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2024年 第15卷 第6期 刊出日期:2024-12-31 上一期   
综述与展望
智能网联汽车标准体系及重点标准研究与展望
孙航, 张路, 季国田
2024, 15(6):  795-812.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.001
摘要 ( 25 )   HTML ( 2)   PDF (1482KB) ( 23 )  

该文基于《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)(2023版)》,在全面分析智能网联汽车标准体系的基础上,提出了以汽车智能化、网联化、汽车电子及综合安全为核心的智能网联领域标准研制路径以及国际标准法规协调方向。通过研究驾驶自动化系统的技术体系以及典型产品和应用场景,提出了先进驾驶辅助系统和自动驾驶系统的标准体系框架及标准制定路线;通过梳理车载网联通信技术及应用场景,提出网联功能与应用标准体系及标准制定路线;重点分析了汽车电磁兼容、电子环境及可靠性评价、汽车芯片以及车载电子各子领域当前的技术及产品研究现状,提出了汽车电子的标准制定路线;针对综合安全提出了面向智能网联汽车的四维安全概念,包括功能安全、预期功能安全、网络安全和数据安全,并分别论述了各类安全标准体系研究的重点内容,提出各类安全标准的制定路线;最后论述了智能网联汽车国际标准法规研制思路及中国标准制定与国际标准法规的协同关系。结合中国智能网联汽车技术及标准发展需求和国际标准法规协调趋势,对中国智能网联汽车标准体系建设及重点标准制定提供了思考方向和建议。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
汽车安全
某电动汽车侧面柱碰工况门槛梁截面参数优化
荣海, 蒋建中, 姚再起, 马凯
2024, 15(6):  813-820.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.002
摘要 ( 18 )   HTML ( 2)   PDF (2616KB) ( 13 )  

某电动汽车侧面柱碰工况电池模组截面峰值力(Fmax)超标,为提升电池碰撞安全性,同时实现车身轻量化,开展门槛梁截面参数优化。选取26个厚度及位置参数作为优化变量,以减小Fmax和门槛梁质量作为目标,以电池模组最大挤压变形量(dmax)和塑性应变(εpmax)作为约束。首先通过最优Latin超立方生成样本,基于样本建立全连接神经网络近似模型,然后运用NSGA-Ⅱ算法开展多目标优化,最后将优化结果代入仿真进行验证。结果表明:优化后电池模组Fmax由21.8 kN降低至20 kN以下,达到了安全要求;同时,门槛梁减重1.41%~4.02%,实现了轻量化效果。进一步分析表明,部分方案电池模组dmaxεpmax也同步降低,在减重的同时更全面地提升了电池的碰撞安全性。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
基于力学性能安全的ATV桁架式车身轻量化设计
包宏立, 陆思思, 刘曾禹, 闫凯波, 朱文青, 舒洋
2024, 15(6):  821-829.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.003
摘要 ( 17 )   HTML ( 2)   PDF (1989KB) ( 8 )  

针对特种全地形车(ATV)桁架式车身安全与轻量化需求,该文提出协同静动态力学性能轻量化方法,开展某特种ATV桁架式车身轻量化设计。通过有限元分析获取车身结构静动态力学特性,建立基于力学性能安全的ATV桁架式车身轻量化优化模型;结合灵敏度分析和主效应分析提取桁架式车身关键设计变量,开展试验设计获取轻量化设计样本点,构建最小二乘法(LSR) -径向基函数(RBF)混合代理模型,提出协同静动态力学性能轻量化优化策略,通过序列二次规划(SQP)算法优化获取ATV桁架式车身轻量化设计方案。结果表明,在保证静动态力学性能条件下,该方法能有效降低ATV桁架式车身质量3.82%。

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基于整车动力学的EMB线控制动系统功能安全概念设计
狄亚格, 周健, 陆杰, 秦嘉, 魏妤沁, 王淙进, 郝朝阳, 缪雪龙
2024, 15(6):  830-838.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.004
摘要 ( 23 )   HTML ( 3)   PDF (1799KB) ( 15 )  

为了提高面向智能车辆的电子机械制动(EMB)系统的安全性与鲁棒性,开展了相应的功能安全概念设计。在ISO 26262标准的基础上,并结合产品开发现状,采用故障注入的仿真方法,获得了车身在EMB失效时的运行规律,为故障发生时危害的严重度和可控性评判提供了数据支撑,有效解决了EMB系统数据库不足的问题,并实现了严重度和可控性的量化分析。开展了危害分析与风险评估(HARA),得到了10个功能安全目标及其对应的汽车安全完整性等级(ASIL),制定了EMB系统的功能安全架构和需求。结果表明:本概念分析方法,可为其它全新智能驾驶电子系统的功能安全开发,提供参考。

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纯电车型侧面柱碰近端乘员损伤特征及保护
郭建保, 康巍, 鞠春贤, 王刚, 刘闯
2024, 15(6):  839-847.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.005
摘要 ( 15 )   HTML ( 1)   PDF (4308KB) ( 9 )  

针对纯电车型在侧面柱碰工况中近端WorldSID 50th假人手臂不易抬起导致胸部伤害高的问题,提出了侧面柱碰撞手臂运动理论分析方法,然后结合整车碰撞中乘员和车体运动响应及车体变形模式分析,揭示了纯电车型近端假人不易抬手臂原因,确定了侧气囊抬手臂的关键设计参数。制定使假人各部位受力分布均衡保护策略,并通过整车试验验证了策略有效性。结果表明:经优化后,侧面柱碰近端乘员总体得分提升22.24%,假人的胸部、腹部、髋部伤害分别降低68.89%、3.62%、8.53%,头部和肩部伤害增加3.75%和5.33%(满分余量仍大于20%)。这些结果,将为纯电车型开发中侧面柱碰的乘员保护,提供一定的参考。

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汽车节能与环保
质子交换膜水电解流道结构优化研究
蒲东义, 张硌, 胡松, 陈东方, 李跃华, 徐晓明
2024, 15(6):  848-855.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.006
摘要 ( 18 )   HTML ( 1)   PDF (2020KB) ( 11 )  

研究了质子交换膜电解电池(PEMEC)内流场结构对于水电解反应物质的传输与转移的影响。通过仿真软件COMSOL 建模,改变PEMEC流道宽度与流道脊宽度之比 (流道脊宽比, γ)与流道数目(λ),研究在流道宽度固定为1 mm的情况下,γλ变化对PEMEC 性能的影响。结果表明:当γ = 1时的电解质电流密度最高,比γ = 2时的电池电流密度高6.9%,比γ = 3时的电流密度高13.8%;当λ增加时,PEMEC性能会发生较大变化。当固定γ = 1时,流道数目λ的增加会增大PEMEC流道压降,有利于电流密度与氧气的均匀分布,从而提升PEMEC性能,增大电流密度;但增加流道数目,也会增大流阻,影响氧气排出。

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基于全样本数据的三轴货车外廓分布特征与比功率分析
侯珊珊, 陶超, 杜江, 胡祖敏, 徐进
2024, 15(6):  856-865.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.007
摘要 ( 14 )   HTML ( 1)   PDF (2583KB) ( 6 )  

为提升交通安全,减少重大交通事故的发生率,并为公路相关设计标准/规范的载货汽车设计车辆参数修订提供依据,研究了中国载货汽车的比功率(功率与车辆总质量的比率)分布特征。运用统计学,分析了“卡车之家”网站上中国大陆三轴货车的外廓尺寸和比功率的分布,确定了三轴货车的外廓尺寸和比功率最低值的推荐值。结果表明:自卸车和载货车的车身宽度比较接近,都是分布在2.5~2.55 m,但自卸车的车身长度和轴距均比载货车低2 m左右,高度比载货车低0.5 m左右。比功率与最大扭矩的相关性强,与排量的相关性一般。根据统计结果,建议载货汽车设计车辆外廓尺寸值应修正为12.00 m×2.55 m×4.00 m,轴距为8 m,前悬为1.6 m,后悬为4 m;同时,建议载货汽车比功率值取8.6 kW·t-1

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杂化氮化硼复合相变微胶囊悬浮液的设计及在PEM燃料电池冷却中的应用
周怡彬, 唐爱坤, 王贞涛, 蔡涛
2024, 15(6):  866-874.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.008
摘要 ( 11 )   HTML ( 1)   PDF (7866KB) ( 6 )  

为解决燃料电池液冷介质热电性能的兼容问题,该文设计制备了一种基于杂化氮化硼复合相变微胶囊的潜热型功能流体。通过系统的测试和表征对比了多种相变微胶囊和悬浮液样品的物性和换热能力,并将功能流体应用于质子交换膜(PEM)燃料电池冷却过程中,分析了相变微胶囊的掺混浓度对电堆输出特性的影响。 结果表明:相变微胶囊的加入最高可以使基液的换热能力提高3.61倍,而对PEM燃料电池输出性能的提升可高达8.6%。相比之下,20 %重量百分比浓度的悬浮液综合性能最优,在恒流工况中可将电压变化幅值控制在0.02 V,在变载工况下能有效将电压过冲量以及恢复时长分别减少23.1%和13 s。

