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2026年 第17卷 第2期 刊出日期:2026-04-30 上一期   
综述与展望
车用氢能质子交换膜燃料电池关键材料与技术现状和前景解析
刘杨, 官苏琳, 秦子威, 邵勤思, 倪昀, 赵玉峰, 张久俊
2026, 17(2):  149-169.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.001
摘要 ( 33 )   HTML ( 1)   PDF (3387KB) ( 21 )  

在“双碳”战略目标引领下,中国能源结构转型进入关键阶段,氢能作为清洁低碳且来源丰富的二次能源成为国家能源体系的重要组成部分。交通运输领域是实现碳减排的关键场景,氢燃料电池汽车(HFCV)凭借零排放、高效率、快加注等优势,被视为运输领域电动化转型的终极方案。该文综述了氢能燃料电池,主要是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的工作原理及核心部件(膜电极、催化剂、质子交换膜等)及性能,分析了商业化过程中燃料电池所面临的科学技术问题;对 Pt 催化剂降解、碳载体腐蚀对催化剂活性损失的影响进行了分析与梳理,讨论了提高催化剂活性与降低成本的发展趋势;总结了影响质子交换膜(PEM)耐久性的因素,提出了化学改性与物理强化等改善措施;探讨了工况下气体扩散层(GDL)的机械衰减与化学衰减对耐久性和寿命的影响,归纳了 GDL 的微观结构与水/热管理的优化策略。针对政策与市场环境,分析了中国与部分先进国家的氢能政策动向,阐述了中国“车-站-源”闭环与全链条集成 2 类商业模式的演化路径以及世界主要经济体国家氢能PEMFC与氢能的商业化发展进程。最后对中国氢能燃料电池汽车产业提出建议,指出突破关键材料的国产化“卡脖子”瓶颈,完善标准体系,构建“技术研发-中试验证-商业应用”全链条创新生态,是推动车用质子交换膜燃料电池产业高质量发展的核心任务。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
汽车安全
基于青蒿素混合优化算法的复合工况轮胎参数辨识
丁文皓, 王飞, 金妍希, 赵一睿, 武天圻
2026, 17(2):  170-178.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.002
摘要 ( 27 )   HTML ( 4)   PDF (63723KB) ( 12 )  

为车辆控制策略提供轮胎模型基础,提出了一种结合青蒿素优化(AO)算法与后处理优化的参数辨识方法—青蒿素混合优化(AHO)算法。基于魔术轮胎公式,采用3种工况(纯纵滑、纯侧偏及侧倾、侧偏、纵滑共存的复合)试验数据,通过AO算法对轮胎模型进行全局参数辨识;结合灵敏度分析及参数意义开展后处理优化。结果表明:在复合工况下,相较于分步辨识策略、遗传算法与最小二乘法,AHO算法可将纵向力整体精度提升1.83%、1.87%、1.71%;侧向力整体精度提升1.62%、3.86%、1.80%。从而,本AHO算法提升了复合工况下轮胎力学模型的辨识精度。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
面向组合驾驶辅助系统的安全事件评估方法与影响因素分析
张帆, 于峰, 胡鑫磊, 张子晗, 朱煜, 姜腾龙, 裴天箫, 沈金华, 苍学俊, 李泉, 周青, 王辰
2026, 17(2):  179-187.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.003
摘要 ( 30 )   HTML ( 1)   PDF (2219KB) ( 11 )  

为明确组合驾驶辅助系统(CDAS)安全边界与性能差异,解决现有评估方法工况单一、场景适配不足、多影响因素耦合机制不明等问题,构建了融合场景分级、功能解构、多维度量化的CDAS安全事件系统化评估方法体系。以4款量产车型为研究对象,在6座城市开展实车道路评估,细化定义36类子功能、10类驾驶行为与3级场景复杂度,通过数据切片提取出典型驾驶员紧急干预事件。以驾驶员紧急干预脱离率、间隔里程为指标,对场景复杂度与远程软件升级(OTA)进行对比分析。结果表明:不同子功能场景脱离率有差异, 高复杂度场景脱离率为8.97%~19.88%,显著高于低复杂度场景(< 5%);博弈场景脱离率是无博弈场景的3~7倍;OTA提升了多数子功能场景的安全性,而在路口右转、避让、分合流等复杂场景易出现性能退化。CDAS的安全表现同时受交通场景复杂度、博弈场景及OTA耦合影响。建议算法在迭代过程中建立基于场景的优先级矩阵,以均衡训练数据并避免训练的偏置效应。

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
车辆碰撞波形数据过滤的三种替代方法
Filandow E(李睿婕), 聂冰冰, 周青
2026, 17(2):  188-199.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.004
摘要 ( 26 )   HTML ( 2)   PDF (1709KB) ( 12 )  

汽车碰撞测试信号滤波是数据处理的关键步骤,该研究使用车辆碰撞测试中获取的车身加速度数据和碰撞假人头部加速度数据,评估比较了SAE J211标准滤波器、移动平均(MA)法、积分法3种信号降噪技术。基于碰撞脉冲和头部加速度数据的分析,使滤波结果与车身结构优化及约束系统匹配直接相关。结果表明:SAE滤波器能提供精确的频率控制,截止频率100 Hz在车辆碰撞脉冲加速度数据处理中表现最优;MA法获取最佳数据点数量窗口,在保留信号关键特征的同时能有效去除噪声;积分法则通过累积求和运算揭示数据趋势,通过求和运算自然消除噪声干扰。SAE标准滤波器对碰撞脉冲加速度数据的信噪比达18.95 dB,对假人头部加速度数据达30.49 dB;而基于100个数据点的MA法对应的信噪比分别为8.59 dB和13.82 dB;此外,直接积分加速度信号可获得光滑的速度和位移曲线。该研究可为这3种滤波方法的实际应用提供指导性参考。

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商用车传动轴疲劳寿命数据驱动预测与多参数优化
刘祥, 殷玉明, 吴植文, 丁孝禹, 徐华福, 高佳庆, 杨大胜
2026, 17(2):  200-208.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.005
摘要 ( 18 )   HTML ( 1)   PDF (3324KB) ( 7 )  

