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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 （5018）   HTML （627）    PDF （4021KB）（3445）    可视化    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

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  电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的发展前景(英文) 陈清泉 汽车安全与节能学报    2011, 2 (1): 12-24.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.01.002 摘要 （4679）      PDF （1881KB）（2245）    可视化    由于汽车排放和燃油经济性的法规越来越严格，因此电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车引起了汽车制造企业、政府和用户的关注。本文综述电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的技术发展水平，焦距其技术特点和产业化路线。归纳电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的基本特点。提出应用工程哲学指导研究和开发的重要性。分析动力系统的各类结构及其功能。揭示能量管理的挑战、整车宏观控制和子系统局部控制的功能和关系、以及建议可才用的适当控制模型。由于电动汽车产业是革命性的产业，因此必须采用综合系统的创新，做到三好，即好的产品、好的基础设施和好的商业模式。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  缓解电动汽车动力电池的不一致性的技术 （英文） 戴海峰, 孙泽昌, 魏学哲, 王佳元 汽车安全与节能学报    2011, 2 (1): 62-67.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.01.009 摘要 （3555）      PDF （1312KB）（1710）    可视化         电动汽车动力电池的不一致性，缩短了电池的使用寿命，降低了电池的性能，限制了电池组的合理使用。为缓解电池的不一致性，作者构建了电池管理系统，以利于单电池保护的电路设计，并提出了电池组状态估计问题。缓解电池的不一致性的方法有：在设计阶段，合理的热管理系统设计；在使用阶段，单体电压检测、电池均衡等电气保护；在组装阶段，单电池分选。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  基于全可变气门机构的无节气门汽油机进气性能 谢宗法, 秦磊, 刘永田, 王志明 汽车安全与节能学报    2011, 2 (3): 257-262.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.03.012 摘要 （3450）      PDF （1861KB）（1860）    可视化     全可变气门机构 (FVVS)对汽车的节能减排具有重要意义。该文采用位移传感器试验测量了全可变气门机构的气门升程，采用进气流量计试验测量了无节气门汽油机的进气量。根据实测气门升程和充量系数，分析了全可变气门机构的气门运动特性，讨论了全可变气门机构对进气量的调节作用。研究结果表明：全可变气门机构可实现气门最大升程和气门开启持续角在较大范围内的连续可变，完全能够采用进气门早关或进气门晚关的方式实现对进气量的调节。 相关文章 | 多维度评价

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  电动汽车用磷酸铁锂动力电池的制作及性能测试（英文） 张国庆, 张磊, 饶忠浩, 李雍 汽车安全与节能学报    2011, 2 (1): 68-71.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.01.010 摘要 （3376）      PDF （2857KB）（2183）    可视化    磷酸铁锂电池的优异性能使其可以应用在电动汽车和混合动力汽车上。用市售磷酸铁锂、石墨和电解液制作了圆柱型26650磷酸铁锂动力电池。为改善电池的大电流性能，研究了正极导电剂的最佳质量分数为8%。研究了所制备的动力电池的充放电性能。电池在高倍率下放电仍有较高的电压平台和放电容量。30 C（96 A）放电时，可放出额定容量的91.1%。电池大电流充电性能较好，5C（16 A）充电 10 min 左右，可充入额定容量的80%。1 C充放电循环 2 000次，仍能保持额定容量的79.9%。高低温下电池放电性能良好。电池经过振动测试，内阻、电压和容量变化很小。针刺实验中没有发生起火和爆炸，电池温度峰值为 94.7 ℃。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （3305）      PDF （1428KB）（3402）    可视化    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

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  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 （3134）      PDF （2466KB）（3420）    可视化    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。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （3128）      PDF （1917KB）（5009）    可视化    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。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （3073）      PDF （1740KB）（4014）    可视化    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

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  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 （3051）      PDF （1518KB）（7125）    可视化    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

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  国际合作情况下的锂电池的寿命测试程序 Mario Conte, Fiorentino V. Conte, Ira D. Bloom, Kenji Morita, Tomohiko Ikey 汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 134-144.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.006 摘要 （3000）      PDF （2128KB）（3430）    可视化    为了满足不同的技术和经济目标，从轻度混合动力、插电式混合动力到全电池动力的电动汽车，都将依赖于新型的、先进的（如基于锂的）蓄电池。这些电池在各种应用条件下的性能预测和寿命表征费工、费时，目前尚未得到充分的发展。一些国家已投入资金和人力进行相关的研究，其实通过国际合作，这些努力和花费也许能发挥更大的作用，例如目前正在国际能源机构（The International Energy Agency，IEA）框架内开展的准备工作。正在致力于开发一套标准化的、加速的测试程序，将允许各个测试机构合作分析电池的测量数据。该文评述了欧洲、日本和美国在加速寿命测试程序上的最新进展。以国际合作为目标，搜集、对比和分析现有的测试程序。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  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 （2998）      PDF （2451KB）（7261）    可视化    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

