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2024年, 第46卷, 第2期　刊出日期：2024-02-25 上一期   

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汽车安全性测评规程现状及趋势展望 胡林,谷子逸,王丹琦,王方,邹铁方,黄晶 2024 (2):  187-200.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.001 摘要 ( 316 )   HTML ( 29 )   PDF(1854KB) ( 293 )   在汽车产业电动化和智能化进程中，汽车安全测试评价技术也从单纯被动安全向主被动安全融合方向延伸和扩展。本文从车内乘员保护、车外弱势道路使用者保护与主动安全三方面，深入对比分析了全球主流汽车安全测评规程的差异，总结了针对各测评工况的车辆安全开发技术要点，探讨了新能源与智能网联汽车安全测评规程的发展趋势。研究认为，主流汽车安全测评规程在被动安全评价方面越来越严格，主动安全测评工况比重在逐步增加，未来测评规程的发展重心将集中于主被动安全融合及针对复杂工况的虚拟测评两方面。此外，针对新能源汽车的电池安全测试已相对完善，未来研究重点可向电控系统测试、底盘稳定性测试和充换电设施与配套设备统一标准化认证等方向拓展；而构建合理、可靠的智能网联汽车OTA（over the air）测试、HMI（human machine interface）安全性和舒适性等测评方法，在中长期内将成为行业关注的重难点问题，且可借助自动驾驶模拟器等工具搭建虚实结合的复合测评体系。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向强制换道场景的智能网联汽车协同换道策略 关书睿,李克强,周俊宇,石佳,孔伟伟,罗禹贡 2024 (2):  201-210.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.002 摘要 ( 174 )   HTML ( 24 )   PDF(4054KB) ( 203 )   智能网联汽车的协同换道技术已得到广泛研究，但现有协同换道策略难以解决强制换道场景下的车辆协同问题，或对上游交通造成的负面影响较大。本文旨在面向强制换道场景需求，提出一种考虑理论最小安全距离的两阶段协同换道策略。首先，提出了两车协同换道系统控制架构，并面向车辆强制换道场景制定了协同换道方案。随后，设计了间距调整、协同换道两阶段的滚动时域轨迹规划方法，并求解理论最小安全距离作为间距调整阶段末态约束，解决了现有研究间距策略保守的问题。最后，通过仿真与硬件在环试验验证了所提策略的有效性、优越性与计算实时性。结果表明，所提策略可有效提升换道成功率，在保障换道安全性的条件下降低了换道行为对交通的影响，且在实际边缘云平台的实时计算、通信环境下具备可用性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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不确定性环境下的自动驾驶汽车行为决策方法 付新科,蔡英凤,陈龙,王海,刘擎超 2024 (2):  211-221.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.003 摘要 ( 159 )   HTML ( 16 )   PDF(2036KB) ( 233 )   在真实驾驶环境中，由于感知数据的噪声和其他交通参与者难以预测的行为意图，自动驾驶汽车如何在高度交互的复杂驾驶环境中考虑不确定性因素的影响，做出合理的决策，是当前决策规划系统须解决的主要问题之一。本文提出了一种不确定性环境下的自动驾驶汽车行为决策方法，为消除不确定性的影响，将行为决策过程转化为部分可观察马尔可夫决策过程（POMDP）。同时为解决POMDP模型计算复杂度过高的问题，首次将复杂网络理论应用于自动驾驶汽车周围微观的驾驶环境，对自动驾驶汽车驾驶环境进行动态建模，实现了车辆节点间交互关系的有效刻画，并对重要车辆节点进行科学筛选，用于指导自车的行为决策，实现对关键车辆节点的精准识别和决策空间的剪枝。在仿真环境中验证了所提方法的有效性，实验结果表明，与现有最先进的行为决策方法相比，所提出的方法拥有更高的计算效率，且拥有更好的性能和灵活性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于虚拟点云的二阶段多模态融合网络 程腾,倪昊,张强,王文冲,石琴 2024 (2):  222-229.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.004 摘要 ( 55 )   HTML ( 5 )   PDF(2104KB) ( 42 )   针对点云的稀疏性和无序性对目标检测准确率的影响，本文提出了一种基于虚拟点云的二阶段多模态融合网络VPC-VoxelNet。