摘要:为降低开发成本，需要在开发过程中明确几何结构、总成布置及不同燃料对内燃机性能的影响，这其中一种有效的创新性融和分析方法——三维计算流体动力学-热-结构耦合（3D-CFD-CHT）方法已然成为内燃机开发过程中必不可少的工具。该类工具正在被越来越多的制造商用于发动机开发方案筛选及样机原型确定。本文主要介绍一种由斯图加特汽车工程与车辆发动机研究所（FKFS）开发的针对内燃机虚拟开发的3D-CFD仿真工具—QuickSim。该工具通过将较为粗糙的计算网格与自行开发的内燃机模型有效结合，有效减少计算时间，能以较高精度模拟整个发动机的运行。本文以尽可能实现高燃烧效率及低污染排放为目标，展示该工具在不同替代燃料发动机方面的设计优化能力，探讨不同燃料如氢气、甲醇、各类合成燃料及生物燃料对不同发动机几何结构的影响，探讨燃油喷射系统以及点火系统（包括主动和被动预燃室）对发动机的影响。同时，针对甲烷和氢气发动机，讨论稀薄燃烧对减少节流和爆震的影响；总结如何根据任一选定燃料，通过合理的几何结构设计，提高发动机的指示功率。

摘要:目前，汽车向软件定义和自动驾驶方向的发展趋势使得对车辆开发流程进行验证评估成为必须。采用控制单元的硬件在环测试来复现真实的物理世界和物理交互出现后，验证评估过程得以显著发展。在这其中，从道路到试验台的方法具备能减少验证时间和成本的巨大潜力。本文研究了动力总成试验台对驾驶性能的虚拟验证复现性。虽然车辆驾驶性能的模态频率大多发生在30 Hz以下，但试验台的设计与特性会显著影响测试的有效性，通过模态分析，展示了试验台对机械特性的影响；此外，确定了来自样件或试验台每个组件的固有模态敏感性，然而，测试设备的不确定性也会影响其有效性。为了提高测试验证的精确性，将国际标准（ISO/IEC Guide 98）应用于测试设备和试验台的设置。另外，介绍了一种新的客观测量方法（X-in-the-loop），并以驾驶性为示例进行了演示。本文所提出的客观指标和方法，有助于驾驶性能从道路试验到试验台试验的有效性追溯与确定。

摘要:基于有限元的拓扑优化方法，需要多次有限元求解与迭代，由此消耗了大量的计算资源与时间。为提高拓扑优化效率，本文以悬臂梁结构拓扑优化设计为例，引入过滤半径、体积分数、载荷作用点及加载方向4个优化参数，提出了一种基于残差连接的生成式卷积神经网络（CNN）模型，分析了样本数量及损失函数类型对生成式CNN模型精度的影响规律。结果表明：所建立的生成式CNN模型具有较高的精度与泛化能力，模型预测值与有限元仿真结果平均结构相似度可达0.972 0，平均绝对误差为0.014 3。该模型预测耗时仅为有限元法的0.004 1倍，显著提升了结构拓扑优化效率。

摘要:汽车零部件正向设计中，为快速预测所设计的吸能结构的碰撞吸能特性，以吸能盒为研究对象，通过有限元压溃变形仿真生成数据集，训练得到一种新的可识别几何结构和记忆时序特征的预测模型。模型通过基于图的编码器进行几何结构识别，采用长短期记忆网络和图卷积神经网络处理时序数据，并输出预测结果。对比表明：吸能盒压溃形态预测结果与有限元仿真结果一致，压溃变形量的预测精度可达95.33%，最大吸能值的预测精度可达99.98%。预测模型相较于有限元计算，其计算效率分别提高了174.5倍和210.5倍，可以快速准确地预测吸能盒的碰撞性能。

摘要:近年来，机器学习方法在车辆实时能耗预测方面得到了广泛应用，但实车采集数据中存在的精度不足、字段缺失以及多重共线性等问题，尤其是同款车型中驾驶工况和驾驶者行为存在显著差异，限制了能耗预测准确性和泛化能力的进一步提升。为此，本文系统考虑特征冗余度、数据平衡性、货运趟次、运输能力、路段拥挤程度和司机驾驶时长等因素，使用交互信息（MI）方法选择关键特征，并构建司机特征画像作为独立特征，进而结合XGBoost、RF和MLP等机器学习方法提出一种基于MI特征选择的能耗高精度预测方法，然后基于120辆轻型卡车的T-BOX采集数据进行实例验证。结果表明，本文提出的预测方法能够显著提高不同驾驶行为和驾驶工况下的能耗预测精度，研究成果可为开发预测轻卡能耗的通用模型提供参考。

