汽车工程

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解少博，刘通，李会灵，辛宗科

2018 (8): 871-877. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.001

摘要 ( 10 )

为使能量管理策略更好地面向实时应用，本文中针对一款装有自动机械式变速器（AMT）的并联插电式混合动力客车（PHEB），展开预测型控制策略的研究，以实现挡位选择和功率分配的协同优化。首先，基于马尔科夫链模型，计算转矩状态转移概率，得到不同预测时域长度的预测车速；在此基础上，进行滚动时域内的功率分配和挡位选择协同优化。其中，在滚动时域内的优化选择含电池SOC和挡位两个状态变量的二维动态规划（DP）算法。分析了不同预测时域长度对预测结果的影响，并对动态规划、基于规则的能量管理策略和预测型策略进行对比。结果表明：与基于DP的能量管理策略相比，本文中提出的预测型策略的能耗增加了173%，但与基于规则的能量管理策略比较，预测型策略的能耗降低了297%。

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电场极性对甲烷空气混合气燃烧特性的影响

房建峰，吴筱敏，赵海军

2018 (8): 878-883. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.002

摘要 ( 6 )

为进一步研究电场产生离子风的作用机理，本文通过定容弹试验研究了正、负高压电场对甲烷空气混合气燃烧特性的影响。结果表明：不论电场的极性如何，火焰传播性状均发生明显变化，电场方向上的火焰传播半径和传播速率增加；同时混合气燃烧压力的升高也明显加快。对于不同极性的电场，负电场对混合气燃烧的影响明显强于正电场。施加电压为12kV时，正、负电场作用下混合气的火焰传播速率峰值分别增加了417%和623%。压力峰值分别增大了85%和123%，其出现时刻提前了211%和318%。

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基于Delphi变异系数组合赋权法的电池性能评估研究

张睿,周永勤,李然

2018 (8): 884-891. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.003

摘要 ( 2 )

针对动力电池成组过程中总体性能下降问题，提出了一种基于Delphi变异系数组合赋权法的电池性能评估方法。该方法引用多级模糊综合评判技术，选取与电池性能相关的多种因素，通过实验设计得到评判数据样本，并重点研究了因素集的建立、不同指标特点下权重的确定方法和隶属函数的选取，建立了完整的电池性能评估模型。通过对8只样本电池的实验数据汇总，得到不同电池在不同特性下的一级评判结果，通过Delphi变异系数组合赋权法确定最终各指标的权重，得到的评判结果在工程实际中为动力电池的成组使用提供决策依据，从而提高电池的利用效率和电动汽车的综合性能。

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新型R1233zde制冷剂的高效节能环保性能分析

杨婧烨，陆冰清，陈江平

2018 (8): 892-896. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.004

摘要 ( 13 )

有机朗肯循环作为回收发动机废热的有效手段，在商用车领域受到关注。R245fa是常见的有机朗肯循环工质，随着碳排放标准日趋严格，GWP高于150的制冷剂未来将面临淘汰。本文中提出一种新型低GWP制冷剂R1233zde替代R245应用于有机朗肯循环，物性与R245fa相近，GWP为7。并针对有机朗肯循环，建立了系统仿真模型，比较相同工况下两种工质的性能参数：蒸发温度，泵耗功和循环热效率。分析表明R1233zde泵耗功相比减少约1505%~1702%，R1233zde最大热效率比R245fa高703%。

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考虑冲压工艺约束的车身骨架断面形状优化考虑冲压工艺约束的车身骨架断面形状优化

桂春阳，鞠伟，左文杰

2018 (8): 897-903. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.005

摘要 ( 5 )

在汽车概念设计阶段，为快速评价车身性能，车身常由薄壁梁搭建而成，本文中对其关键技术薄壁梁复杂断面的形状设计进行研究。首先，推导了开口、单室、双室、三室和四室等复杂断面的力学特性计算公式。其次，对冲压工艺约束，包括最短线段、拔模角、倒圆角半径，和装配条件等约束进行了数学定量描述。再次，在弯、扭惯性矩和冲压工艺约束下，对断面形状与板厚进行了优化，实现了断面面积最小化。最后，通过算例验证了该方法的有效性。

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基于车身概念模型的白车身主断面尺寸优化

王震虎，王万林，张松波，尹双，李落星

2018 (8): 904-911. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.006

摘要 ( 9 )

为实现新车型概念设计阶段车身主断面尺寸的优化，基于前期造型和总布置硬点数据，利用现有同平台车型数据库有关接头和主断面的详细数据，建立了带真实接头的白车身精确概念模型。根据弯、扭刚度对主断面的惯性矩Iy，Iz，扭转常数J和截面面积A的灵敏度，筛选出19个关键主断面。最后，以车身质量最小为目标，弯、扭刚度和1阶弯、扭模态为约束条件，运用序列二次规划法对关键主断面进行尺寸优化。优化后，车身质量减轻833kg，减轻率达27%，弯曲刚度和扭转刚度分别提高47%和40%，1阶弯、扭模态分别提高2%和12%。

