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• 2025年 第16卷 第4期
  刊出日期：2025-08-30 上一期    下一期
  综述与展望

  光储充移动式充电机器人研发综述

  李舜酩, 王昌荣, 史文贝

  2025, 16(4):  505-520.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.001

  摘要 ( 290 )   HTML ( 96)   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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  汽车安全

  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

  2025, 16(4):  521-528.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.002

  摘要 ( 623 )   HTML ( 88)   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。

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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

  2025, 16(4):  529-538.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.003

  摘要 ( 181 )   HTML ( 53)   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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  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

  2025, 16(4):  539-547.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.004

  摘要 ( 211 )   HTML ( 56)   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（N_ij），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，N_ij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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  基于多目标优化的轻型商用车线控制动系统结构参数设计

  张韬, 陈玉国, 秦玉福, 王言子, 王阳, 马瑞

  2025, 16(4):  548-557.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.005

  摘要 ( 146 )   HTML ( 5)   PDF (2051KB) ( 60 )  

  为了满足轻型商用车制动需求，提出了一种基于多目标优化的线控制动（BBW）系统结构参数优化设计方法。该方法通过设计线控制动系统基本构型，建立制动力、传动效率和执行机构末端运动速度的优化目标函数及约束条件; 采用模糊层次分析法计算每个目标函数的权重，线性加权获得多目标综合优化函数。基于该综合优化函数，通过粒子群优化算法求解多目标函数最优值，得到线控制动系统结构优化参数，使线控制动系统结构综合性能达到最优。结果表明：参数优化设计后的线控制动系统制动力提升8.8%，执行机构末端运动速度提升12.5%，传动效率提升5.1%，该线控制动系统综合性能指标优化方法可提高系统制动能力和效率。

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  汽车节能与环保

  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

  2025, 16(4):  558-567.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.006

  摘要 ( 158 )   HTML ( 54)   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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  储能电站锂离子电池系统风液双循环优化设计

  刘金祎, 王炎, 庞英杰, 于瑞广, 牟瑞涛, 卢兰光, 李亚伦, 王贺武, 张立磊, 李明明

  2025, 16(4):  568-576.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.007

  摘要 ( 136 )   HTML ( 4)   PDF (2756KB) ( 65 )  

  为提升储能电站锂离子电池系统温度一致性，从温度均匀性控制以及温差动态调控的角度出发，提出了锂离子电池风液双循环热管理系统。在中低温环境下依靠风冷调节电池温度，在高温环境下依靠风液复合冷却调节电池温度。围绕风量、风温、冷却液温度、流量等4个因素，开展仿真实验；通过一维、三维联合仿真，优化换热结构，分析温升、温均性能参数影响显著性。结果表明：在2倍额定大功率放电工况下，与传统底面冷板结构相比，本文的风液双循环系统的放电末期温差降低了18%。与100 s送风周期相比，300 s送风周期可使系统温差减少31%，即1.18 ℃。参数敏感因素从大到小排序为：风温、风量、冷却液温度、流量。从而，本设计改善了温差动态调控，有利于延长储能电池系统的服役寿命。

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  基于跟驰对的CO₂排放特性的生态车辆跟驰策略

  于谦, 郭圆圆, 杨鸣鹏, 张玉婷

  2025, 16(4):  577-586.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.008

  摘要 ( 140 )   HTML ( 4)   PDF (2709KB) ( 111 )  

  提出了一种在智能网联汽车环境下的混合交通流的生态车辆跟驰（ECF）策略，探索其跟驰行为的CO₂排放。基于车辆轨迹数据，提取多测度的跟驰行为特征参数。建立了极端梯度提升（XGBoost）模型，利用加性解释（SHAP）算法计算并分析了跟驰行为特征参数对跟驰过程中CO₂排放量的影响规律。标定了人工驾驶车辆的智能驾驶员模型，并基于城市交通仿真（SUMO）平台以及自动驾驶车辆（CAV）的自适应巡航控制（ACC）、协同式自适应巡航控制（CACC）模型；在11个混合交通流仿真场景下，分析ECF策略的CO₂减排有效性。结果表明：当CACC车辆占比50%以上时，CACC-CACC跟驰对的CO₂瞬时质量排放量减少比例超过60%。从而，本文ECF策略能够降低车辆在混合交通流场景下跟驰过程中CAV和CACC-CACC跟驰对的CO₂排放。

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  智能驾驶与智慧交通

  基于深度强化学习的入口匝道流量调控方法

  韩雨, 陈志轩, 王翊萱, 李春杰, 雷伟, 焦彦利, 刘攀

  2025, 16(4):  587-597.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.009

  摘要 ( 151 )   HTML ( 8)   PDF (6446KB) ( 62 )  