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  基于最大可传递转矩估计的主动稳定性控制（英文） 殷德军, 大前学, 清水浩, 堀洋一 汽车安全与节能学报    2011, 2 (1): 34-38.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.01.004 摘要 （2996）      PDF （2807KB）（1423）    可视化    直接横摆力矩控制（DYC）可增强车辆二维运动的稳定性。该文建立了一个两轮的车辆模型作为控制参考模型，以便提高对电动汽车轮毂电机的二维运动控制的稳定性和实用性。基于最大可传递转矩估计（MTTE）的牵引力控制，可用于抑制打滑现象以增强纵向和横向摩擦力，并可提供关于轮胎与路面间的额外信息。提出了一种新的基于MTTE的DYC策略。经过完整控制系统的MTTE增强型DYC与常规DYC的数值仿真对比，结果验证了这种控制策略的优越性。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  聚合物锂离子电池特性的试验（英文） 张彦琴, 胡博, 冯能莲, 周大森 汽车安全与节能学报    2011, 2 (1): 53-57.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.01.007 摘要 （2969）      PDF （1652KB）（1394）    可视化    为研究聚合物锂离子电池特性，用三种试验方法，对一种标称容量为 20 Ah的商用锂离子电池，试验研究电池特性。第一种为常规方法，将不同荷电状态电池静置 12 h后测量其开路电压；第二种方法为快速测试方法，每种荷电状态电池静置 1 min 后测量其端电压；第三种方法是测量不同荷电状态电池静置 30 min 后的端电压，用测量数据外推开路电压和电池模型参数。测试结果表明：采用30 min 休息间隔的脉冲充放电可有效用于测试电池的开路电压（OCV）曲线和电池电特性参数。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  车用燃料发展和研究现状及其未来展望 姚春德, 许汉君 汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 101-110.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.002 摘要 （2941）      PDF （1445KB）（3431）    可视化    为节能与减排，需要寻求性能良好的新燃料。该文对车用现用燃料以及各种可能的替代燃料发展应用中存在的问题和研究现状作了全面的回顾，并对今后燃料的发展前景进行了展望。结论是，在可见的未来，汽油、柴油仍将是车用主导燃料，气体燃料会在局部地区得到适当应用，醇醚类燃料会有适度发展，一些新兴燃料逐渐出现在车用燃料的可能范围内。多元化燃料将是未来的必然选择。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  锂电池热管理中空气冷却效果的实验与模拟 张江云, 张国庆, 张磊, 饶中浩 汽车安全与节能学报    2011, 2 (2): 181-184.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2011.02.012 摘要 （2905）      PDF （1477KB）（2541）    可视化    把空冷方法用于商业磷酸铁锂电池以分析强化传热效果。对商用磷酸铁锂电池进行15～35?A的放电测试，并根据实验数据对单一电池的温度分布进行了数值模拟。分析和模拟了空气横掠2个和3个电池情况下的冷却效果。实验和模拟的结果表明：在0～30?A电流放电的情况下，空气冷却对电池热管理具有积极作用。在放电电流小于30?A 的情况下时，电池的最大温度低于50?℃，但是电池间的温差仍然高于5?℃。在放电电流大于30?A 的情况，仅仅通过空气冷却不能使电池和电池组内温度均匀分布，即不能满足电池散热的需求。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （2880）      PDF （1907KB）（3540）    可视化    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

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  加快中国汽车安全发展的建议 Albert I. KING 汽车安全与节能学报    2010, 1 (1): 1-5.   doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2010.01.001 摘要 （2849）      PDF （1498KB）（1920）    可视化    为了加快中国汽车安全技术的发展，中国的汽车工程师在进行安全设计时应该打破常规设计思路，采用大胆而创新的技术路线。当前欧美设计师为达到汽车安全标准所采用的手段是完全依赖于碰撞假人(比如混三假人)，这不可避免地会需要较长的汽车安全性设计周期。如果以真实人体的计算机模型代替假人模型，并且使用基于人体模型的计算仿真来进行所有的汽车碰撞安全性设计，那么汽车安全设计的进程将会大大加快，设计周期也将显著缩短，并且依此而设计的车辆也将更加安全。最终仍可以采用基于碰撞假人的实车碰撞试验来考察是否达到碰撞安全标准。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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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 （2775）      PDF （2382KB）（3894）    可视化    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。 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

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  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 （2735）      PDF （3466KB）（3520）    可视化    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