基于模型预测控制的燃料电池汽车能量管理控制策略研究

为了提高燃料电池汽车的经济性和部件的耐久性,提出一种基于实时模型预测控制(MPC)和庞特里金极小值原理(PMP)的燃料电池混合动力汽车能量管理策略。该策略采用模型预测控制实现燃料电池和电池之间的能量分配,降低总等效氢消耗;通过反向传播神经网络(BPNN)获得预测速度序列,利用极小值原理求解每个预测区间的最优控制问题。与基于规则的策略(RB)相比,该策略可以在保持电池荷电状态稳定的同时减少10.97%的总等效氢消耗量。

纯电重型商用车四电机系统动力性及经济性研究

为研究集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统应用在纯电重型商用车上的动力性及经济性,根据整车动力学原理,基于相同车辆配置,建立了配备集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统和单电机-6AMT变速器系统的整车动力学模型,设置不同的电机、变速器、换挡点、工作电机数量等参数,并根据动力性及经济性工况,仿真得到动力性及经济性结果,再进行试验验证。结果表明,集中式中心驱动四电机-4AMT变速器系统的动力性及经济性优势明显。

新能源商用车平顺性计算平台开发

车辆平顺性是决定车辆底盘性能的重要性能指标之一,文章建立了七自由度车辆模型和路面激励模型,并以MATLAB为工具开发了车辆平顺性设计计算界面平台。以某型纯电动轻卡研发为例,运用该计算平台完成车辆平顺性指标优化设计,计算结果与实车试验数据对比,进一步验证了各模型和计算方法的有效性。该计算平台可为车辆底盘性能开发提供支持。

轻型商用车的VPG技术及应用研究

为了提高悬架系统零部件耐久分析精度,减少开发周期,降低开发成本,首先本文制定了适用于轻型商用车使用场景的悬架系统耐久分析工况和试验工况,然后建立整车多提动力学模型,应用虚拟试验场(DVP)技术,进行时域下的虚拟试验场道路的整车动力学仿真,并对悬架系统零部件进行载荷分解。最后采用分解后的载荷进行零部件的有限元分析。该方法更真实的反映了整车在实际路面悬架受力情况,考虑因素更加全面,精度更高,分析方法更加有效。

车门外开手柄外壳断裂分析

对断裂车门外开手柄外壳进行了材料一致性与力学性能分析、断口形貌分析、结构分析、应力分析、失效模拟,发现材料一致性和力学性能均符合设计要求,该零部件在远离注塑进料胶口且壁厚较薄的尖端容易发生应力断裂。通过将外壳与骨架间隙由0.2 mm增加到1.2 mm、外手柄尖端转角由直角链接改为斜面和圆弧过渡、工艺设计上改变模具进料胶口位置、固定模具温度为50~60℃、注塑前的烘料干燥时间由1 h增加到2 h、注塑后增加80℃/1 h烘烤去应力工艺、保压时间从7 s缩短为4 s,能够降低应力,解决外开手柄断裂问题。对优化设计后的零部件进行验证与跟踪,未再出现类似失效情况。

基于汽车虚拟拆装软件的“汽车拆装实训”课程改革与试验研究

【目的】解决学生学习“汽车拆装实训”课程遇到的困难,提高教学效果。【方法】通过调整教学内容,适当压缩理论教学学时,增加实践教学学时,引入基于汽车虚拟拆装软件的虚拟拆装上机教学,同时在教学过程中通过增加过程性考核的方法实现课程改革。为科学分配教学学时,以增加的实践练习学时、软件教学学时、过程性考核次数为试验因素,以“汽车拆装实训”课程通过率为试验指标,设计三因素三水平正交试验,分析增加的实践练习学时、软件教学学时、过程性考核次数对“汽车拆装实训”课程通过率影响的显著程度,确定试验因素的显著性主次顺序为软件教学学时﹥过程性考核次数﹥增加的实践练习学时,并利用SPSS软件对试验数据进行分析,建立多元回归线性数学模型,对数学模型进行试验验证。【结果】实践教学环节增加15学时,汽车虚拟拆装软件教学环节增加20学时,并辅以2次过程性考核后,学生对“汽车拆装实训”课程要求的知识点与技能点的掌握程度有显著提高,“汽车拆装实训”课程学生平均通过率从49.21%上升至84.67%。【结论】该教学方法可以有效提高“汽车拆装实训”课程教学质量以及学生对相关知识点、技能点的掌握程度。

