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2023年, 第45卷, 第9期　刊出日期：2023-09-25 上一期    下一期

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类脑学习型自动驾驶决控系统的关键技术 李升波,占国建,蒋宇轩,兰志前,张宇航,邹文俊,陈晨,成波,李克强 2023 (9):  1499-1515.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.ep.006 摘要 ( 526 )   HTML ( 36 )   PDF(3942KB) ( 556 )   作为高级别自动驾驶的下一代技术方向，类脑学习以深度神经网络为策略载体，以强化学习为训练手段，通过与环境的交互探索实现策略的自我进化，最终获得从环境状态到执行动作的最优映射。目前，类脑学习方法主要用于自动驾驶的决策与控制功能设计，它的关键技术包括：界定策略设计的系统框架、支持交互训练的仿真平台、决定策略输入的状态表征、定义策略目标的评价指标以及驱动策略更新的训练算法。本文重点梳理了自动驾驶决策控制的发展脉络，包括两类模块化架构（分层式和集成式）和3种技术方案（专家规则型、监督学习型和类脑学习型）；概述了当前主流的自动驾驶仿真平台；分析了类脑决控的3类环境状态表征方法（目标式、特征式和组合式）；同时介绍了自动驾驶汽车的五维度性能评价指标（安全性、合规性、舒适性、通畅性与经济性）；然后详述了用于车云协同训练的典型强化学习算法及其应用现状；最后总结了类脑自动驾驶技术的问题挑战与发展趋势。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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锂离子电池制造工艺仿真技术进展 陈飞,孔祥栋,孙跃东,韩雪冰,卢兰光,郑岳久,欧阳明高 2023 (9):  1516-1529.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.002 摘要 ( 184 )   HTML ( 22 )   PDF(4043KB) ( 182 )   锂离子电池的综合性能不仅取决于材料和结构的创新，还与制造工艺及相关设备技术的进步息息相关。目前电池制造厂商针对不同体系的电池工艺开发多采用穷举法进行实验试错，在工艺仿真技术方面还存在较大的发展空间。面向电池高质量制造发展和数智化升级的行业发展趋势，本文结合宏观电池制造设备和微观电池电极结构两个角度，对电池制造工艺仿真研究现状进行了系统总结，分析了各工序工艺仿真技术机理研究、结构发展及应用前景，并进一步指出当前研究的不足及未来的发展趋势，旨在为优化锂离子电池的制造流程和提高其综合性能提供理论参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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智能新能源汽车车载控制基础软硬件关键技术研究进展 李兆麟,李华伟,郑四发,王文伟,邹广才,张创,刘英,张永昌 2023 (9):  1530-1542.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.003 摘要 ( 212 )   HTML ( 13 )   PDF(6274KB) ( 263 )   新能源汽车的智能化与网联化对以车载核心控制芯片、车控操作系统及车载网络为核心的车载控制基础软硬件提出了更高的要求，必须满足高性能计算、高安全控制、大数据通信等颠覆性需求。本文围绕车载核心控制芯片、车控操作系统与车载高速分布式光纤通信的高可靠与高安全设计需求，介绍了复杂行驶条件下支持智能控制算法的车控操作系统和车载核心控制芯片的架构，恶劣工况下的车载核心控制芯片的高可靠性设计技术和环境适应性增强技术，车控操作系统和车载核心控制芯片的功能安全性设计与保障技术，基于高速分布式光纤通信技术的控制信号传输工具及通信协议故障诊断与自测试技术等关键技术的最新研究工作。基于上述研究成果自主研制的车载核心控制芯片和车控操作系统均已通过实车验证，由此构建的技术攻关、产品研制、标准制定、实车验证的研发体系可为我国智能新能源汽车车载控制基础软硬件的完全自主可控提供必要的理论与技术支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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特征稀疏场景下基于标签的车辆视觉SLAM 秦洪懋,沈国利,周云水,黄圣杰,秦晓辉,谢国涛,丁荣军 2023 (9):  1543-1552.