机械外载下新能源汽车高压线束失效风险试验研究

新能源汽车的普及和发展急需解决电池系统的碰撞安全问题。文中选取动力电池系统的典型碰撞失效工况,设计了高压线束剪切和穿刺试验装置,使用万能试验机进行不同速度的加载和失效载荷测量,使用数字图像相关法(DIC,Digital Image Correlation)测量线束变形及失效位移,获得了高压线束在不同载荷工况下的力学特性和失效行为。研究结果表明:电池高压线束的失效特性与载荷工况、加载速度及加载接触面积高度相关。剪切试验中随着加载速度的增大,失效载荷也不断增大;穿刺试验失效载荷随着冲头直径增大而显著增加。

仿枪虾虾螯纵向混合负泊松比结构设计与耐撞性研究

为提高汽车安全防护结构耐撞性,以枪虾虾螯(大螯)作为仿生原型,通过生物实验提取虾螯微观结构,设计了24种仿生混合负泊松比吸能结构。以质量比吸能(SEA)、结构平均压溃效率(CFE)、初始峰值载荷(IPF)作为评价结构耐撞性的主要指标,借助经过验证的有限元模型对设计结构仿真模拟,经过结果数据分析确定影响结构耐撞性指标的关键参数a(胞元内凹深度),结合实际工况利用加权组合综合评价方法选出最优耐撞性结构。结果显示,当a=6.80 mm时的BCDA型混合结构耐撞性能最优,优化后SEA=3.21 kJ/kg,IPF=8.58 kN,CFE=31.29%。与单一胞元结构相比,优化后混合模型IPF最高降低35.24%,SEA最高提升35.72%,CFE有所下降,最多降低47.20%。

自动驾驶场景类间相似特征自适应分类网络

解决类间相似度问题是自动驾驶场景分类研究中一项充满挑战的任务,主要研究在相似度较高的真实复杂交通场景中,利用网络学习目标特征的差异性,并构建特征之间整体关联性进行场景分类。提出一种多尺度自适应特征筛选的自动驾驶场景分类网络。采用双重多尺度特征提取模块预处理,初步提取不同尺度下的类间相似特征;设计了特征分化筛选模块完成场景相似特征筛选,使网络更关注不同场景类别的典型易区分特征;将特征筛选结果和多尺度特征图共同传递至特征融合分类模块进行场景分类,捕捉场景特征之间的关联性;由自适应学习算法通过输出结果动态调整训练参数,加快网络收敛速度并提升精度。所提方法在三种数据集BDD100k、BDD100k+和自制数据集上与现有网络方法进行比较,相较Top2网络在精度上分别领先了3.29%、5.59%、12.65%(相对),实验结果表明了所提方法的有效性,并展现了很好的泛化能力。提出的场景分类方法旨在学习不同复杂场景类别下的典型易区分的特征及其关联性,降低多目标类间相似的影响,使得在真实交通场景数据集中场景分类结果更加准确。

自主车辆前馈NMPC路径跟踪控制方法研究

在弯道等大曲率场景中,车辆转向系统的迟滞和车辆模型的线性化会导致转向不足和稳态误差,从而影响自主车辆路径跟踪精度和响应速度。为了解决这一问题,提出了一种路径跟踪框架。该框架在弯道等大曲率场景,触发前馈控制控制器,输出理想转角序列,提前使转向机构到达最优转角附近;随后将引入排斥目标函数的非线性模型预测控制器优化求解出的最优控制序列作用于车辆,刷新理想转角序列。搭建自主车辆实验平台,在不同场景下进行仿真验证,结果表明,与忽略滞后的传统模型预测控制相比,前馈非线性模型预测控制器跟踪精度和响应速度方面的性能有所提高。特别是在弯道等大曲率场景中,所提出的框架将横向均方根误差降低了近30%。

