多轴分布式电驱动车辆电液复合制动控制研究

针对多轴分布式电机驱动车辆电液复合制动中易出现的车辆制动抖动问题,提出了一种建压阶段电机制动力修正策略和一种基于前馈-反馈的协调控制策略,分别在建压阶段和其他阶段通过协调复合制动力来解决制动抖动的问题。针对防抱死控制系统与电机制动系统共同作用时的制动矛盾,提出了一种基于PID控制的ABS控制策略,主要通过改变电机制动力来解决制动矛盾的问题。通过TruckSim、Matlab/Simulink及AMESim联合仿真验证,制动冲击度在建压阶段下降了20.66%,在电机退出阶段下降了92.59%,驾驶感觉得到明显改善。而ABS控制策略也可在保证理想滑移率的同时完成制动能量回收;结合整车制动试验,表明协调控制策略在保证制动效果良好的同时实现了制动能量回收,效果显著。

关联用户的电驱动总成效率评价方法研究

为实现电驱动总成效率评价与用户端的关联,提出了基于用户实际行驶工况的效率评价方法。以采集的某型纯电动汽车用户工况数据为基础,基于核密度估计和马尔科夫链蒙特卡洛采样方法,预测了用户目标里程下的转矩-转速工况点分布。提出了以台架效率数据为驱动建立效率预测模型的方法,基于遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)建立了效率预测模型。结合用户目标里程下的转矩-转速工况点分布和效率预测模型,提出并建立了关联用户的电驱动总成效率评价方法。本研究为更加全面了解电驱动产品用户端使用特征、合理评价电驱动总成效率和电驱动总成效率匹配优化提供了参考依据。

电动汽车锂离子动力电池热失控测试与标准分析

锂离子动力电池的安全性是电池在电动汽车上大规模应用发展的一大挑战。锂离子电池热失控会导致冒烟、起火或爆炸,电池安全测试是帮助减少热失控威胁的关键。文章分析了国内外锂离子动力电池安全方面的测试标准,对过充电、强制放电、外部短路、加热与温度冲击、挤压等测试进行比较,分析了GB 38031-2020、UL2580-2020、UN/ECE R100.02-2013中的试验条件和参数的要求。指出相关标准存在的不足,希望能够为电池安全标准不断更新和优化作出贡献,建立更加科学的测试与评价方法。

基于多特征提取与灰狼算法优化SVM的车内异响识别方法

传统的异响识别方法对测试设备要求较高且易受实验员经验差异影响。针对这种情况,提出一种基于多特征提取与灰狼算法优化支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的车内异响识别方法。该方法以采集实验获得的6种车内常见异响作为研究对象,提取短时能量、小波变换优化的梅尔频率倒谱系数(DWT-MFCC)及其一阶差分组成混合特征参数,将灰狼优化算法应用于SVM的参数寻优中,建立异响识别模型并进行识别分类,同时探究选用不同维度的特征或不同算法对识别效果的影响。结果表明,所提取的25维混合特征能有效传达异响信息,该方法在收敛速度与识别准确率方面优势明显,能更好地实现车内异响的识别。

主减速器台架疲劳试验等效方法研究

为了提高主减速器台架疲劳试验的准确性和效率,提出了基于实际行驶载荷谱的台架疲劳试验等效方法。在采集用户和试验场实际行驶载荷谱基础上,基于雨流计数和精英策略非支配排序遗传算法关联用户路面,等效重构试验场道路工况和道路载荷谱。为验证等效方法的有效性,建立主减速器有限元模型并进行静强度分析,验证了网格无关性和模型有效性。结合瞬态动力学模型研究了不同转矩、转速与齿轮应力之间的关系,得到程序载荷谱幅值所对应的频次等效关系;结合转速与齿轮应力之间的关系和各转矩区间的转速概率密度分析,确定了各个等级载荷谱对应的转速,编制了旋转弯曲疲劳试验程序载荷谱;结合有限元模型,验证了编制载荷谱与原始载荷谱的等效关系。结果表明,齿轮在等效载荷谱的作用下与原始载荷谱的损伤部位一致,损伤值最大误差为0.15%,并且加速了4.7倍。