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考虑驾驶意图的P2.5-PHPS纯电与发动机切换协调控制
罗勇, 李莉莎, 韦永恒, 李豪, 孙强
2024, 15(6):  875-885.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.009
摘要 ( 12 )   HTML ( 1)   PDF (3510KB) ( 7 )  

为保证P2.5插电式混合动力系统(PHPS)由纯电驱动模式向发动机驱动模式切换过程的平稳性,对该模式切换过程中双动力源和双离合器(DCT)动态协调控制策略开展研究,并搭建系统模型对控制效果进行仿真分析。将P2.5-PHPS纯电至发动机驱动模式切换过程划分为不同阶段,建立系统多阶段模式切换过程动力学模型。利用P2.5驱动电机扭矩响应快速的优势,补偿发动机和离合器扭矩响应滞后引起的波动,结合驾驶员操作意图,制定模式切换过程各阶段的发动机、电机及离合器动态协调控制策略。搭建系统模型进行仿真分析,结果表明:在纯电至发动机模式切换过程中,整车最大纵向冲击度不超过5 m/s3,离合器滑磨功控制在3 kJ内,满足平顺性要求。

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基于Gauss过程分数位回归模型的锂电池SOH估计
张金秀, 闫彩红, 任桂周
2024, 15(6):  886-894.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.010
摘要 ( 18 )   HTML ( 2)   PDF (1580KB) ( 38 )  

为了提升锂电池使用安全性,延缓其寿命退化,提出了一种Gauss过程分位数回归模型的锂电池健康状态(SOH)方法。该模型结合了准Gauss过程回归与非平稳时间序列分析以及分位数回归的优点,可有效处理健康特征数据非线性及时变性问题,具有模型参数的自适应调节能力,从而提升SOH估计的精确性和鲁棒性;通过美国国家航空航天局的电池数据集,基于不同温度的数据验证了所提出模型的有效性。结果表明:该模型的SOH估计结果的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.002 8、0.003 8、0.003 4,模型运行时间为0.008 1 s,与灰狼优化Guass过程回归模型以及文献中3种典型模型估计对比,其RMSE结果精度分别提高了0.019 9、0.003 0、0.019 6、0.002 0,证明所提出模型具有较好的鲁棒性和估计结果的高精确性。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
考虑交叉口启停波的智能网联车混行生态驾驶策略
李昕光, 孙崇效, 曲大义, 于文昌, 胡含
2024, 15(6):  895-904.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.011
摘要 ( 15 )   HTML ( 1)   PDF (1557KB) ( 8 )  

为了避免车辆在交叉口频繁停车启动的现象,减少车辆的燃油消耗与污染排放,该文提出了考虑交叉口启停波的智能网联车混行生态驾驶策略。对交叉口启停波影响范围进行分析,划分车辆通过交叉口的通行方式;通过混合交通流基本图模型计算饱和速度,根据饱和速度创建并选择车辆通过时间点,结合交叉口启停波计算智能网联车轨迹优化终点时刻和位置;根据三段式速度规划曲线模型优化智能网联车行驶轨迹,并将驾驶策略与自由驾驶在不同交通流量与渗透率条件下进行对比仿真实验。结果表明:随着渗透率的增大,采用生态驾驶策略车辆所产生的平均燃油消耗、污染物排放与延误时间逐渐降低;在相同渗透率条件下,低交通流量的油耗增益幅度始终大于高交通流量的油耗增益幅度。在600 pcu/h交通流量与100%渗透率的情况下,采用生态驾驶策略车辆油耗减少15.57%,延误减少23.57%。

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基于多目标优化的液冷板散热性能分析
邱帅帅, 张甫仁, 孙世政, 陶远兵, 陶佳辉, 谭海坤
2024, 15(6):  905-914.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.012
摘要 ( 14 )   HTML ( 1)   PDF (2780KB) ( 8 )  

为了提高冷却板的冷却性能和解决压力损失大的问题,采用一种复合 X 型通道液冷板结构来研究锂离子电池的散热性能。以通道倾斜角、通道位置及入口通道上下夹角为设计变量,通过目标函数(平均温度、温度标准差、压降)得到液冷板的综合冷却性能,进而确定液冷板的最优结构参数;通过单体电池实验,得到电池在不同放电倍率下的产热量及温升特性;采用 Latin 超立方体(LHS)在设计空间内抽取 70 组样本点,基于近似模型(RSA)建立设计变量与目标函数之间的关系,采用非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)对RSA进行寻优,利用计算流体力学(CFD)验证寻优结果的合理性。结果表明:液冷板的泵送功率得到有效改善,与初始模型相比,压降降低了37.9%, 综合冷却性能提升了 55.3%。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
减阻装置对平头货车气动特性影响的分析及优化
吴素珍, 丁祺睿
2024, 15(6):  915-922.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.013
摘要 ( 15 )   HTML ( 2)   PDF (1852KB) ( 6 )  

为减低侧风环境下平头货车的气动阻力系数,提高行驶稳定性,提出安装减阻装置和优化造型参数的减阻方案。采用空气动力学数值模拟技术,在0°~15°间6种横摆角下分别研究了安装导流罩、尾流板、复合减阻装置的平头货车简化模型的气动特性,并基于自适应协同优化算法(SHERPA)对安装复合减阻装置的模型进行参数优化。结果表明:导流罩在横摆角为12°时减阻效果最佳,减阻率为17.0%;尾流板的减阻率在无侧风时达到最大为5.7%;复合减阻装置的平均减阻率为19.0%,最大减阻率为22.9%;经 SHERPA算法优化后,安装复合减阻装置的货车模型平均气动阻力系数进一步降低4.3%。此项研究为侧风环境下货车气动特性优化提供了理论基础。

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智能驾驶与智慧交通
基于MADDPG算法的匝道合流区多车协同控制
蔡田茂, 孔伟伟, 罗禹贡, 石佳, 姬鹏霄, 李聪民
2024, 15(6):  923-933.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.014
摘要 ( 6 )   HTML ( 1)   PDF (4040KB) ( 5 )  

为了保障匝道合流区的安全高效通行,提出了一种基于多智能体强化学习算法的多车协同控制方法。以提升系统计算效率为目标,设计了基于多智能体确定性策略梯度算法(MADDPG)的分布式训练框架;针对智能体模型难以应对连续车流场景的问题,通过构建相对静止环境,改进策略更新梯度,保障智能体面向连续车流环境的平稳性;拆分匝道合流区场景为准备区和汇入区,分别依据两区域控制目标设计了状态、动作空间及奖励函数。 结果表明:在不同交通流量下,与基于规则的方法相比,该方法通行合流区的总延误时间平均缩短25.46%;与全局优化方法相比,延误时间相差8.47%,但控制时长上不会随车辆数量增加而增长。该文所提出匝道合流区多车协同控制方法能够更好地兼顾通行效率提升与系统实时性。

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面向自动驾驶的远程多维信息实时交互系统设计
曹莉凌, 刘君丽, 金升烨, 曹守启, 周国峰
2024, 15(6):  934-942.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.015
摘要 ( 10 )   HTML ( 1)   PDF (2733KB) ( 8 )  

为了提高低速、半封闭场景下自动驾驶车辆的安全性和运行效率,该文设计了一个基于第2代机器人操作系统(ROS2)框架的客户端/服务器(C/S)模式远程多维信息实时交互系统。采用数据传输融合技术,即配合多种数据预处理算法和统一的网络传输协议,实现了图像、点云和车辆状态信息的高效传输和实时交互。结果表明:在优良网络条件下,该系统的平均延时低于0.063 s,接收频率与发送频率几乎相等,丢包率不超过3.5%;集成的远程控制模块确保了操作的精确性; 在长时间稳定运行下系统的性能仍保持2.7%的中央处理器(CPU)低占用率,体现了出色的资源效率。该系统在确保实时性、可靠性和低资源消耗方面显示出有效性,可为自动驾驶领域的信息交互提供有力支持。

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高负载场景中考虑噪声及隐藏终端的C-V2X模式4性能分析
窦祖芳, 王鹏, 杨乔礼, 杨喜娟
2024, 15(6):  943-951.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.016
摘要 ( 9 )   HTML ( 1)   PDF (1947KB) ( 5 )  

为深入探究基于蜂窝通信的车联网(C-V2X)模式4在高负载场景中的数据传输性能,提出了一个综合考虑随机噪声、随机阴影衰落及隐藏终端影响的数据传输分析模型。建立了一个融合噪声与阴影衰落的双重随机信噪比和信干噪比模型,并采用Cauchy分布对该模型进行求解;推导出数据传输过程中4种典型错误概率的解析式,揭示噪声、阴影衰落与数据冲突之间的耦合关系;基于4种错误类型,进一步构建集噪声、阴影衰落和隐藏终端影响于一体的数据包传输成功率(PDR)解析模型; 最后,利用数值仿真深入分析影响通信效率的关键参数,并探讨各个参数对PDR的影响规律。结果表明:在高噪声、高移速、高负载环境下,PDR较前期文献降低了16.7%,验证了随机噪声和隐藏终端对通信造成的不良影响。