为高效且精确地预测与优化车辆传动轴总成的疲劳寿命,提出一种数据驱动方法。以实验测试与有限元分析为基础,利用深度神经网络对关键零部件参数进行优化设计。通过应变实验验证了传动轴总成有限元模型的可靠性,并据此建立了可靠的疲劳寿命计算模型;基于该模型构建了不同载荷与空间夹角等安装条件的疲劳寿命数据集;利用深度神经网络提取特征构建疲劳寿命预测模型;为进一步优化结构寿命,选取了7个关键零部件的近40个设计尺寸构建多参数数据集,基于该神经网络预测模型对关键参数进行协同优化设计。结果表明:经多参数协同优化后,传动轴的整体疲劳寿命显著提升了22.6%,该数据驱动方法能快速、准确地预测并有效优化传动轴疲劳寿命。

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汽车节能与环保
基于平板热管的动力电池热管理系统
董佳硕, 丹聃, 魏名山, 赵一航, 张杨军
2026, 17(2):  209-217.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.006
摘要 ( 18 )   HTML ( 3)   PDF (2873KB) ( 5 )  

针对锂离子电池并联组成的电池组产热较大的工况,设计了一种适用于低温(10 ℃)、高倍率放电(2C)的动力电池平板热管(FHP)的热管理系统。构建了电池电化学—热耦合模型与多热源热阻网络模型的联合仿真平台,并进行了实验验证。结果表明:在10 ℃、2C放电工况下,与纯风冷相比,该热管理系统电池组最高温度下降8.63 K,最大温差下降10.67 K。当平板热管总厚度由3 mm增至7 mm时,电池组最高温度降低了8.43 K,最大平均温差降低了4.82 K。外部风速的增大,降低了最高温度,但增大了最大平均温差;平板热管总厚度的增加和毛细芯量纲为1的厚度τw的减小,改善了热管导热性能,降低最高温度和最大平均温差,其中,τw = tw / (tw + tv) ,tw为毛细芯厚度,tv为蒸汽腔厚度。实验也验证了模型的准确性。

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高容量软包锂离子电池产热性能原位测量
张晓军, 王杰, 盛雷, 张焕娟, 兰怀雨, 周钦健, 王骞, 史峻铭, 孙旭辉
2026, 17(2):  218-224.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.007
摘要 ( 21 )   HTML ( 1)   PDF (2214KB) ( 6 )  

提出了一种考虑热量损失因素的热补偿原位测量方法,用来研究在无强制风冷且保温环境和在有强制风冷的2种工况下,高容量软包锂离子电池充放电时的产热性能。结果表明:在保温工况下,电池产热率曲线呈现出“高—低—高”的U型样式;在强制风冷工况下,产热率曲线呈现出“快—慢—快”的递增趋势;相较于未考虑热量损失工况,考虑热损后的测量精度达93.5%;在无强制风冷且保温工况下,电池以0.7 C、1.0 C、1.2 C 放电时所对应的产热量分别较有强制风冷工况增多4.74%、11.56%、16.25%。从而,本方法可表征充放电时的软包电池在保温工况或强制风冷工况下的产热性能。

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基于隐藏式出风口的汽车乘员舱热舒适性优化
成振波, 龙仔航, 彭腾骅, 孙亚超, 王全生
2026, 17(2):  225-235.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.008
摘要 ( 23 )   HTML ( 1)   PDF (6530KB) ( 5 )  

为研究汽车乘员舱新型隐藏式出风口对舱内热舒适性的影响,采用计算流体力学(CFD)技术对乘员舱内流场进行数值模拟,利用STAR-CCM+软件自带热舒适性模型和编写的场函数系统分析了不同送风参数下乘员舱的流场、热场及热舒适性。最后利用实验设计(DOE)与Kriging代理模型,对隐藏式出风口进行了优化设计。结果表明:送风风量对舱内温度场分布及空气品质具有显著影响,优化后的隐藏式出风口有效改善了气流分布,提高了温度均匀性与速度均匀性,空气流通效率显著增强,整体热感觉偏差指标ηAEQT 提升了47.2%,驾驶员热舒适性明显改善。

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3种冷却结构的涡轮增压器性能的对比分析与试验
张钞威, 李颂, 吕柏苍, 康秀臣, 丁开放, 白亚宸, 王子奕
2026, 17(2):  236-243.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.009
摘要 ( 22 )   HTML ( 1)   PDF (2860KB) ( 8 )  

为优化涡轮增压器的热管理策略并平衡其节能与排放性能,以船用动力为平台,采用仿真与试验相结合的方法,对比了干式(DTC)、单水冷(SWC)与双水冷(DWC) 3种涡轮增压器排气装置的冷却特性。结果表明: 双水冷方案将排气管出口温度显著降低32 ℃,滤纸式烟度(FSN) = 1.6,超出国家标准限值(1.5),燃油消耗率(BSFC) = 203.8 g/kWh,较干式方案 (196.4 g/kWh) 升高约3.8%;单水冷方案在维持合理排气管出口温度(418 ℃)的同时,FSN = 1.17,满足排放法规,BSFC = 204.9 g/kWh 与双水冷方案相当。从而,单水冷方案在热管理、排放合规性与燃油经济性之间取得了最佳平衡,是综合性能最优的工程适用方案。

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基于储能箱的电动汽车集成式热管理系统设计及性能分析
吴祥成, 郭俊轩, 陈华宇, 苏良彬, 卢金
2026, 17(2):  244-252.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.010
摘要 ( 28 )   HTML ( 1)   PDF (1955KB) ( 10 )  

为满足高低温环境下车辆乘员舱与电池的温控需求,并降低热管理系统的能耗,该文设计了一种基于储能箱的集成式热管理系统。利用储能箱将各回路高度集成,探究在不同工况下储能箱对热管理系统性能的影响。结果表明:储能箱可以通过储存能量降低系统能耗,在-20 ℃与40 ℃,储能箱初始温度分别为17.6 ℃与22.2 ℃时,系统能耗分别节省约34.44%与28.27%;与分布式热管理系统相比,集成式热管理系统在冬季时百千米电耗降低约3.56%,能效比(COP)提升约18.55%,同时在阶跃工况下能够有效抑制温度波动。因此,储能箱集成设计是改善车辆热管理系统节能性、提高温度稳定性的重要手段。

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供氢策略对空冷型质子交换膜氢燃料电池堆性能影响
徐建军, 乔文山, 刘瑛, 王之丰
2026, 17(2):  253-260.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.011
摘要 ( 19 )   HTML ( 1)   PDF (2195KB) ( 4 )  