通过嵌合管来增强负Poisson比结构的耐撞性能

为了提高结构耐撞性,从而实现车辆轻量化,提出了一种嵌合管(由薄壁方形管嵌入双箭头格子而组成的)具有负Poisson比的增强型结构。通过负Poisson比的收缩效应,来增强负Poisson比结构和嵌合管的耦合作用。建立了增强型结构的有限元模型,并通过压缩试验,来验证其准确性;通过数值方法,在轴向载荷下,比较双箭头点阵结构、结构填充管和嵌合管负Poisson比增强型结构的耐撞性能,并进行了参数分析。结果表明:与双箭头点阵结构和填充管结构相比,增强型结构的总吸收能量为1.12 MJ,提升了约40%;比吸能13.2 kJ/kg,提升了约30%;短梁的夹角70°、长梁的夹角40°、长梁厚度1.4~1.6 mm、短梁厚度1.2 mm的结构填充管结构,具有较大的比吸能和较小的碰撞峰值力;增加嵌管厚度显著提升耐撞性能,但结构质量急剧增加,嵌管厚度达到1.2 mm左右时,兼顾耐撞性和轻量化的需求。

基于特种车辆摆臂实测载荷的参数估计拟合外推研究

以特种车辆摆臂实测载荷数据为依据,对实测信号进行编制得到了实摆臂的二维载荷谱,并对其进行了参数估计的拟合外推分析,确定了幅值和频次关系服从威布尔分布优于对数正态分布,均值和频次关系服从正态分布,并将外推后的结果与实测信号进行对比验证。结果表明:参数估计拟合外推的结果在合理误差范围内;预测的极值和频次更接近于实测值,初步验证了参数估计拟合外推方法在特种车辆领域应用的合理性。

基于实测载荷的牵引车双腔油箱失效研究

针对某牵引车双腔油箱内部实心隔板结构失效且载荷不易获取、量化等问题,提出了一种基于实测载荷的油箱失效研究方法。使用扫描电镜对样件断口进行观测分析,确定失效模式为疲劳失效;基于燃油的力学特性分析,双腔油箱失效主要原因是由单阻尼挡板提供的晃动阻尼不足,导致实心隔板受到冲击力过大;增加多孔阻尼挡板,可降低行车过程中燃油晃动对实心隔板的冲击力,对油箱进行结构优化;油箱优化前、后关键位置安装了传感器,在试验场进行双腔油箱优化前、后两种状态下实心隔板应变载荷采集,对载荷数据进行幅值、雨流及统计分析,对优化前、后油箱实测载荷进行量化分析,优化后载荷最大幅值下降比例超过60%,表明增加阻尼挡板可显著减小实心隔板受到的冲击载荷;优化后试验场路试未出现油箱失效问题,表明优化后实心隔板应变载荷低于油箱的疲劳极限,提高了油箱实心隔板的疲劳寿命;油箱结构优化后满足安全需求,为产品后续优化和下一代新产品开发提供理论指导和数据依据。

回热器对CO_(2)驻车空调系统制热性能影响的研究

为了提升驻车空调的制热性能,搭建了一套带回热器的跨临界CO_(2)驻车空调系统,在焓差室中实验研究了有无回热器时气冷器出口温度与排气压力对系统的性能影响。结果表明:在排气压力分别为8.5、9.0、9.5 MPa时,气冷器出口温度从20℃升高至35℃时,制热COP_(h)降低幅度分别为29.7%、19.9%、16.4%;系统使用回热器后最优排气压力下降,下降幅度分别为4.4%、6.1%,对应的最大COP_(h)增加幅度分别为3.2%、3.7%。通过曲面拟合得到了系统使用回热器时提升制热性能的排气压力与气冷器出口温度关联式,该式对回热器在跨临界CO_(2)驻车空调系统制热模式下的实际应用有一定指导意义。