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基于行车风险场的高速公路交织区车辆轨迹预测方法
秦雅琴, 董帅, 谢济铭, 陈亮, 刘拥华, 郭淼
2024, 15(6):  952-961.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.06.017
摘要 ( 15 )   HTML ( 1)   PDF (2544KB) ( 9 )  

为提高交织区车辆轨迹预测精度,该文提出了一种融合行车风险场和车辆换道意图的车辆轨迹预测方法。分析交织区驾驶人驾驶需求变化,利用行车风险场模型统一表示车辆行驶时的交互风险;采用隐Markov模型识别车辆换道意图;通过深度置信网络在线学习机(DBN_OSELM)模型对输入特征进行多维度扩展和融合,提高交织区轨迹预测的准确率;最后,基于CitySim 数据集对所提方法进行评估。结果表明:模型能以较高的准确率预测高速公路交织区的车辆轨迹,交织区驾驶人3类驾驶需求(汇入、保持、驶出)的车辆轨迹预测均方根误差(RMSE)分别为0.6835、0.2574、0.6315,平均位移误差(ADE)分别为0.46、0.21、0.48 m。该研究成果有助于提高复杂场景下的车辆轨迹预测精度,改善交织区的交通安全。

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2024 Vol.15 No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2023 Vol.14 No.6 No.5 No.4 No.3 No.2 No.1
2022 Vol.13 No.4 No.3 No.2 No.1
2021 Vol.12 No.4 No.3 No.2 No.1
2020 Vol.11 No.4 No.3 No.2 No.1
2019 Vol.10 No.4 No.3 No.2 No.1
2018 Vol.9 No.4 No.3 No.2 No.01
2017 Vol.08 No.04 No.03 No.02 No.01
2016 Vol.07 No.04 No.03 No.02 No.01
2015 Vol.6 No.04 No.03 No.02 No.01
2014 Vol.5 No.04 No.03 No.02 No.01
2013 Vol.4 No.4 No.3 No.2 No.1
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欧洲新能源汽车现状与发展趋势
汪善进, 程远
汽车安全与节能学报    2021, 12 (2): 135-149.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2021.02.001
摘要1314)   HTML105)    PDF (1247KB)(8256)   

该文介绍了欧洲新能源汽车的现状和发展趋势,内容涉及欧洲汽车市场、欧盟的碳排放法规、欧洲各国政府的新能源推动政策、欧洲车企的新能源汽车战略和技术路线。尽管欧洲各大车企的新能源汽车长远目标不同,但因为他们必须遵循相同的CO2排放法规,短期内的技术路线大同小异,即纯电动与插电式混合动力齐头并进。动力电池方面,欧洲车企都采用三元锂电池技术;纯电动驱动系统方面,欧洲车企基本都采用驱动电机加单速减速器的配置方式;混合动力方面,欧洲车企的选择以并联结构为主,既有利于优化能量传递效率,丰富工作模式,又能充分发挥欧洲车企在发动机和变速箱技术方面的传统优势。值得一提的是,混合动力专用变速箱(DHT)技术已经在欧洲成功上市。这种技术更能充分发挥电气化动力总成的优势,正在形成发展潮流。欧盟严格的CO2排放法规是保证新能源汽车在未来几十年里持续发展的最大推手。欧洲在传统汽车技术、生产、销售方面的雄厚实力也正在变成其新能源汽车发展的强大优势。预计在未来的10年里,欧洲的新能源汽车份额将会持续而稳定地增长,2040年前新能源汽车将主导欧洲市场。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
车用动力电池系统的关键技术与学科前沿
张剑波, 卢兰光, 李哲
汽车安全与节能学报    2012, 3 (2): 87-104.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.02.001
摘要3043)      PDF (2451KB)(7369)   
车用动力电池系统在性能、成本、寿命、安全性上的局限是制约电动汽车走向普及的瓶颈。
该文对42 款电动汽车的动力电池系统进行了统计和分析。整理出并综述了四大关键技术:电池组配
技术、热管理技术、电能管理技术、安全保障技术。提炼出这些关键技术的两个基础科学问题:1)
多约束、多尺度产热积层体复合系统的产热、传热、散热规律; 2)非线性、时变、非均一多个体混
联电池系统的建模、辨识及控制理论。展望了车用电池系统的智能化、网络化趋势。
相关文章 | 多维度评价
两种用于估计电动汽车锂离子电池寿命的内阻方法
顾伟军, 孙泽昌, 魏学哲, 戴海峰
汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 145-149.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.007
摘要3069)      PDF (1518KB)(7133)   
行人头部和风挡玻璃的碰撞是造成行人严重受伤和死亡的重要原因。本文进行了行人头部模块冲击风挡玻璃的有限元模拟和试验验证。有限元模型采用壳单元和体单元分别代表风挡玻璃的各夹层结构,假设中间夹层聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜不失效,玻璃层采用最大主应变准则模拟其失效。运用头部伤害指标(HIC),将有限元模拟结果与欧洲新车评价规程(Euro NCAP)行人头部模块撞击风挡玻璃试验进行对比分析。结果表明:从HIC值和撞击裂纹产生的范围来看,本模拟方法可以较准确地预测行人头部受伤程度和风挡玻璃的失效模式,可为安全评价和车辆开发提供借鉴。
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
汽车轻量化技术的研究与进展
范子杰,桂良进,苏瑞意
汽车安全与节能学报    2014, 5 (01): 1-16.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.001
摘要1403)      PDF (2587KB)(6688)   
汽车轻量化是实现节能减排的重要措施之一,对汽车工业的可持续发展具有重要意义。本
文从结构优化设计、轻量化材料的应用和先进制造工艺这三个方面对汽车轻量化技术的国内外研究
现状和发展趋势进行了综述。这包括:汽车结构的尺寸优化、形状优化、拓扑优化和多学科设计优化
的基本原理和研究进展;高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料;以及液压成型和激光焊接
工艺在汽车中的使用现状。作者认为:汽车轻量化技术的未来研究方向是:汽车结构优化设计理论的
完善、多材料一体化、零部件的轻量化和轻量化技术的系统化与集成化。
相关文章 | 多维度评价
基于Matlab/Simulink 的PMSM 磁场定向控制算法的设计与应用(英文)
Pawel Stojaczyk [ 波兰],Dawid Woroch,洪波,危银涛*
汽车安全与节能学报    2014, 5 (02): 166-171.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.02.008
摘要984)      PDF (2285KB)(6155)   

随着微处理器的快速发展,永磁同步电动机(PMSM)驱动系统广泛应用于需要高精度控制的
工业领域。为了克服设计PMSM 系统的复杂和费时的局限性,提出一种PMSM 速度控制的磁场定向控
制算法(FOC)。该算法在MATLAB/Simulink 中实现,利用其中的标准模块,利用Matlab 的自动代码生
成工具,可在DSP 微处理器中实现。采用了STM32F4 微控制器。为处理电流反馈信号,引入主动式
电流读取误差补偿器。利用由3 个双向5-A Hall 传感器执行的模数转换器,使信号精度达10 mA、
10 Bit。在0~2 000 r/min 范围内,试验了带传感器的PMSM。对期望速度的阶跃响应实验表明:整
个系统的动态性能和稳态性能良好。

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智能网联汽车( ICV ) 技术的发展现状及趋势
李克强,戴一凡,李升波,边明远
JASE    2017, 08 (01): 1-14.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2017.01.001
摘要1373)      PDF (2806KB)(5994)   

综述了智能网联汽车 (ICV) 技术的发展现状及趋势。ICV 的体系架构包括价值链、技术链与产业链。ICV 的4 个发展阶段是:自主式驾驶辅助、网联式驾驶辅助、人机共驾、高度自动/ 无人驾驶;关键技术有:环境感知、智能决策、控制执行、人机共驾、通信与平台、信息安全等。由于ICV是未来汽车技术发展的一个重要方向,其技术与产业发展是中国汽车工业转型升级的重要机遇;因而,中国要发展智能网联汽车,就应该充分结合本国体制优势,依托顶层设计。

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基于液体冷却和加热的电动汽车热管理系统
袁昊, 王丽芳, 王立业
汽车安全与节能学报    2012, 3 (4): 371-380.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.04.011
摘要1973)      PDF (2996KB)(5845)   
电动汽车(EV) 电池系统的性能和寿命受到温度的影响。为了把电池系统的平均温度控制在
20 ℃到45 ℃范围内,同时把温度梯度控制在3 ℃内,该文设计了一种具有最优几何结构的液体冷
却和加热板的电池热管理(BTM)系统。根据BTM 系统的总体流量均衡,仿真模拟了不同结构参数的
冷却板,研究其冷却效果。在电池系统加热实验中,利用红外热像仪检测了加热板的表面温升情况。
试验结果与仿真结果显示出较好的一致性。研究发现:进出口在同一边的结构,流场均匀。利用联
合优化仿真所得的进口速度和温度的最优组合,可以将加热板表面的温度标准差降低至2.61 ℃,使
得电池系统获得均匀的加热。
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汽车工程的创新——展望未来(英文)
[ 德国] 亨宁·瓦伦托维兹
汽车安全与节能学报    2013, 4 (2): 95-108.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.02.001
摘要2134)      PDF (2391KB)(5645)   
为CO2 减排和减少燃料消耗,一些国家的政府制定了汽车工程的强制性法规。电动汽车是
工程师特殊努力的成果之一。该文纵观汽车工程的创新,展望未来。包括: 1)驾驶员辅助系统更加
智能,分为:安全功能、舒适功能、提高交通效率和减少环境影响; 2)车身技术受到材料的制约,
在复合材料、钢铁和碳纤维之间,存在着竞争;3)整车动力学控制、主动悬挂构件和材料的应用,
改进了底盘技术;4)动力链转变为混合驱动,包括四轮驱动在内,混合齿轮箱有了智能解决方案;5)
电子控制集中在中央控制模块、移动电话的最新应用、以及车灯的创新。
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汽车后排乘员保护——回顾与展望( 英文)
胡敬文
JASE    2016, 07 (04): 339-354.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.04.001
摘要745)      PDF (1538KB)(5391)   

