半載的案例
汽車懸架布置的方案
在選定某一懸架平臺基礎上,滿足懸架設計初步定位參數,以便得到設計硬點.懸架主要設計定位參數,可初定待懸架詳細設計時, 再優化最后結果.一般轎車按照空載,半載和滿載三種工況分別進行優化.
在半載狀態(轎車只乘3人),主銷內傾角一般在11~13度公差-0.5~+0.5度, 側偏移距-10~+10mm;主銷后傾角0~+3度公差-0.3~+0.3之間;車輪外傾角+0~+0.5度公差-0.25~+0.25度.
(3) 汽車懸架尺寸布置及建模要求
(a)總布置建模時要將沿用件盡力建準,定位面誤差應在-0.25~0.25之間,非定位面誤差應在-1~+1mm,車輪輪輞定位和按裝面建模精度誤差為-0.25~+0.25mm,轉向節或輪軸輪轂及輪輞按裝平面的建模軸向精度誤差為-0.25~+0.25mm.
(b)轉向節球頭坐標定位建模精度空間誤差為-0.25~+0.25mm.
(c)導向桿的長度誤差控制在-0.25~+0.25mm,其他方向形狀誤差為-2~+2mm.(e)副車架按裝定位孔位定位面硬點建模誤差為-0.25~+0.25mm,其余外形結構誤差為-3~+3mm.這樣的誤差是不能作為產品數模的,只能作為總布置之用.
展開 純電動轎車三電匹配計算
M取半載質量1347 kg，可得到：F fmax=7534.6 Nm。此時的電機的最大制動力矩需求為：
由水平路面車輛行駛方程F t=F f+F j+F w，可得到恒制動力矩下瞬間制動減速度與電機扭矩及轉速的關系式：
m取半載質量1347 kg。
式 （9）中代入整車設計相關參數，可得到制動減速度與電機的扭矩及轉速的關系式 （速比為7.3:1）：a=0.017T m+0.13+0.000023×V2（m／s2），即：T m=58.8a-7.7-0.0014×V2（Nm）。
由回饋車速不小于15 km／h，即轉速n不小于1016 r／min，可得到最大電機扭矩與制動減速度的關系式 （速比7.3:1）：
由標準IS02631提出減速度a≥2.5 m／s2會造成乘客不適，由此取a max=2.5 m／s2得到電機最大的制動力矩：
由式 （8），式 （11）可得到制動回饋過程中，考慮舒適性，電機的最大制動扭矩：
電機的饋電峰值功率為電機的峰值發電功率50 kW （估算值），取電機的發電效率最大值0.92，控制器的峰值效率0.97，可得到電池的峰值饋電功率：P bfmax=50×0.92×0.97≈45 kW。
3）峰值饋電時間的估算
峰值饋電時間由恒制動扭矩減速時間t1及恒功率減速時間t2及扭矩響應時間t0組成。由V=V0-at，車輛的最高車速120 km／h，a取2.5 m／s2，得到在恒制動扭矩區內最長減速時間：t1=V／a／3.6=13.3（s）。
扭矩響應時間t0取估值0.5 s，于是得到峰值饋電功率下，最長的饋電時間：T f≥t0+t1=13.8（s）。
展開 電驅動兩擋AMT新型動力系統參數匹配與研究
由于在進行（0～50）km/h加速試驗時，兩擋AMT始終處于Ⅰ擋，為避免驅動電機轉速超出最大轉速，Ⅰ擋傳動比ig1滿足：
帶入數據求得兩擋AMT的Ⅰ擋速比取值范圍為：
在確定2AMTⅠ擋傳動比范圍后，根據整車縱向動力學方程，采用數值方法求解空載，半載，滿載情況下，不同Ⅰ擋傳動比ig1時的（0～50）km/h加速時間，如圖 4所示。
圖4 不同裝載情況下（0～50）km/h加速時間隨Ⅰ擋傳動比變化曲線
Fig.4 The Graph of Acceleration Time from（0～50）km/h in Different Loading Varing with Transmission Ratio ofⅠGear
由圖4可知，在Ⅰ擋傳動比允許范圍內，不同裝載情況下，電動車均能滿足（0～50）km/h加速性能要求。為了保護電機，選取在驅動電機轉速為5900r/m時達到車速50km/h，此時Ⅰ擋傳動比
3.2 .2兩擋AMT的Ⅱ擋傳動比設計
2AMTⅡ擋傳動設計的主要原則為：（1）滿足最高車速設計要求；（2）使驅動電機高效區域覆蓋盡可能多的車速范圍；（3）滿足換擋前后動力輸出連續性，兩擋傳動比差值不能太大。
