汽车工程

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1. 正面碰撞等级预估方法

唐洪斌,张君媛,刘国军

汽车工程 2022, 44 (3): 392-398. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.03.011

摘要（1175）

HTML （49）

PDF（pc）（2820KB）（33220）

通过NHTSA和IIHS真实正面碰撞试验数据的统计和归纳，以及解析求解，分别建立采用C-NCAP评价的100%正面刚性壁障（FRB）碰撞和50%正面可渐进变形移动壁障（MPDB）偏置碰撞，以及采用中国保险汽车安全指数（C-IASI）评价的正面小重叠度壁障（SOB）偏置碰撞中碰撞波形和侵入量的评价方法，可为约束系统的匹配打下良好基础，为车辆获得优异的星级提供保障。

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2. 智能汽车预期功能安全保障关键技术

邵文博,李骏,张玉新,王红

汽车工程 2022, 44 (9): 1289-1304. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.09.001

摘要（880）

HTML （81）

PDF（pc）（3585KB）（9757）

由于性能局限、规范不足或可合理预见误用导致的预期功能安全问题层出不穷，严重阻碍了智能汽车的快速发展。本综述聚焦智能汽车预期功能安全保障关键技术，分别从系统开发、功能改进和运行3个阶段进行了系统的总结，最后从基础理论、风险防护和更新机制3方面进行了展望。本文可为智能汽车预期功能安全研究提供重要参考依据。

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3. 基于A柱后视镜车内气动噪声数值模拟与预测^*

唐荣江, 胡宾飞, 张淼, 陆增俊, 肖飞, 赖凡

汽车工程 2020, 42 (4): 522-530. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.04.015

摘要（832）

PDF（pc）（3787KB）（4153）

针对后视镜引起的前侧窗与车内气动噪声问题,采用计算流体力学(CFD)方法对某商用车进行车外后视镜区域数值模拟和车内噪声预测的研究。稳态分析采用RANS模型中SST(Menter)k-ω模型,瞬态分析采用基于SST(Menter)k-ω的分离涡模拟(DES);通过分析后视镜侧窗区域的稳态静压力与瞬态动压力、速度和涡量云图,揭示了因A柱后视镜而产生车窗表面的湍流压力脉动的机理;同时求解瞬态流场获得两侧车窗表面湍流压力脉动载荷。采用声学FEM方法将车窗表面湍流压力脉动作为边界条件来计算气动噪声的传播,基于车内声学空间不同频率的声压级云图分布规律,说明了车内气动噪声主要集中在中低频段和声压级最大的分布区域;驾驶员左耳旁声压级曲线展示了20-2 500 Hz频段内声压级变化规律。最后进行实车道路滑行测试,证实了气动噪声在车速80-110 km/h时较为明显的结论;采用CFD结合声学有限元的方法可较为准确地预测车内100-2 500 Hz气动噪声的声压级,为优化后视镜、降低驾驶室内气动噪声提供仿真和试验的技术方案。

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4. 自动驾驶汽车测试场景构建关键技术综述

徐向阳,胡文浩,董红磊,王琰,肖凌云,李鹏辉

汽车工程 2021, 43 (4): 610-619. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.04.019

摘要（1429）

HTML （98）

PDF（pc）（1499KB）（2744）

面向自动驾驶汽车测试场景构建，本文首先对现有场景定义与架构进行了对比分析，并提出测试场景应涵盖场景要素和测试要素的共计10层信息；其次，归纳提出了包括具体场景直接构建、典型逻辑场景挖掘分析与推理演绎和具体场景重构衍生的场景构建方法体系；再次，从单一片段测试、组合片段测试和融合交通流的测试3个维度，系统梳理了主流虚拟场景测试应用方法；最后，从场景构建方法链和工具链的角度提出了研究展望。综述研究成果将为自动驾驶汽车测试与评价提供参考。

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5. 碱性水电解制氢系统建模综述及展望

李洋洋,邓欣涛,古俊杰,张涛,郭斌,杨福源,欧阳明高

汽车工程 2022, 44 (4): 567-582. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.04.012

摘要（1373）

HTML （91）

PDF（pc）（4913KB）（2381）

本文中以建模为重点对碱性水电解制氢系统的现状与展望进行综述。首先，对水电解制氢多种方式进行了对比分析，并重点阐述了碱性水电解制氢系统现状：碱性水电解制氢技术存在投资成本低、寿命长、规模大的特点，是现阶段实现“碳达峰”目标的重要手段。接着，在碱性水电解制氢系统建模方面定量地深入分析了电解槽能耗、气体纯度和温度与系统控制的影响机制。本研究为碱性水电解制氢技术的发展提供理论和技术支撑。