事故数据显示,汽车后排乘员保护未能跟上前排乘员安全进步的步伐,可能因为其使用率不高和没有使用先进的安全技术。该文综述了后排乘员保护,旨在解决后排乘员多样化(从需要儿童座椅的儿童到不同身高、年龄和体型的成年人)造成的不同安全需求。基于事故数据分析、实验研究和计算机模拟的结果,正确使用适龄儿童约束系统和引入可调节、高级、或自适应的约束系统可以改善后排乘员安全。然而,缺乏具有足够人体真实度的代表儿童、老年人、和肥胖者的损伤评估工具或将成为进一步改善后排乘员安全的主要挑战之一。老年人和肥胖人口的比例增加、轻型车辆的增长、智能手机打车服务的普及、以及主动安全和无人驾驶车辆技术的进步将可能增加后座安全的重要性,同时也会对后排乘员保护带来额外的挑战。因而,未来需努力优化适应各种碰撞工况、乘员特性和坐姿的后排乘员约束系统。

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中国汽车安全技术的现状与展望
赵福全, 吴成明, 潘之杰, 刘卫国, 刘巍
汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 111-121.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.003
摘要3134)      PDF (1917KB)(5029)   
面对中国交通事故伤亡率高的现状,企业、学校、研究机构都加大了对汽车安全技术研究开发的投入,加快了安全技术研发能力的提升和产品化进程。自主品牌汽车C-NCAP五星高分的获得标志着中国被动安全技术的飞跃性发展。进一步开展对行人保护、后排乘员保护、防后碰鞭打保护以及骑自行车人保护等被动安全研究的同时,主动安全系统、预碰撞系统、智能化汽车网络系统的研究开发已经成为关注的热点,更高层次的乘员、车和环境等相关主被动安全技术的统合协调,将推动零碰撞零伤亡汽车安全理念的实现。国家级研究开发及产业化大课题的设立、法规标准的建立和完善将会成为汽车安全技术快速发展的动力。
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汽车安全技术的研究现状和展望
宋健, 王伟玮, 李亮, 于良耀
汽车安全与节能学报    2010, 1 (2): 98-106.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.02.002
摘要2597)      PDF (2516KB)(4888)   
约束系统关键技术、车身保护行人的安全装置、碰撞安全数据库平台和安全性能评估。主动安全技术包括:汽车动力学稳定性控制技术、汽车底盘一体化控制技术、智能安全辅助控制技术、基于人—车危险状态监控的安全预警技术。提出了先进安全汽车技术的发展模式,探讨了车路协调控制、智能公路和基础共性技术的研究趋势。
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中国乘用车企业平均燃料消耗量(CAFC)及其限值标准
马东, 安锋, 康丽平
汽车安全与节能学报    2012, 3 (4): 364-370.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.04.010
摘要2220)      PDF (1954KB)(4822)   
提高中国汽车行业燃料经济性水平有利于节能减排。该文基于权威部门数据和标准,研究
了中国汽车市场上乘用车的企业平均燃料消耗量(CAFC)。结果发现:2011 年度中国汽车乘用车CAFC
平均为7.5 L/(100 km),生产车型总体满足中国《乘用车燃料消耗量限值》第二阶段(GB19578-2004,
2004-09-02)限值标准,尚不满足第三阶段(GB27999-2011, 2011-12-30)目标值。与合资品牌相比,
自主品牌汽车平均CAFC 较低,但是由于产品技术相对落后,CAFC 实际值与目标值的比值反而更大,
面临较大达标压力。与国产汽车相比,进口汽车平均CAFC 较高,而且CAFC 实际值与目标值的比值也
很大,因此第三阶段达标形势更加严峻。
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燃用乙醇、汽油混合物和含水乙醇的GDI 发动机运行(英文)
Richard STONE, 陈龙飞, Nathan HINTON, Felix LEACH, 徐帆
汽车安全与节能学报    2012, 3 (3): 257-264.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.03.009
摘要2298)      PDF (3857KB)(4774)   
作为可再生燃料和改善能源安全的手段,乙醇被逐步推广使用。为研究含水的混合乙醇的燃
烧性能以及水与乙醇—汽油的溶混性,试验了含乙醇0~100%的汽油、乙醇混合物,评价了混合物的
喷雾特性、燃烧性能和颗粒物排放性能,进行了汽油、乙醇、水的三相图分析和试验。结果表明:
在含水量不大于40%时,汽油乙醇混合物中水的存在,不妨碍混合物用作汽油直喷发动机燃料。向
喷射汽油中加注乙醇,增大了喷射燃料的体积;以这种燃料注入并持续喷雾,尤其是在冷发动机情况
下,降低了混合物均匀性,减少了燃烧稳定性,对于当量比混合物,还增加了颗粒物的排放。向喷射
燃料的乙醇中加注水,在含水量不大于30%时,燃烧持续时间不明显增加,燃烧稳定性不明显减小。
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燃料电池汽车研究现状及发展
李建秋, 方 川, 徐梁飞
汽车安全与节能学报    2014, 5 (01): 17-29.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.01.002
摘要1474)      PDF (1365KB)(4603)   
车用燃料电池是一种高效、清洁的新能源技术。本文综述了中国、北美、欧盟、日本、韩
国等国家和地区在该领域的发展情况,进行了多个角度的比较分析,其中包括:燃料电池汽车各项技
术指标、燃料电池发动机的寿命、环境适应性、储氢系统、燃料电池关键材料、燃料电池辅助系统、
燃料电池汽车的示范运行、加氢基础设施建设等。结果表明:在国外,整车企业已经进入产业化燃
料电池汽车的准备,预计燃料电池汽车将在2015 年进入量产阶段;而在中国,燃料电池汽车还处于
性能改进和小规模示范阶段;下一代燃料电池汽车的研发重点是:延长电池寿命、降低系统成本、建
设加氢基础设施和推广商业示范。
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面向未来的燃油和车辆技术的燃油添加剂
Joseph W. ROOS, Larry J. CUNNINGHAM, 许富强
汽车安全与节能学报    2010, 1 (2): 107-114.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.02.003
摘要2286)      PDF (1760KB)(4433)   
回顾了燃料添加剂在生产优质运输燃料和优化车辆性能中的作用,研究了燃料添加剂在先进混合动力汽车和直喷发动机上的应用。为了满足法规和经济效益上对保证能液供给,提高燃油经济性和降低车辆排放的要求,运输燃料和车辆技术正快速发展。与之对应,要求燃料能够进行安全有效的运输和存储,并能满足车辆的正常使用。回顾了各种燃料添加剂,这些添加剂给燃料生产商提供了一种安全有效的燃料运输方式,且能够满足不断发展的发动机技术的要求,使新技术得到有效应用。
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基于交通事故数据的汽车安全技术发展趋势分析
李一兵, 孙岳霆, 徐成亮
汽车安全与节能学报    2016, 07 (03): 241-253.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.03.001
摘要487)      PDF (2781KB)(4043)   

随着社会经济的发展及汽车技术的进步,国内外交通事故呈现新的宏观特征,包括:弱势道路使用者及“非标准人群”的死亡率较高、存在车身碰撞相容性问题、单车事故致死率高、驾驶员感知缺陷引起的交通事故高发。基于2000 年以来中国、欧洲以及美国的交通事故统计数据的特征分析,阐述了汽车主被动安全技术各子系统的发展趋势。被动安全方面包括:弱势道路使用者的保护、自适应的乘员保护、车身碰撞的相容性与自适应性;主动安全方面包括:车辆动力学管理及智能辅助驾驶。未来汽车安全技术总体的发展方向是:主被动一体化的综合安全技术。