  针对当前基于强化学习的匝道控制方法对策略训练中的学习成本、策略迁移性等研究不充分，导致控制策略难以在实际中应用的问题，该文提出一种匝道控制策略优化的强化学习方法，并通过大量仿真实验对方法的可移植性进行了深入研究。构建匝道控制模型，提出基于深度强化学习的模型训练方法；选取雄安新区对外主干路网中荣乌高速公路某合流区瓶颈作为实验场景，利用深度强化学习算法对模型进行训练，并将训练过程中控制策略的表现与经典匝道控制方法比较，从而对学习成本进行量化分析；选取不同仿真模型及多组模型参数作为测试环境，分析训练环境与测试环境差异对控制策略的影响。结果表明：当训练环境与测试环境差异程度在20%以内时，强化学习控制方法在提升通行效率方面显著优于经典匝道控制方法；而当差异程度超过20%时，两种方法效果差异不明显。

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  基于模糊MPC的无人矿卡横向控制

  宗健壮, 吴光强, 毛礼波, 桂雨晖

  2025, 16(4):  598-609.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.010

  摘要 ( 143 )   HTML ( 4)   PDF (3615KB) ( 65 )  

  为了应对转向迟滞，提高无人矿卡横向控制的精度，提出了一种基于模糊模型预测控制（FMPC）的无人矿卡横向控制算法。建立车辆动力学模型和跟踪误差模型，设计基于动态预瞄时间的车辆状态预测方法，根据预瞄后的车辆状态计算跟踪误差。进一步，通过结合模糊控制，设计了基于横向误差与航向角误差自适应调节权重矩阵的模型预测控制（MPC）控制器。利用硬件在环仿真实验与实车实验验证所提算法的有效性。结果表明：硬件在环仿真实验中，FMPC算法的最大横向误差相较于纯追踪（Pure Pursuit）算法减少了43.0%；实车实验中，空载上山和重载泊入停车场2种工况下，FMPC算法相较于Pure Pursuit算法，最大横向误差分别减少了50.1%和17.6%。FMPC算法控制效果优于Pure Pursuit算法，显著提升了无人矿卡横向控制的精度。

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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

  2025, 16(4):  610-619.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.011

  摘要 ( 156 )   HTML ( 19)   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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  基于SIMP和GRSM算法的重型货车车架多目标结构优化

  张逍, 刘勇, 蒋雪生, 廖益龙, 何锋

  2025, 16(4):  620-628.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.012

  摘要 ( 143 )   HTML ( 4)   PDF (1997KB) ( 38 )  

  为了解决重型货车车架的变形开裂问题，对车架进行高强度轻量化的多目标结构优化研究。以某11 m重型货车车架为研究对象，通过Hypermesh前处理软件建立有限元模型。利用固体各向同性惩罚微结构材料法（SIMP）对原车架进行多工况多目标拓扑优化，找到车架的最佳受力结构。利用全局响应面法（GRSM）对车架进行多目标尺寸优化，以降低车架质量。在满载弯曲、满载扭转、满载转弯和满载制动工况下，对车架进行静力学分析与模态分析。结果表明：优化后的重型货车车架综合平均刚度至少提高了21.1%，低阶平均动态频率至少提高8.9%，车架质量减少3.2%；从而，实现了重型货车车架高强度轻量化。

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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

  2025, 16(4):  629-637.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.013

  摘要 ( 158 )   HTML ( 31)   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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  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

  2025, 16(4):  638-647.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.014

  摘要 ( 243 )   HTML ( 85)   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SQP和GRNN的商用客车动力学参数自适应辨识

  房熙博, 宁一高, 赵轩, 周猛

  2025, 16(4):  648-656.  doi:10.3969/j.issn.1674-8484.2025.04.015

  摘要 ( 156 )   HTML ( 17)   PDF (2077KB) ( 59 )  

  提出了一种基于广义回归神经网络（GRNN）模型和序列二次规划（SQP）算法的自适应辨识策略，用于获取商用客车动力学参数并对其实时辨识。建立GRNN模型，用SQP算法获取GRNN模型的训练集对其进行训练，使其根据车辆的运行状态，自适应辨识出关键参数；搭建TruckSim与Matlab/Simulink联合仿真平台，在不同工况下进行仿真试验。结果表明：相较于固定参数模型，在正弦波转角工况下，采用该模型的质心侧偏角与TruckSim模型的最大值误差减小73.9%；其侧倾角与TruckSim模型的最大值误差减少了76.7%；在双移线工况下，这2个误差分别减小98.0%和63.1%。从而，证明了本文方法的可行性和有效性。

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