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基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化

吕天佟，王登峰，王传青

2018 (8): 912-917. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.007

摘要 ( 13 )

本文旨在进行基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化。首先建立隐式参数化封闭白车身模型，以快速实现有限元模型的变化与更新。进而对生成的有限元模型进行模块化设置。结合参数化模型和模块化设置实现了封闭白车身后台全自动运算的功能。以封闭白车身质量最小、扭转刚度最大为目标，车身1阶弯曲模态、弯曲刚度和弯扭工况强度为约束，板件厚度、主断面位置和主断面形状等54个参数为设计变量，采用NSGAⅡ算法，对封闭白车身进行轻量化多目标优化。优化算法根据性能梯度变化和相应的搜索功能实现了“分析驱动设计”的理念。优化结果表明，封闭白车身质量降低3241kg，轻量化率达763%。除白车身静态弯曲刚度降低074%之外，其他性能均得到提升，最大的改善率为269%。

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一种汽车防撞梁轻量化结构的仿真分析与试验研究

胡红舟，钟志华

2018 (8): 918-925. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.008

摘要 ( 19 )

为兼顾汽车结构轻量化和碰撞安全性的要求，本文中提出了一种铝合金波纹板加强结构设计方案用来加强盒形汽车防撞梁。通过建模与仿真研究了波纹板的不同结构特征和参数对防撞梁加强作用的影响，并进行了集中载荷和均布载荷条件下的试验验证。仿真和试验的结果均表明，铝合金波纹板加强结构是汽车防撞梁轻量化设计的有效方法，具有重大的工程应用价值。

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基于有限元法的汽车盘式制动器蠕动颤振建模与分析

张立军,徐杰,孟德建，余卓平

2018 (8): 926-934. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.009

摘要 ( 8 )

采用有限元方法研究汽车盘式制动器发生蠕动颤振时的非线性动力学特性。制动钳振动的时域、频域和相图特征的仿真与试验结果均非常相似，验证了仿真模型的正确性。分析发现盘块摩擦副会交替地处于黏着和滑动两种状态，每个周期内的能量转换关系也符合典型的黏滑振动特征，从黏着转变到滑动状态时接触面内各节点存在复杂的状态转化过程。发生颤振时，盘块间切向摩擦力随着黏滑振动周期在最大静摩擦力和滑动摩擦力间波动。制动钳切向振动加速度幅值最大，呈现明显的阶次关系；黏滑振动频率与系统的固有频率非常接近，振型也非常相似，证明黏滑振动与系统固有属性密切相关。

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基于EEMD和熵理论的电动汽车制动意图识别方法

王波，唐先智，王连东，杨树军，马雷

2018 (8): 935-941. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.010

摘要 ( 5 )

为抑制制动踏板信号中存在的间歇性成分或脉冲成分所造成的信号分解过程中的模式混叠现象，进一步提高制动意图识别的准确率和实时性，本文中提出了基于平均经验模式分解（EEMD）和熵理论的电动汽车驾驶员制动意图聚类识别法。首先，运用EEMD算法将制动踏板信号分解为IMF分量，以抑制模式混叠现象，更准确地提取制动踏板信号特征。接着，运用Shannon熵对IMF分量进行筛选，以减少特征提取的计算量。再用样本熵提取筛选后的制动踏板信号IMF分量的特征，得到不同制动意图的制动踏板信号特征向量。最后，运用聚类算法对制动意图进行识别。离线试验和实时试验的结果表明，基于EEMD和熵理论的制动意图聚类识别法比基于HHT的制动意图识别法具有更高的识别准确率和更好的实时性。

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一种基于数字图像相关的高精度车辆跟踪算法

程腾，蒋亚西，吴勃夫，王静静，朱西汉，杜卿宇

2018 (8): 942-946. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.011

摘要 ( 6 )

为解决基于视觉的预警系统在车辆行驶过程中对前车跟踪不精准、碰撞预警不及时的问题，以减少交通安全事故，提出了一种基于数字图像相关的高精度车辆跟踪算法。该算法以检测到的车辆区域为参考子区，在参考子区周围采用数字图像相关的方法进行亚像素级别的搜索匹配，进而实现车辆的跟踪，由得出的跟踪框缩放值可计算出高精度相对速度，提高安全保障。实验验证了该算法能有效提高跟踪的准确性和实时性，降低了对高分辨率镜头的依赖。

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基于V2X通信网络的车辆协同定位增强方法

段续庭,田大新,王云鹏

2018 (8): 947-951. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.012

摘要 ( 10 )

鉴于车辆位置精度对车联网应用的重要性和传统的卫星定位系统在城市“高楼峡谷”或隧道等弱卫星信号覆盖区域失效或定位精度不足等问题，本文中研究了基于V2X通信网络的车辆定位方法，研发了专用短程通信和多模式通信网络定位终端，完成了终端的性能测试和应用部署，设计了基于多模型滤波算法的车辆协作定位增强方法。结果显示，与传统GPS定位相比，本文方法能提升定位精度近40%。