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.004 摘要 ( 107 )   HTML ( 8 )   PDF(4259KB) ( 130 )   在智能车辆的同时定位与建图中，视觉特征点法通过对特征点的提取和匹配进行车辆位姿估计，但当环境缺少纹理或动态变化时，场景的特征稀疏、稳定性差，基于自然特征定位易导致精度下降甚至定位失败。在环境中加入视觉标签可有效解决特征稀疏问题，但基于视觉标签的定位方法高度依赖人工标定，且常因视角变化出现位姿抖动，影响定位的精度。为此，本文提出了一种基于标签的车辆视觉SLAM方法，充分利用标签信息，引入内外角点约束降低标签位姿抖动，同时借助视觉里程计建立低漂移、全局一致的地图；在定位时基于标签估计车辆位姿，并联合优化标签地图与车辆位姿，从而构建低成本、高鲁棒的视觉SLAM系统。试验结果表明，本文方法使用内外角点约束有效降低了标签的位姿抖动，使标签建图精度的提升率超过60%，定位精度的平均提升率超过30%，显著地提高了基于标签定位的精度与鲁棒性，有利于智能车辆的安全运行。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于AFC-TARA的车载网络组件风险率量化评估分析 左政,王云鹏,麻斌,邹博松,曹耀光,杨世春 2023 (9):  1553-1562.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.ep.004 摘要 ( 95 )   HTML ( 3 )   PDF(2671KB) ( 73 )   信息安全设计的首要步骤是威胁分析与风险评估（threat analysis and risk assessment，TARA），以此确定安全需求和目标，为信息安全正向开发及安全漏洞修复提供依据。然而，当前TARA分析仅能对恶意攻击及安全漏洞的影响进行评估，即不支持对防护策略效用的量化评估。为此，本文提出了一种攻击和修复相结合的威胁分析与风险评估（attack and fix combined threat analysis and risk assessment，AFC-TARA）方法。通过将系统级车载网络架构的安全状态转换为连续时间马尔科夫链模型，并将转移速率与漏洞挖掘、漏洞修复及安全防护策略相关联，进而实现综合考虑攻击变量与防御变量的系统级车载网络架构安全分析与评估。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向智能汽车的SOA架构及服务调度机制研究 郝建平,苏炎召,钟志华,黄晋 2023 (9):  1563-1572.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.006 摘要 ( 200 )   HTML ( 10 )   PDF(2712KB) ( 257 )   面向服务的架构（service-oriented architecture， SOA）是软件定义智能汽车的核心设计理念。本文对智能汽车SOA软硬件层级进行了分析和归纳，并对影响SOA调度的关键环境因素进行了分类。基于此，本文提出了可拓展功能域的SOA架构，建立了SOA服务层级和服务响应参数模型，设计了SOA服务调度机制。该SOA服务调度机制以服务置信度为核心，综合考虑SOA子服务的服务能力、预计运行时间、负载能耗和运行稳定性等影响因素，实现了当前环境系统约束下的子服务最优选择。在高速路、拥堵道路、低光照隧道场景下，本文采用简化的双层SOA模型进行了模拟仿真验证，结果表明：与不进行服务调度方法相比，本文所提出的SOA架构及调度方法能够在保持相近的服务能力下， 降低计算资源及能耗负载约36%，并降低约30%的软件预计服务时间。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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异构智能网联汽车编队延迟补偿控制研究 刘济铮,王震坡,孙逢春,张雷 2023 (9):  1573-1582.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.007 摘要 ( 96 )   HTML ( 3 )   PDF(3461KB) ( 108 )   智能网联汽车多车编队行驶可有效缩短跟车间距和提升交通系统通行效率，但多车编队控制须解决异构编队控制器的普适性问题，且能够在执行器响应延迟和通讯延迟情况下保证车辆编队的弦稳定性。