某纯电驱动重载车辆能耗预测模型

高精度能耗预测模型是准确预测车辆续驶里程的重要前提。针对载荷大幅度变化且非结构化道路运行的纯电驱动重载车辆,建立其组合能耗模型,该模型由能耗计算基本模型与长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)神经网络差值修正两部分组成。基于能量流动过程驱动电机和变速器效率建模,结合汽车行驶动力学建立能耗计算基本模型;采用LSTM神经网络来修正基本模型能耗预测结果与车辆典型工况功率测试值的差值,有效提高了大幅变载荷且低信噪比坡度环境下的车辆能耗预测精度,因此组合能耗模型具有参数简单和模型拟合不需解释能耗规律的优点。经试验测试分析,与VT-Micro能耗模型和径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络能耗模型相比,所提组合能耗模型的功率预测平均误差率分别降低了17.76%和3.35%,能够实现纯电驱动重载车辆复杂工况下能耗的准确实时预测。

主动悬架直线电机温升-电磁特性分析与优化设计

为了提高主动悬架系统中直线电机的工作性能,以一种圆筒型永磁同步直线电机为研究对象,对其进行特性分析与结构优化。以某SUV为例,构建了其主动悬架系统的多体动力学模型,仿真确定了电机的总体设计指标与初始结构。采用有限元方法建立了考虑材料热属性变化的直线电机温升模型,分析了不同行驶车速下的温升分布及其对直线电机电磁特性的影响。结果发现:电机温升直接影响输出推力与绕组损耗,抑制温升有助于减小绕组损耗,但推力波动会随之上升。根据磁-热耦合特性分析结果,以空载定位力和绕组温升为优化目标,进行了参数敏感度分析,并采用响应面法对直线电机结构参数进行多目标优化。结果表明:优化后直线电机的空载定位力减小了7.5%,绕组损耗降低了17.5%,绕组温升降低了11.02%,电机工作性能显著提升。试制了永磁同步直线电机样机,并进行了台架测试,实验与仿真误差均在5%以内,验证了结构和优化方案的有效性。

基于应力等效关系的汽车零部件疲劳寿命预测模型

对于预测多级应力加载下的汽车零部件疲劳寿命,已有的相关非线性模型通常需要依赖大量的试验数据,或者较难选取合适的基准值,使得疲劳可靠性理论在汽车领域的应用存在一定局限性。针对此问题,基于材料疲劳寿命特性曲线,通过分析两级应力之间疲劳损伤转化过程,建立了一种考虑相邻载荷作用的等效转化关系,推导了两级、三级及更高应力等级情况下相邻应力之间的疲劳累积损伤等效公式和剩余疲劳寿命的表达式,进而提出了一种基于应力等效关系的疲劳寿命预测模型。该模型的计算过程仅需不低于两级应力的材料疲劳寿命试验结果。采用二级、三级、四级及五级应力加载试验数据,分别计算并对比了Miner模型、Manson模型、Subramanyan模型、Hashin模型及新模型的相对误差平均值和最大值,进一步汇总了两级至五级应力下各模型疲劳累积损伤与疲劳累积寿命的预测结果、各模型预测疲劳损伤与试验疲劳损伤之差的分布。结果表明,基于相邻载荷作用等效转化的新模型在疲劳寿命的整体预测结果优于Miner模型、Manson模型、Subramanyan模型及Hashin模型,可更为准确地应用于材料多级应力下的疲劳寿命/损伤预测。

赛车空气动力学套件全局优化策略研究

大学生方程式赛车空气动力学套件的优化对于赛车的燃油经济性和操纵稳定性有着重要的影响。从全局角度出发,选取前翼、后翼、侧翼各翼片攻角共10个设计变量,横向对比了不同的试验设计方法、近似模型搭建方法以及多目标优化方法,之后通过圈速仿真进行验证,选择出最适合翼型攻角优化问题的优化策略,并以此策略对整车进行优化。对比优化前后整车气动性能,最终赛车的气动负升力增加19%,阻力增加2.03%,较好地改善了赛车的空气动力学性能。结果表明,此种优化策略可以为赛车翼片攻角的选定提供一定的指导。

