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2021年, 第43卷, 第3期　刊出日期：2021-03-25 上一期    下一期

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轮毂电机驱动电动汽车双横臂前悬架运动学优化 王军年,刘鹏,杨钫,靳立强,付铁军 2021 (3):  305-312.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.001 摘要 ( 437 )   HTML ( 22 )   PDF(1962KB) ( 628 )   基于传统汽车底盘平台进行电动轮驱动改型时，轮毂电机的布置将导致悬架硬点坐标的改变，从而严重影响悬架运动学特性，为此须对电动轮驱动改型车悬架系统进行优化设计。以某传统车底盘平台的双横臂前悬架运动学特性为优化目标，根据参数灵敏度分析结果，提出两步优化方案，即首先进行主销定位参数的优化，而后再进行前轮外倾角和前轮前束角的优化。利用ISIGHT软件和全局非归一化的多目标遗传优化算法NSGA?II得到的悬架参数优化解集在ADAMS/Car平台下进行了验证。结果表明，悬架运动学特性得到较大幅度的改善，特性曲线与原型车悬架K特性实验结果基本一致。证明了该优化方法的可行性，确保了改型后电动汽车的操纵稳定性受安放轮毂电机的影响较小。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑发动机起停优化的PHEV能量管理策略 陈龙,陈智星,徐兴,王峰,蔡英凤,张涛 2021 (3):  313-322.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.002 摘要 ( 303 )   HTML ( 10 )   PDF(5049KB) ( 513 )   针对某新型双电机行星耦合插电式混合动力汽车（PHEV）中发动机在起停及怠速运行状态下会导致油耗增加的问题，基于等效燃油消耗最小能量管理策略，加入发动机起停优化控制模块，以进一步改善整车燃油经济性。建立了整车动力学和传动模型并加入发动机起停优化控制模块，对ECMS能量管理策略输出的发动机及电机最优目标转矩进行重新优化分配后，再输出给发动机及电机控制器以控制其工作状态。针对起停优化控制中影响起停频次的关键时间参数，采用粒子群优化算法对其进行优化。仿真结果表明，相比优化前，所提出的能量管理优化策略能够实现对发动机起停或怠速状态的有效控制，减少发动机的起停频次，减少恶化油耗，验证了本文所提出的能量管理优化策略能够进一步优化整车燃油经济性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于自适应神经模糊推理系统的平行泊车路径规划 张家旭,王晨,郭崇,滕飞,李东燃 2021 (3):  323-329.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.003 摘要 ( 229 )   HTML ( 12 )   PDF(1608KB) ( 350 )   针对常见的平行泊车场景，提出一种基于自适应神经模糊推理系统的平行泊车路径规划方法。以基于优化算法的泊车路径规划方法得出的泊车路径作为训练样本，利用Python脚本语言建立以自适应遗传算法和拟牛顿法为内核的自动化训练框架，使自动训练后的自适应神经模糊推理系统既可继承基于优化算法的泊车路径规划方法适用范围更广的优势，又有效解决该方法求解过程计算量大的问题。通过仿真分析验证所提出方法的可行性和有效性，结果表明：自动训练后的自适应神经模糊推理系统可依据汽车初始泊车位姿和泊车位信息快速规划出可行的平行泊车路径。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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柴油超临界喷雾大涡数值模拟研究 秦文瑾,王家富,李小海,刘浩 2021 (3):  330-336.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.004 摘要 ( 174 )   HTML ( 5 )   PDF(2392KB) ( 209 )   随着现代内燃机燃烧室内温度和压力的不断提升，液体燃料往往处于超临界状态，与亚临界状态相比，其喷雾射流行为特征发生了很大的变化。