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基于三维激光雷达的无人车障碍物检测与跟踪

谢德胜,徐友春,王任栋，苏致远

2018 (8): 952-959. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.013

摘要 ( 12 )

针对真实交通场景中障碍物的检测与跟踪问题，提出了一种基于三维激光雷达HDL64E的无人车障碍物检测与跟踪方法。首先对三维激光雷达产生且经路面分割后的点云数据栅格化，并进行栅格增补。在障碍物聚类之后，先利用无人车RTKGPS数据和INS航向角数据进行多帧融合的静态障碍物的检测，再进一步利用动态障碍物模板匹配算法对静态障碍物检测结果形成的可行驶区域进行动态障碍物检测。最后，利用标准卡尔曼滤波器实现对动态障碍物的跟踪。本文方法应用在自主研发的无人车上的大量实验结果表明，本文提出的方法具备较高的可靠度，满足无人车的环境感知要求。

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基于行驶场景模型的线控辅助转向系统仿真

高振海,孙天骏,何磊

2018 (8): 960-966. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.014

摘要 ( 7 )

线控转向系统取消了转向盘和转向轮的机械连接，由控制算法折算转向电机驱动转矩并通过电控实现传动比的改变。针对实际转向过程中存在的转向过度或转向不足等问题，本文中在动态输出反馈控制框架下，根据车辆运动学和动力学理论，结合车辆2自由度模型提出了基于行驶场景模型的角传动比动态协调控制机制，建立了线控辅助转向系统的转角控制算法。最终通过转向过程中的速度、加速度、横摆角速度和轨迹的仿真，并与其它转向控制算法和机械转向进行对比，验证了系统对转向过程主动调控和施加补偿或修正控制的有效性与实时性。

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单帽型薄壁梁弯曲和轴向压溃吸能的理论预测方法研究

胡朝辉，杜展鹏，段利斌，张光亚，武敬伟

2018 (8): 967-973. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.015

摘要 ( 4 )

以Kecman薄壁梁弯曲压溃理论和Wierzbicki超折叠单元理论为基础，建立一种改进的单帽型薄壁梁准静态弯曲压溃和轴向压溃理论模型，并推导相应的吸能公式。该模型适用于求解同材同厚、同材异厚、异材同厚和异材异厚的单帽型薄壁梁弯曲压溃和轴向压溃吸能。试验和数值仿真结果表明：与传统理论和模型相比，改进理论模型对于预测单帽型薄壁梁的弯曲压溃和轴向压溃吸能具有较高的精度，在应用范围方面更具有通用性。

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一种客车骨架接头非线性应力快速计算方法

那景新,纪俊栋,慕文龙，陶士振，屈丹

2018 (8): 974-980. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.016

摘要 ( 1 )

为快速而准确地估算出客车骨架屈服后的结构应力，本文中提出一种基于修正函数的客车骨架接头非线性应力快速计算方法。通过仿真和试验验证了非线性分析方法模拟材料失效的有效性；在3种典型计算工况下分别利用线性和非线性方法对一款典型的客车结构进行分析，用壳单元模拟3种典型接头结构并选取足够采样点，建立线性应力值与比例系数之间的近似函数关系，进而得到非线性应力的修正函数；选取另外一款典型客车进行分析，验证了所提出方法的有效性。

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汽车侧窗风振噪声特性差异研究

杨振东，谷正气，谢超，宗轶琦，江财贸,张启东

2018 (8): 981-988. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.017

摘要 ( 9 )

针对日益凸显的汽车侧窗风振噪声问题，进行了汽车侧窗风振噪声特性研究。首先分析汽车风振噪声产生机理，然后对某款轿车不同侧窗完全开启时引起的风振噪声进行了实车道路试验。通过分析监测点的声压和声压级频谱特征，发现不同侧窗开启模式下汽车侧窗风振噪声特性存在差异：单一后窗开启或者两后窗同时开启情况下风振噪声具有多谐振荡的特性；其它情况下风振噪声仅有单一的风振峰值；在发生共振时，两后窗同时开启引起的风振噪声最强。本研究从CFD数值模拟流场和前后窗造型等角度揭示了不同侧窗开启风振噪声特性存在差异的原因，为侧窗风振噪声的控制奠定了基础。

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基于蒸发温度的汽车空调蒸发器除霜判定方法研究

俞彬彬，朱建民，王丹东，陈亮，胡记超，陈江平

2018 (8): 989-996. doi: doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.08.018

摘要 ( 12 )

本文中提出了一种基于蒸发温度的除霜判定方法，定义了有效风量系数作为该方法的评判依据，并通过实验对比验证了该方法对结霜程度预测的有效性。在各结霜工况下该方法所预测的除霜起始时刻与定义的合适除霜起始时刻的平均相对误差仅为72%,相对误差范围为0～-15%。在允许蒸发器表面部分结霜的前提下使用该除霜判定方法，可有效控制结霜范围，在延长供冷时间的同时保证了空调系统的稳定运行。

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