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质子交换膜燃料电池的现状以及在电动车应用上的挑战
李冰, 李辉, 马建新, 王海江
汽车安全与节能学报    2010, 1 (4): 260-269.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.04.002
摘要3082)      PDF (1740KB)(4019)   
质子交换膜燃(PEM) 料电池技术已经取得重大进步,但是质子交换膜电池性能、成本、耐久性是制约其商业
化的关键因素。基于公开发表的文献,该文综述了质子交换膜燃料电池的现状以及在电动车(EV) 应用上的挑战。在
现状方面,介绍了质子交换膜燃料电池技术在电动车上应用以及在关键技术上取得的进步,特别是电堆和系统的各
个部件在性能、成本、耐久性的进步,但是,燃料电池汽车(FCEV)的商业化面临的挑战仍然是性能、成本和而久性,
这些方面和美国能源部(DOE)2010—2015 目标还有差距。还综述了在未来商业化中燃料电池汽车的维护问题。
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用于电动汽车电池充电的非接触式动力转换系统
长塚裕一, 野口真伍, 金子裕良, 阿部茂, 保田富夫, 井田和彦, 铃木明, 山之内良一
汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 150-156.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.008
摘要2785)      PDF (2382KB)(3898)   
为了给电动汽车再次充电,需要结构紧凑、轻量化的非接触式动力转换系统。根据高效率、大气隙、有一定的误接宽容度的准则,开发了一种采用串并联电容器、具有矩形铁芯和双边缠绕的新型变换器,其尺寸为 240 mm×300 mm×40 mm, 气隙为(70±20) mm, 横向误接宽容度为 ±125 mm, 次级绕组质量为 4.6 kg。在次级绕组连接了充电控制电路和铅酸电池的情况下,测量了该系统的性能,在正常位置上获得了1.5 kW的输出功率和95%的效率。结果表明:该系统结构紧凑、轻量化,满足了上述判据。
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柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望
帅石金,唐韬,赵彦光,华伦
汽车安全与节能学报    2012, 3 (3): 200-217.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.03.002
摘要2584)      PDF (8392KB)(3851)   
柴油车具有燃油消耗率低、转矩输出高、功率覆盖范围广等优点,在交通运输和工程机械
等领域得到广泛应用。随着汽车排放法规的加严,柴油车只有采用后处理装置才能满足未来严格的
排放法规。该文给出了欧洲、美国、日本和中国等国家或地区的汽车排放法规的发展趋势及其对油
品的要求;分析了满足相关法规的轻型柴油车和重型柴油车的排放控制技术路线;重点介绍了柴油车
氧化催化器(DOC)、氮氧化物选择性催化还原(SCR)、稀燃NOx 捕集器(LNT)和微粒捕集器(DPF)等
后处理技术的研究现状;对柴油车排放法规和后处理技术的未来发展进行了展望。
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电动汽车用锂离子电池的温度敏感性研究综述
李平,安富强,张剑波,王浩然
汽车安全与节能学报    2014, 5 (03): 224-237.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.03.002
摘要1346)      PDF (3316KB)(3799)   

在文献、专利调研基础上,统计和分析了电动汽车用锂离子电池的温度敏感性。结果表明:
低温和高温都影响电动车用锂离子电池的性能和寿命,从而影响其应用与市场普及。缓解该问题的技
术途径可以是:电池原材料改性、优化电池设计、电池系统热管理。当前的研究热点是:正负极材料
的微观改性,以提高其电子导电率和离子导电率;优化设计电极结构和电池结构,以均匀电池内部的
热分布和电分布;研发低温下电池交流预热与充电的新方法;联合应用液冷方案。

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碳中和背景下内燃机低碳和零碳技术路径及关键技术
帅石金, 王志, 马骁, 徐宏明, 何鑫, 王建昕
汽车安全与节能学报    2021, 12 (4): 417-439.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2021.04.001
摘要5177)   HTML638)    PDF (4021KB)(3717)   

自2020年9月中国在七十五届联合国大会上承诺“2030年碳达峰、2060年碳中和”以来,世界主要国家和地区2016年签署的《巴黎协定》控制全球气温上升幅度及采取碳中和政策和行动进入加速期。内燃机作为量大面广的道路、非道路移动机械和国防装备主导动力,在近中期肩负节能减排重要使命的同时,也面临着未来如何实现碳中和的巨大挑战和重要机遇。本文在分析欧、美、日、中等主要地区和国家碳中和政策和行动的基础上,提出并论述了内燃机近中期低碳和中远期零碳的两条技术路径及其可行性,以及内燃机使用生物质燃料、绿氢、绿氨和绿电合成液体燃料(e-fuel)等碳中和燃料需要解决的关键技术,旨在为内燃机的未来探索可持续发展之路。现有研究表明:内燃机作为一种高效高功率密度的燃料化学能转化为机械能的热力机,通过与电动化和智能化技术结合仍有较大的节能提升空间;内燃机相比氢燃料电池动力,产业链更完整,技术成熟度更高,成本更低,未来通过燃用碳中和燃料的新能源内燃机,仍可以在重型卡车、工程机械、船舶、航空等大型动力装备以及混合动力系统中得到大规模应用,促进中国能源和交通领域早日实现碳中和。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
汽车电磁制动技术的研究与进展
何仁,胡东海,张端军
汽车安全与节能学报    2013, 4 (3): 202-214.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.03.002
摘要2266)      PDF (4938KB)(3684)   

电磁制动器(EB) 具有非接触性、响应速度快、控制简单等特点,已应用于商用汽车。为了
扩大电磁制动的应用范围和功能,本文介绍了其原理和技术的研究现状。对于商用汽车上的电涡流缓
速器、转筒式缓速器和自励式缓速器,概述了其结构组成、工作原理和控制方法。其关键技术有:
电磁制动的外特性与内特性、电磁与摩擦联合制动系统的匹配设计、控制策略与控制器设计。其未来
研究重点是:电磁制动与摩擦制动的系统集成和电磁制动系统的功能扩展。

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汽车主动避撞系统的安全距离模型和目标检测算法
裴晓飞,刘昭度,马国成,叶阳
汽车安全与节能学报    2012, 3 (1): 26-33.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.01.004
摘要2892)      PDF (1907KB)(3617)   
为辅助汽车驾驶员安全驾驶,开发了一种汽车主动避撞系统。该系统以“碰撞时间倒数”TTC-1
作为评价指标,采用了基于危险系数ε 进行分级报警与主动制动的安全距离模型,其关键参数按照
驾驶员特性进行标定。基于自适应巡航系统(ACC) 目标检测算法,设计了适用于避撞系统的毫米波雷
达算法。基于捷达轿车,开发了用于避撞系统的软硬件平台,并在良好路面下分别进行了主动避撞试
验和人为切换试验。实车试验表明:本系统的分级报警和主动制动功能,符合期望的TTC-1 指标,提
高了汽车的主动安全性,体现了驾驶员控制的优先性和协调性。
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受能源环境约束世界中车辆与燃料的发展
王全录, KODJAK Drew, 蔡皓
汽车安全与节能学报    2011, 2 (4): 271-293.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.04.001
摘要2078)      PDF (2734KB)(3565)   
        为了解决交通导致的空气污染、能源危机和气候变化问题,该文综述了在受能源环境约束世
界中,车辆与燃料的发展。分析结果表明:随着欧洲和北美最近转向减少机动车温室气体排放,高效
车辆技术和低碳燃料将在交通部门发挥日益重要的作用。全球正致力于追求多种方案。这些方案包
括高能效车辆技术、清洁燃料、替代燃料(包括生物燃料和先进生物燃料)以及电驱动技术(如氢燃
料电池汽车和电动车等)。机动车节能减排的强有力的政策将继续为上述车辆和燃料技术的研发和实
施提供平台和激励。
相关文章 | 多维度评价
预混压燃发动机的现状与未来(英文)
徐宏明
汽车安全与节能学报    2012, 3 (3): 185-199.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2012.03.001
摘要2759)      PDF (3466KB)(3542)   
均质压燃(HCCI) 的概念已被延伸到了更广的含义,越来越多与之相关的研究对象是其衍生
出来的概念如非均质预混压燃(PPCI) 并采用多种燃料的多次喷射技术。未来的柴油机和汽油机的结
构设计( 例如压缩比) 逐渐接近,采用非均质预混压燃使得氮氧化物和颗粒排放物同时减少,而且可
以一机使用多种燃料,特别是柴油和汽油类燃料可以离线或在线混合喷入缸内。目前增压内燃机压缩
比逐渐降低的趋势可能在采用新的燃烧模式后会反向发展,以高压缩比和无节气门运行的预混压燃
模式并结合增压技术是今后发动机提高热效率的主要途径之一。
相关文章 | 多维度评价
“三网融合”的车联网概念及其在汽车工业中的应用
谢伯元,李克强,王建强, 赵树连
汽车安全与节能学报    2013, 4 (4): 348-355.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2013.04.007
摘要1031)      PDF (1124KB)(3501)   

车联网(VNC)是车辆与“远程信息技术(Telematics)”的结合。针对当前存在的认识误区,该
文提出了一种新的基于“三网融合”的车联网概念。此“三网”即:车载移动互联网、车际网、车内网。
远程信息服务(Telematics)、车车通信(V2V)/ 车路通信(V2I) 和车内网(in-vehicle networking)这
3 种网络,正在逐渐融合;并向着V2X( 其中,X 替代车、路、行人及互联网等) 方向发展。提出了
VNC 的定义、内涵和包括“便捷、安全和环保”在内的核心价值,以及3 种应用性和4 种基础共性的
关键技术。指明了VNC 在汽车工业中的应用及前景。