本文提出一种面向异构智能网联汽车编队的延迟补偿控制方法，在无须获取他车系统动力学参数及控制输入前提下，利用他车加速度信息即可实现车辆编队纵向跟踪控制；此外，提出一种基于Smith预测器的延迟补偿控制架构，分别消除和降低了执行器响应延迟和通讯延迟对车辆编队弦稳定性的影响。典型工况仿真结果表明，相较常见车辆编队控制方法，本文提出的异构车辆编队延迟补偿控制器的跟车误差降低了80.7%，有效减小了最小车头时距和跟车间距。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于关键场景的预期功能安全双闭环测试验证方法 吴思宇,于文浩,邢星宇,张玉新,李楚照,李雪轲,古昕昱,李云巍,马小涵,路伟,王政,郝圳茂,王红,李骏 2023 (9):  1583-1607.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.008 摘要 ( 150 )   HTML ( 12 )   PDF(3139KB) ( 531 )   预期功能安全作为道路运行安全的重要组成，是智能网联汽车的核心挑战。全面高效的预期功能安全测试验证方法能够有效支撑系统安全开发流程。本文提出一种以关键场景为载体、由封闭验证和开放论证双闭环构建的测试验证框架，并综合论述关键场景构建技术，进一步建立接受准则的量化方法。最后，本文展望在预期功能安全测试验证领域亟待推进的关键研究。本文旨在为智能网联汽车预期功能安全测试验证的工程实践提供兼具可操作性和理论充分性的参考依据。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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融合复杂网络和记忆增强网络的轨迹预测技术 赵高士,陈龙,蔡英凤,廉玉波,王海,刘擎超,滕成龙 2023 (9):  1608-1616.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.009 摘要 ( 131 )   HTML ( 7 )   PDF(2915KB) ( 175 )   周边目标轨迹预测是智能汽车决策规划的重要依据，现有基于多交通主体欧氏距离的建模方法无法有效描述多目标之间的复杂交互关系，制约其在实际动态交通场景中的适用性。本文创新地将复杂网络和记忆增强神经网络进行融合，构建了双层动态复杂网络模型，实现了高可靠性和可解释性的多模态轨迹预测。该模型使用高斯可变安全场计算风险权重，考虑了交通参与者的行驶状态参数、形状尺寸和智能体与道路之间的相互影响，真实准确地反映复杂环境中多交通主体间的交互关系；构建了一种由注意力机制和包含风险权重的社交池组成的复杂网络编码模块，实现了动态复杂场景中交通参与者与道路约束之间作用特征的全面有效提取；构建了以参考轨迹为条件的轨迹解码模块，实现了兼顾精度和可解释性的多模态轨迹输出。在公开数据集nuScenes上的验证结果表明，本文所提出的方法最小平均位移误差为1.37 m，最小最终位移误差为8.13 m，性能优异且具有较好的可解释性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于局部窗口交叉注意力的轻量型语义分割 金祖亮,隗寒冰,Liu Zheng,娄路,郑国峰 2023 (9):  1617-1625.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.010 摘要 ( 78 )   HTML ( 4 )   PDF(2359KB) ( 103 )   在自动驾驶汽车环境感知任务中，采用环视相机在统一鸟瞰图（bird's eye view，BEV）坐标系下对车道线、车辆等目标进行语义分割受到广泛关注。针对相机个数增加致使任务推理延迟线性上升、实时性难以完成语义分割任务的难题，本文提出一种基于局部窗口交叉注意力的轻量型语义分割方法。采用改进型EdgeNeXt骨干网络提取特征，通过构建BEV查询和图像特征之间的局部窗口交叉注意力，完成对跨相机透视图之间的特征查询，然后对融合后的BEV特征图通过上采样残差块对BEV特征解码，以得到BEV语义分割结果。在nuScenes公开数据集上的实验结果表明，该方法在BEV地图静态车道线分割任务中平均IoU达到35.1%，相较于表现较好的HDMapNet提高2.2%，推理速度相较于较快的GKT提高58.2%，帧率达到106 FPS。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于服务的多域电子电气架构安全访问控制 杨震宇,罗峰,王子通,任毅,张晓先 2023 (9):  1626-1636.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.011 摘要 ( 94 )   HTML ( 8 )   PDF(2795KB) ( 155 )   在面向服务的多域电子电气架构下，大量的异构服务被部署在车内，用于自主驾驶、安全、舒适和远程诊断等目的。