为改善空冷型质子交换膜氢燃料电池(PEMFC)堆输出性能,提出了双向供氢策略和交替式供氢策略。通过数值仿真与标定实验相结合的方法,系统探究了不同控制策略下PEMFC堆内部氢气、水含量分布规律以及输出特性。结果表明:双向供氢策略阳极催化层氢气分布均匀性最优,其氢气质量分数最大差值为0.27,而传统单向供氢策略下氢气质量分数最大差值为0.46;交替式供氢策略的质子交换膜水分布最均匀,显著优于传统单向供氢策略。在高电流密度区域, 随着负载电流密度的增加,不同策略下电堆输出电压差异性逐渐增大,其交替式供氢策略整体输出性能最优,双向供氢策略次之。在高负载工况(0.5 A/cm2)下,交替式供氢策略的输出电压最大波动为3.4 mV,电流密度标准差为140.2 mA/cm2;双向供氢策略输出电压最大波动为2.7 mV,电流密度标准差为136.1 mA/cm2,其电压稳定性和电流分布均匀性均略优于其他2种策略。实验验证了交替供氢策略模拟仿真结果的定量准确性,从而证实了其技术的可行性和实际应用潜力。

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智能驾驶与智慧交通
融合人车博弈论的车路云一体化系统车速规划方法
文家燕, 邹海峰, 钟薇, 高博麟, 卢彦博
2026, 17(2):  261-269.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.012
摘要 ( 24 )   HTML ( 2)   PDF (2875KB) ( 9 )  

该文研究了自动驾驶车辆的人车交互行为(VPI),以解决行人突发横穿而导致的连续性与安全性的冲突。基于路侧感知与云端历史信息,构建行人过街社会力模型,以表征行人行为,并向车端下发数据。提出双层协同决策控制策略:上层引入Stackelberg博弈模型;下层采用改进模型预测控制(MPC)。以上层博弈结果为轨迹优化目标。在道路不受控行驶城市路段,进行了VPI场景的仿真实验。结果表明: 相较于单一避障控制(OAC)和MPC方法,用本文方法交互耗时分别减少0.59 s和0.27 s,红绿灯通过率提高6.2%和2.9%。从而,本文方法提升车辆在通行时间限内的效率性与安全性,能模拟人车协同与冲突场景。

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基于信任理论的自动驾驶接管场景下HMI设计方法
薛清元, 瞿珏, 王崴, 牛天林, 李幸
2026, 17(2):  270-277.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2026.02.013
摘要 ( 25 )   HTML ( 2)   PDF (3599KB) ( 9 )  

为改善自动驾驶接管安全性,提出一种基于动态信任理论的人机交互界面(HMI)设计方法。将信任水平化分为信任不足、信任校准与过度信任3类,设计了分级情境感知透明度(SAT)界面,使事件锁时与关键时间窗口对齐,来记录分析眼动数据;通过调查问卷的形式开展主观评价。结果显示:经信任机理优化的界面,比原界面使驾驶员接管反应时间缩短26.71%提升关键时刻安全裕度;并使迟接管发生率由23.7%降至9.2%,降低潜在碰撞风险。研究结论可为智能座舱HMI的工程化应用提供方法。

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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1555)   HTML170)    PDF (1247KB)(10910)   

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
车用燃料电池电堆关键技术研究现状
章俊良, 程明, 罗夏爽, 李慧媛, 罗柳轩, 程晓静, 闫晓晖, 沈水云
汽车安全与节能学报    2022, 13 (1): 1-28.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2022.01.001
摘要927)   HTML173)    PDF (8210KB)(10387)   

“双碳”政策大大推动了氢能的发展,而燃料电池作为氢能利用的最佳方式,迎来了新一轮的研究与产业热潮,尤其是商业化较为成熟的车用质子交换膜燃料电池(PEMFC)引发了众多关注。膜电极(MEA)和双极板(BPP)是PEMFC电堆的两大核心部件,决定了电堆的性能和成本。水热管理和低温启动技术对于电堆性能的实现和实际应用的推广也起到了至关重要的作用。本文全面深入地阐述了车用PEMFC膜电极、双极板、水热管理、低温启动等技术对电堆性能、寿命和成本的影响规律,进一步指出各项技术的发展趋势。除此之外,车用燃料电池的商业化应用短期将围绕公共交通以及重型商用车等大型车辆开展,而乘用车对电堆的功率密度和成本提出了更高的要求。

图表 | 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1566)      PDF (2587KB)(8721)   
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
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3141)      PDF (2451KB)(8258)   
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3204)      PDF (1518KB)(7297)   
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
新能源汽车节能规划与控制技术研究综述
孙超, 刘波, 孙逢春
汽车安全与节能学报    2022, 13 (4): 593-616.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2022.04.001
摘要420)   HTML126)    PDF (2764KB)(6522)   

通过车辆的运动规划与控制提升新能源汽车的节能效果,已经成为当前国内外聚焦的关键研究热点。该文总结了新能源汽车节能规划与控制技术的最新研究现状,分析了节能路径规划(eco-routing)、节能车速规划(eco-driving)、节能充电规划(eco-charging)、能量管理(energy management)和同时涉及以上多个领域的多任务优化技术。研究发现:虽然当前新能源汽车节能规划与控制技术已经取得了可观的研究进展,但在动态或随机交通行为场景下求解困难,综合考虑路径、速度和充电等深度关联行为的集成与协同优化仍需要探索,高价值的研究成果也有待从实验验证走向产业应用。今后新能源汽车节能规划与控制技术的未来发展趋势包括:1)考虑环境时变性和行为随机性的新问题;2)运用先进预测和高效求解等手段的新算法;3)系统解决多车多任务多维度问题的新方法;4)在真实场景下可复制推广的新应用。研究和解决以上问题对实现更高水平的新能源汽车节能控制具有重要意义。

图表 | 参考文献 | 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1076)      PDF (2285KB)(6231)   

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。

相关文章 | 多维度评价
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1551)      PDF (2806KB)(6106)   

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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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2255)      PDF (2391KB)(5902)   
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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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2055)      PDF (2996KB)(5899)   
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852)      PDF (1538KB)(5493)   

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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自动紧急制动(AEB)技术的研究与进展
何 仁,冯海鹏
JASE    2019, 10 (1): 1-15.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2019.01.001
摘要901)      PDF (1599KB)(5407)   