新能源汽车高压线束在机械外载下失效试验及仿真研究

随着新能源汽车的发展和普及,针对其电池系统碰撞安全研究的重要性日益凸显。高压线束作为新能源汽车高压电气系统的关键零件,研究其在碰撞工况下的电安全性能尤为重要。本文基于电池系统在碰撞工况下其高压线束可能遭受的典型挤压外载,选取直径15.8 mm的线束设计了D5柱面和V60楔面两种工况动静态挤压试验,试验过程中实时监测冲头与线束内部导体之间短路的发生,并对护套、绝缘层、导体3种组份材料进行拉伸、压缩等试验标定相应材料模型。通过线束结构试验和组份材料试验分别标定线束的单组份均质化模型和导体-等效绝缘层双组份模型。研究结果表明:线束在机械载荷下有很强的动态效应,动态下的力学响应升高。线束的短路行为与外载工况、加载速度高度相关。两种高压线束仿真模型利用单元删除来预测线束短路的仿真结果与试验结果基本一致,两种模型均可准确地预测线束在挤压工况下的短路风险。

低碳出行导向下城市居民共享交通方式选择行为研究

共享交通出行方式对合理分配城市运输资源、完善城市交通体系、降低交通领域碳排放具有重要意义。基于随机效用最大化理论,考虑出行行为心理属性等在内的4方面属性因素,构建基于能够反映个体异质性偏好的混合Logit模型,并利用贝叶斯MCMC算法对模型求解。以南昌市为例进行实证分析,结果表明:共享出行的选择行为和选择意向存在较大差异;交通方式相互作用机理明显,衔接性不够成熟;乘客对网约车的安全性关注度较高,性别和自然因素对网约车选择行为影响水平显著;单车停放点的不确定性降低了单车共享出行的依赖性水平。

汽车碰撞驾驶员下肢行为响应及损伤分析

当前汽车碰撞试验中所用假人为标准姿态,忽略了驾驶员本能应急行为对自身损伤的影响。基于此问题,通过搭建沉浸式驾驶模拟器获取碰撞环境下驾驶员下肢姿态的变化特征并利用有限元方法对碰撞场景进行模拟仿真,最终通过数据分析对比驾驶员应急行为下人体各部位损伤情况。研究结果表明:当脚部位于油门踏板上时驾驶员头部以及大腿损伤较为严重,脚部踩压制动踏板时,胸部压缩量相较于其他姿态峰值增大了22.3%,脚部位于制动踏板上时颈部伸张力矩峰值最大,粘性指数峰值减小了25%。驾驶员下肢行为变化时其身体运动姿态、各部位的损伤程度有明显差异且与标准姿态相比各部位损伤情况也有显著不同。研究结果能够为针对中国驾乘人员的车辆安全防护设计提供新思路,同时对国内碰撞法规的完善具有很好的参考价值。

危险品运输车辆自主紧急制动控制策略研究

自主紧急制动(AEB)系统作为车辆主动避撞的有效手段之一,必将成为我国重型商用车辆强制性配备装置。在分析AEB系统工作原理的基础上,以实现危险品运输车辆AEB系统的预警和自主制动干预为目的,提出了一种基于安全距离模型的AEB系统预警算法,建立了基于危险状态因子的分级控制策略,采用Trucksim软件对提出的危险品运输车辆的AEB控制策略进行了两种仿真测试场景下制动效果的验证。仿真结果表明:所提出的AEB控制策略是有效的,满足AEB系统的相关法规及性能要求。

儿童安全座椅侧面碰撞头部保护研究

根据欧洲儿童乘员约束系统法规(ECE R129)要求,建立台车座椅约束系统模型,施加法规中规定的速度曲线,以模拟汽车在侧面碰撞事故中后排儿童乘员的头部损伤情况。通过台车侧撞试验,验证了所建有限元仿真模型的有效性。通过压缩试验,对30倍发泡率EPP材料力学性能进行测定,确定采用包含应变率效应的MAT83材料卡片,以模拟EPP材料头枕在碰撞工况下的力学响应。以儿童乘员头部3 ms加速度和HPC作为评价指标,对比分析EPP材料和普通材料对儿童乘员头部的保护效果。结果表明:与普通材料相比,采用EPP材料后,Q3假人模型HPC降低24.9%,头部3 ms加速度降低8.1%,有效降低了汽车侧面碰撞对儿童头部的损伤。

汽车拼焊B柱成型工艺与耐撞性分析

为提高某新能源车型B柱耐撞性,采用拼焊成型的B柱结构,从成型工艺、结构耐撞性方面入手,在Dynaform成型仿真和LS-dyna碰撞仿真的基础上,对拼焊B柱结构进行改进设计。在冲压成型数值仿真中,研究了激光拼焊B柱成形极限、厚度变化和应变状态对成型过程中产生起皱、拉裂等缺陷的影响,通过控制工艺参数和修改模具结构,避免此类缺陷的发生。改进结果在满足侧撞法规的前提下,拼焊B柱质量减轻17.5%,最大侵入量减小14.38%,B柱侧撞最大加速度减小19.3%。