首先，設計的兩擋AMTⅡ擋傳動比ig2應滿足最高車速設計要求，由公式得：
同時，在電動貨車滿載以最高車速行駛時，驅動電機輸出的轉矩應能克服此時行駛阻力矩。即：
由于驅動電機高效工作區域設計在額定轉速，在設計2AMTⅡ擋速比ig2時，由驅動電機效率MAP圖可知，驅動電機的高效區域為（2000～4200）r/m。
展開 知乎精華帖！電動機故障原因分析，案例附后！
(2)將電機卸載后空載或半載起動。
(3)估計是由于被拖動器械的故障，卸載被拖動器械，從被拖動器械上找故障。
(4)檢查電刷，滑環和起動電阻各個接觸器的接合情況。
(5)需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線和短路。
2.電動機啟動后發熱超過溫升標準或冒煙可能原因：
①電源電壓達不到標準，電動機在額定負載下升溫過快。
②電動機運轉環境的影響，如濕度高等原因。
③電動機過載或單相運行。
④電動機啟動故障，正反轉過多。
對應處理方法：
(1)調整電動機電網電壓。
(2)檢查風扇運行情況，加強對環境的檢查，保證環境的適宜。
(3)檢查電動機啟動電流，發現問題及時處理。
(4)減少電動機正反轉的次數，及時更換適應正反轉的電動機。
3.絕緣電阻低的可能原因：
①電動機內部進水，受潮。
②繞組上有雜物，粉塵影響。
③電動機內部繞組老化。
對應處理方法：
(1)電動機內部烘干處理。
(2)處理電動機內部雜物。
(3)需檢查并恢復引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板。
(4)及時檢查繞組老化情況，及時更換繞組。
4.電動機外殼帶電的可能原因：
①電動機引出線的絕緣或接線盒絕緣線板。
②繞組端蓋接觸電動機機殼。
③電動機接地問題。
對應處理方法：
(1)恢復電動機引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板。
(2)如卸下端蓋后接地現象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋。
(3)按規定重新接地。
展開 
電動機故障的原因與處理方法
(2)將電機卸載后空載或半載起動。
(3)估計是由于被拖動器械的故障，卸載被拖動器械，從被拖動器械上找故障。
(4)檢查電刷，滑環和起動電阻各個接觸器的接合情況。
(5)需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線和短路。
2.電動機啟動后發熱超過溫升標準或冒煙可能原因：
①電源電壓達不到標準，電動機在額定負載下升溫過快。
②電動機運轉環境的影響，如濕度高等原因。
③電動機過載或單相運行。
④電動機啟動故障，正反轉過多。
對應處理方法：
(1)調整電動機電網電壓。
(2)檢查風扇運行情況，加強對環境的檢查，保證環境的適宜。
(3)檢查電動機啟動電流，發現問題及時處理。
(4)減少電動機正反轉的次數，及時更換適應正反轉的電動機。
3.絕緣電阻低的可能原因：
①電動機內部進水，受潮。
②繞組上有雜物，粉塵影響。
③電動機內部繞組老化。
對應處理方法：
(1)電動機內部烘干處理。
(2)處理電動機內部雜物。
(3)需檢查并恢復引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板。
(4)及時檢查繞組老化情況，及時更換繞組。
4.電動機外殼帶電的可能原因：
①電動機引出線的絕緣或接線盒絕緣線板。
②繞組端蓋接觸電動機機殼。
③電動機接地問題。
對應處理方法：
(1)恢復電動機引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板。
(2)如卸下端蓋后接地現象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋。
(3)按規定重新接地。
展開 知乎精華帖！電動機故障的原因與處理方法
(2)將電機卸載后空載或半載起動。
(3)估計是由于被拖動器械的故障，卸載被拖動器械，從被拖動器械上找故障。