       为了促进汽车自动紧急制动(AEB)技术朝着更加安全与高效的方向发展,该文从AEB系统的工作原理、发展历程、应用现状、法规标准等方面,综述了AEB 技术的研究进展,总结了与AEB系统综合性能密切相关的关键技术,包括AEB系统避撞策略、制动执行机构和环境感知机构。研究表明:自动紧急制动系统能够有效避免或者缓解追尾碰撞,可提高车辆主动安全性能;受制于目前制动执行技术和前端感知技术水平,AEB系统无法实现汽车在更高车速范围以及更复杂多交通场景下的完全避撞。自动紧急制动系统未来研究的重点在于:复杂多交通场景下避撞策略综合性能优化;基于更快响应时间目标的制动执行机构研发;危险行驶工况下与多种主动安全技术的深度融合及协调控制。

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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709)      PDF (1754KB)(5293)   

       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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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2706)      PDF (2516KB)(5218)   
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3286)      PDF (1917KB)(5208)   
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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“双碳”目标下商用车动力传动系统技术特征与展望
徐向阳, 赵俊玮, 董鹏, 王书翰, 刘艳芳
汽车安全与节能学报    2023, 14 (4): 395-412.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2023.04.001
摘要421)   HTML93)    PDF (4252KB)(5201)   

商用车是道路运输的重要力量和碳排放大户,实现商用车绿色转型发展是推动汽车产业快速实现“双碳”目标的重要突破点。然而,政策驱动和市场需求对商用车技术发展提出了新的挑战与要求,尤其是动力传动系统呈现出多种技术路线并存的发展局面。该文针对传统燃油、混合动力、纯电动和燃料电池商用车等采用不同动力来源方式下的中重卡、轻微卡和皮卡、客车等应用场景,对不同动力传动系统技术特征、产品谱系、场景适用性以及技术现状及发展趋势进行分析,并对商用车动力传动系统技术发展提出新的展望,以期为商用车动力传动系统技术路径选择和技术创新发展提供参考依据。

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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2327)      PDF (1954KB)(5143)   
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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深度神经网络的关键技术及其在自动驾驶领域的应用
李升波, 关 阳,侯 廉,高洪波,段京良,梁 爽,汪 玉,成 波,李克强,任 伟,李 骏
JASE    2019, 10 (2): 119-145.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2019.02.001
摘要920)      PDF (2819KB)(5052)   

        智能化是汽车的三大变革技术之一,深度学习具有拟合能力优、表征能力强和适用范围广的 特点,是进一步提升汽车智能性的重要途径。该文系统性总结了用于自动驾驶汽车的深度神经网络 (DNN)技术,包括发展历史、主流算法以及感知、决策与控制技术应用。 回顾了神经网络的历史及现状, 总结DNN的“神经元-层-网络”3级结构,重点介绍卷积网络和循环网络的特点以及代表性模型; 阐述了以反向传播(BP)为核心的深度网络训练算法,列举用于深度学习的常用数据集与开源框架,概 括了网络计算平台和模型优化设计技术;讨论DNN在自动驾驶汽车的环境感知、自主决策和运动控 制3大方向的应用现状及其优缺点,具体包括物体检测和语义分割、分层式和端到端决策、汽车纵 横向运动控制等;针对用于自动驾驶汽车的DNN技术,指明了不同问题的适用方法以及关键问题的 未来发展方向。

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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2370)      PDF (4938KB)(4880)   

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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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2372)      PDF (3857KB)(4864)   
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1591)      PDF (1365KB)(4711)   
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2388)      PDF (1760KB)(4523)   
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596)      PDF (2781KB)(4499)   

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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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2975)      PDF (1907KB)(4405)   
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。
相关文章 | 多维度评价
重型车下阶段排放法规基本思路与发展趋势
景晓军, 任烁今, 汪晓伟, 李腾腾, 方茂东
汽车安全与节能学报    2023, 14 (2): 133-156.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2023.02.001
录用日期: 2022-11-29
预出版日期: 2023-04-27
摘要480)   HTML181)    PDF (3351KB)(4331)   

在机动车污染治理不断加强和车辆动力持续电动化的趋势和背景下,近年来,世界多国正在讨论“禁燃令”,同时更严苛的排放法规陆续出台,这甚至已经关系到传统内燃机(ICE)动力的存亡问题。然而,由于运力和行驶距离需求,内燃机将仍然是重型商用车的主要动力形式。目前,欧盟、美国加利福尼亚州空气资源委员会(CARB)和美国环境保护署(EPA)均发布了新的重型车排放法规,中国也已经启动国七排放标准的研究工作。该文从尾气排放、实际道路测试、温室气体排放、车载诊断 (OBD)和远程监控、非尾气排放以及耐久要求等6个方面对比分析了目前欧美重型车和发动机下阶段排放法规的最新进展和发展趋势,阐明了各标准的具体要求,并指出了可能的技术路线,旨在为重型车和发动机行业及时应对排放标准升级和相关前瞻性研究提供借鉴。研究表明,重型车未来排放标准具有5大发展趋势:尾气排放测试向多种污染物超低排放发展,在有可能成为最终一代排放法规的情况下,下阶段排放法规需要考虑长期减排方案;更加注重车辆实际道路、低负荷、怠速和冷启动排放;加强温室气体和常规气体排放协同控制;通过远程大数据的方式实现在用车排放的高效监控;增加制动和轮胎磨损等非尾气排放的考核。总之,重型车下阶段排放标准将在排放物种类、排放测试方法及排放监控手段等方面融入新方法新理念,以不断推动重型车向清洁环保高效的目标发展。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
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354)   HTML1062)    PDF (2377KB)(4260)   

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。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
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3584)      PDF (1428KB)(4152)   
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
电动汽车混合驱动与混合制动系统——现状及展望
张俊智,吕 辰,李禹橦
汽车安全与节能学报    2014, 5 (03): 209-223.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2014.03.001
摘要860)      PDF (2350KB)(4144)   

各种电动汽车(EV) 的混合驱动与混合制动的性能严重地影响着车辆的节能及安全。本文从
参数匹配优化、耦合能量管理、动态协调控制等方面,综述了混合驱制动系统全球最新研发进展,
提炼了本质科学问题与共性技术体系。为了提升电动汽车性能,在混合驱制动系统研发方面需进一步
解决的是:优化面向整车动力学过程中的系统参数匹配;构建电动汽车运行的信息物理融合系统,后
者可提供多源双向驱制动能量在线优化的管理平台;探索极端工况下系统的动态特性、耦合机理 和
面向动态过程的协调控制方法。

相关文章 | 多维度评价
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3204)      PDF (1740KB)(4134)   
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。
相关文章 | 多维度评价
混合动力乘用车发动机节能技术路线展望
帅石金,欧阳紫洲,王志,徐宏明
JASE    2016, 07 (01): 1-13.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2016.01.001
摘要572)      PDF (2409KB)(4103)   