摘要:私人交通领域要实现可循环和可持续经济，就需要对二氧化碳排放有一个全面认知。从车辆能源供应角度看，要实现循环经济，需要去化石能源，发展可再生能源和绿色能源。在评估车辆动力系统的二氧化碳排放时，需要考虑从源头到末端的整个车辆能源供应系统的排放。本文选择了三种最常见的车辆能源动力系统，并选择了一个适用于对比的配置，来对比不同动力系统的二氧化碳排放情况。三种动力系统分别是电池电动汽车，燃料电池汽车及合成燃料混动汽车。本文首先介绍了三种动力系统的性能指标及其特性；其次对这三种动力系统的二氧化碳排放情况进行对比分析，包括整车和能源供应过程的排放，展示从源头到末端，车辆在其整个生命周期内的二氧化碳总排放量；最后通过对结果的分析与讨论，确定了最适用的车辆能源动力总成系统。

摘要:车载电子设备的热管理系统均涉及振动条件，而有效的振动控制能够改善热环境中流体的对流传热，但目前振动工况对单相喷雾冷却传热性能的影响机制尚未明晰。为研究各种振动工况下单相喷雾冷却的传热性能，本文构建了一个闭环振动表面喷雾冷却系统，结合试验研究，探讨了振动雷诺数（Re_v）、量纲为一加速度数（A_c）、振幅及频率对单相喷雾冷却传热性能的影响机制。研究表明：Re_v和振幅的增加会导致传热系数和传热增强因子被抑制，当加热功率为200 W、Re_v为4 947时，喷雾冷却被抑制了37%；相对地，高A_c和频率可以改善喷雾冷却的传热，在加热功率为200 W、 A_c为3.6时，喷雾冷却传热性能增强了17%。研究结果可供基于振动工况下的喷雾冷却热管理系统优化参考。

摘要:发动机配备涡轮增压器是缓解能源短缺和减少气体排放的有效途径，但其压气机气动噪声排放成为了亟需解决的重要问题。在柴油机涡轮增压器研究中，压气机极限工况下（近喘振和堵塞工况）的气动噪声排放规律及其与内部流动特征之间的关系仍不清晰。为研究压气机在极限工况下的气动噪声排放特性与机理，本文采用试验和数值模拟方法对某涡轮增压器压气机的气动噪声开展分析。试验结果表明：在近喘振和堵塞工况下，压气机气动噪声总声压级随着转速的升高而增大，在低转速下，气动噪声总声压级受压气机工作流量影响较明显；在压气机气动噪声中，叶片通过频率（BPF）噪声占据主导地位，随着转速升高，叶片通过频率噪声对气动噪声总声压级贡献度增大，其占比最高达75.35%。模拟结果表明：在近喘振和堵塞工况下，压气机内部流动存在明显失速现象，其中在近堵塞工况下，压气机旋转域和扩压器域以多重单音噪声为主，叶轮与扩压器间的动静干涉对轴频及其谐频噪声均有较高贡献度；在近喘振工况下，压气机进口和出口以低频噪声为主，叶轮叶片与进气来流存在的干涉作用对诱导产生的低频噪声影响较为明显。

摘要:针对驾乘人员对车辆声学环境的智能化管控需求，基于稳定双共轭梯度（BiCGSTAB）提出一种协同提升声学能量对比度和声场平面性的车内声场靶向重建方法。首先，通过定义声场重建相关的声学问题，结合目标区域声压级响应关于声源分布位置的参数化结果，构建了面向驾乘人员的车内声学模型。其次，围绕期望声场目标搭建车内声场靶向重建框架，基于BiCGSTAB对车载声源驱动信号进行了迭代求解，并聚焦声学能量对比度、平面性等指标分析了车内声场重建性能。结果表明，该方法有效避免了声学复线性方程组求解的收敛异常问题，能够在车内目标区域实现声学幅值与相位信息的高聚焦重建。