概率融合的抗侧翻智能主动悬架控制研究

为了提升高质心车辆的侧倾稳定性和平顺性,降低车辆侧翻事故造成的伤亡率,提出一种基于概率融合隶属度函数构建理论的侧翻工况预测和控制方法。首先,通过采集车辆侧翻工况数据,选取车辆状态变量,基于影响权重确定与车辆侧翻相关的关键影响因子。其次,根据时间序列对数据进行时间片段划分,设计动态贝叶斯预测网络,对下一时间片段内车辆侧翻概率进行预测。最后,根据车辆性能参数与控制器参数的映射规则,建立概率融合的Takagi-Sugeno(T-S)模糊隶属度函数,设计车辆主动悬架抗侧翻鲁棒控制器。CARSIM/Simulink联合仿真结果表明,与被动悬架、半主动悬架、多目标控制主动悬架相比,所提方法可以平稳且高效地防止车辆侧翻,提升车辆行驶的安全性。

基于GA-LSTM自适应卡尔曼滤波的路面不平度识别

准确、快速地识别出车辆当前行驶的路面激励信息,是实现智能底盘控制进而保证车辆平顺性的关键。针对传统路面不平度识别算法准确率低、自适应性差等问题,提出了基于遗传算法(genetic algorithm,GA)优化长短期记忆神经网络(long short-term memory networks,LSTM)自适应卡尔曼滤波的路面不平度识别算法。基于2自由度车辆悬架模型,通过灰色关联法选择LSTM神经网络的特征输入变量,并采用GA优化LSTM神经网络的模型参数以准确识别路面等级,并据此实时更新卡尔曼滤波器算法中的噪声矩阵,实现了在复杂路况下对路面不平度的自适应识别。仿真和试验研究表明,所提出的基于GA-LSTM自适应卡尔曼滤波算法能够快速准确的识别路面不平度与路面等级,与传统卡尔曼滤波算法相比,相关系数、均方根误差和最大绝对误差分别提高3.11%、37.5%和51.2%,表明所提算法对复杂工况具有很好的自适应能力。

考虑驾驶风格的车辆避障控制系统

传统避障控制系统设计未考虑不同驾驶员的偏好,导致驾驶员对系统的接受度不高,为此提出融入驾驶风格量化的避障控制系统.采集多名熟练驾驶员的驾驶数据进行风格聚类,训练出基于支持向量机的分类器,实现对驾驶风格的在线识别.设计考虑驾驶风格的避障控制系统,将避障过程分为转向避障和恢复稳定2个阶段.在转向避障阶段,控制器通过跟踪相应驾驶风格对应的最大侧向加速度进行避障;在恢复稳定阶段,控制器控制车辆进行相邻车道中心线跟踪.综合考虑车辆的避障安全性和横摆稳定性,将直接横摆力矩控制子系统加入所提系统.构建系统仿真模型,分析不同驾驶风格下控制器避障操作和车辆状态响应的异同.开展驾驶员主观感受的问卷调查,结果表明,相较于传统避障控制系统,驾驶员对所提系统的接受度提升了16.58%.

无模组动力电池包振动特性研究

为探讨某车用无模组动力电池包的振动特性,建立了不同电芯尺寸和电芯布置的两种电池包有限元模型;基于所构建的电池包有限元模型,在3种极限工况下,对两种电池包进行静力学分析与模态分析;基于分析结果对电池包进行改进设计。研究表明,动力电池包中的电芯尺寸及电芯布置方式对电池包的振动特性具有显著影响;电池包1.0的上盖刚度不足,其最大应力和上盖最大变形量都较大,1阶约束模态固有频率低于平整路面的最大激振频率,易导致动力电池包共振;动力电池包2.0具有较好的静力学特性,且其1阶固有频率高于平整路面的最大激振频率,可避免路面激励导致的电池包共振;上盖改进后动力电池包1.0的静力学特性和振动特性均能满足要求;增加电池包的约束范围可以提高其1阶固有频率。

