汽车工程

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来鑫, 秦超, 郑岳久, 韩雪冰

2019 (1): 1-6. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.001

摘要 ( 2807 )

PDF(2252KB) ( 2043 )

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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基于多传感器信息融合的汽车行驶状态估计^*

周卫琪, 齐翔

2019 (1): 7-13. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.002

摘要 ( 690 )

PDF(1099KB) ( 711 )

为了保证汽车的主动安全控制,需要准确地估计车辆行驶状态信息。针对目前汽车状态估计中由于技术条件限制和成本过高造成的部分参数无法测量或不易测量的问题,本文中利用低成本传感器,基于信息融合技术进行汽车行驶状态估计。建立了包括横摆、横向和纵向的3自由度非线性汽车动力学模型,同时为降低噪声对系统影响,建立了自适应无迹卡尔曼滤波(AUKF)的信息融合算法,给出车辆状态最小方差意义下的融合结果。利用纵向加速度、侧向加速度和转向盘转角等低成本传感器信号融合得到所需的难以测量的质心侧偏角、横摆角速度和纵向车速。通过Matlab/Simulink-CarSim联合仿真和实车试验对所研究的估计算法进行了试验验证。试验结果表明:该算法能够准确地估计汽车质心侧偏角、横摆角速度和纵向车速,且相比于无迹卡尔曼滤波(UKF),本算法提高了估计精度和实时性。

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基于模式切换预估算法的DM-EV瞬时能耗最小控制策略^*

林歆悠, 王黎明, 翟柳清

2019 (1): 14-20. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.003

摘要 ( 492 )

PDF(1066KB) ( 464 )

为提高电动汽车经济性从而延长其续驶里程,以一款新型的多模式双电机耦合驱动构型电动汽车(DM-EV)作为研究对象,针对该电动汽车的系统构型及工作模式进行分析,重点研究了以瞬时能耗最小为目标,结合模式切换预估算法来进行优化的控制策略。通过仿真与台架试验验证了所提出控制策略与驱动构型的有效性。仿真结果表明,在城市拥堵工况、城市一般工况、高速公路工况下,采用模式切换预估算法可使汽车能量利用率分别提高2.2%,3.6%,1.7%。台架试验验证结果表明,所研究的驱动系统与一般单电机驱动系统对比,其能量利用率比后者分别提高14.2%,11.5%,10.1%。

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基于重要工况点的柴油机逐点模型标定^*

马雷, 王明露, 陈珂

2019 (1): 21-28. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.004

摘要 ( 474 )

PDF(1554KB) ( 598 )

电控柴油机的标定需要综合考虑油耗、排放、进排气温度等因素,但随着国五排放法规的实施,导致标定难度成指数级增加,传统的标定手段工作量大,成本高。文中在模型标定的基础上提出了基于重要工况点的逐点模型标定方法。通过聚类分析并结合实际排放特性分析,选出NEDC循环工况中重要工况点;采用空间填充法完成对各工况点的试验设计,并通过台架试验采集发动机试验数据;在完成各响应模型搭建的基础上,通过遗传算法得到各工况点下的最优燃烧参数组合;根据三次多项式拟合完成MAP绘制;基于万有特性试验对MAP进行优化,同时进行整车转鼓排放试验。研究结果表明,该标定模型生成的MAP具有良好的燃油经济性和较好的排放性能,可以准确地预测发动机响应参数,相较于人工标定油耗降低了15%。

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结构参数对Urea-SCR系统性能的影响研究^*

王军, 赵琛, 董彦, 赵闯, 朱磊

2019 (1): 29-35. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.005

摘要 ( 257 )

PDF(1431KB) ( 406 )