双横臂悬架车轮定位灵敏度分析及公差研究

车轮定位在底盘悬架系统开发和生产尤为重要。双横臂悬架系统相比于常见的麦弗逊悬架系统增加了零部件和铰接点,所以定位参数较难控制。针对此问题,首先进行了悬架系统硬点的K&C(运动学和弹性运动学)分析,并保证车轮定位参数的动态变化率在合理范围;然后进行双横臂关键硬点的灵敏度分析,制定工程化操纵方便的定位参数调整方案和调整量;最后对车轮定位参数的尺寸链的公差分析研究,并严格管控零部件公差和整车装配公差。从而确保悬架系统在量产时达到车轮定位参数一致性要求,避免轮胎异常磨损和跑偏问题的出现。

商用车怠速车内振动优化研究

针对某商用车怠速车内振动大且劣于竞品车的问题,通过实车测试排查,主要原因为动力总成悬置隔振性能较差。建立悬置系统模型,采用多目标优化方法,以系统固有频率、各方向模态解耦率为目标,以悬置软垫三向刚度为变量,结合供应商制造能力,获得了两组满足优化目标且工程上可实现的悬置软垫刚度组合。通过实车对比验证,最终选取了隔振性能最优的方案,优化后,怠速车内振动改善61%,与竞品车相当,达到优化目标。

轻型商用车非独立悬架系统减振器设计经验

随着国家对新能源汽车产业政策的大力支持,以及电商行业的快速发展,许多商用车厂家纷纷加大对轻型商用车的研发投入,尤其在新能源商用车领域更是给予很高的重视。文章结合多年的轻型商用车项目开发实践,介绍轻型商用车非独立悬架系统减振器设计开发过程中结构选型与安装方式、DMU模型搭建、运动校核等,供工程技术人员在项目开发中参考。

基于Adams/car的重卡牵引车钢板弹簧平衡悬架 运动学分析与设计

为更好提高钢板弹簧平衡悬架重型卡车的行驶性能,应用离散梁单元方法创建了某重型卡车平衡悬架钢板弹簧的多体动力学模型,建立悬架动力学模型。基于动力学模型,计算垂直运动、侧向力运动、纵倾运动、扭转运动工况,从侧倾中心、后倾角变化、轮距变化和球头受力分析悬架,提升悬架性能。

基于正向人机工程的整车主要尺寸控制策略研究

正向人机工程开发遵循“以人为本、由内向外、内外结合、统筹分配”原则。基于正向人机工程开发原则,定义整车尺寸链,实现整车人机操作舒适性、视野安全性、仪表可视性整车性能。优秀的人机工程控制策略,有利于整车平台化、系列化开发及产品竞争力提升。重点阐述基于正向人机工程的整车10个关键尺寸控制方法和整车X、Y、Z方向尺寸链控制策略,为产品平台车型主要尺寸开发奠定基础。

麦弗逊悬架车轮转角波动校核分享

麦弗逊悬架是最常见的独立悬架之一,由于具有明显的布置空间和成本优势,被广泛应用于众多车型。在设计开发过程中,除了需要进行悬架系统运动空间校核外,对转向系统的布置硬点也需要进行布置合理性校核。本文介绍通过 CATIA 软件的 DMU 模块模拟转向系统方向盘输入转角与轮胎转角的对应关系,校核当方向盘匀速转向时,车轮转角是否具有较好的线性输出特性。

半拖曳臂悬架设计与性能分析优化

在底盘平台化开发中,为兼顾车辆舒适性和承载性,同时考虑驱动和布置空间,需要设计一套满足多种性能需求的半拖曳臂悬架系统。该悬架系统能够提供高承载,减小后悬架垂向布置空间,优化车辆操纵稳定性和平顺性能,兼顾MPV车型对舒适性的需求和VAN类车型对高承载和操稳性能的需求。基于此,首先分析半拖曳臂悬架关键点,优化硬点布置和拖曳臂关键尺寸,以在平台悬架的设计过程中折中通用化设计,然后进行动力学理论推导和弹性原件的匹配计算,最后通过动力学模型进行悬架运动学性能对比分析和验证。结果表明,开发的半拖曳臂悬架是一套高承载、空间小、舒适性好和操纵稳定性优越的悬架系统。