随着与外界交互的增多，车载网络存在递增的安全风险。本文提出了一种安全访问控制机制，以防止车内域控制器受到未经认证和授权的访问请求。首先，文中基于智能网联汽车的安全需求分析，提出了一个基于属性的访问控制的访问控制架构，该架构不仅支持细粒度和灵活的授权还支持基于逐流过滤与监测的在线权限检测。其次，用一个五元组给出形式化的访问控制模型，该模型用数学方法描述了主体、客体、策略和请求，并提出了一个基于哈希的策略评估引擎。最后，安全访问序列通过会话建立和安全通信保证了访问控制过程中的机密性、完整性和可用性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于分布式强化学习的车辆控制算法研究 刘卫国,项志宇,刘伟平,齐道新,王子旭 2023 (9):  1637-1645.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.012 摘要 ( 157 )   HTML ( 9 )   PDF(2911KB) ( 220 )   端到端自动驾驶算法的开发现已成为当前自动驾驶技术研发的热点。经典的强化学习算法利用车辆状态、环境反馈等信息训练车辆行驶，通过试错学习获得最佳策略，实现了端到端的自动驾驶算法开发，但仍存在开发效率低下的问题。为解决虚拟仿真环境下训练强化学习算法的低效性和高复杂度问题，本文提出了一种异步分布式强化学习框架，并建立了进程间和进程内的多智能体并行柔性动作-评价（soft actor-critic， SAC）分布式训练框架，加速了Carla模拟器上的在线强化学习训练。同时，为进一步实现模型的快速训练和部署，本文提出了一种基于Cloud-OTA的分布式模型快速训练和部署系统架构，系统框架主要由空中下载技术（over-the-air technology， OTA）平台、云分布式训练平台和车端计算平台组成。在此基础上，本文为了提高模型的可复用性并降低迁移部署成本，搭建了基于ROS的Autoware-Carla集成验证框架。实验结果表明，本文方法与多种主流自动驾驶方法定性相比训练速度更快，能有效地应对密集交通流道路工况，提高了端到端自动驾驶策略对未知场景的适应性，减少在实际环境中进行实验所需的时间和资源。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑大气条件影响的自动泊车系统超声波雷达建模 马天飞,李波,朱冰,赵健 2023 (9):  1646-1654.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.013 摘要 ( 91 )   HTML ( 7 )   PDF(2284KB) ( 108 )   超声波雷达是自动泊车系统最常用的环境感知传感器，而超声波雷达的精确建模是自动泊车系统仿真分析的难点。本文提出了一种考虑大气条件影响的超声波雷达建模方法，将空气温度、湿度、大气压力这3项大气条件纳入建模体系。首先分析了超声波雷达的工作机理，明确了超声波雷达模型应由检测范围模型与检测距离模型两部分组成；而后推导了大气条件、目标物特性和超声波吸收能量损失、传播能量损失之间的定量关系，建立了检测范围模型；并根据大气条件求解真实声速，进一步将距离真值修正为真实超声波雷达检测值，建立了检测距离模型；最后对建立的超声波雷达模型进行了测试验证。结果表明，所建立的超声波雷达模型可以精确模拟超声波雷达在自动泊车场景中的检测范围与检测距离。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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自动紧急制动系统控制模块的SOTIF量化评价 白先旭,左瑜,李维汉,石琴,李楚照,赵树廉,陈炯 2023 (9):  1655-1665.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.014 摘要 ( 136 )   HTML ( 6 )   PDF(3807KB) ( 187 )   建立智能汽车的预期功能安全（SOTIF）评价体系，进行SOTIF设计是实现智能驾驶汽车规模应用的必由之路。为完善自动紧急制动（AEB）系统的SOTIF理论，实现AEB系统的SOTIF设计，本文采用系统理论过程分析（STPA）的方法对AEB系统控制模块进行安全分析。根据安全分析的结果提出AEB系统控制模块的SOTIF评价指标，并基于CRITIC法和优劣解距离（TOPSIS）法对提出的评价指标进行综合量化评价。