120kW级燃料电池可变喉口引射器的设计及特性

引射器是质子交换膜燃料电池氢气循环系统中的关键部件，依靠超音速流动的射流工质实现阳极排气的再循环。传统的固定结构引射器通常针对电堆额定工况设计，工作在非设计工况时性能较差；而可变喉口引射器可以动态地改变其喉口大小，有效扩大其工作范围。基于Sokolov设计理论，搭建了引射器的一维模型并探究了其工作特性，在此基础上提出了一种可变喉口引射器的设计方法。研究结果表明，引射器的工作特性主要受其操作压力、喉口直径和混合室直径影响；通过缩小喉口、提高工作流体压力可以使工作喷嘴保持临界状态，这对大负载下的引射性能影响较小，但能够有效提高电堆小负载下的引射比，并使引射器的工作范围向小负载扩展。     

不同低温下的电动车余热回收性能

研究了余热回收技术在-10,-5,0℃下电池包加热的性能差异,并与传统加热方式进行了热管理性能和能耗的对比分析。基于国内某款商用电动车的整车热管理架构,提出了一种创新性的余热回收系统,能够显著降低热管理系统能耗。为此,基于一维热管理分析软件KULI,建立了余热回收模式下的电驱电控及电池包热管理系统模型,并建立了基于规则的控制策略,实现对散热风扇、冷却水泵、电控比例阀和四通道电磁阀的控制。仿真结果表明,在低温环境中,余热回收系统能够降低电池包用于加热自身的能耗,同时充分利用电驱电控系统产生的废热。根据仿真结果,电池包从环境温度-10,-5,0℃加热电池包到15℃,与传统加热方式热管理系统相比所消耗的能耗分别降低209.5,406.4,460.0 kJ。     

新型高效的悬架架构设计方法

传统的悬架架构设计方法使用多体动力学仿真进行大量试错,因此对时间及人力需求高,但效果不稳定。针对该问题建立的新方法首先应用新型解析算法设计悬架硬点,再应用基于ADAMS及MATLAB二次开发的自动化软件设计弹性件。相比传统方法,新方法效率提升约8倍。新方法还包含一套性能参数管控标准,能系统性地判断135项悬架运动学及整车动力学性能参数的优劣,以此指导设计。相比传统方法依靠设计人员经验判断参数优劣,新方法更全面、精准和稳定,更能确保设计质量。     

基于OptiStruct的重卡车架优化设计

本文提出运用OptiStruct工具进行重卡车架仿真和优化,介绍了3种优化方法,包括∶准确解读强度仿真结果寻找优化措施,基于强度仿真结果进行结构改进;针对关重结构进行拓扑优化摸索设计思路;通过全局的厚度与形状灵敏度分析,并通过实例将优化结果与同类车型实际结构对比,验证了仿真结果的正确性。     

汽车节能技术路径分析

首先介绍了我国交通行业的能源需求状况,分析了美国、欧洲、日本的节能战略计划和国外汽车的节能技术,对全球节能与新能源汽车市场趋势进行了预测,然后提出我国商用车、乘用车的节能目标,分析改善我国汽车节能的主要技术路径,对我国汽车节能技术的发展提出了建议.     

驾驶行为对重型柴油车实际道路行驶排放测试的影响

为探究驾驶行为对重型柴油车实际行驶污染物排放的影响,利用车载便携式排放测试系统(PMES,portable emissions measurement system)对3辆车分别进行了平稳驾驶、正常驾驶和激烈驾驶共9次PEMS试验.对每辆车前后3次试验的市区、市郊、高速路段和总行程路段动力学参数v·apos[95]和比排放进行了计算,并利用动力学参数v·apos[95]对污染物排放特性影响进行了深入分析.结果表明:相较于平稳驾驶,正常驾驶和激烈驾驶行为下3辆车NOx比排放增加33.73％～621.10％,PN比排放增加21.26％～122.40％;同时CO比排放与车辆动力学参数v·apos[95]之间无明显影响关系,市郊、高速路段NOx比排放和PN比排放与车辆动力学参数v·apos[95]存在较强的相关性,可见其驾驶行为对车辆排放的影响不容忽视.     