首先，利用图像检测目标信息构造虚拟点云，增加点云的密集程度，从而提高目标特征的表现；其次，增加点云特征维度以区分真实和虚拟点云，并使用含置信度编码的体素，增强点云的相关性；最后，采用虚拟点云的比例系数设计损失函数，增加图像检测有监督训练，提高二阶段网络训练效率，避免二阶段端到端网络模型存在的模型误差累计问题。该目标检测网络VPC-VoxelNet在KITTI数据集上进行了测试，检测精度优于经典三维点云检测网络和某些多传感器信息融合网络，车辆检测精度达到了86.9%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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社会性驾驶交互关键效用析取与应用 赵晓聪,房世玉,李子睿,孙剑 2024 (2):  230-240.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.005 摘要 ( 80 )   HTML ( 8 )   PDF(2589KB) ( 68 )   共享道路空间中的人类驾驶交互行为具有兼顾伴行车损益的社会性特征。由于对驾驶交互社会性的理解缺失，自动驾驶车辆往往难以估计自身行为对伴行车辆的潜在影响，因而陷入“被迫保守”的决策困境。本文在博弈论框架中引入驾驶人兼顾伴行车损益的行为特征，构建社会性驾驶交互行为模型，刻画了驾驶交互中个体间的动作依赖关系。结合该模型，提出主车预期行为对其交互对象所造成潜在影响的通用定量表达——交互效用项。通过在规划目标中引入交互效用项，可定向调整运动规划算法的交互主动性。高速路出匝道实验结果表明，在对安全性无显著影响的前提下，通过提升交互主动性，基于优化和基于采样的运动规划算法在给定距离内出匝道任务成功率可分别提升3.9%与5.2%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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面向城市道路的智能网联汽车多车道轨迹优化方法 王庞伟,刘程,汪云峰,张名芳 2024 (2):  241-252.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.006 摘要 ( 121 )   HTML ( 9 )   PDF(5271KB) ( 67 )   为提高城市路网下智能网联汽车的通行效率以及燃油效率，提出面向城市道路的多车道时空轨迹优化方法。首先，结合多车道时空位置关系定义智能网联汽车状态与约束，综合考虑通行效率与燃油经济性构建时空轨迹复合优化模型，并采用庞特里亚金极大值算法进行求解。然后，本文设定协同换道的规则，并通过Q-learning算法获取最优的换道策略。最后，通过SUMO/Python联合仿真验证了该方法可以在不同车辆饱和程度、绿信比状态及最低通行速度条件下有效提高通行效率，且燃油效率得到明显改善。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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中国零碳商用车市场渗透率建模：以重型长途牵引货车为例 郝旭,陆贤涛,杨静,郑亚莉,王贺武 2024 (2):  253-259.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.007 摘要 ( 70 )   HTML ( 4 )   PDF(1265KB) ( 58 )   商用车碳减排已经成为我国道路交通减碳的关键瓶颈，新能源商用车被视作重型商用车减碳的重要途径，但是新能源商用车的市场渗透率远低于其他车辆部门；但与此同时，现阶段新能源零碳商用车的发展还存在着应用场景复杂、技术路径多样化、同时成本较高的显著的瓶颈。本研究构建了基于新能源汽车总拥有成本（total cost of ownership， TCO）、使用便利性等因素的多元Logit离散选择模型——零碳商用车市场演进模型（discrete choice-based market evolution of green truck model， DC-MEGT），使用自下向上的方法计算TCO，并将车辆使用便利性使用补能时间成本进行货币化量化，构建综合效用函数对纯电动车、燃料电池汽车及零碳燃料等不同动力类型从目前到2060年的市场渗透率演进情况进行预测分析。研究以重型长途牵引场景为例进行分析，结果表明2060年主要的技术路径包括燃料电池汽车、纯电动车、天然气及柴油车，占比分别为48%、28%、12%和10%。政策推广、技术进步、商业模式等因素的不确定性会引发纯电动车和燃料电池汽车2060年市场份额17%~19%的波动。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于单片阻抗一致性吹扫的燃料电池低温冷启动策略研究 孔维峰,方川,刘继红,李建秋,李飞强,黄圣涛,赵兴旺,石焱,袁殿,徐梁飞,孙鹏,周恩飞,欧阳明高 2024 (2):  260-268.