“惯容-弹簧-阻尼”半主动悬架鲁棒控制研究

为有效协调车辆乘坐舒适性与行驶安全性,引入"惯容-弹簧-阻尼"(Inerter-Spring-Damper,ISD)结构,并与"弹簧-可调阻尼"构成两级串联式新型半主动悬架结构。为验证该结构的合理性,首先在AMESim中构建了ISD半主动悬架模型,并采用MATLAB/Simulink建立了路面模型和鲁棒控制器模型,然后对ISD鲁棒控制半主动悬架进行了联合仿真分析。结果表明,与ISD悬架相比,ISD鲁棒控制半主动悬架明显衰减了车身垂直振动,抑制了车轮共振,提高了轮胎接地性能,协调了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性之间的矛盾。

道路交通事故责任智能化在线快速划分方法研究

为提高智慧交管建设水平,提升执法效率、降低执法成本,对交通事故中当事人责任智能快速划分进行研究。使用Pearson相关系数来计算全部特征与事故责任的相关系数,挑选出与事故责任划分高度相关的数据特征;基于道路交通事故数据及挑选出与事故责任划分明显相关的10个因素为评价指标,使用高效梯度提升决策树(XGBoost)算法对事故责任进行建模预测,结果相对准确,为78.9%,但存在模型对缺失样本分裂方向的处理能力有限及模型过拟合问题;通过参数优化和模型融合方法对XGBoost算法进行优化。结果表明:优化后的算法能有效地自动学习出缺失样本的分裂方向,模型融合对缺失值的处理率已提升至94.8%,处理率提升了50%,缺失样本的分裂方向通过模型融合基本全部得到有效学习,预测结果对比原始算法准确度提升至87.2%,交叉验证结果也表明该算法在交通事故责任智能认定中的适用性。

超混杂纤维金属层板成形方法研究进展

纤维金属层板(Fiber Metal Laminate,FMLs)作为一类兼具金属和复合材料优势的超混杂材料,凭借其优异的性能在航空航天和汽车领域应用广泛,其中商业化最成功的是玻璃纤维增强铝合金层板。首先按照组成金属与增强纤维的种类将纤维金属层板的分类进行介绍,并对其历史背景与研究进展进行了回顾。由于各成形方法涉及的变形机理不同,结合成形过程中几何尺寸和工艺参数对FMLs成形性能的影响,对其回弹、起皱、分层和开裂等成形缺陷和成形难点进行了分析。综述了现阶段国内外自成形、冲压成形、喷丸成形、充液成形和激光成形等技术的发展与应用现状,并对每种技术的优缺点及适用零件的类型进行探究。深入讨论了现有成形技术所遇到的挑战,其中重点对充液成形与冲压成形进行介绍。此外,简要介绍了FMLs在成形过程中的变形机理、变形模式和成形质量。在对各方面因素进行全面分析的基础上,讨论了FMLs成形技术未来的发展方向与挑战,此工作对科研人员未来开发新的成形方法具有一定意义。

面向地下停车场的寻车导航研究

由于地下停车场空间较大,各区域的场景和标志物相似,人员寻找车辆或寻车离场时往往会遇到一定困难,因此如何实现地下停车场导航是亟待解决的难题。研究利用优化的PRM算法规划全局路径,从指定起点到达目标位置的路径是符合给定车头方向的最优路径,规划完成后对路径点进行分析,可以得出行驶过程中所需要的导航信息。该研究成果可为封闭场景下的快速寻车和导航提供新的解决思路。

对歧管式催化转化器流场的设计分析及结构优化研究

紧耦合式歧管架构下的催化转化器,通常配有某规格下的氧传感器。经由三维态势的模拟运算,采纳常用的流体力学,解析了转化器固有的总体流场。拟定出来的运算模型,描画了周边范畴的涡流走向;依循计算得来的数值,对体系以内的歧管,妥善予以改造。经由改造得来的新传感器,改善了原初的周边流场,消除掉了偏多涡流。载体气流特有的不匀称系数,也随同下降;排气背压缩减,总体架构被变更及完善。

