准确可靠的车辆位姿估计是智能车辆决策规划、运动控制等模块的重要输入。本文提出一种融合智能车辆轮胎滑移率在线估计及校正的定位算法,可以在全球导航卫星系统(GNSS)中断期间显著增强惯性导航系统(INS)/轮速传感器(WSS)的融合定位精度。首先,利用车辆加速度和轮速数据,提出了一种针对不同驾驶条件的滑移率实时估计算法,以准确地对轮速信息进行滑移率校正;随后,基于误差状态卡尔曼滤波对GNSS、IMU和校正后的轮速信息进行融合,实现准确可靠的车辆位姿估计。实车实验结果表明,在GNSS中断期间,速度均方根误差最高提升30%,平均水平位置误差里程比可达1.68%。

针对自动驾驶汽车所应用的时空分离轨迹规划方法易导致车辆灵活性不足,甚至无法在复杂工况下规划出可行轨迹,而现有时空联合轨迹规划方法难以满足结构化道路应用要求的问题,本文提出了一种基于动态规划与数值优化算法的时空联合规划方法。首先,在Frenet坐标系下使用动态规划算法生成时空耦合粗轨迹,过程中采用确定性采样法进行子节点拓展。然后,以粗轨迹为参考在笛卡尔坐标系下构建可行驶时空走廊,建立NMPC优化模型求解最终轨迹。最后,通过仿真验证算法有效性,结果表明,所提出的方法对结构化道路的适应性良好,相较于其他时空联合轨迹规划算法,能够更好地平衡通行效率、轨迹舒适性、算法实时性的要求。

针对现有智能汽车基于场景测试方法严重依赖人力、效率瓶颈凸显的问题,本文提出了一种基于大语言模型的智能汽车仿真测试方法。首先,设计基于大语言模型的智能汽车仿真测试架构,建立了对应的数据层和仿真层;在此基础上,构建了基于大语言模型的智能汽车仿真测试流程,针对知识问答型任务设计了知识挖掘、模型微调与知识库增强检索应用流程,针对场景生成任务设计了场景类型分析、场景要素生成、场景工具链调用的应用路径,针对测试评价型任务,设计了测试场景解析、评价体系构建与仿真测试执行综合应用框架;最后,对各任务进行了测试。结果证明,本文所提出的测试方法可以有效解决不同类型的测试任务,提升测试效率。

本文针对智能汽车自动紧急转向(AES)作用引发的多种典型碰撞工况,采用有限元方法深入研究了驾驶员因AES介入导致的离位及主被动融合损伤特征。研究表明,AES会使驾驶员产生明显橫向离位,且离位程度随初速度增加略微增大;斜角和侧面近端碰撞工况因速度较高和硬接触等原因,易产生较高的HIC₁₁和BrIC值;侧面碰撞中颅脑损伤风险较大,肝脏和肺部应变大于其他内脏。总体而言,AES介入在斜角和侧面近端碰撞中会导致更显著的头部、颈部和胸部损伤。

随着电动汽车动力性与集成度的不断提升,电控功率模块热负荷问题日益突出,这对功率模块的热管理技术提出了更高的要求。功率模块液冷板的拓扑优化设计因其高换热量、低压降损失等特点,正在成为实现高热流密度散热的关键技术。为此,本文基于密度拓扑方法,构建了功率模块液冷板流道结构拓扑优化设计模型,通过流动与传热多物理场耦合,对液冷板的流道进行多目标拓扑优化设计。结果表明,基于拓扑优化的液冷板设计呈现出多层级仿生流道结构,该结构显著降低了压降损失,并提高了散热能力。与基准的传统翅片式液冷板结构相比,拓扑优化后的流道结构压降损失降低72.8%,液冷板最高温度降低33.28K,为车用电控功率模块高性能液冷板提供了新的设计思路。

在研究结合整车应用场景和电驱转矩过0的整车防抖控制需求的基础上,本文从整车控制防抖的角度提出了包括传动间隙、转矩限制、电驱转矩过0以及转速波动高频去噪4个整车防抖控制需求和软件实现架构。基于防抖控制需求设计了电驱转矩过0的整车防抖控制算法架构及控制策略,并给出相应控制过程及计算分析。通过对所设计的防抖控制策略进行仿真及实车测试,证明该控制算法架构及算法策略能有效实现整车的防抖功能。同时根据实车测试车辆的纵向加速度曲线和电驱的转速波动值可知,所设计的算法架构及控制策略在车辆驾驶性上取得了很好的效果。