本研究采用大涡数值模拟方法对超临界环境下的单组分和多组分柴油表征燃料喷雾射流进行数值计算，对比了不同气体状态方程预测柴油表征燃料超临界射流行为的差异性，发现PR气体状态方程对正庚烷质量分数分布的模拟结果与实验值更接近，相较于其他状态方程表现更好；另外还发现本研究采用的多组分柴油表征燃料（正庚烷质量分数80%、甲苯质量分数10%、环己烷质量分数10%）可较好地反映超临界环境下真实柴油喷雾射流特征。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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进气道螺旋段关键结构参数多目标优化设计 张韦,解礼兵,陈朝辉,周马益,陈永,范吉文,陶丽 2021 (3):  337-344.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.005 摘要 ( 207 )   HTML ( 6 )   PDF(3538KB) ( 252 )   采用气道稳流试验、CFD稳态模拟，结合多目标优化设计手段，研究YN柴油机单螺旋进气道螺旋段的最小截面积、蜗壳内半径、蜗壳外半径和螺旋室高度4个关键结构参数对气道流动特性的影响。结果表明：通过回归分析获得的近似数学模型，可实现气道结构参数与气道性能的正向定量研究；通过对原机气道螺旋段结构参数的多目标优化，可实现在流量系数小幅降低（0~3.98%）的条件下，涡流比的明显提高（9.3%~14.34%）。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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老化循环对三效催化器的老化效果研究 苏盛,侯攀,赖益土,吕涛,王欣,葛蕴珊,吕立群 2021 (3):  345-349.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.006 摘要 ( 211 )   HTML ( 11 )   PDF(1662KB) ( 242 )   为研究不同整车驾驶循环对车辆三效催化器热老化的效果差异，选取两辆配备同款发动机的满足国六排放标准的纯汽油车和油电混合动力车，分别进行AMA、SRC、WLTC和典型RDE循环，利用数据采集系统实时采集车辆运行参数和三效催化器床体温度。基于阿伦尼乌斯公式将不同循环16万km耐久性后的热老化程度量化为热损伤，并以RDE循环为参照基准，将不同测试循环行驶16万km换算成对应的实际道路等效行驶里程。研究结果表明：相同循环下，油电混合动力车三效催化器的16万km热老化程度低于纯汽油车；AMA和SRC循环对三效催化器造成的热老化程度明显高于相同行驶里程下的WLTC循环和RDE循环。纯汽油车以AMA循环或SRC循环进行16万km耐久老化，对三效催化器所造成的老化效果相当于在实际道路上行驶了51.84和60.30万km；油电混合动力车以AMA循环和SRC循环进行16万km耐久老化，对三效催化器造成的老化效果相当于在实际道路上行驶30.44和29.21万km。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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排气温度、排气流量和海拔高度对SCR系统NOx转化率和NH3泄漏量的影响研究 毕玉华,聂学选,刘少华,肖奔,王鹏,申立中,彭益源 2021 (3):  350-357.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.007 摘要 ( 215 )   HTML ( 6 )   PDF(3231KB) ( 241 )   为研究不同海拔下SCR系统性能，分别在80、90、100 kPa大气压力下对一台满足国五排放标准的高压共轨柴油机进行性能与排放试验，以研究排气温度、排气流量和海拔变化对NOx转化率和NH3泄漏量的影响。结果表明：在排气流量为350 kg/h情况下，NOx转化率随排气温度升高呈现先增后减的趋势，不同温度下NOx转化率最大差值为43.4百分点；NH3泄漏量随着温度的升高大体上呈下降趋势，不同温度下NH3泄漏量最大差值为328×10-6；NOx转化率随排气流量升高呈现先增后减的趋势，在250 ℃时，不同排气流量下NOx转化效率最大相差21.5百分点；NH3泄漏量随排气流量的增大而增加，在250 ℃时，不同排气流量下NH3泄漏量最大差值为90.8×10-6。相同工况下，海拔越高，NOx转化率越高，NH3泄漏量越小，大气压力为80和100 kPa下NOx转化率最大相差20.1百分点，NH3泄漏量最大相差54.6×10-6。