进一步地，使用提出的评价方法对某型智能汽车的AEB系统控制模块进行了基于实车试验的SOTIF评价，评价结果验证了所提出的AEB系统控制模块的SOTIF评价方法的合理性和实用性。最后，对评价结果进行分析，并根据提出的SOTIF评价指标给出AEB系统的SOTIF改进建议。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于毫米波雷达与视觉融合的碰撞预警 李勇滔,孙晨旭,郑伟光,许恩永,李育方,王善超 2023 (9):  1666-1676.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.015 摘要 ( 145 )   HTML ( 13 )   PDF(4280KB) ( 187 )   针对现有的毫米波雷达与视觉融合的碰撞预警算法误警率与漏警率较高等问题，提出了一种基于毫米波雷达与视觉融合的碰撞预警方法。首先基于距离速度阈值与生命周期方法对毫米波雷达数据进行预处理，并提出基于遗忘因子的自适应拓展卡尔曼滤波算法对目标进行追踪；利用加入改进的CBAM双通道注意力机制YOLOv5算法提高视觉识别的准确率。然后运用交并比的思想实现毫米波雷达与视觉的决策级融合。最后基于最小安全距离模型提出前碰撞预警策略。通过不同场景下的实车验证结果表明：该算法比单传感器算法更加准确，具有更好的鲁棒性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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云端数据驱动的锂电池故障分级预警研究 郭文超,杨林,邓忠伟,李济霖,范志先 2023 (9):  1677-1687.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.016 摘要 ( 103 )   HTML ( 9 )   PDF(5628KB) ( 148 )   目前还未有一种有效手段针对故障类型未知的车辆云端数据进行无监督式的故障预警，为此本文提出了一种云端数据驱动的锂电池故障分级预警方法。首先通过机理分析选取适用于云端数据特性的特征，构建6类差熵特征集进行多次混合聚类实现对电池健康度的打分评价。通过引入温度信息区分热相关故障并构建预警等级划分准则判断电池故障状态。利用5种现场故障案例进行验证，结果表明，该方法能准确识别故障并区分故障类型，且具有较高的超前性和适应性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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考虑迟滞特性的卡尔曼滤波和门控循环单元神经网络的锂离子电池SOC联合估计 胡明辉,朱广曜,刘长贺,唐国峰 2023 (9):  1688-1701.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.017 摘要 ( 94 )   HTML ( 3 )   PDF(8250KB) ( 118 )   由于迟滞特性的存在，电池管理系统难以准确获得开路电压（OCV）与荷电状态（SOC）之间的状态关系。为有效地运行和管理动力电池，本文研究了考虑迟滞特性的锂离子电池模型，选用带有遗忘因子的递推最小二乘法进行参数在线辨识。提出了一种联合门控循环单元（GRU）神经网络和自适应扩展卡尔曼滤波（AEKF）的SOC估计，分别以AEKF和GRU神经网络的估计结果为模型值和测量值，通过卡尔曼滤波（KF）得到最终的SOC估计结果，并作为下一时刻AEKF的输入。结果表明，常温环境下考虑迟滞特性的模型对端电压预测及联合估计法对SOC估计的均方根误差（RMSE）分别在0.5 mV和0.64%以内；低温及变温环境下端电压预测及SOC估计的RMSE分别在0.9 mV和0.72%以内。考虑迟滞特性的模型及联合估计法具有良好的精度和鲁棒性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于GA-PSO-Otsu算法的质子交换膜燃料电池催化层孔结构自适应识别 袁新杰,刘芳,侯中军 2023 (9):  1702-1709.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.018 摘要 ( 70 )   HTML ( 2 )   PDF(4085KB) ( 107 )   车载质子交换膜燃料电池催化层的孔结构识别效率低、精度差且实验要求严格，无法适应日趋规模化的行业发展体系，因此针对该问题，本文提出基于遗传粒子群的最大化类间方差（GA-PSO-Otsu）优化算法，实现对催化层扫描电镜图孔径分布和孔隙率高效、精确且自适应的识别和测算。