混合动力技术是乘用车满足未来法规的有效手段。发动机性能对混合动力整车动力性、经济
性和排放特性有重要影响。本文综述了国内外混合动力乘用车发动机的发展历程与现状,分析对比了
发动机节能技术路线。四冲程自然吸气(NA)高膨胀比汽油机和增压直喷汽油机(GDI)是常规混合动
力乘用车发动机的两条主流技术路线,未来两条路线将并行发展。豪华型混合动力乘用车主要采用增
压直喷汽油机,而经济型混合动力乘用车主要采用自然吸气高膨胀比汽油机。增程式发动机将主要采
用小排量四冲程汽油机。混合动力乘用车发动机未来将向低油耗、小型化和低成本方向发展。

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一体式电子液压制动系统电磁阀建模与仿真
赵欣宇, 熊璐, 卓桂荣, 李靖, 舒强, 潘光亮
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 521-528.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.002
摘要623)   HTML88)    PDF (2684KB)(83)   

为了探究一体式电子液压制动系统(One Box EHB)中增压阀与减压阀的工作特性,该文提出增压阀与减压阀多物理场耦合的建模与仿真方法,并设计试验台架进行验证。根据增压阀与减压阀的结构和原理,对增压阀和减压阀物理场特性进行建模;对增压阀进行电磁场、流场、运动场多场耦合仿真和试验验证;对减压阀进行了电路、电磁场、运动场场路耦合仿真和试验验证。结果显示:增压阀耦合场仿真模型的流量仿真误差小于1.5 mL/s,减压阀耦合场仿真模型开启延迟时间误差小于1.3 ms,关闭延迟时间误差小于0.3 ms, 表明该仿真方法具有较高的仿真精度,对电磁阀控制具有参考意义。

图表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
全固态电池安全性研究进展与展望
郭春丽, 唐圣凯, 崔煜, 毛玉琼
汽车安全与节能学报    2025, 16 (5): 657-678.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.05.001
摘要547)   HTML359)    PDF (3718KB)(3008)   

全固态电池(ASSBs)具有高安全性、高能量密度等性能优势,是全球动力电池技术竞争的制高点,已被列入中美日韩等主要国家的发展战略。当前,ASSBs 技术发展已进入关键突破期,以丰田、比亚迪、宁德时代为代表的主流厂商预计将在 2027 年开展 ASSBs 的装车应用。然而,在大规模应用前,ASSBs 仍需进行全面的性能评估与失效分析,以保障其在新能能源汽车等各种使用工况下的安全可靠运行。值得注意的是,现有研究表明,ASSBs 仍存在热失控风险,并不等于绝对安全,其在复杂工况下的安全失效机理仍有待探究。有鉴于此,该文从材料、界面及电芯等方面系统梳理了 ASSBs潜在的安全问题,包括正极、负极与固态电解质等关键材料的本征热稳定性、正负极-电解质界面的高温热化学反应、锂枝晶生长及其导致的电池内短路,以及电池失效过程中的产气毒性与环境灾害。并且该文进一步从失效机理深入解析、关键材料与界面稳定性优化,以及系统层级气体管理与热防护等角度,分析并提出了 ASSBs 安全性未来的研究策略,为其安全评估和工程化应用提供系统化的理论支撑与实践指导。

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氨氢融合燃料内燃机排放特性与近零排放控制
李理光, 商权波, 唐泳健, 邓俊
汽车安全与节能学报    2025, 16 (3): 345-366.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.03.001
摘要335)   HTML1305)    PDF (3877KB)(2093)   

在全球化石能源消耗与气候变化引发的碳减排需求和能源低碳化与零碳化转型的背景下,氨氢融合燃料内燃机(ICEs)因其零碳排放潜力成为交通运输领域的关注热点和重要研究方向之一。氨燃料具有高携氢能量密度、易储运和高抗爆性等优势,但其燃烧速度低,燃料含氮特性使其污染物排放具有高氮氧化物(NOx)、未燃氨(NH3)和氧化亚氮(N2O)的特点,在内燃机领域的氨氢融合燃料燃烧优化与近零排放控制是一项全新研究,面临艰巨的挑战。本文综述了氨氢融合燃料内燃机的排放特性及近零排放控制技术的最新研究进展。首先,在排放机理方面,氨燃料燃烧过程中NOx的生成路径复杂,受当量比、压力和温度等因素影响,早期的机理研究主要聚焦在低压和中高温范围,但与内燃机高压高温差距较大,是当前研究的重点。其次,缸内污染物生成与控制是降低排放的重要措施,通过优化燃料喷射策略、点火时刻和进气条件,能够有效平衡污染物排放与热效率关系。研究表明,氨氢融合,即氢气助燃可提升燃烧效率,减少未燃氨和N2O排放,但会增加NOx生成。最后,缸外后处理技术是实现近零排放的关键。由于氨氢燃料燃烧排放的特殊性,需要开发全新的专用后处理系统,包括选择性催化还原(SCR)技术处理NOx,氨泄漏氧化催化器(ASC)和针对高温室效应的N2O抑制生成与还原的新型催化剂。此外,氢气选择性催化还原(H2-SCR)技术为处理氨氢发动机中的氢气排放提供了新思路。未来研究需进一步优化缸内燃烧与后处理系统的协同控制,开发低温高效催化剂,并探索组合式后处理方案,以满足日益严格的排放法规和近零排放。氨氢融合燃料内燃机在实现碳中和目标中具有广阔应用前景,但其广泛应用仍需解决包括排放控制等技术瓶颈问题。

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光储充移动式充电机器人研发综述
李舜酩, 王昌荣, 史文贝
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 505-520.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.001
摘要290)   HTML96)    PDF (2064KB)(506)   

为满足迅速增加的新能源汽车充电需求,光储充移动式充电机器人成为重要的研发方向。该文介绍了新能源汽车光伏储能移动充电机器人研发的必要性、重要性和基本运作模式,以及光储充系统的构架与核心优势、移动式充电机器人的分类和场景适配,分析了光储充移动式充电机器人的经济性、安全性与可靠性;梳理了移动式充电机器人在自主充电、路径规划、充电口识别并插入等3个关键技术方面的研究现状,并指出其优势和欠缺;综述了光储充移动充电机器人应用技术研发的新体系构建及其关键技术,并分析了各个专门应用场景;最后提出了光储充技术在能量传输效率、安全性和稳定性、动态规划、充电口识别与插入、高技术储能以及应用场景拓展等方面面临的挑战,展望了光储充移动式充电机器人的研发趋势。