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.008 摘要 ( 61 )   HTML ( 0 )   PDF(2963KB) ( 67 )   车用石墨板燃料电池低温冷启动能力弱，是影响燃料电池技术在北方寒冷地区大规模推广的重要瓶颈。饥饿自升温是一种常见的低温冷启动策略，其基本原理是通过降低反应物供应速率来增加过电势，短时间在电池内部产生大量热量从而实现快速升温。该方法原理简单，但对电堆单体初始含水量一致性要求高、且易出现单片反极和尾排氢浓度超标的情况，影响系统安全性和电堆耐久性。针对上述问题，课题组研制了单体多通道交流阻抗在线测试装置，提出了面向单片阻抗一致性的电堆优化吹扫策略，建立了基于定电压变流量泵氢控制的低温冷启动方法，实现了低温启动瞬态过程的高产热、高安全、高动态的电压、电流、进堆/旁通空气流量的多目标多参数的耦合协调控制。台架实验结果表明，采用优化吹扫策略后，单片阻抗间最大差值由0.7降低至0.2 mΩ以下；燃料电池发动机系统可实现124 s内-40 ℃下快速启动，且重复性好。相关技术在北京冬奥会燃料电池示范中获得了应用，验证了其有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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PEMFC冷启动过程阻抗谱及特征频率分析 陶阿邦,陶建建,魏学哲 2024 (2):  269-280.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.009 摘要 ( 80 )   HTML ( 4 )   PDF(5440KB) ( 78 )   为优化质子交换膜燃料电池（PEMFC）冷启动过程，提供足量的反馈数据十分必要，常见的阻抗谱和等效电路因其获取周期较长，无法提供足量且实时的反馈。为此，本文在COMSOL中建立冷启动阻抗模型，结合试验分析其阻抗谱变化，分别在高、中、低频区间提出特征频率1 kHz、50 Hz和1 Hz用于表征燃料电池冷启动过程。研究发现，上述特征频率在冷启动的前、中、后3个阶段变化显著，在特征频率1 kHz、50 Hz和1 Hz下阻抗的变化倍率分别为0.38、0.31和1.47。相较于获取完整的阻抗谱和拟合等效电路，在保留了特征信息的情况下提高了采集数据的实时性。因此，可利用特征频率点的阻抗表征冷启动过程，为实时监测冷启动内部状态提供条件。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车用永磁同步电机无电流传感器控制研究 张念忠,宋强,王冠峰,王明生 2024 (2):  281-289.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.010 摘要 ( 79 )   HTML ( 7 )   PDF(4141KB) ( 70 )   针对电动汽车车载环境复杂多变，影响电流传感器测量精度，更恶劣情况会导致电机驱动系统一相或多相电流传感器发生故障失效问题，因此基于扩展卡尔曼滤波提出一种无电流传感器控制算法，利用永磁同步电机定子电压、转子位置和转速信息重构电机定子电流，并针对无电流传感器算法导致的系统延迟问题设计了前馈补偿环节来改善系统动态性能，并对所提算法进行加减速及鲁棒性实验，仿真及实验结果均验证了所提方法的有效性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化设计研究 段利斌,张雨,杜展鹏,刘冶钢,孟祥新,田冠男,郑海洋,吴闯 2024 (2):  290-299.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.011 摘要 ( 63 )   HTML ( 0 )   PDF(5278KB) ( 72 )   电池车身一体化（CTB）是提升电动汽车续航里程的关键技术。利用胶接工艺将变厚度（VRB）结构与正交编织玻璃纤维增强复合材料（OW-GFRP）粘接形成的VRB/OW-GFRP混合结构，是降低CTB电池包质量的创新结构，有助于进一步提升电动汽车的续航里程。以某款电动汽车为研究对象，设计了一种CTB电池车身一体化结构，实现了电池包上盖与车身地板的集成融合。分别采用VRB结构、UT/OW-GFRP及VRB/OW-GFRP混合结构替代等厚度（UT）CTB电池包上盖总成，并基于多阶段优化方法开展了3种类型CTB电池包上盖总成的轻量化设计。结果表明，在满足CTB电池包刚度性能前提下，VRB结构相比UT结构实现减质量6.4%；基于VRB/OW-GFRP混合结构的CTB电池包上盖总成轻量化效果约为金属结构的3倍，VRB/OW-GFRP相比UT/OW-GFRP混合电池包上盖总成进一步减质量4.2%。由此可见，VRB/OW-GFRP混合结构是未来汽车轻量化技术发展的重要趋势，在CTB电池包上盖总成中具有巨大的应用前景。