基于载荷谱的电池包疲劳试验与计算方法

电池包作为电动汽车的核心部件之一,对电动汽车的整车性能有着关键性的影响。而在电动汽车的运行过程中,电池包会不断受到来自路面的持续性冲击力,造成电池包的疲劳损坏,对驾驶员和乘客的安全以及整车性能造成一定的影响。本文以电动汽车电池包为研究对象,建立了电池包随机振动试验方法与疲劳寿命的计算方法。先对振动台、工装夹具和电池包进行扫频分析,得到振动台台面、夹具空载端板、电池包与工装夹具连接端板处的加速度传感器的测量数值与输入扫频加速度值保持一致,验证振动信号的有效传递,确保输入的振动信号能够准确传递至电池包,然后开展电池包随机振动试验。并对电池包进行了电芯性能检测、气密性检查、绝缘电阻检查和共振频率检查,得出电池包的损伤部位。研究了电池包疲劳损伤计算方法,对电池箱、电池模组和电池包内各连接方式进行了精细化建模。基于精细化模型,进行了电池包频响特性的计算。基于计算得到的频响特性和实车路谱采集试验得到电池包随机振动载荷谱曲线,采用Goodman疲劳寿命估算方法和Miner线性累积损伤法则,并结合电池包材料S-N曲线,对电池包进行了随机振动疲劳损伤分析。试验得到的电池包结构损伤部位与分析得到的失效部位具有较好的一致性,证实了本文提出的疲劳损伤计算方法的准确性。

随机振动与冲击条件下车用动力电池箱结构安全性分析与研究

文章以某品牌新能源电动汽车电池箱开发过程为例,综合考虑汽车在行驶过程中由于道路不平和颠簸产生的随机振动及冲击,结合有限元仿真分析技术,从安全性和可靠性的角度出发,对电池箱进行研究与分析。此次研究先从静态挤压、跌落两方面对电池箱进行静态强度分析,然后又从随机振动方面对电池箱进行动态分析,根据仿真结果发现不仅此款电池箱在随机振动测试中出现Z向的局部失效问题,而且还存在其他设计问题和失效情况,随后针对存在的各种失效问题进行优化处理,并对优化处理后的结果进行二次分析,直到达到设计要求。本次研究所用的方法及过程可为电池箱样件试制和试验及电安全性设计、接触保护设计和疲劳寿命预测等提供参考。

低压线束导线在汽车中的选择和应用研究

低压线束导线在汽车电路中起着至关重要的作用。本文旨在分析低压线束导线在汽车中的选择和应用,详细说明低压线束导线的基本要求和特征,讨论低压线束导线的选择标准、类型和应用领域,以及其在汽车中的重要性,为低压线束导线的优势和未来发展方向提供依据。

采用MPC-MTPA的新能源车永磁同步电机控制研究

针对传统永磁同步电机控制器结构复杂,负载突变时动态响应速度慢,导致电机抗干扰能力差、工作效率低的问题,提出了一种模型预测控制(model predictive control,MPC)融合最大转矩比控制(maximum torque per ampere,MTPA)的电机非级联控制方法。构建MPC和MTPA控制器,利用MPC中的代价函数同时完成转矩控制和MTPA控制,在代价函数中引入动态分配的权重系数优化非级联MPC-MTPA控制器。仿真和试验结果表明:相比传统电机控制方法,提出的变权重系数非级联MPC-MTPA控制方法的稳定性提高约26%,动态响应特性提高约50%。

车辆发动机舱非金属零部件热老化寿命研究

热氧老化是发动机舱非金属零部件主要热失效模式之一,传统的整车热管理开发流程大多仅关注零部件的最高工作温度,不能有效地预测零部件生命周期内的热衰退表现。基于中国市场的气候条件和车辆道路行驶大数据,建立了一套整车热老化等效行驶工况和零部件热老化寿命评估方法。采用该方法对某车型发动机悬置橡胶衬套的热老化寿命进行了评估,发现改善橡胶材料的配方可以提高其热老化寿命至约3倍,悬置橡胶衬套的实际工作温度在原有基础上升高10℃,其热老化寿命减少约50.0%。对悬置橡胶衬套的传热路径进行了分析,发现可以通过优化冷却风扇尾流以及降低发动机本体与悬置橡胶衬套之间的热传导来改善橡胶衬套的实际工作温度,从而提高其热老化寿命。

应用于汽车FMCW雷达的超前进位锁相环研究

近年来汽车FMCW雷达广泛应用于新能源及智能网联领域,来测量外部目标的相对间距和速度。针对当前FMCW雷达系统灵敏度差、缺少灵活性、测量范围窄的问题,设计了一种应用于FMCW雷达领域的超前进位全数字锁相环。根据雷达对物体距离和速度的测量原理,采取集成电路芯片技术实现了对该环路结构的设计,利用Matlab软件搭建环路系统Z域模型并进行了稳定性分析对比,通过硬件描述语言(VHDL)编写环路程序,并联合调用Modelsim软件完成了仿真试验,最后结合仿真结果在硬件上验证设计的准确性。实验结果表明,基于超前进位的全数字锁相环有效提高了锁相频率,降低了系统延时,大幅度拓展了调频范围。