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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动力总成驾驶性客观评价的工况优选方法与试验验证 周维,过学迅,裴晓飞,张成才,严军,夏佳磊 2021 (3):  358-363.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.008 摘要 ( 228 )   HTML ( 8 )   PDF(1444KB) ( 261 )   针对动力总成驾驶性评价工况选择缺乏合理性的问题，提出一种基于组合权重和改进TOPSIS法的动力总成驾驶性客观评价工况优选方法。首先，根据动力总成工作原理分析驾驶性客观评价指标并搭建测试与分析软硬件平台。然后，基于组合赋权思想，采用层次分析法（AHP）和变异系数法（CV）确定主客观权重，运用最小相对信息熵原理获得AHP?CV模型的最优权重。接着用加权马氏距离替代欧氏距离的改进逼近理想排序（TOPSIS）搭建车辆驾驶性评价工况优选模型。最后，以静态换挡工况为例进行研究，得出10个细分工况的加权指标值，并对细分工况进行综合排序。试验结果表明，提出的改进AHP?CV?TOPSIS模型对于车辆驾驶性评价的工况选择具有较好的适用性，可揭示各细分工况对驾驶性评价的重要程度，为车辆驾驶性主客观评价工况选取提供科学指导。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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两挡变速器换挡过程最优控制的伪谱法求解 刘晓坤,赵鑫鑫 2021 (3):  364-373.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.009 摘要 ( 196 )   HTML ( 11 )   PDF(1281KB) ( 407 )   随着新能源汽车的发展，采用多挡位变速器在保证车辆动力性的前提下，可以提高电机效率。为了减小换挡冲击，提升乘坐舒适性，需要对驱动电机和换挡电机进行协调控制。本文中以两挡变速器为研究对象，提出了一种基于Radau伪谱法的变速器换挡策略，选取冲击度和滑摩功作为两挡变速器换挡品质的评价函数，利用插值多项式对换挡过程中系统的状态变量和控制变量进行逼近，由插值多项式的导数值近似代替动力学方程中状态变量的微分值，将换挡过程的最优控制问题转换为非线性规划问题，并利用现有的非线性规划问题求解器进行求解。采用MATLAB软件对两挡变速器的换挡问题进行伪谱法求解，得到了两挡变速器换挡过程的最优控制轨迹，验证了伪谱法的有效性和优异性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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液压机械无级变速器速比自抗扰控制研究 罗俊林,吴维,苑士华,刘辉,李鑫勇 2021 (3):  374-380.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.010 摘要 ( 179 )   HTML ( 4 )   PDF(2097KB) ( 308 )   本文中设计了一种单行星排液压机械无级变速器，并为提高其速比跟踪控制性能，提出一种带前馈的自抗扰控制算法，以实现速比的跟踪控制。首先建立系统数学模型，通过传动系统转速关系的理论分析，得到前馈控制量，进一步采用自抗扰控制器对速比进行闭环控制。接着建立系统仿真平台和原型样车，通过仿真和试验对设计的带前馈自抗扰速比控制器进行验证。结果表明：提出的自抗扰速比控制法能有效实现速比的跟踪控制，与经典PID控制相比，具有速比偏差小、响应速度快、适应性好和抗干扰能力强的优点。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车用燃料电池热管理性能仿真与试验研究 郑文杰,杨径,朱林培,熊飞 2021 (3):  381-386.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.011 摘要 ( 375 )   HTML ( 26 )   PDF(1741KB) ( 537 )   热管理是影响燃料电池性能与寿命的重要因素之一，其中燃料电池热管理系统设计与建模是研究的难点。首先用理论推导方法建立燃料电池的热模型，并通过台架试验验证该模型的准确性。其次建立整车燃料电池热管理系统一维仿真模型，对影响电堆出水温度的风速和风温两个因素进行灵敏度分析。