首先，协同引入高斯卷积核与二值化阈值最大化类间方差，有效降低噪声和手动调参对精度和效率的影响，实现自动化去噪和孔结构识别；其次，进一步提出遗传粒子群算法，有效解决传统方法遍历参数耗时长和易陷入局部优化的问题，兼具高精度和高效率的优点；最后，通过对催化层结构和灰度分布差异明显的扫描电镜图的对比实验验证，表明该方法具备良好的鲁棒性、自适应性和实用性，与遍历所有参数的传统Otsu算法的孔隙率误差小于0.5%，测算耗时降低约26.2%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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燃料电池系统仿真分析及测试验证 许有伟,陈桂银,吕平,赵振瑞,赵洋洋,孙茂喜,邢丹敏 2023 (9):  1710-1719.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.019 摘要 ( 124 )   HTML ( 9 )   PDF(6090KB) ( 149 )   燃料电池系统包含电堆、空气子系统、氢气子系统、冷却子系统，涉及零部件众多。因此在研发初期，通过系统仿真的手段建立燃料电池系统模型，对系统开发具有指导作用。本文首先依据零部件的试验结果及特性参数进行零部件虚拟标定，建立精确零部件模型；然后根据系统流程图搭建完整的燃料电池系统仿真模型；最后通过仿真计算，对系统关键输出性能参数进行评估和预测。将仿真结果与测试数据进行对比校核，结果表明：模型仿真结果与测试数据平均绝对百分比误差最大为4.33%，吻合度较高，验证了此系统仿真模型精度较高，可用于燃料电池系统性能研究，对今后研发燃料电池系统具有重要的指导意义。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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气体扩散层分层设计对PEMFC电堆性能影响研究 王万腾,李楠,白雪宜,杨抖,栗航,李贵敬 2023 (9):  1720-1727.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.020 摘要 ( 58 )   HTML ( 0 )   PDF(3304KB) ( 83 )   为了改善电堆不同电池单元之间的温度、反应物等的均匀性从而改善电堆性能和提升寿命，本文提出了一种在电堆不同电池单元气体扩散层设置不同的梯度孔隙率的改进方案。通过建立包含5层单电池的三维、非等温、单相的短电堆模型进行分析，研究发现孔隙率为0.4-0.5-0.6-0.5-0.4的方案可以最大程度改善边缘层和中间层单电池之间温度、氧气浓度、水浓度、膜电流密度等的差值，即提高电堆内部均匀性，且在缺气工况条件下亦是如此。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于值率模型的电动汽车动力电池电压异常检测 刘启全,马建,赵轩,张凯,孟德安,相里康 2023 (9):  1728-1739.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.021 摘要 ( 112 )   HTML ( 9 )   PDF(6282KB) ( 113 )   准确高效的电动汽车动力电池系统异常检测对保障车辆安全可靠运行具有重要意义。基于此本文提出了一种基于电压变化率的新型动力电池电压异常诊断方法，用于检测电池组中单体电压的异常波动故障。进一步的，引入基于改进Z分数方法的评估系数来对电压异常波动程度进行定量表征。在此基础上，基于实车数据验证了本文所提方法的有效性和可靠性。此外，与常用熵方法进行对比分析，结果表明：本文所提方法具有可靠的故障诊断结果和较高的计算效率，实际工程应用价值更高。最后，基于该模型，通过对大量同类型纯电动汽车的电压数据进行统计分析，得到了该车型电池系统中电压异常风险情况的分布，通过分析隐藏在表面之下的异常，可以为车企动力电池系统或整车的结构设计提供参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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电动汽车无线充电高效高利用率磁芯的多目标优化设计 熊萌,张栋,尤国建,孙添飞,盛凯,魏学哲 2023 (9):  1740-1752.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.ep.008 摘要 ( 113 )   HTML ( 8 )   PDF(8578KB) ( 124 )   基于电动汽车无线充电的非对称DD线圈与LCC-SP拓扑，优化设计了一种新型磁芯结构，以解决发射端磁芯的非均匀磁通所导致的磁芯高磁损耗与低利用率问题。