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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车载自组网络下基于量子随机数的高效组密钥分发方案 石琴,单榴,程腾,刘强,王川宿,张星 2024 (2):  300-309.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.012 摘要 ( 41 )   HTML ( 1 )   PDF(3441KB) ( 44 )   针对车载自组网络近场通信中密钥分发通信开销大、安全性低的问题，本文提出了一种基于量子随机数的高效量子组密钥分发方案。在该方案中：（1）通过车端和云端的量子随机数共同生成车辆的匿名凭证，并采用零知识证明方式实现车辆与路端的身份互认，保护了车辆隐私；（2）通过一种两段式的组密钥，即路端和云端的两个关键参数实现了组密钥的更新。组密钥在保证前向安全和后向安全的前提下，信令开销减少了一半，大大缩短了组密钥下发时间。最后，通过安全性和性能分析证明了该方案的安全性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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单双电机机械变速器直连系统性能对比研究 卢紫旺,田光宇,李润峰,纪文菲,孙毅文,喻云昶 2024 (2):  310-319.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.013 摘要 ( 55 )   HTML ( 3 )   PDF(5586KB) ( 40 )   双电机无同步器多挡机械变速器系统可以有效改善重型商用车经济性和动力性。为分析系统在最优参数下的最优性能，并综合考虑车质量和空满载差异的影响，本研究同时优化驱动电机参数和机械变速器速比参数，对比最优参数下单/双电机多挡驱动系统的经济性和动力性。结果表明：双电机驱动系统降低了车辆经济性对车质量以及空满载差异的敏感度；双电机驱动系统最高车速提高约8%，加速时间可节省约28%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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高速湿式离合器摩擦片表面微织构优化设计 张琳,蒙华,冯宇,赵晓龙,魏超,严运兵 2024 (2):  320-328.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.014 摘要 ( 75 )   HTML ( 0 )   PDF(3338KB) ( 109 )   湿式离合器是车辆传动系统核心元件，在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦，由此引起离合器带排转矩的急剧增大，影响其传动效率和可靠性。因此，本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标，对摩擦片表面微织构进行了优化设计。首先提出了摩擦片表面任意微织构形线参数化建模方法；然后选取了微织构的数量、深度、周向占比、径向占比和形线参数，构建了微织构优化的设计变量、约束条件和优化目标函数，通过将试验设计、模拟近似模型和搜索寻优相结合，建立了摩擦片表面微织构优化设计模型；最后进行了微织构优化前后的带排转矩对比试验。结果表明优化后的微织构可显著降低高速段碰摩带排转矩，并大幅推迟摩擦副高速碰摩现象出现的线速度。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于BP神经网络的儿童乘员头部损伤预测模型及评估参数研究 王彦鑫,李海岩,崔世海,贺丽娟,吕文乐 2024 (2):  329-336.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.015 摘要 ( 76 )   HTML ( 2 )   PDF(3129KB) ( 63 )   智能座舱与虚拟测评规程的推广，给乘员损伤评价带来新挑战，损伤机理与损伤风险评估参数更加多样化。本文基于图斯特6岁儿童乘员损伤仿生模型与BP神经网络算法构建正面100%重叠刚性壁障工况中乘员坐姿角度与头部损伤指标相关性预测模型，探究不同坐姿下头部损伤风险以及不同评价指标之间的相关性与差异性。结果表明，构建的相关性损伤预测模型具有良好的可信度（R2 > 0.90），可以用于损伤预测与分析。现有头部损伤评价指标在小角度坐姿范围内（95°~108°）对头损伤评估及预测具有良好的一致性，但是对于大角度坐姿乘员，不同损伤评价指标对头部损伤风险的评估存在显著差异。因此，目前实施的头部损伤评价参数具有局限性，未来虚拟测评中应综合运动学和生物力学参数对头部损伤风险进行更加全面的评估。该研究结果可以为儿童约束系统的改善、虚拟测评以及大角度坐姿乘员头部损伤评价参数的选取提供数据与理论支撑。