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6. 纯电动汽车电驱动总成悬置设计原则研究

康强, 顾鹏云, 左曙光

汽车工程 2019, 41 (11): 1235-1242. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.011.002

摘要（1648）

PDF（pc）（6630KB）（2272）

与内燃机的机械和低频发火阶次的燃烧噪声不同,电动汽车电驱动总成的噪声主要是由电磁力和齿轮啮合产生的高频啸叫声。电驱动总成的2 000-2 500 Hz以下频率的噪声主要通过结构传递路径传入驾驶室内。由于电动汽车的驱动电机转矩大,故电驱动总成悬置在保证抗扭性能的前提下应尽可能提高隔振性能。本文中对电动车和燃油车动力总成振动特性以及不同悬置布置方案下绕横向轴角位移和悬置力进行对比,分析了影响电驱动总成悬置隔振率的主要因素,最后总结了电动汽车电驱动总成悬置的一般设计原则。

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7. 车用锂离子电池低温特性与加热方法研究进展^*

朱建功, 孙泽昌, 魏学哲, 戴海峰, 房乔华, 唐轩

汽车工程 2019, 41 (5): 571-581. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.05.014

摘要（839）

PDF（pc）（2530KB）（2102）

鉴于低温条件下动力电池功率特性变差,充放电效率下降,制约了电动汽车的发展,一方面通过对不同规格、不同材料体系的动力电池进行低温放电、充电、交流阻抗谱特性测试,分析制约锂离子动力电池低温性能的关键因素;另一方面,从动力电池热管理角度出发,对目前低温加热技术的研究进展进行综述,旨在为改善动力电池低温性能和对动力电池低温热管理技术的进一步研究提供指导。

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8. 智能网联汽车云控系统及其实现^*

李克强, 常雪阳, 李家文, 许庆, 高博麟, 潘济安

汽车工程 2020, 42 (12): 1595-1605. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.12.001

摘要（1879）

PDF（pc）（3499KB）（2050）

本文中提出了基于信息物理系统(cyber-physical system,CPS)理论的智能网联汽车云控系统概念,该系统利用新一代信息与通信技术,将人、车、路、云的物理层、信息层、应用层连为一体,进行融合感知、决策与控制,可实现车辆行驶和交通运行安全、效率等性能的综合提升。在介绍系统架构、工作原理与关键技术的基础上,研究了边缘云上融合感知技术与时变时延下车辆控制技术,开发了面向真实道路的云控系统。通过仿真与道路试验,验证了系统的云端计算、融合感知、融合决策与网联控制的性能,展示了系统实际应用的可行性与先进性。

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9. 无人驾驶汽车局部路径规划算法研究^*

彭晓燕, 谢浩, 黄晶

汽车工程 2020, 42 (1): 1-10. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.01.001

摘要（1842）

PDF（pc）（2245KB）（2034）

无人驾驶汽车局部路径规划算法应确保避障的安全性、实时性和路径的平滑性等。本文提出了一种基于离散优化的局部路径规划算法,即采用代价函数分别评估离散生成的候选路径的安全性、平滑性等,再根据各代价函数加权计算获得局部最佳路径。针对障碍物移动随机性,设计了一种基于运动估计结合高斯卷积的移动障碍安全性代价函数;考虑候选路径曲率的变化及其连续性,设计了路径平滑性代价函数。使用了一种新的坐标转换计算方法将路径从s-ρ坐标系转换到大地笛卡尔坐标系,提高了实时性。最后,利用PreScan和Matlab软件进行联合仿真,并在“远飞”无人车实验平台上进行了真实道路场景的实车实验。实验结果表明:提出的路径规划算法不仅能使无人车安全、合理地规避静止和移动障碍,且完全满足局部路径规划算法对实时性的要求。

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10. 基于恒流充电曲线电压特征点的锂离子电池自适应容量估计方法^*

来鑫, 秦超, 郑岳久, 韩雪冰

汽车工程 2019, 41 (1): 1-6. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.001

摘要（2725）

PDF（pc）（2252KB）（1986）

为提高锂离子电池容量在线估计精度,本文中提出一种基于部分充电曲线特征容量在线辨识和阿伦尼乌斯容量衰减模型融合的自适应容量估计方法。针对纯电动汽车极少存在完整充电的情况,提出一种基于恒流充电电压特征点的容量在线辨识方法。该方法先利用遗传算法对缩放平移后的充电曲线进行电压特征点优化,再通过监测有关这两个不动的电压特征点的恒流充电数据,在线辨识电池的当前容量。为进一步提高容量在线估计的精度,通过增量式PID算法来融合容量在线辨识值和阿伦尼乌斯模型,进行模型参数的闭环修正。最后,交变温度寿命实验结果表明,利用本文中提出的自适应估计方法,最大估计误差不超过2%。