基于霜冰优化算法的半主动悬架控制策略研究

针对半主动悬架控制策略及控制参数整定问题,提出了基于霜冰优化算法的自适应模糊PID和模糊PID并联复合控制策略。基于连续可调阻尼(Continuous Damping Control, CDC)减振器搭建了四分之一半主动悬架系统模型,利用BP神经网络构建CDC减振器非参数正、逆模型,采用霜冰优化算法进行控制策略参数整定,在Matlab/Simulink环境下开展随机路面及其叠加单凸块路面仿真实验,相比被动悬架,该控制策略使行驶平顺性提升36.18%与33.66%,多种加权系数下悬架综合性能评价指标均在10%与7%以上。

电控减振器悬架NSGA-Ⅱ算法天地棚混合控制策略

针对具有电控减振器(Electronic Shock Absorber, ESA)的半主动悬架系统控制策略参数设定问题,即天地棚混合控制策略阻尼及分配系数设定,提出了基于非支配排序遗传(Non-dominated Sorting Genetic Algorithms-Ⅱ, NSGA-Ⅱ)算法的天地棚混合控制策略。首先构建四分之一半主动悬架系统模型,搭建ESA正、逆模型,为解决天地棚混合控制策略中参数整定问题,通过NSGA-Ⅱ算法进行优化,在MATLAB/Simulink环境下,分别开展典型随机路面与其叠加凸块路面工况下的仿真实验;针对适应度函数得到对应帕累托解集,对不同优化侧重点进行仿真实验,与无控制被动悬架进行对比分析,验证了本算法在一定程度上对汽车行驶平顺性改善。

一种电控空气悬架ECU下线检测系统设计

针对传统电控空气悬架电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)下线检测过程中存在的人工检测精准度差、效率低等问题,开发了一款自动电控空气悬架ECU下线检测系统。分析了电控空气悬架ECU下线检测系统各项技术需求,设计了上位机+系统检测平台的系统架构;选择数据采集卡、CAN卡等部件搭建了下线检测系统检测平台;采用C#编程语言开发了上位机软件,软件采用UI界面层、业务逻辑层和数据层的三层架构,通过CAN总线通讯方式实现上位机、检测平台及待测ECU的双向通讯。测试结果表明,该下线检测系统可实现电控空气悬架ECU自动下线质量检测,并完成了测试数据的智能管理,满足电控空气悬架ECU的检测功能需求。

客车电控空气悬架系统侧跪控制策略研究

为实现两桥客车电控空气悬架系统侧跪控制,采用汽车动力学仿真软件TruckSim和逻辑控制软件Simulink&Stateflow开发客车侧跪控制策略。通过TruckSim搭建客车整车车体模型,Simulink构建的电控空气悬架模型,包括空气弹簧模型、储气罐模型、管路模型、电磁阀模型等,借助Simulink&Stateflow建立侧跪控制策略仿真模型,仿真实验结果表明,侧跪前后客车车身高度和气囊压力发生明显变化,车身侧倾角从0°增加至2°,乘客上下车更便利。

履带式光伏板清洁作业车底盘设计

针对丘陵地区土质湿滑,坡度大且障碍物多等情况,现有光伏板清洁作业车在该地区行驶困难。本文以清洁作业车底盘为研究对象,通过仿真计算发现:清洁作业车以低速挡进行纵向上、下坡的稳定性最好,同时探究机体质心位置对越障性能影响,结果表明清洁作业车在满足整车结构的要求下,质心位置越靠前及离地面越近时的俯仰角、垂向速度及垂向加速度的波动相对较小,有利于履带式车辆攀越垂直壁。