最后通过仿真计算，分析3种典型工况下电堆的出水温度，并开展整车环模试验进行验证。结果表明，所建立的燃料电池热管理系统模型可以准确分析电堆在不同工况下的出水温度，为整车开发过程中燃料电池热管理性能的分析与优化提供参考，对提高燃料电池汽车热管理水平具有实际的工程意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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怠速充电工况下的电池SOC平衡控制 莫崇相,吴坚,祁宏钟 2021 (3):  387-396.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.012 摘要 ( 182 )   HTML ( 5 )   PDF(4899KB) ( 313 )   在分析单电机和双电机混合动力电动车发动机怠速充电工况下电池能量稳定性控制要求的基础上，提出了一种怠速充电工况电池SOC平衡的主动控制策略，并给出相应控制过程的能量控制目标值计算公式和相应的分析。通过对所提出的怠速充电工况电池SOC平衡控制策略进行仿真和实车测试，结果表明，该控制策略能有效控制电池SOC平衡，怠速充电过程中电池主动能量的过充和过放控制的稳定性也得到改善。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车身简化模型中A⁃立柱和后视镜风噪的试验研究 王亓良,陈鑫,张英朝,张祥东,顾灿松,关青青 2021 (3):  397-404.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.013 摘要 ( 425 )   HTML ( 10 )   PDF(3961KB) ( 283 )   为研究车身A柱和后视镜的风噪，建立汽车简化模型。基于气动声学风洞试验，设计了外形配置不同的5种模型。以A计权声压级和语音清晰度为评价指标，对侧窗外表面、远场和车内风噪展开对比分析。结果表明：A柱涡区域内高频风噪衰减较快；方形Ａ柱对后视镜风噪具有明显掩蔽作用；后视镜风噪中存在压力级峰值，对应特征频率随风速升高而增加；随风速升高，各模型车窗、远场和车内风噪均明显增加；偏航时，车窗风噪在全频段内表现出迎风侧降低、背风侧升高的趋势，远场风噪与车内风噪在不同频段展现相同趋势。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于驾驶风格的前撞预警系统报警策略 金辉,李昊天 2021 (3):  405-413.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.014 摘要 ( 395 )   HTML ( 15 )   PDF(2191KB) ( 421 )   考虑驾驶风格的影响，设计了一种优化的纵向相对距离预测模型，并基于此模型改进了前撞预警系统报警策略。驾驶风格分类结合了分位点法和信息熵法，以不同方式进行特征提取，使用k?means方法聚类样本数据。基于长短期记忆模型，设计了编码器-解码器模型用于预测，以上述分类的全部数据训练模型的共用部分参数，以提高模型的泛化能力；而以3种驾驶风格对应数据集对模型的个性化部分参数进行更高学习率的训练。利用上述预测模型，对基于欧洲新车评估计划-自动紧急制动系统测试协议的前撞预警策略进行改进，使误报警次数从123降低至50。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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城市公交车内儿童乘员头部损伤的有限元分析 崔世海,马伟盛,李海岩,贺丽娟,吕文乐 2021 (3):  414-420.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.015 摘要 ( 274 )   HTML ( 2 )   PDF(4551KB) ( 206 )   基于已验证的具有详细解剖学结构的头部模型和儿童假人身体有限元模型，构建了具有高计算效率的6岁儿童混合人体有限元模型，结合构建的城市公交车整车有限元模型，选取儿童乘坐公交车时的4个典型位置，对公交车紧急制动和正面碰撞工况下的儿童头部损伤进行了仿真。结果表明，公交车正常行驶紧急制动时头部不会损伤，但在有交通事故发生碰撞时可能会出现头部损伤，给出了容易发生碰撞损伤的乘坐位置，并对头部碰撞损伤的特点进行了分析，为公交车内儿童乘员的安全防护提供理论支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于熵权TOPSIS法的CFRP防撞梁轻量化研究 蒋荣超,张涛,孙海霞,刘大维,陈焕明,王登峰 2021 (3):  421-428.