基于实车试验大数据分析的插电式混合动力汽车能量管理策略解析

以某先进的串并联混合动力系统为研究对象,提出一种插电式混合动力汽车能量管理策略的逆向解析方法。基于功率流和能量分析,设计试验解析流程,通过实车试验,分别完成对整车动力性、经济性测试及其性能影响分析,在此基础上制定插电式混合动力汽车的能量管理策略。最后基于MATLAB/Simiulink平台及其Simscape模型库,开发了基于实车试验大数据的串并联插电式混合动力汽车仿真平台,通过仿真与实车试验的对比分析,验证了解析策略的正确性。     

极端环境下汽车运行工况的风洞试验对标分析

为比较环境风洞模拟极端环境下汽车运行工况的准确性,设计了实际路试与环境风洞的对标试验,采集了典型高温山区路段汽车的运行数据。通过运动学片段分割以及短行程分析法构造出车辆的行驶工况图。以运动学片段聚类结果所代表的汽车三种运行状态为基础,利用标准化均方误差方法和特征参数值的计算结果对两次试验中汽车行驶工况的关联性与差异性进行具体分析。结果表明：对标试验结果的关联性极强,其细微差异主要体现在第一类运动学片段上,并且频繁的加减速是汽车三种运行状态中对热管理系统升温影响最大的。可见,环境风洞的模拟结果基本上是准确有效的。     

基于有限元逆向优化法识别22Mn B5板硬化模型参数

在车辆碰撞过程的数值模拟仿真中,硬化模型的类型及其表征精度对于分析结果的精度有着直接影响.为了更加科学地选取最优硬化模型并得到其精确参数,本文采用有限元模拟软件与优化软件相结合的有限元逆向优化方法,同时结合热成形22Mn B5高强钢板在不同变形速率下的单向拉伸试验,对Swift、Voce以及Hockeet/Sherby三种硬化模型自动进行参数识别优化,得到了不同应变速率下的最优硬化模型及其相关参数;根据优化得到的硬化模型参数,建立起了不同应变速率下表征材料变形的仿真卡片,用于有限元软件标定22Mn B5高强钢在各个应变速率下的应力-应变曲线以便应用于模拟仿真;结合数字图像相关(DIC)方法对试验数据与优化得到的模拟结果进行对标,发现22MnB5高强钢在硬化阶段的应力值逐渐趋向于某一定值,饱和类的硬化模型对其变形行为的表征精度更高.通过对单向拉伸试验过程的位移-载荷与局部应力-应变进行模拟和对标,发现Hockeet/Sherby硬化模型在各个应变速率下的表征精度均为最高.另外,设计了R5缺口、R20缺口、纯剪以及拉剪4种工况下的拉伸试验,并对所建立的材料卡片进行仿真验证,均得到很好的对标效果.结果表明,所建立的热成形22Mn B5高强钢材料卡片适用性良好,采用有限元逆向优化方法确定硬化模型参数的方法精度高且方便可行.     

行程动力学参数与污染物排放特性的相关性分析

为了探讨行程动力学参数v·apos[95]和RPA(relative positive acceleration)对轻型汽油车在实际行驶排放试验(RDE,real driving emission)中排放特性的影响,采用OBS-ONE便携式车载排放测试系统(PEMS,portable emission measure system)对3辆国Ⅵ轻型汽油车进行了平顺、正常和激烈3种驾驶行为的实际行驶排放试验,计算各路段的窗口行程动力学参数和法规规定的行程动力学参数,并与各污染物排放特性的相关性进行对比分析.结果表明:相比法规规定的行程动力学参数,窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与3辆车的CO、PN排放因子有更强的相关性,在市区、市郊和高速路段下的相关系数波动幅度分别下降25％ ～44％、38％ ～64％ 和73％ ～96％,且N O x排放因子只与窗口的RPA有较强的相关性.其结论是窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与污染物排放因子的相关性更加明显,能更好地反映不同驾驶行为下各污染物的排放水平.