相关文章 | 多维度评价
智能网联交通技术发展现状及趋势
冉 斌,谭华春,张 健,曲 栩
JASE    2018, 9 (2): 119-130.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2018.02.001
摘要595)      PDF (1754KB)(3495)   

       综述了智能网联交通技术发展现状及趋势。智能网联交通系统的技术体系架构是一个集车辆自动化、网络互联化和系统集成化三维于一体的高新技术发展架构。其关键技术模块包括感知模块、融合预测模块、规划模块和控制模块等4 个关键部分。智能网联交通系统提出从“ 普通的车、聪明的路”,或者说是“聪明的系统”起步,逐步发展到“聪明的车、聪明的路”的高级阶段,其对提高道路通效率、改善交通安全、节约能源等均具有积极意义。建设与发展智能网联交通系统具有重要意义,为了更好地发展智能网联交通系统,需要明确各相关政府部门的定位和作用。

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直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术
张玉银, 张高明, 许敏
汽车安全与节能学报    2011, 2 (4): 294-307.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.04.002
摘要2326)      PDF (2170KB)(3482)   
我国的直喷汽油发动机(SIDI) 技术开发还不成熟。在SIDI 燃烧系统的研发中,激光诊断、
三维计算流体力学(3-D CFD) 和基于光学发动机的燃烧诊断是三种重要技术。激光诊断技术可对燃
油雾化与蒸发过程进行可视化以及定量测量,为数值计算和建模提供实验验证进而提高仿真的精确
性,为缸内混合气形成过程及燃烧诊断提供直观的物理描述和解释。该文综述了SIDI 喷雾的激光诊
断技术,它涵盖了对喷雾结构、流场、粒径、燃油蒸发、混合气浓度场等的测量技术,为直喷燃烧
系统中喷雾、气流运动和燃烧室形状三者的匹配与优化提供重要技术手段。
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车用燃料电池耐久性解决策略的思考
衣宝廉, 侯明
汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 91-100.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.001
摘要3357)      PDF (1428KB)(3462)   
车用燃料电池的耐久性是制约其商业化的技术挑战之一。该文从车用燃料电池材料与系统两方面论述了其衰减
机理与解决对策。系统方面主要分析了动态工况、启/ 停、低载怠速等过程中发生的反应气饥饿、动态电位循环以及
高电位对燃料电池的影响及解决对策;材料方面阐述了催化剂与载体、质子交换膜、膜电极组件以及双极板在提高
稳定性等方面的研究进展与发展方向。燃料电池的研发要坚持采用材料与系统改进并行的原则,现阶段可在原有材料
基础上利用系统控制策略的改进,提高车用燃料电池系统的使用寿命,但是这在一定程度上会增加系统复杂性;长
远地还要持续进行新材料的研发,最终形成材料创新、系统简化、满足商业化需求的新一代车用燃料电池技术体系,
为燃料电池汽车走向实用提供技术保障。
参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
高效清洁车用汽油机燃烧的研究进展
王建昕, 王志
汽车安全与节能学报    2010, 1 (3): 167-178.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.03.001
摘要3149)      PDF (2466KB)(3459)   
分析了2000—2009年来中国汽车工业发展和与此相关的能源及排放法规的变迁,指出节能的重要性将会超过排放污染问题。缸内直喷汽油机(GDI)和小排量是目前汽油机节能的两条途径,在气道喷射式汽油机上采用小排量技术具有成本低的特点,而在GDI汽油机上采用小排量技术则可以获得更显著的节油效果。以均质当量比为特征的第二代GDI节油效果有限,第三代GDI必须解决爆震(高压缩比)、废气稀释燃烧稳定性以及微粒排放3个关键问题。均质压燃(HCCI)是汽油机节能减排理想的燃烧方法。汽油-柴油双燃料燃烧方式具有最高的节油效果,并为未来汽油机和柴油机的统一化奠定基础。
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欧洲汽车动力系统多元化的发展趋势和展望
徐宏明
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 137-153.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.001
摘要405)   HTML36)    PDF (3142KB)(252)   

当前,全球能源结构处在变革时期,低碳和零碳化是包括汽车行业在内的所有经济运行和规划活动中的重中之重。汽车动力系统的能源呈现多元化的发展趋势,始于轻型车的电动化已成为不可逆转的总体方向,而氢时代在到来之前面临各种技术和非技术类等诸多问题的挑战。电动化带来的一个更为广泛应用的新技术是人工智能(AI),从而使得汽车动力系统逐步突破传统设计方法的局限得以适应更加复杂的环境条件并获得高效率。该文介绍欧洲汽车动力系统电动化和多元化的发展趋势, 针对欧盟正在考虑中的电力合成燃料等问题并结合动力系统智能化等发展趋势,对欧洲汽车技术领域在2035年前的研发动向作出相关思考以及展望。

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中国混合动力汽车动力总成技术进展
许敏, 张亦嘉
汽车安全与节能学报    2024, 15 (3): 269-294.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.03.001
预出版日期: 2024-06-30
摘要377)   HTML23)    PDF (4532KB)(169)   

在国家政策与市场需求的双重驱动下,2021年以来,中国品牌混合动力汽车动力总成技术实现突破,围绕中国市场特点与消费者用车习惯推出一批具有中国特色、世界范围内领先的混合动力汽车产品。近期混合动力汽车市场销量呈爆发式增长,2023年中国市场混合动力乘用车销售超300万辆,同比增长83%。然而,受近年来汽车领域电动化浪潮影响,行业内尚存关于混合动力汽车仅为过渡性技术的观点,部分消费者对国产混动汽车技术产品力仍存质疑。为纠正对混合动力汽车的片面性、偏见性认识,该文围绕中国混合动力汽车动力总成技术路线展开,聚焦多样化的混动架构与专用化的核心部件,提出新的混合度定义作为动力总成电气化程度的统一评价标准,探讨国内外主流混动技术异同,剖析当下中国最前沿的混动技术特点与发展趋势,厘清中国混动汽车动力总成的发展脉络。研究表明:中国式混动汽车以大容量动力电池与插电式混合动力为技术特色,实现发动机、电机两大驱动动力源以及动力电池、增程系统两大动力能量源的灵活混合与优势互补。与纯内燃机车相比,得益于电驱动技术辅助,混合动力汽车聚焦提高发动机热效率、发动机高效区利用率以及整车燃油经济性。与纯电动车相比,混合动力汽车则基于发动机的增程发电,以高性价比和高便利度解决纯电动车的补能焦虑;并通过结合发动机直驱、变速器动力放大等机械驱动技术,以更低的硬件成本实现更稳定的强劲动力输出。混合动力汽车的独特优势使其作为长期性技术路线,将成为带动汽车产业向碳中和方向转型升级的关键,该文对当下市场的深度分析和未来趋势的理性推测将为中国混动技术的进一步发展提供有益参考。

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电动汽车与清洁能源融合发展技术研究与展望
朱明, 季金华, 金盛, 季毓婷, 别一鸣
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 1-19.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.001
录用日期: 2024-01-28
预出版日期: 2024-02-29
摘要364)   HTML33)    PDF (2593KB)(294)   

以光电、风电为代表的清洁能源发电技术可为电动汽车提供清洁的电力供给,减少全生命周期碳排放,助力交通领域“双碳”战略目标的实现, 因此近年来得到迅猛发展。为了推动交能融合技术的应用,明确相关研究中的关键问题,该文综述了国内外学者过去10年在电动汽车与清洁能源融合技术方面的研究进展。首先,介绍了二者融合发展的必要性与现实意义;其次,将已有研究成果分为公路环境与城市道路环境两类,分别从电网、充电站、车辆3个层面归纳了当前电动汽车与清洁能源融合技术的研究成果;最后,考虑到清洁能源发电以及电动汽车充电存在较强的随机波动,对未来发展提出了加强公共领域交能融合发展、构建多种互补型清洁能源发电策略、建立“源—网—荷—储”集成优化技术、强化分布式微电网能源自洽调度、加强无线光伏充电公路运营管理等建议。

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智能网联环境下车载终端的发展现状与挑战
张永升, 李逸椆, 王亮, 徐志刚
汽车安全与节能学报    2024, 15 (3): 295-308.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.03.002
录用日期: 2024-06-30
预出版日期: 2024-06-30
摘要256)   HTML8)    PDF (1636KB)(68)   

随着智能网联技术的快速发展,智能网联汽车装配的智能车载终端功能也相应扩展。经过数十年的进步,智能车载终端系统在多个领域取得了显著的发展,并在自动驾驶领域展现出巨大的潜力。该文从智能车载终端在智能网联环境中的现状入手,描述了智能车载终端系统的架构,并回顾了在车间通信和车路协同赋能下车载终端系统的发展历程;对5G时代车联网无线通信技术的创新对智能车载终端发展的重大影响做了深入分析,并详细回顾了在协同驾驶与控制、边缘计算与雾计算、数字孪生等领域的最新研究成果,同时指出了智能车载终端在信息安全和自动驾驶测试领域面临的挑战。