发展氢燃料电池汽车是我国推进“双碳”战略目标的关键举措之一。质子交换膜燃料电池(PEMFC)发动机系统,作为燃料电池汽车的核心动力源,展现出非线性、强耦合性和时滞性等复杂特性。这些特性使得 PEMFC 系统在应对汽车加速、爬坡等多变工况下的复杂功率需求时面临诸多挑战,特别是在系统气体供给的精准控制和系统响应的动态调节方面。气体供给的流量和压力对 PEMFC 的输出性能具有决定性影响,不当的气体供给不仅会降低电堆效率,甚至可能导致电堆损坏或失效,从而严重影响系统的整体性能和使用寿命。因此,优化气体供给系统,实现精准控制,是提升 PEMFC 系统性能和延长其使用寿命的关键所在。本文从建立 PEMFC 供气系统模型出发,深入分析氧气过量比、气体压力和气体压差等关键运行参数对于系统输出性能的影响;针对PEMFC 系统氧气过量比、阴极压力以及两极气体压差采用非线性自抗扰控制算法(ADRC)进行三者协同控制研究,并将其与比例—积分——微分(PID)控制器进行对比。在PID控制下氧气过量比超调量最大可达1,而在ADRC控制下,氧气过量比超调量仅为0.2左右,达到稳态时间大约在0.1s,PID控制下则在1s左右;PID控制算法下的阴极气体压力在负载电流突变后,超调量在0.08 bar左右且波动较大,在2s内达到稳定值,而在ADRC 控制算法下,阴极气体压力能够在0.8s内达到稳定值,且超调量远小于 PID 控制算法;在PID控制下两级气体压差超调量最大可达到0.15 bar且波动幅度较大,达到稳定时间较长,但在ADRC控制器下能够快速且稳定地达到设定值0.2bar且波动幅度较小。结果表明,在负载电流和排氢动作等扰动因素下,ADRC 控制器具有更好的解耦性、鲁棒性和稳定性。

本文对某量产电动汽车风阻和车底流动分离进行了数值研究。研究表明,在Re_L = 1. 1 × 10⁷时,车底部流动在尾部分离并向上卷曲形成展向大尺度涡。风阻系数脉动与平均值占比约为3.27%,这对乘坐舒适性及里程预报存在不可忽视的影响。车体背部、底部压力、近尾流中下部、整车气动阻力、车底中后护板近壁面压力以及车底分离流均存在12 Hz的特征频率,而车顶部及两侧的流动分离则无此特征频率,证明车底部的流动分离是引起风阻动态变化的主要原因。

道路交通事故中,车辆正面碰撞与侧面碰撞所导致的头部伤害结果存在显著差异,这主要是由于撞击位置不同所致。为深入探讨不同撞击强度下头部撞击位置对伤害程度的具体影响,采用大鼠为实验对象实施了针对颅顶和颞叶部位的撞击实验。依据L₄(2³)正交表建立实验方案,综合考虑了撞击强度和撞击位置两个变量,利用BIMIV型大鼠头部撞击机致伤大鼠。通过伤后大鼠的行为表现及关键脑区的病理学检测结果,系统评估撞击因素及其水平对TBI的伤害影响。实验结果显示,撞击强度是决定头部损伤程度的主导因素,但撞击位置的影响不容忽视。在相同的撞击强度下,相较于颞叶撞击,颅顶撞击更易引发大鼠的昏迷、运动与记忆功能障碍以及焦虑行为。此外,颅顶撞击所导致的病理学损伤高于颞叶撞击的非冲击侧,但低于冲击侧。行为表现与病理学结果的线性拟合分析表明,大鼠脑损伤后的行为变化与病理学检测结果较小的一侧更为吻合。本研究成果对于深入理解头部伤害机制、制定科学的伤害评价准则以及构建有效的防护策略具有重要的意义。