前挡风玻璃后方前视摄像头高精度标定算法研究

为解决光线经挡风玻璃折射导致的传统标定模型精度差的问题,根据光线折射规律和挡风玻璃姿态建立挡风玻璃的光线折射模型,开发一种前挡风玻璃后方前视相机的高精度标定新算法,并通过仿真试验和实车试验,证明新算法的标定精度显著提高。

基于轮胎弹性变形的转向梯形优化设计

随着重卡用户对车辆维保成本提出更高要求,文章就如何解决因转向问题导致的轮胎异常磨损,减少客户运营成本进行了探讨。介绍了阿克曼理论转角关系及其对汽车转向行驶的影响。在考虑弹性轮胎侧偏角的条件下,提出了更贴近实际的弹性轮胎理论转角关系,并进行理论分析。随后,建立整体式转向梯形机构的空间梯形模型,并介绍如何利用图解法计算外轮转角。最后,通过分享优化转向梯形,解决车辆轮胎异常磨损的案例。说明采用的转向梯形优化方法适用于整体式转向梯形机构的重型卡车,为整体式转向梯形的匹配提供了一些参考。

关于某发动机机油异常消耗的研究

针对某发动机机油的异常消耗问题,对该发动机保养时机油消耗量进行统计分析,建立了一种发动机机油异常消耗判别方法,在汽车保养更换机油时确认机油异常消耗。同时,针对该发动机机油运行路径,提出发动机机油异常消耗的可能原因及排查方法。最后,针对市场机油消耗问题,使用该方法准确地找到机油异常消耗原因并成功地将其排除。

基于温度失效工况的分布式轮毂电动机驱动车辆容错控制

轮毂电动机驱动车辆各轮转矩独立可控,动力响应迅速,驱动系统冗余配置,在车辆动力学集成控制方面有显著优势,但其复杂的行驶工况和较高的功率需求容易使电动机发生温升故障,最终影响驱动效率.为了研究轮毂电动机温度故障诊断以及温度失效情况下的各轮转矩分配策略,保证整车稳定性及动力性,设计了模糊逻辑检测算法用于诊断电动机温度故障,提出温度失效因子量化表征轮毂电动机失效状态,根据期望速度和前轮转角计算纵、横向力需求,设计容错控制策略实现转矩重构优化分配.对所设计的算法进行实车试验验证.结果表明:故障诊断和处理策略能及时判断电动机失效状态并进行转矩重构分配,提高了行驶安全性,实现了整车动力性与稳定性的协调控制.

汽车芯片功能安全评估解析

随着汽车电子电气系统的日趋复杂和单车芯片数量的快速增长,汽车芯片功能安全评估的重要性也在显著提升。ISO 26262标准是汽车芯片功能安全评估遵循的主要标准规范。针对我国汽车芯片领域对功能安全理解不足、ISO 26262认证起步较晚等问题,从汽车芯片企业和第三方认证机构的角度分析功能安全标准体系,解读ISO 26262标准规范及其功能安全认证方法。分析结果和建议可帮助业界加深对ISO 26262功能安全标准的认识,支撑推进我国的汽车芯片行业标准化进程。

专利视角下车规芯片可靠性技术的发展研究

为探究我国车规芯片可靠性检测、评价、应用验证等可靠性技术的发展过程及未来趋势,更全面地了解车规芯片可靠性检测技术的专利布局和未来技术发展方向,通过Incopat专利检索和分析系统对全球可靠性技术专利进行检索,并对检索的专利在申请趋势、技术领域、技术构成功效和申请人4个维度上进行分析研究。检索结果表明,车规可靠性技术专利申请量在持续上涨,主要申请国家为中、韩、日、美、德等国家,技术领域主要分布在G部(物理)、H部(电学)和B部(作业;运输)。进而针对我国在可靠性技术专利申请的现状,从芯片检测试验项目的维度提供了专利布局的建议。

基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及应用

针对汽车结构系统中不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题,开展了基于多维子平行六面体模型的可靠性分析方法及其应用研究。首先,通过划分多维平行六面体模型的边界区间提出了一种多维子平行六面体模型,并将其用于描述系统的大不确定度参数;然后,将1阶摄动法与多维子平行六面体模型相结合,提出了一种适用于处理系统参数同时具有大不确定度和相关性的非概率不确定性分析方法;接着,基于不确定性分析方法,建立了系统可靠性分析模型并进行可靠性分析研究;最后,以汽车声固耦合系统、盘式制动器系统和电动车动力总成悬置系统为研究对象开展算例分析,分析了系统响应的不确定性和可靠性,验证了方法的有效性。相关分析结果表明:所提出的方法可有效地处理汽车结构不确定参数同时具有大不确定度和相关性的问题,并具有较高的计算精度和效率。