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基于中国汽车-行人事故数据的老龄人与青壮年行人损伤特征对比分析
刘贽, 林淼, 代兵, 王文霞, 孟庆南, 莫富灏
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 154-160.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.002
摘要182)   HTML20)    PDF (1260KB)(96)   

为明确老龄与青壮年行人事故损伤特征及损伤风险之间的差异并为行人碰撞安全法规提升提供理论基础,对中国交通事故深度调查(CIDAS)数据库中提取的496例老龄行人和431例青壮年行人事故样本进行了研究。对比分析了老龄与青壮年行人损伤部位分布及具体部位损伤类型的异同;建立了基于车辆碰撞速度的老龄与青壮年行人头部AIS3+、胸部AIS3+及下肢AIS2+的损伤风险曲线。结果表明:老龄与青壮年行人胸部损伤比例差异高达20.9%;在40 km/h碰撞车速时,2类行人头部、胸部和下肢损伤风险差异分别为38.9%,39%、21.2%。因此,中国行人碰撞安全法规的提升可差异性考虑老龄人与青壮年行人的测试方法或损伤准则,尤为必要考虑纳入汽车-老龄人胸部碰撞测试评价方法。

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基于非线性空气弹簧模型的整车仿真与主客观评价
邬明宇, 郭沛林, 李耀超, 王仕伟, 侯杰, 危银涛
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 20-28.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.002
录用日期: 2022-11-28
摘要135)   HTML17)    PDF (1573KB)(264)   

应用非线性空气弹簧模型,研究了空气悬架整车的动力学仿真和主观评价。结合空气弹簧频率、振幅相关性模型与Simulink仿真,给出了空气悬架整车7自由度模型,对比了不同路面情形下悬架动行程和簧上加速度的均方根值和功率谱密度。从时域和频率2个角度分析了不同速度、路面及减振器阻尼情形下空气悬架整车的动态特性。对装有不同空气弹簧的整车进行主、客观试验测试。结果表明:悬架动行程预测误差小于7%,簧上位置加速度共振峰值预测误差小于6%,共振频率预测误差小于6%;从而验证了所提模型的普适性和精确性;反映了带空气悬架整车的动态特性,解释了平顺性主客观试验的机理。

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中国语境下纯电动微型车全生命周期碳排放
郝旭, 刘成荫, 姜禹彤, 王贺武, 邹岱江, 钟锐恒, 戴锋
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 47-53.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.005
摘要129)   HTML19)    PDF (947KB)(83)   

为回答中国语境下纯电动微型车能够减碳多少,建立了针对中国语境下的纯电动微型车的全生命周期碳排放的评估模型。基于一组1 030车·天 的纯电动微型车的典型出行数据,使用了与交通有关的温室气体、排放及能耗的全生命周期碳排放核算模型—GREET,该模型包括:制造环节(CTG)、能源周期(WTW)和回收环节(GTC)。结果表明:中国大陆纯电动微型车的日均出行里程37.2 km,73.1%的日出行里程低于50.0 km;在2021年平均电网、采用新欧洲驾驶循环(NEDC)的条件下,纯电动微型车全生命周期CO2当量碳排放为26.8 t,比同级别内燃机汽车低约33%。其中的72%的排放来自纯电动微型车WTW环节,其CO2当量碳排放为19.3 t。电网清洁化程度的提升和动力电池回收比例的增加,将有助于进一步降低纯电动微型车的碳排放。

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考虑经验驾驶行为的入弯实时类人速度规划方法
陈绮桐, 赵东, 刘丛志, 李亮
汽车安全与节能学报    2024, 15 (3): 309-320.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.03.003
预出版日期: 2024-06-30
摘要112)   HTML13)    PDF (3984KB)(68)   

为提高自动驾驶汽车的安全性、舒适性与通行效率,提出了一种考虑到滑行及安全速度的类人入弯速度规划策略。该策略基于混沌优化理论与实车弯道行驶速度数据,通过将车辆的入弯速度规划问题构建为多目标优化问题,建立了舒适模式与效率模式。通过定义奇点速度,简化了非线性高阶约束条件。结果表明:在该策略规划中,在不同弯道场景下,横向加速度和纵向加速度均在摩擦圆约束内,可保证车辆的行驶安全。相比于未考虑滑行的方法,在舒适模式下,该策略产生的纵向加速度减小9.76%,通行效率提高61.73%;在效率模式中,纵向加速度为加速度阈值,满足加速度约束,通行效率提高88%。因而,无论舒适模式还是效率模式,该方法均可兼顾舒适性和通行效率。

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基于时空结合的道路交通事故的黑点判别方法
陈春, 王晨宇, 张道文
汽车安全与节能学报    2024, 15 (3): 321-328.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.03.004
预出版日期: 2024-06-30
摘要111)   HTML10)    PDF (1230KB)(79)   

为精准识别道路交通事故黑点,辅助交通事故的防控,提出了一种基于时空结合的交通事故黑点判别方法。以时空重叠率,来衡量道路危险程度;用双曲正切函数拟合时空重叠率的累积频率;将拟合函数最小曲率半径对应的点,规定为临界值;以大于临界值的时空复合点,来判别为事故黑点;对成南(成都—南充)高速第二辖区交警大队收集的交通事故数据,进行实例研究。利用本时空结合的判别方法,从64例有效案例中,共判别出13个事故黑点。结果表明:事故频率法、累积频率曲线法、核密度分析法、时空重叠率法的碰撞预测准确率指标(CPAI)值分别为2.29、2.03、2.03、2.29,这意味着:时空重叠率法具有良好的判别准确性。时空重叠率法同时结合空间和时间维度,增加了黑点判别的可靠性。

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氨氢融合零碳内燃机燃烧过程综述
王志, 齐运亮, 陈清楚, 李骏
汽车安全与节能学报    2024, 15 (4): 443-466.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.04.001
摘要109)   HTML20)    PDF (11029KB)(73)   

随着中国“碳达峰”与“碳中和”目标的提出,内燃机低碳化、零碳化势在必行。氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料。研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治理具有重大意义。该文在分析氨作为未来绿色能源的潜力及其在内燃机中实际应用的基础上,从氨氢内燃机的燃烧模式、氨氢燃料的燃烧化学反应动力学、氨氢燃料供给方式等方面综述了氨氢内燃机的燃烧的最新进展,对比分析了火花点燃/均质压燃/射流引燃3种燃烧模式、氨气道喷射/液氨缸内直喷2种燃料供给方式、主动射流/被动射流2种点火方式,提出并论述了基于氨在线裂解制氢实现基于单一液氨燃料油箱的氨氢融合燃烧,是内燃机实现碳中和的极具潜力的技术路线,指出了氨氢内燃机喷雾、燃烧和氮基排放控制三方面需要解决的关键技术和科学问题。研究表明:氨氢融合内燃机采用微量氢气(小于3%)引燃氨混合气,可以获得稳定燃烧和高热效率,并拓展稀然极限。氨氢融合零碳大功率内燃机作为氨燃料高效可靠的应用载体,在重型车辆、工程机械、远洋船舶、发电等多个领域具备广泛的应用潜力与价值,氨氢内燃机的研发可推动基础燃烧理论的进步,也可以促进中国内燃机产业迈上新的台阶。

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自动驾驶技术的未来:单车智能和智能车路协同
刘洋, 占佳豪, 李深, 李小鹏, 陈峻
汽车安全与节能学报    2024, 15 (5): 611-633.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.05.001
摘要104)   HTML15)    PDF (2377KB)(70)   

随着全球交通拥堵和安全问题的日益突出,自动驾驶技术的广泛应用被认为是解决这些问题的重要途径,单车智能技术(SAD)和智能车路协同系统(i-VICS)是当前自动驾驶领域的两大研究热点。本文阐述了单车智能和车路协同系统的基本概念和关键技术,讨论了单车智能中的感知定位、决策规划和控制执行技术,以及车路协同系统中的协同感知定位、协同通信和分级云控技术,并回顾了不同技术的研究成果;总结了中、美、德、日对自动驾驶技术路线的发展选择,并讨论了不同技术所带来的商业性产业链变革;剖析了单车智能和车路协同所面临的技术挑战,以及自动驾驶技术所面临的社会与法律挑战,并以此展望未来的发展方向,为自动驾驶技术的创新和应用提供参考。

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偏置碰撞中落地式油门踏板对驾驶员小腿损伤特征及保护
康巍, 王刚, 鞠春贤, 王宇, 郭建保
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 39-46.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.004
摘要97)   HTML12)    PDF (2779KB)(60)   

