开放。至此，该软件逐步渗透到各企业与高校之中，采用率不断提高。
目前，ADVISOR已被AVL公司收购，处于项目冻结状态，不再提供版本更新。对外免费公开的版本是ADVISOR 2025，另有 2026版本可免费试用4个星期。随着汽车品种和汽车技术的不断发展，直接依靠软件自带的数据库和算法来进行模拟仿真，显然已经不够精准。由于ADVISOR完全基于Matlab和Simulink，用户可以方便地修改数据库中的参数及结构，亦可优化算法，使仿真效果达到最佳。
ADVISOR 2025应用与实例分析
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本书可用作初学者的起步指导，也可为有一定基础的使用者提供参考。初学者可按如下步骤循序渐进地学习和掌握ADVISOR：
● 浏览第一章的介绍，获取相关领域的背景，了解ADVISOR作用；
● 阅读第二章的主要使用方法说明，掌握ADVISOR的使用技巧和特点；
● 阅读第三章的ADVISOR工作原理及附录，更好地掌握、理解ADVISOR的假设条件及文件输入/输出功能，提升软件应用能力。
ADVISOR利用基础物理学和汽车部件在实验室测定的性能，来对已经存在的车型或未来车型进行建模。其真正强大之处，就在于对未制造出的车辆进行性能预测。“如果像这样来造一辆车，会是什么性能呢？”ADVISOR正是用来解答此类问题。解答结果通常就是给出一系列的指标，例如燃油消耗、尾气排放、加速及爬坡性能等。
通常，使用者需要完成两个步骤：
● 利用已测定的部件和估计部件，定义出需要仿真的车，并且完善所有数据；
●. 为车辆定义循环行驶试验工况以及道路等级。
ADVISOR将所建汽车模型置于定义的状态下进行仿真，确保汽车在最佳性能下行驶，测定每一瞬间的转矩、速度、电压、电流以及动力在各部件间的传递情况。
ADVISOR允许使用者求解如下的问题：
● 测试汽车可以按照定义循环行驶工况完成运行吗？
● 测试需要消耗多少燃油或者电能？
● 动力传动部件传递的峰值功率怎样？
● 充电状态下，电池在整个循环中的波动情况如何？
● 活塞发动机产生的转矩和转速是怎么分配的？
● 变速器平均效率如何？
通过重复改变汽车参数及循环行驶工况，使用者可接着解答如下的问题：
● 在何种等级的路面上，车辆可以大致保持90km/h？
● 选配最小的发动机，但要让车辆在12s内从0加速到100km/h；
● 3s内由65km/h加速到100km/h，要怎样操作才能使油耗最少？
● 燃油经济性对哪个因素最敏感，质量、空气动力学因素、车辆型号变化还是部件变化？
ADVISOR的GUI（Graphical User Interfaces，图形用户界面）和其他脚本文件可以自动解答这些问题。其他问题需要使用者手动操作，甚至编程解答。
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由于ADVISOR是模块化的，它的各种部件模型可以轻松扩展和改进。例如，电池的电化学模型（包括扩散、极化和热作用）可以很容易地放入仿真汽车中，与发动机模型协同作用，按照测试得到的效率图进行工作。当然，对动力传动部件或其他任何部分的模型进行改进和细化，都要求对Matlab和Simulink工作环境较为熟悉。
ADVISOR主要用于分析，而非设计
ADVISOR已发展为一款分析软件，从一开始就没有试图去解决详细的设计问题。它的部件模型是准静止的，。机械振动、电场振荡等动态特性不能通过ADVISOR仿真。这时，需要与其他一些软件（如Saber、Simplorer、Sinda/Fluint）连接，在这些软件中得到数据，然后传回ADVISOR，来改善ADVISOR对动态问题的解决能力。
作为一款分析软件，ADVISOR将所需车速作为一个输入项，据此来决定传动系的转矩、速度和功率，以便配合车速。此时，信息流的方向为轮胎→车轴→变速箱，与动力传动系统的传递方向刚好相反，因此ADVISOR被称为背向车辆仿真。
另一种仿真方式即为前向车辆仿真。这种方法需要一个驾驶员模型来感知当前车速，并根据所需车速来做出反应（加速或者制动），动力传动系统也会因此做出反应，改变转矩。这种仿真方法非常适合控制系统的设计，例如集成电路和PC板的实现层面设计。
ADVISOR非常适合做估计工作；通过反复改进模型并进行测试，也可用来设计控制逻辑和管理策略。据此，我们可以定义诸如“当发动机输出转矩低而电池电量高时，断开发动机”这样的命令。ADVISOR可执行的控制逻辑，就是使用者希望车辆所做的动作。然而，更加具体的控制系统设计（例如如何利用硬件来实现控制逻辑）涉及到如何让车辆完成定义的动作，这就不是ADVISOR的应用初衷了，因此无法用ADVISOR来解答这些问题。