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11. 基于跟踪误差模型的智能车辆轨迹跟踪方法^*

潘世举, 李华, 苏致远, 徐友春

汽车工程 2019, 41 (9): 1021-1027. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.09.006

摘要（540）

PDF（pc）（1400KB）（1801）

为提高智能车辆轨迹跟踪精度,以车辆动力学模型为基础,提出一种基于线性时变模型预测控制的轨迹跟踪方法。该方法将车辆非线性动力学跟踪误差模型进行线性化和离散化处理,作为控制器的预测模型;建立系统控制增量的目标函数,设计状态量、控制量和控制增量约束条件,利用带约束的二次规划问题求解目标函数;将求得的最优序列的第一项控制量作用于系统。实验结果表明,在双移线工况下,当车速小于15 m/s时,横向最大误差小于0.52 m,航向最大误差小于0.067 rad。

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12. 混联混合动力系统功率、转矩和效率三参数匹配方法研究^*

曾小华, 王振伟, 宋大凤, 巴特, 杨南南, 陈慧勇, 王印束

汽车工程 2018, 40 (10): 1125-1131. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.010.001

摘要（844）

PDF（pc）（1019KB）（1792）

为混联混合动力系统提出了一种功率、转矩和效率三参数匹配方法。该方法综合考虑混联混合动力系统构型特点和动力性设计要求,以系统效率最高为目标,运用预设控制算法预测动力源的目标工作点和能量需求分布情况,确定了整个系统关键部件的选型。通过CRUISE/Simulink建模和仿真,验证了该匹配方法的有效性。

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13. 基于模型预测控制的智能车辆主动避撞控制研究^*

任玥, 郑玲, 张巍, 杨威, 熊周兵

汽车工程 2019, 41 (4): 404-410. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.04.007

摘要（891）

PDF（pc）（1988KB）（1778）

针对自主驾驶车辆的转向避撞问题,提出了一种分层避撞控制方法。上层路径规划控制器基于车辆运动学模型,引入人工势场函数,采用障碍物与车辆的相对状态描述车辆碰撞风险。基于模型预测控制理论,构建优化目标函数,规划最优避撞路线,并采用五次多项式拟合局部避撞路径。对于下层路径跟踪控制器,则建立车辆非线性动力学模型,构建基于最优转向盘转角输入的路径跟踪优化函数,实现局部避撞路径跟踪。最后搭建了Carsim/Matlab联合仿真平台,对被控车辆在不同路面、不同车速情况下的避障路径规划和跟踪效果进行了仿真。结果表明:上层控制器能根据障碍物信息实时规划局部避撞路径,下层控制器能控制车辆平滑、稳定地跟踪参考路径,从而实现车辆的主动避撞功能。

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14. 新能源汽车动力电池安全管理技术挑战与发展趋势分析^*

王震坡, 袁昌贵, 李晓宇

汽车工程 2020, 42 (12): 1606-1620. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2020.12.002

摘要（1306）

PDF（pc）（1831KB）（1714）

动力电池安全管理是保证新能源汽车安全运行的重要手段,直接影响着整车耐久性和可靠性。本文从动力电池安全概念、关键技术和未来发展趋势3方面进行综述,将动力电池安全研究关键技术归纳为热失控的机理与控制措施和防护结构分别展开阐述,并对比剖析现有关键技术的成就及不足;针对当前动力电池安全管理所面临的挑战,提出未来电池安全管理发展趋势——从机理分析到系统优化设计,从被动安全防护到主动风险预测。

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15. 分布式驱动无人车路径跟踪与稳定性协调控制^*

陈特,陈龙,徐兴,蔡英凤,江浩斌

汽车工程 2019, 41 (10): 1109-1116. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.001

摘要（1296）

PDF（pc）（2974KB）（1673）

针对无人车路径跟踪过程中跟踪效果与车辆稳定性这一多目标控制问题,基于分层控制理论提出了一种分布式驱动无人车辆路径跟踪与稳定性协调控制策略。建立了车辆动力学模型和路径跟踪模型,利用滑模控制方法设计了上层控制器,旨在减小路径跟踪过程中的航向偏差和横向偏差的同时确保车辆自身的稳定性。在下层控制器中,设计了一种四轮轮胎力优化分配方法,根据上层控制器需求,结合车辆横摆与侧倾稳定性情况,实现四轮轮胎力的定向控制分配。基于CarSim和Simulink搭建了联合仿真模型并进行仿真实验,结果表明,提出的协调控制策略能够有效地控制车辆路径跟踪中的航向偏差和横向偏差,同时确保车辆的侧倾与横向稳定性。