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智能车辆结构-功能-信息强耦合安全与防护技术
赵剑, 公爵, 范科峰, 刘蓬勃, 李琳辉, 汪想, 徐正, 东泽源, 姚念民
汽车安全与节能学报    2025, 16 (6): 813-831.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.06.001
摘要273)   HTML197)    PDF (3355KB)(167)   

智能车辆结构与传感器、电子系统、车内网、通信及云端等高度集成且相互影响,呈现出结构与功能强融合的特征。与之匹配的安全技术已经演变为集结构安全、功能安全与信息安全于一体的强耦合技术体系,将对个人、产业直至国家战略产生深远影响。为此,该文以智能车辆数据流的传递和交互为主线,系统梳理了智能车辆结构域、功能域与信息域强耦合的综合安全体系架构,归纳出智能车辆安全存在的极端场景适应性不足、跨域耦合机理认知不完善及全生命周期安全保障能力欠缺等问题。在此基础上,该文重点分析了多源扰动下车辆结构动态响应与电子系统(感知系统、控制系统、网联系统等)异常之间的耦合关系,提出了结构-功能-信息强耦合的智能车辆安全与防护技术,构建了考虑跨域参数交互影响的智能驾驶安全检测与评价机制,可支撑多源风险联动分析、策略协同管控与安全量化评估,为智能车辆规模化应用及相关安全标准体系完善提供参考。

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基于神经网络自适应MPC智能车辆轨迹跟踪仿真
王琳, 陈清华, 业红玲, 王鹏飞, 徐驰, 钱爱文
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 638-647.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.014
摘要243)   HTML85)    PDF (1731KB)(161)   

传统模型预测控制(MPC)控制器的权重矩阵通常依赖人工经验调参,难以适应复杂动态环境,因此,提出一种基于反向传播(BP)神经网络的MPC权重矩阵自适应调整的方法。建立MPC智能车辆动力学模型分析不同权重系数对车辆轨迹跟踪性能的影响,构造数据训练BP神经网络模型,利用Matlab/Simulink搭建BP神经网络自适应MPC控制器与Carsim联合仿真,最后从不同车速和路面附着系数2个方面设计双移线仿真工况,验证控制器在不同工况下的鲁棒性。结果表明:BP神经网络自适应MPC控制器,在路面附着系数为0.85时,不同车速下的控制效果良好;而定权重MPC控制的车辆,当车速达到65 km/h时,车辆接近失稳;前者横向位移偏差和横摆角偏差的均方根分别降低44.17%和66.66%;在不同附着系数的路面上前者表现亦佳,尤其是在附着系数0.35的湿滑路面,车速30 km/h时,相对定权重MPC控制器,两项偏差均方根分别降低27.49%和49.54%。该神经网络自适应调整MPC控制器权重的方法,可为智能网联车辆中高速协同控制和特种作业车辆自主导航的轨迹跟踪性能改善提供一定参考。

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基于鲁棒模型预测的电子机械制动系统夹紧力控制
张荣誉, 赵轩, 王姝, 李美莹
汽车安全与节能学报    2025, 16 (6): 832-842.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.06.002
摘要220)   HTML177)    PDF (2170KB)(109)   
为了提高电子机械制动(EMB)系统夹紧力控制鲁棒性和跟踪准确性,提出基于自抗扰扩张状态观测器(ESO)的EMB鲁棒模型预测控制策略。首先,分析了EMB系统存在的电气扰动、机械扰动和环境扰动,建立了包括扰动集总项的EMB系统的数学模型;其次建立了基于鲁棒模型预测控制(RMPC)的EMB夹紧力控制策略,引入自抗扰ESO对扰动进行估计和补偿;最后通过建立硬件在环(HIL)实验平台对所提方法进行验证。结果表明:MPC控制算法在负载干扰下,EMB夹紧力出现较大的波动,最大误差为228 N,最大误差率为5.7%;而融合ESO的RMPC作用下的夹紧力最大稳态跟踪误差为38 N,最大误差率为1.52%,说明该文提出的控制策略能够有效抑制扰动影响,具有较高的夹紧力跟踪精度和较强的抗干扰能力。
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追尾碰撞下车用机械按摩座椅对乘员损伤的防护效果
朱慧婷, 牟燕燕, 兰晹, 项磊, 杨洁, 程志华, 王军良, 杨娜
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 539-547.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.004
摘要211)   HTML56)    PDF (6921KB)(205)   

为了评估机械按摩座椅在车辆发生追尾碰撞时可能带来的潜在致伤风险,该文采用Hybrid Ⅲ第50百分位男性假人模型,针对普通车用座椅和机械按摩座椅,依据仿真模型进行追尾碰撞试验,并着重对乘员的头部、颈部、胸部及腰椎损伤进行分析。结果表明:采用3 ms合成加速度作为胸部损伤评价指标,机械按摩座椅与普通座椅的数据分别为26.6 g与27.7 g,均满足要求。对于归一化颈部损伤准则(Nij),普通座椅乘员超过了阈值1,损伤风险显著;而机械按摩座椅乘员在各项颈部损伤评价指标上均表现优异,Nij值为0.51,可以更好地保护乘员安全。机械按摩座椅在降低头部损伤风险方面具有较大优势,其乘员HIC值较低。对于腰椎损伤,普通座椅乘员受力最大值为1 670 N,机械按摩座椅乘员受力为1 800 N,且椎体骨折损伤联合负荷标准LIC两者的最大值分为4.32、3.67,均满足标准要求,能够保障乘客安全。此研究验证了机械按摩座椅在追尾碰撞中的安全性与可靠性,对未来机械按摩座椅的开发与推广应用具有重要的参考价值。