基于大数据的电驱动桥可靠性测试工况开发

对用户使用场景下的车辆运行数据进行分析与研究,是构建电驱动桥可靠性测试工况的基础。通过车辆运行大数据平台获取轻型电动商用车实际用户的行驶数据,并对其在不同场景下的载重比例、道路类型、行驶里程和时长进行统计分析,定义出典型的电动轻卡用户使用特征。基于用户使用特征开展典型区域的实车电机转矩和转速等信号的采集,再运用蒙特卡洛方法拟合出大样本用户下的损伤分布,通过里程外推得到等效用户全寿命周期的伪损伤目标。最终通过损伤等效加速处理,得到台架可靠性测试工况。设计人员可依据台架测试结果直接评估电驱动桥是否达到里程设计目标。本研究成果为行业开发电驱动桥台架可靠性测试规范奠定了基础。

纯电汽车电池仓安全性分析

随着纯电汽车续航里程不断增加,电池仓能量密度被提高,其尺寸也被增大。而压铸工艺无法满足大尺寸电池仓的生产,有必要对电池仓进行分体生产。为检验分体后电池仓的安全性,采用HyperMesh建立某动力电池仓下壳体分体后的电池盒前侧板有限元模型以及对其进行前处理,模拟电池盒前侧板装配在车架上承载电池模组的工作状态;然后基于Optistruct对其进行约束模态分析、不同行驶状态下静力学工况分析以及锂电池组高温工况下热变形热应力分析,以验证电池盒前侧板的动静态特性。最后采用LS-DYNA模拟电池盒前侧板在1 m高处倾斜5°进行跌落试验,以验证其抗冲击性能。结果表明,电池盒前侧板在约束模态分析、静力学工况以及高温工况均能满足安全标准及强度要求。在跌落模拟试验中电池盒前侧板局部区域集中分布的等效应力大于材料屈服强度,需要增加该区域的壁厚,从而提高刚度。

汽车线路故障对汽车损坏后果的试验研究——以迈腾汽车点火控制电路对地短路故障为例

从汽车维修教学中对汽车设置线路故障的风险问题出发,从经济性和安全性的角度,提出一种基于试验研究的预判汽车线路故障对汽车损坏后果的方法。试验的策略可归纳为(:1)为简单、低值电器部件单独搭建其必要的工作电路,并对这些工作电路设置目标故障,再验证目标故障对这些电器设备的损坏情况,进而预测出该故障对整车可能的损坏后果(;2)对工作条件比较复杂的电器设备,可借助原车的部分电路开展试验(;3)对于较为贵重的电器设备,采用旧车拆车件进行试验。以大众迈腾汽车1.8升CEAA发动机点火控制线路对地短路故障为例对该方法进行了进一步的阐述。该试验方法可以为汽车电路故障诊断教学中预判电路故障设置后果提供有益参考。

模拟路面负载的驱动电机扭转疲劳试验系统升级研究

目前的驱动电机扭转疲劳试验系统无法实现高精度模拟路面负载加载功能,为了精确开展电动汽车驱动电机扭转疲劳试验,文章以频域迭代自学习控制方法为基础,对现有的电动汽车驱动电机扭转疲劳试验加载系统进行升级,根据扭转疲劳试验加载系统结构原理建立了系统仿真模型并进行仿真,通过采集试验场强化路面负载完成了对升级后的扭转疲劳试验加载系统的试验验证,试验结果表明:改进后的试验系统能够高精度模拟路面负载,具有重要的工程应用价值。

基于路谱采集的牵引车氢气瓶固定支架动态分析研究

以某一牵引车氢气瓶固定支架为例,介绍了其耐久失效现象,通过整车道路载荷谱采集和动态特性分析,确定了薄弱部位和改进方向,并对改进后的支架进行验证试验,结果发现未出现疲劳失效。所研究内容为后续产品验证和改进设计提供了重要的参考。

摩托车铝合金车轮轻量化研究

摩托车车轮的自身质量会影响操控性能和成本。为了合理设计车轮结构及尺寸,文中采用拓扑优化的方式,合理地选择优化目标、设计约束及相关的制造约束,在保证车轮具有较大刚度和强度的同时,获得材料的最佳分布,从而保证结构有合理的载荷传递路径。基于拓扑优化结果,对车轮的相关尺寸进行参数化,建立参数化模型,最后在参数化优化软件中搭建车轮的优化流程,实现车轮的自动优化。结果表明:参数化优化后的车轮质量减小了13.3%,采用拓扑优化和参数化优化技术能有效提高车轮减重的效率和准确性。