麦弗逊悬架DMU运动校核搭建与输出分享

麦弗逊悬架是乘用车最为常见的悬架形式,一般应用在A级至C级车型的前悬架。由于麦弗逊悬架所需布置空间小,成本低,舒适性相对非独立悬架显著提高,在轻型商用车领域也逐渐开始普及。麦弗逊悬架作为独立悬架的典型结构形式,由于摆臂、减振器、螺旋弹簧、稳定杆、转向拉杆、驱动轴等运动件高度集中,其运动空间校核尤其重要。本文结合项目开发实例,介绍麦弗逊悬架DMU运动空间校核模型搭建、校核结果输出方法,可供项目开发人员及工程技术人员参考。

双横臂悬架DMU运动校核模型搭建与校核方法分享

双横臂悬架多用于高端的乘用车,可匹配阻尼可调减振器、空气弹簧等元件,使整车舒适性和操控性更好。随着技术进步,双横臂悬架在高端商用车领域逐渐普及,如高端轻卡、轻型客车等。双横臂悬架的上摆臂、下摆臂、减振器、转向拉杆等零件集中布置,对空间要求很高。为防止发生装配困难、运动干涉等,零件的运动空间校核显得尤为重要。本文介绍双横臂悬架DMU运动空间校核模型搭建,及运动校核结果输出方法,可供工程技术人员参考。

纵置板簧系统刚度影响因素的研究与分析

针对板簧、吊耳和支架组成的悬架系统刚度异常高于板簧刚度的问题,分析了其影响因素,运用Adams/car模块仿真分析各因素的影响。以某6t轻卡悬架为例,分析刚度偏离的影响因素,制定优化措施,验证优化效果。该分析方法为悬架系统开发完善了设计方法。

电控喷油器喷雾特性测试平台的开发

设计并搭建了以定容弹为基础的电控喷油器喷雾特性测试平台,主要由定容弹、燃料供给系统、数据采集系统和时序控制系统等部分组成,能够便捷地调整和检测各种环境参数和喷射控制参数。该测试平台包括一套由喷油器、预混室和混合气喷射器3个可独立拆卸部分组成的空气辅助喷射系统,能够更直接地进行有/无空气辅助的喷雾特性对比研究。通过甲醇低压喷雾特性和柴油空气辅助喷雾特性实验对测试平台的可行性和有效性进行了验证,结果表明,该平台具有构造简单、使用方便等特点。同时,该测试平台可用于本科生的实验教学,提高学生对实验平台设计和喷雾特性实验的理解,掌握喷雾相关原理、实验研究及数据处理的方法。

增程式轻卡排气消声器声学性能分析与优化设计

针对某增程式轻卡排气口噪声高的问题,通过实车测试及分析,确认主要为中低频噪声贡献。采用数值计算方法对排气消声器进行声学分析及空气动力学分析,在确保排气系统压力损失满足设计要求的前提下,对消声器内部结构进行优化设计。实车验证结果表明:消声器优化后,整车定置增程器充电工况下排气口噪声总声压级降低了3.0dB(A),加速工况下问题转速点处排气口噪声声压级显著降低,排气口噪声大的问题明显改善。

增程式发动机失火、爆燃造成飞轮断裂的研究

某增程式电动样车在高速高功率增程模式下出现了飞轮断裂故障,针对增程器双质量飞轮所有断裂原因进行逐一排查,锁定主要可能原因为软件控制策略不完善导致飞轮所受冲击过大。对增程式样车在不同工况下的飞轮受力情况进行了测试,结果显示发动机失火、爆燃时的飞轮冲击转矩均超过了极限,分别导致了飞轮的变形和断裂。通过发动机和增程器两方面控制策略的优化,如修正发动机爆燃控制模型、设定发动机进气温度阈值、在增程器控制中添加降功率策略的第二重保护等,避免了发动机失火、爆燃的发生。优化控制策略后的增程式样车经过了转鼓试验台、实际试验场的高温环境试验及3×10~4 km实际道路耐久试验的验证,试验后拆解显示飞轮完好。

重型甲醇发动机增压器匹配仿真与试验

针对13 L M100甲醇发动机增压器匹配开展相关研究工作。基于发动机相关数据建立一维热力学模型并进行数值计算与仿真分析,针对发动机油耗率、废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率、排温、喘振裕度等综合因素匹配出最优增压器并进行试验验证。试验结果显示,增压器方案1在转速为1200 r/min时EGR率为20.5%,外特性最低油耗率可降至438 g/(kW·h),最大涡前排温为700℃,满足发动机性能开发指标。