新能源商用车电池框架轻量化设计

为了提高新能源商用车的续航能力,对其后背式电池框架进行轻量化设计。使用NSGA-Ⅱ算法进行优化设计,建立优化模型并验证其力学性能,选择优化设计变量,采用最佳空间填充设计(OSF)进行实验设计获得初始样本点,并选取验证点与建立的克里金(Kriging)模型进行拟合分析,判断Kriging模型的准确性且进行响应面优化,通过NSGA-Ⅱ算法建立优化模型,寻找最优的解集,完成对电池框架的轻量化设计,并对优化结果进行验证分析得出:电池框架在极限工况且满足强度的情况下最大应力增加了4.72%,质量减少了8.6%,达到了轻量化设计的目标。

汽车连续阻尼控制减振器电磁阀建模与关键参数影响分析

获得汽车连续阻尼控制(CDC)减振器电磁阀关键参数对电磁力的影响规律,在ANSYS Maxwell环境下建立CDC减振器电磁阀二维仿真模型,并对工作气隙、材料属性、动铁芯半径等参数进行仿真分析,得到CDC减振器电磁阀电磁力随各参数变化的关系曲线,分析了不同结构参数变化对CDC减振器电磁阀电磁力的影响。结果表明:电磁铁材料属性、动铁芯半径对电磁阀的电磁力与位移关系曲线影响较为显著,可通过改变相关参数对电磁阀开展优化设计。

一种汽车底盘发动机冷却系统的设计方法

研究了一种用于校核发动机冷却系统散热能力的计算方法。该方法通过计算发动机工作所需的散热量,进而推算所需散热器的散热面积,然后通过数据比较选择合适的冷却系统。

Research on the Mechanism of Multi-Sensor Fusion Configuration Based on the Optimal Principle of the Vehicle

In order to address the issue of sensor configuration redundancy in intelligent driving,this paper constructs a multi-objective optimization model that considers cost,coverage ability,and perception performance.And then,combining a specific set of parameters,the NSGA-II algorithm is used to solve the multi-objective model established in this paper,and a Pareto front containing 24 typical configuration schemes is extracted after considering empirical constraints.Finally,using the decision preference method proposed in this paper that combines subjective and objective factors,decision scores are calculated and ranked for various configuration schemes from both cost and performance preferences.The research results indicate that the multi-objective optimization model established in this paper can screen and optimize various configuration schemes from the optimal principle of the vehicle,and the optimized configuration schemes can be quantitatively ranked to obtain the decision results for the vehicle under different preference tendencies.

基于动态驾驶模拟器的底盘虚拟调校

为解决传统汽车底盘调校试验周期长、成本高、安全性低的问题,提出了采用动态驾驶模拟器进行底盘虚拟调校的试验方法。底盘虚拟调校与实车底盘调校车辆的动力学主客观试验对比结果表明,采用动态驾驶模拟器底盘虚拟调校能够替代传统的实车底盘调校。

纯电动汽车换电机构防腐性能设计及验证研究

本文通过针对纯电动换电汽车换电机构的防腐性能进行设计,策划了换电机构防腐性能验证方案,通过零部件盐雾腐蚀试验进行系统验证,通过整车道路强化腐蚀试验进行耐腐蚀可靠性验证,进而建立一套防腐性能优异、耐久性能稳定可靠的换电机构,和一套验证换电机构可靠的防腐性能验证方案,支撑纯电动换电汽车的发展。

智能汽车线控底盘技术的研究与应用

随着自动驾驶技术的快速发展,智能汽车线控底盘技术作为其核心组件,对于提升驾驶安全性、舒适性和效率具有重要意义。智能汽车线控底盘技术是一项关键的自动驾驶技术,通过利用先进的传感器、控制算法和通信技术,实现对车辆底盘系统的精确控制和稳定运行。本文深入探讨了智能汽车线控底盘的原理、关键技术及其在自动驾驶中的应用,并分析了当前面临的挑战和未来的发展趋势[1]。