电驱动系统带载工况下电磁干扰试验

利用自主研发的电磁兼容试验系统进行了基于带载工况的EMI试验,研究了电驱动系统在多工况下的EMI特性。首先进行了高低压上电传导发射试验研究,发现高压上电对低压系统形成严重耦合干扰;其次进行不同工况下辐射发射和高压传导发射的试验研究,发现带载的辐射发射和高压传导发射EMI明显高于空载,且随着转速的升高电磁干扰值逐渐增大。结合试验研究,对某款电驱动系统在带载状况下高压传导电磁干扰仿真建模,并通过带载EMI试验进行了验证,结果表明在9 kHz~30 MHz频段范围内,电驱动系统各带载工况下的传导发射仿真与测试频谱具有较好的一致性,谐振点误差不超过6 dB,验证了带载仿真模型的准确性。

车用电动空调压缩机ECU测试方法研究

基于目前车用电动空调压缩机ECU测试项繁多、工序复杂以及无法针对性测试等问题,设计了一套结构合理、操作便捷、自动化水平较高的控制器测试方案。方案涵盖参数标定、过欠压保护、负载模拟和通讯功能等多个模块的测试,并搭建测试台进行硬件在环测试。最后对测试结果分析,表明测试方案能满足某型号ECU性能测试需求,测试系统稳定可靠。

考虑材料硬度与缩径量的橡胶衬套各向刚度优化设计

【目的】通过对橡胶衬套各向刚度的优化设计以指导产品设计,以期大幅缩短橡胶衬套的研发周期。橡胶衬套作为新能源汽车、特种车辆、动车组等载运工具的重要连接件,对整车操纵稳定性起着至关重要的作用。【方法】为了避免工程实践中反复调试的繁琐工作,提出了一种考虑材料硬度与缩径量的橡胶衬套各向刚度(径向刚度、轴向刚度、偏摆刚度和扭转刚度)优化设计方法。首先,采用Ogden模型作为橡胶衬套的本构模型,通过试验设计与有限元分析相结合的方法,计算不同内芯外径、橡胶高度、缩径量和材料硬度下衬套各向刚度;然后,建立各向刚度的二阶响应面模型,利用拉丁超立方抽样和方差分析,检验响应面模型精度;最后,根据遗传算法,建立含各向刚度为设计变量的多目标优化模型,并对优化结果进行试验验证。【结果】研究表明:径向刚度、轴向刚度、偏摆刚度和扭转刚度的试验结果与目标值的相对误差分别为7.72%,9.06%,-6.33%和9.16%,均在±10%以内,满足工程应用的要求。【结论】试验结果验证了所建立的各向刚度二阶响应面模型的有效性,以及所提出优化设计方法的可行性,为橡胶衬套产品设计提供指导,可极大地缩短橡胶衬套的研发周期。

基于用户场景的零部件可靠性分析方法研究

为制定完整、有效的汽车零部件寿命数据可靠性分析方法,以某重型牵引车离合器从动盘的可靠性为研究对象,针对在用户实际使用试验中收集的该零部件寿命数据,通过对比不同分布模型与其寿命数据拟合的符合性选择最优模型,并在此基础上进行统计分析获取可靠性度量的相关信息,如B10寿命、平均寿命等,最后结合不同的用户使用场景对该零部件的可靠性展开评价。结果表明:基于特定分布的参数模型方法样本需求量小、结果精度高,同时引入用户场景的可靠性评价结果可以根据市场定位为车辆改进设计提供可靠依据。

泊车辅助系统控制器辐射发射测试失效分析

零部件辐射发射测试时泊车辅助系统控制器在2.625 GHz单频点出现频点超标问题,不符合零部件电磁兼容性(EMC)设计规范要求。为了详细分析问题产生原因,通过对整个测试链路及印刷电路板(PCB)进行远、近场排查分析,最终定位噪声源头为泊车辅助系统控制器内部冗余未应用的千兆以太网时钟信号,该时钟信号通过PCB上断折线形成的无意天线对外辐射,从而导致辐射发射测试超标。通过采用更新软件,关闭该时钟驱动,低成本解决了泊车辅助系统控制器辐射发射超标问题。