摘要:针对MIRA汽车标模外流场，采用RANS/LES混合方法开展非定常数值模拟，通过与风洞实验测力、测压结果进行详细对比分析，探究不同RANS/LES混合方法（DDES、IDDES、SBES、SDES）以及基于不同RANS模型（RKE、SA、SST k-ω、GEKO k-ω）的DDES方法在汽车外流场计算中的适用性。研究表明：对于气动力系数，不同混合方法的预测结果都偏高，其中DDES-GEKO模型的相对误差最小；对于表面压力系数，不同混合方法对垂直中截线的压力预测结果与实验值吻合程度较高，其中SBES-GEKO模型的结果更优；DDES模型内嵌不同RANS模型对后风窗的压力预测差别明显，其中SA模型较优；而不同混合方法对车底的压力预测偏差较大，对车底前部压力预测都小于实验值，其中对车底后部，SBES-GEKO模型的结果较优；此外，SBES-GEKO模型能较好的识别出尾迹区的非定常流动结构。

摘要:以MIRA标准车型组（方背车S、快背车F和阶背车N）为研究对象，采用数值模拟研究纵向间距（0.1 L~1.0 L）统编（队列各车为同种车型）三车队列气动阻力的影响，并通过各部位压差阻力和流场分析，探究队列阻力变化的原因。结果表明：对于3种统编队列，整个队列的减阻量均是随着间距增大而不断减小，其中头车减阻量最大，其次是中车和尾车；头车减阻基本都随着间距增大而不断减小，归因于垂直尾部和后风窗背压回升的不断减弱；中车的方背车减阻量随着间距增大而逐渐减小，其他两车型均是在0.1 L~0.2 L减阻量大幅减小，随后基本保持较低减阻量不变；尾车的方背车减阻量同样随着间距增大而逐渐减小，在0.5 L后出现增阻，其他两车型减阻量基本较低并保持不变或有所增阻。以上阻力变化主要归因于不同间距下的尾迹低速流场改变导致的背压回升，以及前脸正压减弱、前缘圆角和A柱吸力减弱等的综合作用所致。

摘要:对汽车滑行试验过程中滑行速度进行统计学分析，发现各个轮次的滑行车速偏差近似与平均滑行车速呈线性关系。基于滑行车速，分别利用v-F方法和v-t方法拟合得到汽车的滑行阻力和风阻系数，分析其对应优化问题的凸性和滑行阻力、风阻系数的不确定度；结果表明，v-F方法对应拟合问题是凸的，而v-t方法对应的拟合问题是非凸的。在拟合道路载荷时，需要选择泛化能力较强的迭代算法，同时需要根据参数的物理意义，设置合理的初始值和约束边界，以便得到合理的拟合参数值和道路阻力；而且相比v-F方法，v-t方法得到的风阻系数不确定度更小，置信区间也更窄。另外，基于车辆滑行速度的统计规律，进行蒙特卡洛模拟，分别应用v-F和v-t方法，得到道路阻力和风阻系数近似为正态分布；结果表明，v-F方法会放大随机因素的影响，v-t方法得到的道路阻力和风阻系数均更为稳定。

摘要:对风洞风机尾流进行流动控制，可以提高风机效率、优化流场品质，因此对于回流式风洞必须使用全局模型进行研究。建立风洞全流道仿真模型，并通过现有实测结果对仿真流动结构和速度分布进行对照验证。不同尾锥截断长度流动控制的仿真结果表明：尾流控制存在两种与近壁大涡结构密切相关的机理，一种是垂直背后分离流诱导的小涡结构与大涡相互作用，另一种是改变分离位置影响曲面分离流形成的大涡结构，两者均可影响大涡结构距离尾椎的距离，改变近壁剪切层速度分布，使得剪切层向内侧偏转，导致尾流低速区减小，提高主扩散段出口的总压，提高气流均匀性。引入涡流发生器后，气流绕过涡流发生器产生的小涡结构使得尾流大涡结构改变，主扩散段总压以及气流均匀性进一步改善。

摘要:汽车在风洞内进行气动力测试时，由于车身姿态与实际道路状态不同，导致所测气动数据与真实数值存在差异。本文通过使用风洞天平系统的“浮动模式”来模拟车辆在道路上的实际车身姿态的方法，测试了9台不同车辆在初始固定姿态、车轮转动姿态和实际道路姿态下的车身姿态数据和气动性能数据，分析了车轮转动和气动升力/力矩对于车身姿态和气动性能的影响，给出了缩小风洞测试数据与实际道路测试数据差异的建议。

摘要:低风阻对燃油汽车节能减排和增加电动汽车续航里程具有重要意义。近年来，主动射流技术已用于汽车减阻研究中，但多是针对方背体等高风阻车体模型开展。本文以MIRA快背式车型为对象，研究车辆背部定常射流的布置位置、射流动量系数和射流角度对减阻量和净节率的影响规律，并给出了流场分析。结果表明：快背式车型垂直尾部射流（J3、J4、J5）是有效的节能措施，低动量系数具有较好的净节率，气动减阻量和净节率随射流角度变化存在极大值；最大减阻主动射流工况是对垂直尾部（J3、J4、J5）射流槽进行射流、动量系数1％、射流角度为45°时，其减阻量为2%，对应净节率129.7 W。