电能转换器使用功率总线
ADVISOR中，电气部件与其他部件的连接主要考虑功率，而非电压和电流。当与其它软件（如Saber和Simplorer）建立连接时，ADVISOR可以为使用者提供电压总线。
驱动轴只能为单轴
车辆动态计算需要牵引力控制模型和轮胎滑移模型，这些模型是假设驱动轴仅为前轴的情况下建立的。如果想要建立后轴驱动车辆的模型，只需简单的几步就可修正重量转移的计算。作为例子，一个车轮文件已经被修改过并存于软件文档中。若要建立四轮驱动车辆的模型，就必须涉及Simulink的重新编程。
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第二章 ADVISOR的使用
这一章将着重讲解利用GUI及Matlab命令行的简单指令，来使用ADVISOR。
（图形用户界面）
首先介绍如何启动ADVISOR。由于Matlab版本不断升级，在装载ADVISOR 2025工具包后，必须利用advisor ，以便适应高版本的Matlab。现在推荐的启动方式为：
●先启动Matlab，进入其工作界面；
●在命令栏输入“advisor”并回车，，进入文件并点击运行按钮。
。
ADVISOR的欢迎界面
首先，可以在单位（Units）栏中选择使用公制单位还是英制单位。右侧为主要按钮：
●Start 开始按钮，即进入使用；
●Help 帮助按钮，可进入ADVISOR自带的帮助文档；
●Copyright and Disclaimer 版权及否认声明；
●Exit 退出。
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在开始键上方还有个下拉菜单，使用者可以把经常要使用的模块添加到菜单里（点击下拉键，选择edit list来实现添加，），在开始仿真前就选好模块，提高效率。
利用下拉菜单预先选择模块
点击Start进入定义值输入界面。进入后可看到一系列定义车辆的缺省值，。
定义值输入界面
动力传动类型选择
从动力传动类型的菜单（界面右部顶端第二个下拉菜单，名为“Drivetrain Config”）中选择车辆的动力传动构造类型（例如串联型、并联型等等）。一旦更改类型，会导致左侧的汽车图示一起改变，以便形象地显示现在所选的动力传动结构。选定动力传动类型后，此种类型所需的各个部件也会做出相应的更改调整。这里将缺省值parallel(混合动力车，发动机与电动机并联)改为conventional（传统汽车），。可以明显看到，图示车辆的动力传动结构变成了熟悉的传统布局。
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更改Drivetrain Config后的效果
各部件的选择
选定好动力传动类型后，可针对汽车的各个组成部件进行类型选定。可在右侧中部的一系列表单中进行选取，例如发动机的类型、轮胎类型、电池组类型等等,。亦可在左侧图上点击相关的部件来进行修改，。
右侧的选择表单
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点击左侧图例的轮胎，跳出的编辑对话框
编辑变量
选择好汽车所需的部件后，可以对各项输入变量进行修改。一种方法是通过右下角的变量表单来进行修改。，在部件栏中选择部件，在变量栏中选择该部件的某项变量，然后点击编辑变量Edit Var按钮，就可自定义此变量的数值了。，View All可以查看曾经用过的值，Help可以查看该变量的属性和单位。
部件变量修改栏
变量定义界面
另一种修改方式就是在右侧的方框内直接输入数值。例如修改发动机的最大功率（max pwr），增加峰值效率（peak eff），。
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直接在数据框内修改变量 三个质量的定义
这里要注意右下角三个定义质量的方框，。第一个Cargo Mass是装载质量，第二个Calculated Mass是汽车质量，第三个override mass是优先质量，若选择了优先质量并定义数值后，该值就会取代汽车质量来进行运算。
载入和保存汽车构造
点击右侧顶部第一个按钮Load File或下拉菜单，可以载入特定的汽车构造。点击底部的保存按钮Save，可以将当前的汽车构造保存起来，保存形式为“”。保存好的汽车构造文件可以在载入下拉菜单中找到并应用。
查看部件信息
在左侧中部有两个下拉菜单，通过第一个菜单选择不同部件，通过第二个菜单选择不同的图示，这样就可以在下方的图示区查看部件的各项信息。。
查看各部件的信息
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