研究了Euro NCAP正面偏置碰撞工况中落地式油门踏板对驾驶员大腿及小腿产生的伤害机理,并制定了相应的腿部保护策略。对同一个平台上分别搭载悬挂式油门踏板和落地式油门踏板的2款车型,在整车碰撞过程中的脚部运动响应、伤害曲线特征进行分析研究;通过试验及有限元仿真分析,制定了相应的腿部保护策略;进行了整车试验验证。结果表明:悬挂式油门踏板对小腿的伤害产生在小腿下部,伤害形式为脚掌外翻产生的X向弯矩;落地式油门踏板脚掌外翻幅度较小,产生的伤害在小腿上部和大腿部位,伤害形式为由小腿胫骨撞击仪表板产生的胫骨弯曲导致的小腿上部Y向弯矩和膝盖滑动位移。与优化前相比,落地式油门踏板优化后的保护策略,使膝盖滑动位移(DS)降低72.2%,小腿右上胫骨指数(TI)降低48.6%;相对于同平台装载悬挂式油门踏板车型的情况,DS降低11.5%,TI降低25%。

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在侧面碰撞中电动汽车电池模块破损的预测
王居闯, 曹清林, 邱睿, 宋刘伟, 郭平安, 赵港
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 169-177.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.004
摘要94)   HTML13)    PDF (2553KB)(99)   

为增强电动汽车在侧面碰撞事故中的电池安全性,以某新能源汽车电池箱为研究对象,创建侧面碰撞情况下的有限元模型。通过LS-DYNA进行5种速度侧面碰撞仿真,提取电池箱侧壁几何中心点的应力曲线以及电池模块破损情况,根据两者之间的相关关系,建立预测电池模块碰撞破损的反向传播(BP)神经网络模型。模型的输入量为应力曲线,输出向量为模块破损情况。结果表明:5种速度碰撞后预测错误3块,其余177块预测均正确;准确率达到98.33%。因而,通过对算法的设计可预测出电动汽车在受到侧面碰撞时将要破损的具体模块,有利于提高电动汽车安全性。

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车用CFRP层压圆柱壳冲击损伤分析及最小穿透能量预测
王丹琦, 吴霖滔, 聂冰冰, 车文传, 邹铁方, 张君媛
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 29-38.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.003
摘要93)   HTML11)    PDF (2705KB)(92)   

为了探究碳纤维增强复合材料(CFRP)在汽车曲面零部件上的应用前景,该文以碳纤维增强复合材料(CFRP)层压圆柱壳作为对象,研究其在落锤冲击工况下的损伤与吸能特性。基于复合材料均质化方法,建立CFRP层压圆柱壳落锤冲击的多尺度模型,探究曲率半径对冲击损伤和能量吸收的影响;并采用非线性拟合方法建立了最小穿透能量与层压圆柱壳材料参数、结构参数及落锤参数之间的函数关系,实现概念设计阶段最小穿透能量的快速预测,对比仿真结果拟合公式的误差在20%以内。结果表明:相较于平板,层压圆柱壳的峰值载荷宽度更大、更平稳。在60 J冲击作用下,层压圆柱壳各铺层损伤面积相对均匀,其中纤维损伤与曲率半径无关,基体损伤面积随曲率半径增大而增大;当曲率半径为100 mm时,层压壳承载及抵抗变形能力较好,具有较好的抗冲击性;当曲率半径为200 mm时,层压壳耗散能量最多,吸能效果较好。

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考虑参数估计的MPC算法的商用车车道保持控制
赵崇钦, 景晖, 王刚, 冯焕秦, 刘夫云
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 129-136.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.014
摘要89)   HTML13)    PDF (1763KB)(55)   

设计了一种考虑参数估计的模型预测控制(MPC)算法的、智能辅助驾驶的商用车的车道保持算法,对于难以直接测量的质量和横向速度进行估计。建立车辆动力学模型和状态误差方程,通过扩展Kalman滤波(EKF)和递推最小二乘法(RLS)分别对车辆的横向速度、质量进行估计。基于估计得到的车辆参数,设计MPC车道保持控制器。构建硬件在环(HIL)仿真平台,设置不同的测试工况对车道保持算法进行了验证。结果表明:与普通MPC相比,在偏移回正工况中,车辆纠偏消耗的时间减少28.6%,并且超调量更小;高速路工况的横向位置偏差的均方根误差减小了4.2 cm。该方法提升了纠偏能力和跟踪精度,降低了传感器成本。

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基于深度学习模型的疲劳驾驶行为识别算法
张海民
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 121-128.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.013
摘要88)   HTML14)    PDF (2321KB)(61)   

为降低道路交通事故发生率,提出了一种基于深度学习模型的疲劳驾驶行为识别算法。采用照度增强和反射分量均衡化的方法,以提高视频图像质量。将机器视觉工具箱软件用于提取疲劳驾驶人脸行为特征,并通过双流网络构建和训练深度学习模型,实现对疲劳驾驶行为识别。选择了不同睡眠时间段参与者在全封闭路段内的驾驶行为图像,作为实验测试目标。结果表明:用该算法测试1 000张疲劳驾驶行为图像时,识别时间为89 ms,精准度为97.6 %,召回率为97.0 %;算力需求(每秒所执行的浮点运算次数,FLOPS) ≤ 88;该算法能够提高疲劳驾驶行为的识别精度,有助于降低道路交通事故的发生率。

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基于交通事故重建的行人过街安全岛高度设计
张晨, 魏嵬, 陈家星, 马正伟
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 178-187.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.005
摘要87)   HTML8)    PDF (2374KB)(41)   

为了研究道路交通安全岛高度设计对于碰撞事故中行人和车内人员的防护效果,调研并选取典型的安全岛事故案例,运用PC-CRASH软件进行事故过程重建。在事故重建的基础上,基于LS-DYNA软件,研究不同车辆碰撞速度、不同安全岛高度对行人和车内人员安全防护的影响。结果表明:安全岛高度过低是导致汽车碰撞安全岛行人伤亡的主要原因。在城市道路的常见车速(30~50 km/h)范围内,350 mm以上的安全岛高度设计可以有效防止车辆驶上安全岛,起到行人保护效果;但车辆3 ms峰值减速度远超72 g,会导致较高的车内人员头部损伤风险。未来安全岛设计应兼顾岛内行人和车内人员的双重防护,可以考虑在提升安全岛高度的同时,通过安全岛外围设计吸能缓冲装置实现对车内人员的安全防护。

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面向新法规的的卡车驾驶室顶压性能提升
朱海芸, 柳青云, 李奇, 宋慧斌, 郭瑞武, 赵杨
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 161-168.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.003
摘要86)   HTML15)    PDF (3425KB)(59)   

某重卡驾驶室在碰撞摸底试验中生存空间、顶部承载力均无法满足《商用车驾驶室乘员保护》(GB26512-2021)的要求。为了提高顶部承载力,增大乘员的头部生存空间,建立该驾驶室的侧压-顶压碰撞有限元分析(FEA)模型,并通过仿真与试验对标验证模型的有效性。根据车身框架结构能量传递和闭合腔体传力特点精准锁定A柱、后围、顶盖的薄弱部位并制定有效优化方案。结果表明:疏通A柱、顶盖和后围等关键传力路径,形成闭合腔体截面能有效提升顶部承压力,使驾驶室在满足生存空间的前提下,顶压承载力由70 kN提升至102 kN,承载性能提升了31.3%。该结构优化思路可为白车身结构设计开发提供理论指导。

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基于DMPC的无信控交叉口智能网联车辆多车协同轨迹规划
金立生, 魏青嵩, 谢宪毅, 石业玮, 雒国凤, 李克强
汽车安全与节能学报    2024, 15 (2): 235-241.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.02.012
摘要84)   HTML9)    PDF (2198KB)(44)   

为了解决智能网联自动驾驶环境下无信控十字交叉口多车协同通行的冲突问题,该文提出了一种基于分布式模型预测控制(DMPC)的多车协同轨迹规划方法。采用分布式模型预测框架实现多车协同轨迹规划的分布式独立计算,利用滚动时域预测周车轨迹实现车-车未来状态交互,基于智能网联环境车-车交互通信功能实现规划结果共享;引入道路边界约束、加速度约束与碰撞约束等车辆安全约束条件,通过二次规划求解可以安全通行十字路口的多车轨迹;基于MATLAB驾驶场景生成模块建立无信控十字交叉口环境,并在2种场景下验证了该方法的有效性。结果表明:在直行工况和左转工况下多车间最小距离分别为2.58 m和2.99 m,均满足避撞的安全距离约束,实现了多车之间的协同避撞并且能够保证通行效率。

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行人过街模拟及车辆右转避障路径规划方法
李文礼, 任勇鹏, 肖凯文, 孙圆圆
汽车安全与节能学报    2024, 15 (1): 99-110.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2024.01.011
摘要77)   HTML10)    PDF (3411KB)(67)   

为解决无信号十字路口右转车辆与同侧过街行人的交互冲突问题,提出一种模拟过街行为的行人过街运动模型,设计了车辆横纵向解耦避障路径规划算法,并进行了仿真实验。使车辆面向动、静态行人时能合理切换避障路径规划策略;同时,将过街运动模型驱动下的行人作为车辆避障对象,以过街模型输出的行人未来轨迹生成车辆纵向速度规划障碍位移—时间区域,从而让行人未来运动状态反馈到车辆避障中。结果表明: 本文的行人过街运动模型相对观测值的准确率达到了90%,因此,该模型复现了行人过街过程;能根据行人运动状态切换避障方案,使车辆安全避让过街行人。

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