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基于膜式空气弹簧性能退化机理的有效面积预测方法
邬明宇, 王亚飞, 陈俊杰, 钟弘, 李耀超, 危银涛, 刘向, 张翼飞
汽车安全与节能学报    2025, 16 (5): 679-687.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.05.002
摘要209)   HTML139)    PDF (1860KB)(114)   
构建了一种膜式空气弹簧的有效面积预测模型,以便研究膜式空气弹簧的退化机理,预测在全生命周期内膜式空气弹簧的动态响应。引入了帘线和橡胶材料疲劳特性的演化机制,建立了空气弹簧有效面积随疲劳加载周期与受力形变的激励振幅的多物理耦合映射关系;在不同疲劳周期和形变的激励振幅下,进行了动态试验验证。结果表明:在不同退化阶段下,本模型的有效面积计算误差在1%以内;空气弹簧有效面积与疲劳加载次数、形变的激励振幅均呈正相关关系,而与帘线和橡胶材料的弹性模量呈负相关关系;在50 ℃时有效面积的增长趋势加快,呈现非线性特征。
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汽车碰撞强度和先进约束系统参数对乘员损伤的影响
邓功勋, 蔡娅妮, 雷飞兵, 刘恒金, 漆露霖, 樊瑜波
汽车安全与节能学报    2025, 16 (5): 698-706.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.05.004
摘要193)   HTML83)    PDF (2668KB)(248)   
针对整车碰撞中先进约束系统匹配问题,统计分析某公司近3年整车正面刚性墙碰撞试验车辆乘员载荷准则(OLC)和先进约束系统参数分布频率;建立有限元仿真矩阵;采用Kruskal-Wallis非参数检验和Spearman相关分析方法,研究OLC和约束系统参数对乘员损伤的影响机制。结果显示:OLC的增大能显著增加乘员各部位损伤严重度(相关性系数ρ = 0.66,显著性p < 0.01),气囊泄气孔径和卷收器点火时间(TTF)均不会显著影响乘员损伤风险。安全带第一级限力水平和头部损伤为负相关,但和胸部压缩量为强正相关。使用腰部预紧(PLP)预紧腰带和动态锁舌(CLT)切断安全带力的传递,能轻微减小胸部压缩量,并且能加强乘员髋部约束,减少髋部及下肢前移,减轻下肢和内饰的碰撞强度,显著降低乘员下肢损伤风险。
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货车与电动两轮车碰撞形态对骑车人运动学及损伤分析
郑雯祥, 王丙雨, 杨垚, 龚悠, 秦利燕
汽车安全与节能学报    2025, 16 (6): 859-866.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.06.005
摘要184)   HTML344)    PDF (2346KB)(89)   
探究了货车与电动两轮车碰撞事故中碰撞形态与骑车人运动学响应及损伤特征的关联性。筛选263例视频样本,提取车辆类型、碰撞角度和碰撞速度等参数;采用多体建模软件MADYMO搭建典型场景,开展16组仿真,以分析碰撞角度和位置对骑车人运动学响应及损伤的影响。结果表明:碰撞角度超过110°时,骑车人头部伤害允许指标(HIC)和头部角加速度突然增大;至碰撞角度120°时,头部角加速度达到最大值(73.9 krad/s2),HIC为11 931。碰撞位置处于货车中心区域时,骑车人HIC(1 231~1 461)和头部角加速度(22.6~26.9 krad/s2)处于较低区间,头部损伤风险较小;而处于货车两侧时,骑车人胸部3 ms加速度为25.8g~121.8g,胸部损伤风险较小。因而,碰撞角度与位置均对骑车人运动学响应影响显著。
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基于真实碰撞事故的弱势道路使用者多重损伤部位分布
王涵颖, 潘迪, 李卓, 刘慧, 韩勇
汽车安全与节能学报    2025, 16 (6): 843-850.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.06.003
摘要181)   HTML47)    PDF (1450KB)(104)   
探究了在车辆碰撞事故中弱势道路使用者(VRUs)多重损伤的身体部位分布,以便对事故发生概率提供数据支撑。基于已有视频信息的“VRU 交通事故数据库(VRU-TRAVi)”筛选出 159 起深度事故案例;利用视频逐帧分析法获取碰撞速度;采用简明损伤定级(AIS)和最大简明损伤定级(MAIS)评估损伤部位。结果表明:头部与下肢是最容易受伤的部位,头部损伤共 139 起,占 87.4%;下肢损伤共 111 起,占 69.8%,损伤程度分布在轻度(AIS1)、中度(AIS2)、较重(AIS3)之间。双部位或 3 部位损伤同时达到 AIS2 及以上时,头-胸腹或头-胸腹-下肢的多重损伤组合最多,占 49.0% 或58.8%。头部出现 MAIS 为极重度(MAIS6)的案例最多,占 MAIS6 总量的 95.7%,是导致 VRUs 死亡的主要原因。
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基于声学频谱-时域信息融合的噪声环境中应急车辆检测
李昊, 周浩
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 529-538.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.003
摘要181)   HTML53)    PDF (8078KB)(102)   

为实现汽车在高速行驶过程中的车外应急车辆警笛声检测,提出一种基于频谱—时域特征融合的车载检测方法。对输入声音信号执行快速Fourier变换并计算对数Mel谱图以获得频域特征;采用卷积神经网络在时域中建模声音波形,得到其时域表示。利用坐标注意力网络对频域与时域特征进行融合与增强,并将融合结果输入分类器以实现检测。在公开和实采数据集上进行了实验。结果表明:在LSAD-EVSRN数据集上,受试者工作特征曲线下面积(AUC)得分为98.92%,较单独采用时域特征方法提升14.88%,较单独采用频域特征方法提升2.52%。因而,验证了该融合策略在提升检测性能方面的有效性,尤其在噪声环境下具有高稳定性。

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基于深度生成网络的夜间车道线检测方法
刘国盛, 苏欣儿, 王建锋, 刘臻玮
汽车安全与节能学报    2025, 16 (3): 452-462.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.03.011
摘要174)   HTML57)    PDF (8484KB)(226)   

为保障夜间车辆的安全行驶,准确识别夜间车道线并做出车道偏离预警,提出了用于夜间图像增强的深度生成网络EnhanceGAN和基于Transformer的端到端车道线检测网络AttentiveLSTR的夜间车道线检测方法,并进行实车实验。深度生成网络EnhanceGAN将改进后的UNet作为网络的生成器,采用两层嵌套的U形结构扩大感受野,添加Markov局部判别器和组合损失函数增强车道线边缘、纹理等细节信息;车道线检测网络AttentiveLSTR使用ResNeXt作为特征提取网络来保证网络深度和降低模型参数量,引入特征金字塔网络(FPN)提取车道线边缘和形状信息。 结果表明:与主流方法CycleGAN和Gamma校正相比,该方法在BDD100k数据集上的夜间图像增强的效果更好,车道线和周围环境对比度高,结构相似性(SSIM)为0.8834,图像整体自然逼真,峰值信噪比(PSNR)为40.2654, 自然图像质量评估指标(NIQE)为3.4233;在CULane数据集上检测精度(Acc)为 90.12%,处理速度较快,每秒帧数(FPS)为82帧。该研究结果可以为夜间行驶车道线偏离场景提供参考。