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.016 摘要 ( 180 )   HTML ( 8 )   PDF(2988KB) ( 286 )   碳纤维增强复合材料（CFRP）具有轻质高强的特点，本文中基于抗撞性要求将某乘用车保险杠原钢制防撞梁替换为CFRP，并进行铺层优化设计。首先对CFRP层合板进行力学性能试验以获得材料参数，并通过三点弯曲仿真试验验证其准确性，然后根据等刚度设计原理，确定CFRP防撞梁的厚度，并通过保险杠低速碰撞有限元仿真对比分析两种材料防撞梁的抗撞性能。在此基础上，以质量、比吸能、最大侵入量和碰撞力峰值为目标，采用熵权TOPSIS方法对CFRP防撞梁进行铺层优化，确定出最优铺层方案。结果表明，在保证抗撞性能要求的条件下，优化后的CFRP防撞梁比原钢制防撞梁减轻了76.82%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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轮胎空腔共振噪声与力传递率关系的试验研究 周海超,夏琦,王国林,杨建,张树培,李畅达 2021 (3):  429-436.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.017 摘要 ( 295 )   HTML ( 4 )   PDF(5267KB) ( 385 )   为研究轮胎空腔共振噪声特性及其评价方法，通过在轮胎内部充入空气与氦气，在内衬层粘贴不吸音泡沫和不同的吸音材料，对轮胎的力传递率特性与轮胎跌落噪声、室内转鼓噪声和实车道路噪声等空腔共振特性之间的关联关系进行试验研究。结果表明：轮胎内充入氦气与添加多孔吸音材料对轮胎力传递特性和轮胎空腔共振噪声有明显的影响，轮胎跌落噪声和室内转鼓噪声可有效反映轮胎空腔共振特性，轮胎力传递率峰值与空腔共振噪声峰值具有良好的一致性，据此提出了轮胎力传递率可表征轮胎空腔共振噪声的观点。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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汽车雨水管理的数值仿真与评价 张英朝,袁伟平,郑镇雨,王国华,沈淳 2021 (3):  437-441.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.018 摘要 ( 213 )   HTML ( 17 )   PDF(1860KB) ( 263 )   汽车在雨天行驶时，落到侧窗表面的雨水会影响驾驶员的侧向视野和后视野，从而危及行车安全，故侧窗雨水管理对于整车安全非常重要。但迄今为止对于侧窗雨水管理问题尚未有一个统一而有效的评价方法。为此，本文中应用液膜模型和拉格朗日粒子模型对某款SUV进行了雨水仿真，基于人机工程学和粒子束轨迹技术提出了侧窗雨水管理的评价方法，并对仿真结果进行了相应的分析。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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兼顾鲁棒性的多目标焊点自适应优化方法 宋海生,杨娜,杨昌海,陈志勇,史文库 2021 (3):  442-449.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.03.019 摘要 ( 182 )   HTML ( 6 )   PDF(3642KB) ( 320 )   电阻点焊是白车身制造过程中主要的装配工艺手段，其数量和布置会对白车身动刚度和静刚度产生很大的影响，但这两种影响并不总是一致的。因此，在以同时提升动/静刚度为目标的焊点优化中，需要一种能够兼顾动刚度和静刚度的指标，同时还要确保生产中的工业鲁棒性，使焊点设计方案实施效果不会轻易受到焊点制造缺陷的影响。本文中提出了一种以焊点及相邻单元应变能为基础，兼顾动刚度性能和静刚度性能的焊点优化决策指标，并利用该指标，构建了高效的鲁棒性分析方案，从而形成了一种多目标的焊点自适应优化方法，能实现同时考虑多种性能指标和鲁棒性的焊点优化过程。该方法被应用于某款轻型客车白车身焊点的性能优化和鲁棒性分析，并通过试验验证了其有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标