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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混合动力轿车热泵系统NVH控制技术研究 赵彤航,王俊光,田蜀东,陈祥祯 2024 (2):  337-345.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.016 摘要 ( 90 )   HTML ( 6 )   PDF(5290KB) ( 92 )   热泵系统的振动噪声性能在新能源汽车整车NVH舒适性评估中起到至关重要的作用。本文根据热泵系统的结构和工作特点，结合汽车振动噪声控制原理， 从振动噪声激励源、 结构模态分布、 传递路径、 评价工况等多个维度开展了热泵系统振动噪声控制方法研究。通过分析某国产混合动力轿车在热泵产品开发中的NVH问题，提出相应的解决方案。结果表明：热泵NVH控制是一个系统工程，压缩机、空调管路、HVAC箱体、声学包以及压缩机控制策略是NVH的重要影响因素，为新能源汽车热泵系统的振动噪声性能控制提供了清晰的技术参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于切换策略的车辆质心侧偏角高性能获取 陈建锋,吴强,葛新元,赵景波 2024 (2):  346-355.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.017 摘要 ( 75 )   HTML ( 3 )   PDF(5053KB) ( 54 )   现有的基于融合策略的车辆质心侧偏角（vehicle sideslip angle， VSA）获取方法需要针对不同的场景、结构或信号进行优化和改进，计算复杂度和系统成本也随之增加。本文提出一种基于切换策略的VSA软测量方法。在传感器量测信号预处理部分，利用贝塞尔滤波器对侧向加速度信号进行时延处理和噪声滤除，设计可靠性检验模块对横摆角速度等信号中的突变实现有效清除。在此基础上，根据现有运动学和动力学方案的优势确定切换策略，尽量缩短运动学方案的连续工作区间以抑制其误差累积，同时将动力学方案限制在线性区工作以避免其性能下降，并在多个工况下进行仿真和硬件在环试验，以验证所提出的VSA获取方法的效果。试验结果表明，相较于采用典型的融合策略的对比方法，本文提出的方法在精度和运行时间方面都具有明显的优势，且二者对路况的变化均具有较强的鲁棒性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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某SUV气动减阻优化及其流场机制 邵景峰,左辉辉,胡兴军 2024 (2):  356-365.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.018 摘要 ( 84 )   HTML ( 7 )   PDF(4267KB) ( 76 )   为了提高整车燃油经济性，本文以某款SUV车型为研究对象，将仿真与试验相结合改善汽车行驶过程中的气动阻力系数。首先通过风洞试验确定对整车气动阻力有重要影响的区域或部件，其次对气动阻力系数贡献值较大的部件或区域进行减阻优化。结果表明，前轮阻风板、尾灯和尾翼对整车气动阻力系数贡献值较大。对前轮阻风板的改型，有效降低正压区面积以及减弱车轮干扰阻力；对尾灯和尾翼的优化设计，改善了尾部负压区，缩短了分离流在后窗上部的再附着的距离。基于本征正交分解方法进行局部流场信息的提取和分析可知，1阶与2阶模态主要构成了该SUV尾流场的关键流态。经试验与仿真验证，相比于初始方案，气动优化组合设计减阻率可达7.5%。本文为新一代SUV改型与升级换代提供了理论基础与技术支持。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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铆接铝合金板铆钉失效缺陷检测方法研究 刘凉,张滢,史晨阳,赵新华,孟宪明,刘增昌 2024 (2):  366-374.  doi: 10.19562/j.chinasae.qcgc.2024.02.019 摘要 ( 70 )   HTML ( 4 )   PDF(5356KB) ( 62 )   针对车身用铝合金板内部铆钉缺陷特征提取难度大、缺陷类型与程度识别准确率低的问题，提出一种基于高斯卷积深度信念网络与双向长短期记忆网络相结合的铆钉失效缺陷诊断模型与检测方法。首先，面向5种铆钉断裂缺陷设计试件并搭建自动检测系统，通过规划和调整探头姿态有效地降低提离效应对检测信号的影响。其次，设计双网络融合诊断模型提取和学习多维度缺陷特征信息，解决检测曲线中由时序变化特性和空间分布状态表征的缺陷信息提取难题。实验结果表明，与传统卷积网络及单一深度信念网络相比，优化后算法诊断模型的平均准确率为99.85%，相比提升了14.54%，且具有良好的通用性和鲁棒性，可实现铆钉内部缺陷的在线诊断。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标