通过建立SCR系统数值模型,对柴油机SCR系统尿素水溶液喷雾分解和催化剂表面的化学反应过程进行模拟。结合台架试验,研究了喷嘴喷射角度α、催化器扩张角β和混合器及其安装位置等因素对SCR系统NO_x转化率、NH₃分布均匀性和液膜质量等的影响规律。结果表明:喷射角度和催化器扩张角的影响规律比较复杂,须根据具体情况选定;加装混合器后,可产生明显的排气旋流,有效延长UWS液滴的运动轨迹,促进其与排气的良好混合,明显提高SCR系统NO_x的转化率,它安装于喷嘴下游100~200mm处较为合理。

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汽车动力总成悬置的碰撞失效模拟研究^*

吴长鹏, 谢斌, 潘锋, 罗昆, 张坤伦, 张思彭

2019 (1): 36-41. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.006

摘要 ( 399 )

PDF(1888KB) ( 741 )

汽车动力总成悬置在正面碰撞中对纵梁变形模式有着重要影响。为准确预测悬置的碰撞断裂失效行为,开展了铸铝材料的力学性能试验。基于CrachFEM韧性失效准则,建立带有失效准则的铸铝材料卡片,通过对悬置支架的落锤冲击试验和模拟对标,验证了铸铝材料卡片的准确性和悬置建模方法的可靠性。整车碰撞仿真结果表明,CrachFEM失效模型能准确模拟悬置断裂失效过程,使纵梁变形模式和车身加速度响应更贴合试验结果,提高汽车动力总成碰撞仿真的精度,为碰撞性能开发提供仿真评估手段。

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一种新型碰撞试验装置及其控制系统的研发^*

宋志强, 曹立波, 陈龙, 张建强

2019 (1): 42-49. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.007

摘要 ( 234 )

PDF(2868KB) ( 485 )

为降低新车型及车用部件在开发阶段的试验成本,本文中开发了一种新型对撞式台车碰撞试验装置。首先,通过SolidWorks软件建立对撞式台车碰撞试验装置的各组成模块的三维模型;然后,利用HyperWorks和LS-dyna软件对其进行网格划分和有限元分析来获得碰撞时的减速度波形,在仿真结果的基础上,加工制造所设计的试验装置,并开发了电气控制系统,以实现试验装置在试验过程中的复位、预释放、释放和制动4个主要功能;最后,根据仿真结果选取合适的缓冲吸能模块对该台车碰撞试验装置进行了台车碰撞试验验证。结果表明,该台车碰撞试验装置可正常运行,并能复现出符合我国和国际法规要求的碰撞减速度波形,达到了预期的效果。

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半挂式液罐车防侧翻控制策略开发^*

赵伟强, 凌锦鹏, 宗长富

2019 (1): 50-56. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.008

摘要 ( 213 )

PDF(790KB) ( 594 )

针对罐内液体晃动与车辆运动之间的耦合作用导致半挂式液罐车侧倾稳定性低,易发生侧翻等问题,本文中提出了半挂式液罐车的防侧翻控制策略。采用等效单摆模型模拟罐内液体晃动的动态过程,并进行参数辨识,进而建立了半挂式液罐车整车动力学仿真模型。基于半挂式液罐车6自由度线性简化模型设计了LQR防侧翻状态反馈控制器,并通过差动制动产生附加横摆力矩。利用所建立的半挂式液罐车仿真模型进行仿真,对比了有、无控制的转向盘转角阶跃工况状态响应。结果表明,所建控制策略可有效防止半挂式液罐车侧翻。

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基于VGG-M网络模型的前方车辆跟踪^*

刘国辉, 张伟伟, 吴训成, 宋晓琳, 许莎, 温培刚

2019 (1): 57-63. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.009

摘要 ( 500 )

PDF(1616KB) ( 582 )

针对前方运动车辆复杂场景下的跟踪精度较低的问题,文中将庞大的VGG-M网络模型应用到实时跟踪中,并结合在线观测模型,实现对前方车辆稳定精准的跟踪。通过改进样本生成方案,优化网络训练集,提高了网络训练效率。采用自适应更新模型,可根据目标轮廓的高宽比、内部信息熵和跟踪的尺度置信度实时调节网络更新频率。实验结果表明,在线VGG-M跟踪模型比传统的车辆跟踪方法的性能有明显的改善。