改进的萤火虫算法优化反向传播神经网络动力锂离子电池健康状态估计

为保证电池的正常运行,对电池的健康状态进行估计是非常重要的工作。针对传统建模方法估计精度差、参数众多计算复杂且耗时长等缺点,本工作构建了基于改进的萤火虫算法(firefly algorithm,FA)优化的反向传播(back propagation,BP)神经网络,对锂离子电池的健康状态(state of health,SOH)进行估计,利用萤火虫算法的全局优化能力和收敛速度快的特点对BP神经网络的权值和阈值进行优化,并引入莱维飞行(Levy flight),提升全局搜索能力,扩大搜索范围,提高了估计精度。采用NASA艾姆斯研究中心的锂离子电池数据集,对改进优化前后的算法进行训练与估计,对比各算法之间的优劣程度。结果表明,莱维飞行改进萤火虫算法优化反向传播神经网络(LFFA-BP)算法相比于BP神经网络算法与萤火虫算法优化反向传播神经网络(FA-BP)算法,决定系数更高,误差波动范围更小,具有较高的估计精度。

转速-力-热耦合下驱动电机轴承放电击穿特性研究

为明确驱动电机轴承的放电击穿特性(放电电压、放电电流、放电能量、放电电流密度等)及其影响因素,从而减轻轴承表面的电蚀损伤,通过建立某驱动电机集中参数共模等效电路提取轴电压,依据弹流润滑理论确定最小油膜厚度下的阈值电压,结合放电击穿模型分析了轴承放电击穿特性,明确了不同转速、温度及受力条件下放电击穿特性的变化规律,结果表明,随着转速的降低与温度、径向力的升高,放电击穿特性相关参数逐渐减小,同时,转速、温度对轴承放电击穿特性的影响较径向力的影响更显著。

基于MPC的智能汽车自抗扰控制

智能汽车在控制过程中由于外部环境、噪声等原因会引起各种各样的干扰,这些干扰严重影响整车系统的控制精度。针对这一问题,基于二自由度车辆动力学模型,参考模型预测控制算法建立跟踪控制器,利用MPC(model predictive control)控制算法对模型进行求解,并将跟踪的车辆状态作为自抗扰控制器的参考状态,利用自抗扰控制器优化控车辆控制过程中可能出现的扰动。在Matlab/Simulink中搭建车辆动力学模型和自抗扰控制器,并进行仿真验证,结果表明,该控制器在面对各种干扰的情况下,均具有较好的控制效果。

带嵌入式软件零部件开发质量管理实践

随着汽车向着智能化、网联化的方向快速发展,嵌入式软件占据了越来越重要的地位,智能化零件的软件、硬件复杂程度也呈几何倍数增长,其可靠性、稳定性对整车质量的影响越来越大。为了在出现新的机遇和挑战前,持续提升质量管理水平,不断为消费者提供更高价值的汽车产品和服务,北京汽车质量部通过借鉴行业内成熟的管理方法和众多软、硬件专家的经验积累,探索制定了带嵌入式软件的零部件开发质量管理方法,通过线路原理图、PCB layout、结构等评审建立硬件评审标准,建立软件质量先期策划(ASQP)和软件生产批准程序(SPAP)软件开发过程的质量管理规范,并在新项目上应用实施,为后续软件管理提升提供了有益借鉴。

基于试验全流程管理对产品可靠性提升的研究

随着汽车全球化的市场竞争日益加剧,用户体验要求越来越严苛,产品的可靠性成为制造企业研究的重要课题。以产品全生命周期对零部件质量进行系统管控,通过在新项目开发阶段对零部件进行充分的试验验证,实现产品质量前移管理,缩短新品开发周期;通过在量产阶段对试验进行精准布控,实现质量问题装车前预警并遏制;通过在售后市场阶段对故障件进行敏捷解析,实现产品技术改进,防止新品再发。如此循环管理,从而确保零部件在终端稳定可靠,提升产品在市场的竞争力。

通用汽车电气组件环境试验标准的说明与分析

基于国外车企的先进环境试验标准的研究,有助于国内环境试验理论创新与技术发展。本文对通用汽车的电气组件的环境试验标准进行了说明,并对其环境试验的流程和方法进行了描述。最后,以车载显示器试验流程为范例,对通用汽车电气组件环境试验标准进行了具体分析,并对未来环境试验的发展方向进行了展望。

与用户相关的汽车可靠性试验新方法

为研究某重型载货汽车承载构件的疲劳可靠性,提出一种基于汽车试验场和用户用途相关联的汽车可靠性试验方法,该方法可把用户对车辆的实际使用工况与试验场强化试验结合起来,可避免试验盲目性。针对用户使用的典型路面和试验场强化路的试验数据,应用雨流计数法获得载荷分布矩阵。根据相关性方程,优化计算出90%用户和试验场的累积疲劳损伤及载荷谱。对试验数据进行相关性分析,得到试验场路面强化系数和用户相关可靠性试验规范。试验结果表明,新规范与现行试验方法相比能快速预报承载构件的潜在故障,能缩短试验周期,还可降低试验成本及新产品开发费用。