摘要:汽车高速行驶时，侧窗附近车内外压差较大且压力脉动剧烈，因此侧窗易发生密封不良现象从而产生泄漏噪声，严重影响车内声环境品质。本文将前侧窗导槽密封条作为研究对象，采用稳态压力渗透法和瞬态动力学方法，分析高速来流下引起密封失效的条件，得出以下结论：采用稳态压力渗透法分析显示，导槽密封失效的临界泄漏静压差处于10⁴ Pa数量级，影响泄漏静压差临界值的主要因素包括密封条形状、玻璃位置、材料参数以及密封条固定方式等；采用瞬态动力学分析显示，当侧窗玻璃向内偏移0.2 mm，密封条外唇边在10³ Pa数量级的车内外时变压差作用下即会失效。研究结果对于改进密封条前期设计，预防泄漏噪声的产生具有一定参考价值。

摘要:为适应大多数汽车行驶工况的试验模拟，通常风洞试验段内要求湍流度较低，但随着道路交通研究的不断深入和细化，行驶车辆的来流工况不能再单一地简化为低湍流度均匀来流工况，而汽车在湍流度较高的实际环境中，其气流结构和增阻机理等都会发生变化。为了能够提供更加符合这种道路工况的流场，本研究设计了一种被动式湍流发生器，用以模拟特殊工况下较高湍流度的自然来流情况。首先，使用数值仿真方法分析湍流发生器产生的湍流效果，并对比其与实际道路风谱的吻合度。然后，对风洞测试段的流场品质和射流剪切层特性进行分析，发现湍流发生器会使低频颤振现象变得明显，为此结合抑振型海豹胡须喷口结构来进一步优化其湍流效果及流场特性。最后，通过模型风洞试验对仿真结果以及所产生的湍流效果进行验证。结果表明，被动式湍流发生器能够很好地模拟较高湍流度的自然来流，同时仍然能维持风洞内较低的低频颤振水平。

摘要:作为决策、规划和控制的基础，精确的位姿估计对于智能汽车极为重要。为提高车辆的位姿中的航向估计精度，本文提出一种基于可观性的全球导航卫星系统（GNSS）、惯性测量单元（IMU）的视觉融合定位算法。首先，为分析GNSS/IMU组合定位误差状态的可观性，提出一种新的相对可观性分析方法，结果表明传统的GNSS/INS组合定位算法存在4个弱可观状态；随后，基于相对可观性理论，利用视觉惯性里程计估计的相对航向角，提出了一种基于可观性的融合定位算法；最后，实验验证了相对可观性分析的有效性，实验结果显示所提定位算法的最大航向误差为2.76°，航向误差RMS为1°，表明所提算法可以有效提高弱可观状态下车辆的航向估计精度。

摘要:提出了一种用于自动驾驶汽车路径跟踪的非线性模型预测控制器（NMPC）和自适应调整预览距离的算法。预测模型包括车辆动力学、路径跟随动力学和系统输入动力学。单轨车辆模型考虑了车辆的横向和纵向耦合动力学以及非线性轮胎力。基于曲线坐标推导了跟踪误差动力学。成本函数被设计为最小化路径跟踪误差和控制努力，同时考虑诸如致动器边界和轮胎抓地限制之类的约束。一种利用最佳预览距离矢量来查询相应参考曲率和参考速度的算法。基于车辆速度、航向误差和路径曲率自适应地调整预览路径的长度。在具有自主赛车场景的仿真环境中验证了控制器的性能，结果表明，车辆准确地遵循高度动态的路径，跟踪误差较小。所提出的模型与算法可以预先估计最大预览距离，并指导NMPC的预测范围的选择。

摘要:实现快速、准确的轨迹跟踪控制是自动驾驶技术发展的核心任务。为此，本文建立了车辆预瞄偏差动力学模型，基于模型预测控制算法构建了以前轮转角为控制量的轨迹跟踪控制器，以实现结合车辆状态和参考轨迹设计预瞄距离优化方法，提高跟踪精度。综合考虑车辆跟踪控制的准确性和行驶稳定性设计目标函数与约束条件，搭建Carsim-Simulink联合仿真平台，验证算法的有效性，在双移线工况下进行不同车速的仿真试验，探索预瞄距离对控制结果的影响并设计预瞄距离优化方法。结果表明：与无预瞄距离优化相比，本文设计的轨迹跟踪控制器能够实现高精度控制，在车辆中高速行驶时，横向位移平均误差小于10 cm，航向角平均误差小于1°，并使车辆稳定性显著提升。