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AT整体式电液模块先导电磁阀阀芯摩擦力分析^*

薛殿伦, 周家豪

2019 (1): 64-68. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.010

摘要 ( 257 )

PDF(998KB) ( 531 )

针对自动变速器整体式电液模块先导电磁阀对环境的适应问题,对先导电磁阀主阀芯进行了热流固耦合仿真,对比分析了电磁阀工作时的热生成对主阀芯间隙变形的影响,并据此对阀芯卡滞情况和阀芯摩擦力进行了分析。结果表明,铝合金阀套热变形较大,导致阀芯摩擦力相应增大,当油液中有较大的颗粒物时可能出现卡滞情况,故须对油液污染物进行严格控制。摩擦力分析结果也为电磁阀的动态响应特性分析提供了基础。

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封闭腔内声场的核心变量及其应用研究^*

高书娜

2019 (1): 69-74. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.011

摘要 ( 201 )

PDF(1368KB) ( 336 )

以降低车内噪声为目标,快速锁定车身结构关键区域并提出改进措施,前提是清楚掌握车内声场的核心变量。因此,基于声场计算公式,讨论公式中的变量与各参数及声压响应的关系,发现节线分布是核心变量,且增加节线数可降低腔内声压;制作样车,通过物理试验验证了这一结论;并将结论用于某型车的车内声压控制中,成功降低了该车内部声压,表明基于节线分布可以快速地对腔内声压进行控制。

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考虑轮胎弹性的重型货车越障性能研究^*

魏道高, 宋军伟, 瞿文明, 吴佩宝, 居刚, 高宪峰, 陈兴华

2019 (1): 75-79. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.012

摘要 ( 285 )

PDF(753KB) ( 602 )

多轴车辆越障性能设计计算一直是其产品开发中的难题,因此,本文中以某型8×8后轴为平衡悬架的重型货车为样车,在前期假设轮胎为刚性模型的基础上考虑轮胎的径向弹性,建立了车辆各轴越台阶数学模型并进行了数值计算,计算结果与试验值相接近,表明了模型的准确性。最后,基于建立的模型分析了附着系数、整车质心位置和质心高度对各轴越障性能的影响。

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燃料电池车用可调频微穿孔消声器试验研究^*

周大为, 左曙光, 刘敬芳, 吴旭东

2019 (1): 80-85. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.013

摘要 ( 222 )

PDF(1243KB) ( 518 )

本文中提出了一种用于燃料电池汽车空压机的可调频微穿孔消声器。首先,根据所设计的微穿孔消声器传递特性,拟合了第三腔穿孔段长度与消声器共振频率的关系式,选取两相混合式步进电机和滚珠丝杠作为调频执行机构,光电编码器作为调频系统反馈模块。然后,设计了适用于调频控制系统的模糊PID控制器,实现了第三腔穿孔段长度的实时调节,以改变微穿孔消声器的共振频率,拓宽其消声频带。最后,搭建了可调频微穿孔消声器的试验平台,通过试验验证了其在目标空压机稳态和瞬态工况下的降噪效果。结果表明,可调频消声器可有效降低空压机的阶次噪声,降噪幅度大于12dB,对宽频涡流噪声也有可观的降噪量,总声压级降低了6dB以上。

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车身碳纤维接头结构横向弯曲性能研究^*

王海丰, 于野, 许现哲, 侯文彬

2019 (1): 86-90. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.014

摘要 ( 253 )

PDF(1765KB) ( 378 )