多维恶劣场景下基于有限状态机的决策控制方法研究

由工信部发布的《智能网联汽车生产企业及产品准入管理指南(试行)》(征求意见稿)中的第七条和第九条规定:智能网联汽车产品应能采取风险减缓措施以达到最小风险状态;应满足预期功能安全等过程保障要求,避免车辆在设计运行条件内发生可预见且可预防的安全事故。本文提出了一种在多维恶劣场景下,基于有限状态机的自动驾驶车辆安全行为的决策方法。该方法包括,当L3及以上级别自动驾驶车辆行驶过程中在遇到恶劣的天气和湿滑的交通路面场景时,触发有限状态机在该状态下进行车辆运行状态的切换,采取风险减缓措施,使自动驾驶车辆低速行驶以达到最小风险状态。从预期功能安全角度出发,考虑了道路层和气象层两个维度的场景,并进行了综合处理,控制车辆在不同场景下安全行驶。

新能源汽车企业财务绩效评价

近些年,随着环境问题日益严峻,能源供应逐渐紧张,社会对节能环保新兴产业的发展越来越重视。在汽车领域,我国正在不断推进新能源汽车的研究,新能源已经成为未来的发展趋势。新能源企业之间竞争较为激烈。针对企业股东、债权人及相关利益者来讲,企业财务绩效与自身经济效益有着密切的联系。新能源汽车企业在发展阶段应遵循财务绩效评价指标,从企业盈利能力、偿债能力与运营能力等角度进行全面分析,并针对企业的财务情况,阐述如何通过健全多种举措提升财务绩效水平。

一种JCO成形压下量计算的改进方法

针对大型直缝焊管JCO成形过程中难以准确得到压下量的难题,文中提出了一种根据计算折弯角的大小来计算压下量的方法。其关键为:在考虑预弯和最终成形具有一定开口的前提下,对每一道次的折弯角进行分配,通过理论分析给出每一道次折弯角的计算公式。建立JCO成形的有限元模型,通过分析应力应变状态,获得板料成形过程中的回弹情况和形状演化规律。研究了X65钢的JCO成形过程,当成形道次为17时,通过理论解析获得了每一道次折弯角为16.3°。运用有限元模拟,分析板料成形压下量和回弹后折弯角的关系,通过对模拟结果进行线性拟合得到了理论解析式,得到了每一道次折弯角对应的压下量,试验和理论压下量对比,平均相对误差为6.45%,证明了该方法的可行性和精确性。

高应变率下高强钢的塑性力学行为及本构模型

针对高强汽车板具有的应变率效应,研究了应变率相关模型的适用性。基于液压伺服高速拉伸试验机,对低合金高强度冷轧钢HC340LA进行了中高应变率(0.1~500 s-1)拉伸试验。使用动态显示非线性有限元LS-DYNA软件进行了高强钢动态拉伸模拟,对比分析了Johnson-Cook,CowperSymonds等本构模型对高强钢应变率效应和塑性硬化行为的表征结果。研究表明:与Johnson-Cook,Cowper-Symonds等本构模型相比,使用Swift-Hockett-Sherby加权硬化本构能更准确描述高强钢的塑性流动力学行为,使用应变率内插法可以更准确模拟高强钢的应变率效应。

双模式消声器流体动力特性试验与数值模拟

为了探索双模式消声器的工作特性,设计共振腔式双模式消声器,测量不同入口气流流速条件下阀门的开度、消声器压力损失及出口声压。重点研究消声器入口流速、阀门开度、消声器压力损失之间的变化关系,讨论阀门打开和阀门关闭两种状态对消声器出口气流再生噪声的影响。试验结果表明:阀门开度随消声器入口气流流速的增大而增大,但成非线性;双模式消声器压力损失以及出口处的气流再生噪声都随着气流流速的增大而增大,但与无阀门设计的消声器相比,消声器压力损失和出口气流再生噪声均较低,并且压力损失降低的幅值随气流流速的增大而增大。在试验的基础上建立消声器内流流动三维稳态数学模型,并针对试验工况进行数值模拟,获得消声器内流场的压力、速度分布特性。仿真与试验结果基本吻合。