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16. 电动汽车永磁同步电机最优弱磁控制策略^*

林程, 邢济垒, 黄卓然, 程兴群

汽车工程 2018, 40 (11): 1346-1353. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2018.011.014

摘要（357）

PDF（pc）（1665KB）（1600）

本文中提出了一种适用于电动车辆的以转矩为控制目标的弱磁控制策略,通过离线计算获得电机最大转矩特性曲线和策略切换转矩特性曲线,并以此为基础在电机d-q轴坐标系下根据反馈转速和目标转矩不断更新电机弱磁工作点,使其在以最大转矩电流比曲线、电流极限圆和最大转矩电压比曲线为边界的区域内移动,从而在复杂的运行工况下提高了电机转矩响应速度和运行效率。通过Matlab/Simulink仿真验证了整个控制策略的可行性和性能优势。

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17. 基于SOC-OCV曲线特征的SOH估计方法研究

刘轶鑫,张頔,李雪,韩智强

汽车工程 2019, 41 (10): 1158-1163. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.010.008

摘要（1299）

PDF（pc）（924KB）（1547）

电池的健康状态估计(state of health, SOH)是锂离子电池管理系统中的状态参数之一,影响电池荷电状态估计(state of charge, SOC)和峰值功率估计(state of power, SOF)的精度。本文中通过追踪SOC-OCV(open circuit of voltage, OCV)曲线特征的衍变规律,从热力学的角度提出了全新的SOH估计方法。利用三元锰酸锂复合材料为正极的锂离子电池循环寿命实验数据构建SOH与SOC-OCV曲线特征参数之间的关系,并验证所提SOH估计方法的精度。实验结果表明:SOH从100%衰退到50%,SOH估计精度在±1.5%以内。

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18. 电动汽车电驱动高频啸叫噪声评价方法研究

康强, 顾鹏云, 李洁, 左曙光

汽车工程 2019, 41 (6): 682-687. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.06.011

摘要（1015）

PDF（pc）（2810KB）（1526）

相比于内燃机的低频点火、机械和燃烧噪声,电动汽车的主要噪声变为电磁力和齿轮啮合导致的更高频的啸叫声,令人烦躁。且由于没有内燃机工作噪声的掩蔽,这些高频单调噪声在许多工况下会很显著。同时,纯电动汽车行驶时也还有路噪、胎噪和风噪等噪声。因此,既要考虑单调噪声的声压级,也应计及其它噪声的掩蔽效应。本文中对7款纯电动汽车车内噪声的声压级、TNR和主观评分进行了对比。结果表明,TNR与主观感受的趋势一致,而声压级的大小并不能直接用来评价啸叫声的显著度。根据电驱动总成主要阶次的TNR分布,得出对应于电动汽车啸叫声显著度的TNR数值范围。最后总结了电驱动总成的NVH目标设定方法与建议。

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19. 智能网联汽车多域电子电气架构技术发展研究

邹渊,孙文景,张旭东,刘佳慧,温雅,马文斌

汽车工程 2023, 45 (6): 895-909. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.06.001

摘要（597）

HTML （53）

PDF（pc）（3130KB）（1480）

随着汽车智能化、网联化技术不断发展，传统电子电气架构已难以满足面向未来的车路云网一体化发展新需求。本文中聚焦面向未来的智能网联汽车多域电子电气架构，分别从总体设计、硬件系统、通信系统和软件系统4个方面对现有技术进行了详细的综述并对我国电子电气架构的发展进行展望。本文可对汽车电子电气架构技术研究提供重要的参考价值。

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20. 软件定义汽车技术体系的研究

孟天闯,李佳幸,黄晋,杨殿阁,钟志华

汽车工程 2021, 43 (4): 459-468. DOI: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2021.04.002

摘要（925）

HTML （90）

PDF（pc）（3397KB）（1479）

当今，智能汽车已成为全球汽车产业的战略发展方向，汽车技术与工程核心逐渐从传统硬件层面转移到软件层面，软件定义汽车成为未来汽车发展的重要趋势。本文中通过对比分析传统汽车与软件定义汽车，提出软件定义汽车整车开发、整车物理结构和整车信息结构，以及技术体系。

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