通过试验获取车身单帽型碳纤维增强复合材料T型接头的横向弯曲关键性能,分析结构失效模式对试验结果的影响;对试验过程进行有限元模拟,并与试验结果对比;在调整结构尺寸参数和铺层数目时,计算结构横向弯曲性能与质量的相对灵敏度。试验结果表明,层合板渐进损伤引起T型接头横向弯曲刚度衰减,T型接头下表面大面积失效导致结构最终失去承载能力;有限元分析结果与试验结果基本吻合;灵敏度分析结果显示,合理增大尺寸参数R和H,可以较小的质量增大代价获得明显的结构性能提升。

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两步式约束粒子群优化算法及其在新能源汽车轻量化设计中的应用^*

李泽阳, 刘钊, 朱平

2019 (1): 91-95. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.015

摘要 ( 460 )

PDF(1267KB) ( 482 )

针对工程优化中,由于资源的限制最优解通常处于约束边界附近,而现有的约束优化算法侧重于约束机制处理而很少在约束边界附近的搜索问题,本文中提出两步式约束粒子群优化算法:第一步采用基于惩罚函数的粒子群算法寻优,采用速度重置指针避免寻优陷入停滞;第二步采用子集约束边界缩减方程获取约束边界信息,使用序列二次规划进行边界局部搜索,最后对比两步的结果以较优值作为全局最优解。考虑侧面碰撞和顶压溃两种工况,采用提出的改进算法对某款燃料电池汽车车身结构进行轻量优化,在保证结构碰撞安全性的前提下,部分板件的轻量效果达10.92%。

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基于正交试验的铝合金覆盖件模面优化^*

程鹏, 金飞翔, 邵晨曦, 修磊

2019 (1): 96-102. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.016

摘要 ( 267 )

PDF(2105KB) ( 379 )

本文中基于正交试验,采用Dynaform软件进行某车型AA6014-T4铝合金机舱盖外板模面结构的设计和优化。研究表明:模面的拔模斜度对机舱盖外板的减薄率影响最大,而边界延长量对其增厚率影响最大。当其它成形工艺参数一定时,优化得到的最佳工艺参数为:边界延长量4mm、凸模圆角20mm、拔模斜度20°和凹模圆角10mm,经仿真和试验验证,板件成形质量好,无开裂和起皱等缺陷。

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车用永磁缓速器磁热耦合建模与试验研究^*

叶乐志, 刘玉朋, 李德胜

2019 (1): 103-111. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.017

摘要 ( 344 )

PDF(1603KB) ( 501 )

针对重载货车制动负荷严重超限的问题,提出了一种基于永磁涡流制动原理的车用辅助制动装置—永磁缓速器,其制动力矩可无级调节。为解决永磁缓速器长时间制动产生高温导致的制动力矩衰退、永磁体失磁等问题,采用磁热双向耦合方法,以涡流盘磁导率和电导率为物理场相互影响因子,建立了缓速器磁热耦合物理场模型,研究了考虑温度影响的缓速器制动力矩特性,为缓速器优化设计提供理论支持。试制了不同涡流盘材料和散热结构的多个永磁缓速器样机,并进行了台架拖动试验。结果表明,采用磁热双向耦合时的制动力矩仿真值和试验值吻合更好。

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面向大数据的新能源汽车复杂联盟云评价研究^*

尹蕾, 蒋建国, 路瑞刚, 尹安东

2019 (1): 112-119. doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2019.01.018

摘要 ( 326 )

PDF(948KB) ( 476 )

联盟评价是联盟机制不可缺少的关键环节,大数据是联盟评价的重要战略资源,面向大数据的联盟评价是新能源汽车联盟的研究热点。本文中基于云模型理论,提出了一种面向大数据的新能源汽车复杂联盟云评价方法。首先面向大数据建立新能源汽车联盟的评价模型,并运用逆向云发生器和云综合运算生成联盟评价指标评价云;其次在确定联盟评价指标权重云和任务权重云的基础上,运用云运算规则分别产生单任务联盟评价云和多任务复杂联盟评价云,并针对复杂联盟备选方案进行云评价和选优;最后通过实例验证了该方法的有效性和合理性。

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