(4)檢查電刷，滑環和起動電阻各個接觸器的接合情況。
(5)需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線和短路。
2.電動機啟動后發熱超過溫升標準或冒煙可能原因：
①電源電壓達不到標準，電動機在額定負載下升溫過快。
②電動機運轉環境的影響，如濕度高等原因。
③電動機過載或單相運行。
④電動機啟動故障，正反轉過多。
對應處理方法：
(1)調整電動機電網電壓。
(2)檢查風扇運行情況，加強對環境的檢查，保證環境的適宜。
(3)檢查電動機啟動電流，發現問題及時處理。
(4)減少電動機正反轉的次數，及時更換適應正反轉的電動機。
3.絕緣電阻低的可能原因：
①電動機內部進水，受潮。
②繞組上有雜物，粉塵影響。
③電動機內部繞組老化。
對應處理方法：
(1)電動機內部烘干處理。
(2)處理電動機內部雜物。
(3)需檢查并恢復引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板。
(4)及時檢查繞組老化情況，及時更換繞組。
4.電動機外殼帶電的可能原因：
①電動機引出線的絕緣或接線盒絕緣線板。
②繞組端蓋接觸電動機機殼。
③電動機接地問題。
對應處理方法：
(1)恢復電動機引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板。
(2)如卸下端蓋后接地現象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋。
(3)按規定重新接地。
展開 三相永磁同步電機故障診斷與分析
圖2 電機空載反電動勢波形
圖3 空載氣隙磁密分布及其諧波含量
2.2 負載特性分析
進一步，對永磁同步電機額定負載下的穩態特性進行了仿真，求取了其輸出轉矩的波形以及定子繞組銅損、鐵芯損耗（包括鐵芯磁滯損耗與渦流損耗）；另外求解分析了電機從半載到滿載的動態過程，證明了電機具有較好的帶載能力和動態性能。為接下來進一步的仿真分析建立了基礎。
圖4 額定轉矩波形
圖5 額定電流波形
圖6 突加負載轉矩波形
3 電機故障診斷與分析
3.1 繞組故障分析
仿真中定子繞組采用外電路模型導入的方式賦予激勵，外電路模型中三相對稱電源為Y型接法，定子三相繞組為三角接法。并在C相繞組的回路中串入一個壓控式開關SC，該開關在0.25s前處于閉合，0.25s后斷開，從而模擬C相繞組斷路故障的發生。
圖7 繞組斷線故障分析
從結果來看，當定子繞組C相斷線后，AB相繞組的相電流迅速增加，電機銅損增加，電機的輸出轉矩下降，帶載能力降低。故障發生后，A相相電流與線電流相等，C相相電流為零，但其線電流相位與B相相電流相差180度，幅值相等。因此，這一依據可以作為對定子某一相繞組斷線的故障特征，從而應用于相關的故障診斷系統中。
三相交流電機在運行過程中，其主要組成部分一一定子在熱、電、機械、環境應力等共同作用下，經常發生匝間短路故障，其發生率高達30%～40%。
定子繞組的激勵仍然采用外電路導入的形式，通過對外電路的設置模擬電機的匝間短路故障。將電機某一極下兩個槽中的繞組全部短路，即將A相繞組在0.25s時刻（共12個槽)短路全部匝數1/6，如此設置是為了建模比較方便，無需對故障繞組的幾何模型進行重新修改。電機正常時，電機的各個線圈之間有良好的絕緣，當電機發生匝間短路故障時，絕緣層被破壞，出現短路電流。
展開 客戶相關的道路載荷大數據獲取和道路載荷分布模型的構建——西門子工業軟件公司CUCO技術體系簡介
以圖1(c)所示，假設由于某一研發需求，我們只關心由路面類型和負載，這兩個維度的信息“張”成的二維狀態空間，而且，為了簡化說明，我們假設路面只區分成高速路和非高速路，而負載方面，只區分成滿載和半載兩種情形。這樣，這個僅僅用于說明的粗糙的二維狀態空間，僅僅包含了4個狀態單元（State Cell），或者說，如上一節所述，僅僅劃分成了4個事件，即：
B1={LC11，即某車以全載荷行駛于高速路}
B2={LC12，即某車以全載荷行駛于非高速路}
B3={LC21，即某車以半載荷行駛于高速路}
B4={LC22，即某車以半載荷行駛于非高速路}