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基于分段SOC轨迹预测的PHEV分层能量管理策略
代立宏, 金妮妮, 莫宗华, 胡鹏, 万文俊, 刘浩业, 王天友
汽车安全与节能学报    2025, 16 (5): 736-746.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.05.008
摘要166)   HTML22)    PDF (5607KB)(73)   
为了在实际驾驶条件下实现接近全局的最佳能量分配,该文提出了一种分层能量管理-自适应初始等效因子策略(HEMS-AIEFS)。HEMS-AIEFS采用了 2 层结构:上层实施分段的电池荷电状态(SOC)规划方法,利用动态规划(DP)算法生成的数据训练神经网络模型,再利用该模型在线规划SOC 节点轨迹;下层采用预测等效消耗最小化策略(P-ECMS)跟踪上层规划的 SOC 轨迹,并加入自适应初始等效因子策略(AIEFS)改善跟踪效果。结果表明:相比于传统确定初始等效因子的方法,所提 AIEFS 降低 2.36%~7.69% 油耗;与电量消耗-电量维持策略(CD-CS)相比,HEMS-AIEFS 在不同工况下可节省 1.56%~9.13% 的燃油消耗,所需计算时间是 DP 算法的 4.9%~5.6%。该研究展示了基于速度信息分段 SOC 规划的HEMS-AIEFS在插电式混合动力车(PHEV)能量管理优化方面的巨大潜力。
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基于气动与热平衡特性的混动轻卡主动进气格栅技术
郑松峰, 钱多德, 龚震, 钱叶剑
汽车安全与节能学报    2025, 16 (5): 757-765.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.05.010
摘要162)   HTML21)    PDF (3174KB)(22)   
为解决混合动力商用车双重热源耦合工况下固定格栅难以动态匹配差异化散热需求的难题,该文以混动轻卡车型为例,采用计算流体力学方法(CFD)探究主动进气格栅(AGS)偏转方向和角度对其气动及热平衡性能的影响,进而提出AGS控制策略。结果表明:AGS全开显著增加冷却组件进气量,改善热平衡性能;AGS叶片下偏较上偏可引导气流至冷却组件,避开复杂底盘零件,在强化换热的同时还能降低前舱风阻;冷却组件进气量受前舱流场结构与AGS偏角的协同影响;在50 km/h爬坡和110 km/h高速工况下将AGS下偏角分别设置为60°和75°,既能满足前舱换热需求,还能分别降低风阻系数约3.21%和3.88%。因此,对混动轻卡车型进行AGS优化匹配设计,并关联AGS控制策略,是改善热平衡与能耗的重要手段。
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小偏置碰撞测试中纯电动车辆侧滑策略研究
李宜轩, 吴肖, 唐凯, 李政
汽车安全与节能学报    2025, 16 (6): 867-876.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.06.006
摘要161)   HTML26)    PDF (3782KB)(106)   
为了在整车小偏置正碰安全开发中实现纯电动车型的侧滑,该文采用仿真与试验结合的方法,识别了影响侧滑的结构要点,研究了侧滑式前舱设计的方法和开发评价指标。以公司某型纯电架构轿车为例,设计了优化方案。结果表明:该方案使碰撞脱离时刻车辆侧向位移量增加236 mm,结构等级评定中的侵入量最大降低了119 mm,实现了车辆的侧滑;结果满足G评级,验证了评价指标的有效性,为新能源整车项目小偏置安全开发提供了有益的参考。
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太阳光照下夹层风挡玻璃吸能特性仿真研究
张沛霖, 李一兵
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 558-567.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.006
摘要158)   HTML54)    PDF (1945KB)(99)   

为了研究太阳光照对夹层风挡玻璃吸能特性的影响,该文提出了太阳光照影响聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中间层温度,进而影响夹层玻璃力学性能的光热—力学耦合仿真模型。对太阳光照下玻璃升温过程进行光热建模,将中间层温度结果通过动态力学分析(DMA)实验转化为PVB中间层模量,将其作为头模型—风挡玻璃碰撞有限元模型的输入,计算风挡玻璃的吸能能力和行人保护性能。结果表明:在夏天风挡玻璃透射太阳功率为700 W/m2时,无风时中间层稳态温度将升高至70 ℃,中间层模量将下降为室温时的约1/500,头模型穿透风挡玻璃的临界速度将从室温实验测得的40 km/h降低为20 km/h。太阳光照将通过升高温度降低中间层模量,降低夹层风挡玻璃的吸能性能,增加头模型穿透玻璃以及与驾驶室内部物体发生二次碰撞的风险。

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基于融合感知的自动驾驶汽车AEB控制研究
高超俊, 李祎承, 蔡英凤, 王海, 蒋金
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 629-637.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.013
摘要158)   HTML31)    PDF (1726KB)(93)   

针对现有自动紧急制动(AEB)系统在复杂场景中易出现障碍物误识别、未充分考量前车加速度干扰及控制精度不足等问题,该文提出了一种融合视觉与激光雷达(LiDAR)感知的障碍物检测方法。通过设计基于模型预测控制(MPC)的分级 AEB 控制策略获得期望的制动减速度,并采用比例-积分-微分(PID)控制器对车辆的制动器主缸压力进行控制。结果表明:提出的障碍物检测方法能够在复杂场景中准确识别障碍物;控制器能够使车辆在不同 AEB 测试工况下的减速率达到100%,制动加速度能够按期望值输出;提出的方法能够有效保证自动紧急制动过程的安全性和舒适性。

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端到端的多任务车辆自动驾驶行为决策模型
欧阳德霖, 邱一凡, 王英臣, 阳亮, 闵海根, 王文军, 李国法
汽车安全与节能学报    2025, 16 (4): 610-619.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.011
摘要156)   HTML19)    PDF (2003KB)(83)   

针对自动驾驶决策任务中时空特征处理和任务间依赖性问题,该文提出一种基于三维窗口自注意力机制的端到端驾驶决策模型。通过窗口自注意力计算输入序列的时空特征,结合多任务学习和损失权重分配,提取驾驶视频特征并预测车速和转向角。结果表明:该模型在车辆转向角预测和速度预测的准确率分别达到了86.32%和85.36%,优于FMNet、Swin-Transformer和MobileT-DSM等模型,且计算量仅为57.48 GFLOPs,展现出更优的时空特征提取及性能与计算平衡。

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