首先，针对参考线圈组建立了其等效电路模型与等效磁路模型，分别为磁芯损耗的剥离计算与磁芯结构的排布设计提供理论支撑。同时，提出磁芯磁通均匀性的评价指标CV（B），并建立了其与磁芯损耗及磁芯体积的定量关系，为磁芯优化提供了优化方向及优化边界。然后，基于线圈组等效模型提出了新型发射端磁芯结构，并对其关键结构参数进行敏感性分析，以期减小优化变量复杂度。最后，以最大耦合系数与最小均匀系数作为优化目标，采用COMSOL与Matlab联合仿真完成了基于NSGA-II多目标优化算法的新型磁芯结构优化。结果表明，优化后磁芯利用率及效率得到改善，优化磁芯体积仅占原参考磁芯的60%，线圈传输效率提升至98.117%，磁芯损耗减小约10 W，证明了所提优化方法的有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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齿轮传动系统建模与典型界面传递特性研究 高普,刘辉,贝文瑾,项昌乐 2023 (9):  1753-1764.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.023 摘要 ( 106 )   HTML ( 2 )   PDF(6108KB) ( 161 )   随着车辆齿轮传动系统向着高速、重载和大功率的方向发展，结构日趋复杂，运行工况多变，极易发生零部件损伤故障，影响系统运行可靠性。建立准确的齿轮传动系统模型，研究系统典型界面传递特性变化规律，是系统故障检测和定位的关键技术基础。本文综合考虑齿轮时变啮合刚度、啮合阻尼、齿侧间隙及轴承支承刚度等关键影响因素，建立定轴齿轮传动系统非线性动力学模型，结合振动特性试验测试，有效验证齿轮传动动力学建模的准确性；然后针对齿轮啮合界面和轴承界面，构建典型界面力模型，以振动信号传递的衰减系数量化表征传递特性，开展典型界面振动传递的仿真和试验研究，揭示振动信号在齿轮传动系统传递的本质规律，为车辆齿轮传动系统故障检测中传感器测点布置提供有力的理论和技术支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于卷积神经网络的汽车操纵稳定性试验类型识别方法 管欣,仲昭辉,詹军,奚腾龙,叶昊,高深圳,成健,廖世辉,蔡均 2023 (9):  1765-1771.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.024 摘要 ( 132 )   HTML ( 2 )   PDF(5034KB) ( 163 )   针对汽车操纵稳定性试验评价指标自动化处理需要自动识别试验类型的需求，提出一种基于卷积神经网络的汽车操纵稳定性试验类型自动分类方法。在分析汽车操纵稳定性试验类型数据图像特征的基础上，建立了由1个输入层、3个卷积层、3个批归一化层、2个最大池化（Max-pooling）层、5个线性整流函数（ReLU）层、3个全连接层、2个活化（Dropout）层、1个激活函数（Softmax）层和1个分类输出层组成的汽车操纵稳定性试验类型分类卷积神经网络模型。利用2 250组试验采集的数据对模型进行了训练和验证。经验证，类型分类准确率为99.33%，平均识别时间为0.05 s。结果表明，本文提出的基于卷积神经网络的汽车操纵稳定性试验类型自动识别方法可有效区分不同试验类型，可用于汽车操纵稳定性试验结果的自动处理，显著提升汽车操纵稳定性试验自动化处理水平。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理 陈小勇,姚璐,郭正鑫,刘浩,罗挺,王永亮 2023 (9):  1772-1778.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.09.025 摘要 ( 105 )   HTML ( 7 )   PDF(103581KB) ( 178 )   汽车风振噪声是衡量其舒适性的重要指标之一。本文首先用道路试验验证了风振流场仿真方法的有效性。接着解释了风振噪声是由周期性脱落的湍流涡与车内空腔共振导致的，并提出了风振噪声的降噪策略。随后探究B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理，发现减小自由剪切层偏离B柱外表面的最大距离可以减小湍流涡的强度，进而减小风振噪声。所设计的扰流器最大降噪效果可达12.8 dB。最后用试验验证了B柱扰流器方案的有效性。该研究结论对于进一步理解和控制风振噪声具有一定理论意义和工程应用价值。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标