通過CUCO Box的大數據累積以及運用道路載荷數據處理軟件對于數據進行的分析，我們可以獲得事件P(Bi)發生的概率ki，ki由相應狀態單元的累積行駛里程占總里程的百分比決定，是對統計學大數定理的一次典型應用。
至此，我們通過CUCO Box的大數據獲取和累積，以及運用道路載荷數據處理軟件進行的數據分析和統計，獲得了各個事件Bi（每一個事件Bii對應于狀態空間的一個狀態單元）發生的概率ki。只是在實際的CUCO項目中，所劃分的事件（或者說狀態單元）的數目可不是4個，動輒百萬量級，因此，這里面牽扯到對于道路載荷數據處理軟件的究極的運用。
(a)
(b)
(c)
圖1 CUCO項目中構建狀態空間的示意圖1
3 P(A|Bi)的獲取
在上一小節獲取了各個事件Bi發生的概率ki以后，我們在CUCO項目的第二階段解決P(A|Bi)的問題，或者稱之為“關聯”，即獲取在各個事件Bi發生時，“某一車輛每行駛1km時車輛某處的某載荷對應的偽損傷（或等效載荷幅值，……）”的條件概率分布。
展開 一款重卡驅動橋傳動效率提升設計優化及驗證
采用雙聯橋中橋斷開、后橋提升技術：在常規中橋總成主減速器的基礎上增加動力分離裝置，在常規后橋總成主減速器的基礎上增加提升裝置，在車輛半載或空載時通過提升后橋降低滾阻，通過斷開中后橋減少傳動鏈。工作原理為：動力分離裝置不充氣時，滑動嚙合套在回位彈簧的作用下與主動圓柱齒輪分離，主動圓柱齒輪不工作，后貫通軸無動力輸出，動力分離裝置充氣時，通過拔叉將滑動嚙合套與主動圓柱齒輪接合，將動力傳遞至后貫通軸。
2.1.2優化齒輪油及管理系統
通過潤滑及平衡油溫試驗，重新優化車橋加油量，中后橋分別減少1 L油量，以減少齒輪攪油功率損失。通過對道路載荷譜、坡度的數據進行分析，模擬驅動橋在整車工況下的姿態角，在保證齒輪、軸承充分潤滑，達到油面設計要求的情況下，在實驗室進行模擬試驗。優化后的結果表明：中橋總成主減速器和后橋總成主減速器都可以減少1 L油量，減少了齒輪攪油功率損失[6-8]。
采用從動齒輪擋油罩結構，實現油液分離，減少齒輪攪油功率損失。在橋殼與主減速器運行的腔體內，增加一款擋油罩，將其安裝在橋殼上，通過螺栓進行連接，在擋油罩底部設計一個圓孔（圖2），當齒輪在轉動時，改進前需要攪動整個橋殼主減腔體下半部分的齒輪油，改進后，只需攪動擋油罩內部的齒輪油，就可減少攪油功率損失。同時，齒輪油可通過圓孔進行腔體內外轉換，以免油溫過高。
圖2 驅動橋齒輪擋油罩
采用高性能低黏度齒輪油，由GL-5 85W-90改為SAE 75W-85，降低攪油力。齒輪油是在齒與齒之間的接觸面上的，它能夠形成連續堅韌的油膜，同時也具備高油性，可使傳動機件之間維持有韌性的邊界油層，以免傳動機件受到磨損，可預防擦傷。此外，齒輪油還具備良好的粘溫特性，這樣可以保證動力傳動機構的摩擦損耗較小，減少齒輪攪油損失[9]。
展開 Ansys Fluent應用于新能源汽車行業的流體仿真解決方案
1.3 典型工況
車速：120km/h
地面線：半載
壁面狀態：無滑移（車輛）/滑移（風洞壁面）
輪胎旋轉：無（造型分析）/有（整車分析）
機艙/底盤零部件：無（造型分析）/有（整車分析）
散熱器/冷凝器多孔參數：無（造型分析）/有（整車分析）
2、熱管理分析
2.1 空調風道分析
設計階段整車內造型及空調風道風阻分析，涉及空調風管布置、風道出口指向性，通常考慮前后吹面及吹腳工況，帶假人分析。
2.2 熱舒適性分析
同樣在設計階段，考慮空調出風溫度、艙外輻射及對流換熱、人體代謝產熱及呼吸排汗對舒適性的影響，參考PMV/PPD指標進行評價（通常和TAITherm或Theseus-FE進行聯合仿真以模擬人體代謝產熱）。
2.3 除霜/除霧分析
參考ISO3468、ISO3470及GB11555、GB11556進行除霜、除霧分析，考察前擋風玻璃在規定時間內的除霜、除霧能力。
3、熱害分析
3.1 機艙熱管理分析
開發階段，考慮格柵及前端模塊（散熱器、冷凝器等）進氣對發動機、電動機及動力電池單元冷卻的能力，考慮進風量對前段模塊換熱量的影響。
3.2 排氣系統熱害分析
開發階段，考慮整車發動機排氣對機艙及底盤零部件輻射及對流換熱的影響，考察機艙及底盤重要零部件許用溫度限值，針對發動機及排氣系統熱輻射表面增加隔熱措施。
3.3 機艙熱浸分析
開發階段，考慮停車瞬間、發動機及艙內冷卻系統停止運行，機艙內部積聚熱量的散熱情況，考察機艙內部重要零部件的溫度變化情況。
4、NVH
根據噪聲源的發生機理，汽車噪聲主要有兩類：機械噪聲和空氣動力學噪聲。而汽車在高速行駛時，空氣動力學噪聲變現的尤為明顯。
展開 工程師兩難之GaN還是SiC？到底該pick誰？
兩種功率器件在不同工作頻率下效率對比
氮化鎵和碳化硅 MOSFET應用建議
根據第3章和第4章的論述，基于英飛凌科技有限公司的氮化鎵晶體管和碳化硅 MOSFET產品，對于這兩種寬禁帶功率半導體的應用建議如下：
（1）所應用系統由于某些原因必須工作于超過200KHz以上的頻率，首選氮化鎵晶體管，次選碳化硅MOSFET；若工作頻率低于200KHz，兩者皆可使用；
（2）所應用系統要求輕載至半載效率極高
氮化鎵晶體管和碳化硅MOSFET
圖16：兩種功率器件在不同工作頻率下效率對比
氮化鎵和碳化硅 MOSFET應用建議
根據第3章和第4章的論述，基于英飛凌科技有限公司的氮化鎵晶體管和碳化硅 MOSFET產品，對于這兩種寬禁帶功率半導體的應用建議如下：
（1）所應用系統由于某些原因必須工作于超過200KHz以上的頻率，首選氮化鎵晶體管，次選碳化硅MOSFET；若工作頻率低于200KHz，兩者皆可使用；
（2）所應用系統要求輕載至半載效率極高，首選氮化鎵晶體管，次選碳化硅 MOSFET；
（3）所應用系統工作最高環境溫度高，或散熱困難，或滿載要求效率極高，首選碳化硅 MOSFET，次選氮化鎵晶體管；
（4）所應用系統噪聲干擾較大，特別是門極驅動干擾較大，首選碳化硅 MOSFET，次選氮化鎵晶體管；
（5）所應用系統需要功率開關由較大的短路能力
展開 干貨 | 氮化鎵晶體管和碳化硅MOSFET
圖16：兩種功率器件在不同工作頻率下效率對比
氮化鎵和碳化硅 MOSFET應用建議
根據第3章和第4章的論述，基于英飛凌科技有限公司的氮化鎵晶體管和碳化硅 MOSFET產品，對于這兩種寬禁帶功率半導體的應用建議如下：
（1）所應用系統由于某些原因必須工作于超過200KHz以上的頻率，首選氮化鎵晶體管，次選碳化硅MOSFET；若工作頻率低于200KHz，兩者皆可使用；
（2）所應用系統要求輕載至半載效率極高，首選氮化鎵晶體管，次選碳化硅 MOSFET；
（3）所應用系統工作最高環境溫度高，或散熱困難，或滿載要求效率極高，首選碳化硅 MOSFET，次選氮化鎵晶體管；
（4）所應用系統噪聲干擾較大，特別是門極驅動干擾較大，首選碳化硅 MOSFET，次選氮化鎵晶體管；
（5）所應用系統需要功率開關由較大的短路能力，首選碳化硅 MOSFET；
（6）對于其他無特殊要求的應用系統，此時根據散熱方式
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（2）最后一懸臂澆注梁段不同步施工，一端滿載，一端半載，即考慮半個梁段差。
（3）考慮到實際施工需要，施工用臨時工具材料，計算時取一側懸臂作用5kN/m的均布荷載，并在懸臂端頭有200kN集中力，另一端空載。
（4）一側掛籃意外掉落，掛籃重量取為800kN。
4.1.3工況組合
根據荷載及不利情況推測，進行如下工況組合
工況1：施工荷載（1）+施工荷載（2）+施工荷載（3）+風荷載組合
工況2：施工荷載（1）+施工荷載（3）+施工荷載（4）+風荷載組合
四、強度計算
1 橋墩施工狀態強度分析
由設計經驗可知橋墩強度最不利截面應在實心與空心交界處，因此在設計時驗算實心與空心交界面處的強度。根據《橋規》（JTG D62—2004）中5.5.6條規定，彎剪扭構件在進行設計時，正截面計算與剪扭計算要分別計算并配筋。因此在進行橋墩最大雙懸臂施工的狀態強度分析時分別進行彎壓計算和剪扭計算，最后綜合配筋。
對施工階段的分析以21號墩為對象進行計算。采用施工荷載與風荷載的兩種組合，以此得到的內力結果進行強度復核。
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