摘要:随着网联技术的发展，针对车辆的网络攻击事件频发，黑客可将恶意软件刷入车载微控制单元（MCU），实现恶意控制车辆或窃取重要信息的目的。针对上述攻击场景，需在车载MCU中加入安全启动功能进行防护，以保证只有合法的软件能被运行。为此，本文对当前主流车载MCU安全启动方案进行研究，总结它们在安全性、稳定性、低耗时方面的性能表现和存在的不足，然后针对低耗时性能提出优化方案，最后通过搭建实物系统对优化方案的可行性和有效性进行验证。结果表明，采用抽样校验和编译优化的方案可以在满足低耗时要求的同时保护尽可能多的重要代码。

摘要:针对紧急避障轨迹跟踪和车辆稳定性多目标控制问题，以四轮独立驱动智能电动汽车为研究对象，提出一种分层结构的轨迹跟踪及稳定性控制方法，上层控制器采用线性时变模型预测控制（LTV MPC）生成期望前轮转角和附加横摆力矩，并通过PID速度跟踪将车速变化考虑到模型预测优化求解中生成总需求转矩，下层控制器采用二次规划将上层计算的广义力最优分配给四个车轮。其中，预测模型为8自由度车辆模型，被控对象为14自由度车辆模型，并建立联合工况刷子轮胎模型。不同车速，路面附着条件以及有无稳定性控制的双移线工况仿真结果表明，所提控制方法具有较好的鲁棒性和轨迹跟踪性能，极限工况下在保证车辆稳定性的同时提高了轨迹跟踪精度。

摘要:自动驾驶电动出租车Robotaxi车队的规模化商业运营需要完善的充电基础设施作为前提，但目前充电设施资源仍然存在容量不足、利用率低、布局不合理等问题。针对Robotaxi车队充电站选址定容问题，首先，以满足乘客出行需求为约束条件，提出基于出行网络行程衔接和Hopcroft-Karp算法的最小车队规模计算方法；在此基础上，通过蒙特卡洛仿真量化获取车队充电需求的时空分布；然后，考虑充电站建设投资、运营、维护的折旧成本以及车队空载行驶、排队充电和订单损失的机会成本，以综合成本最小化为目标，构建充电站选址定容优化模型，并针对模型求解提出一种基于遗传算子和自适应惯性权重的改进粒子群算法；最后，基于中国成都市的用户出行订单和地理数据验证了所提模型及算法的有效性。

摘要:本文介绍氢气在交通运输领域的相关应用，以氢气直喷（H₂-DI）内燃机的开发过程为例，阐述斯图加特汽车工程与车辆发动机研究所（FKFS）和斯图加特大学汽车工程学院（IFS）的研究工作。在单缸乘用车发动机试验台上研究氢气高压直喷特性（FVV项目），目标是实现氢气发动机在当量混合条件下稳定运行，从而以较低的增压需求输出较大功率。当发动机在高负荷条件下工作时，当量混合比更容易导致爆震现象。为了防止末端气体发生预反应，喷射氢气将在点火上止点（TDCF）前不久开始，随后由火花塞点燃。喷射持续时间以及喷射的最大质量流量都将在不同程度上影响燃烧的持续时间。此外，本研究还探讨了氢气燃烧过程中所存在的问题，如较高的氮氧化合物排放量，以及未燃氢气进入排气系统等。

摘要:锂离子电池的衰退过程关系到其作为动力源和储能元件的整个生命周期，包括但不限于性能发挥和梯次利用等。因此，准确和快速地估计或预测锂离子电池的老化状态引起了广泛的关注。然而，现有研究大多集中在老化估计和预测的某一方面，缺少对二者的动态结合。本文提出了一种基于深度学习的容量老化估计和预测的混合模型，从充电和放电弛豫过程中提取与老化高度相关的特征，结合历史容量衰减数据，动态地给出锂离子电池当前容量的估计值和未来容量的预测值。在一个不同倍率充放电的新数据集上验证了我们的方法，针对0.25 C充电工况，取得了0.29%的MAPE。这一结果表明，该模型能够充分利用真实世界中常见的弛豫过程，结合BMS中记录的历史容量数据，以较高精度同时给出容量衰退的估计值和预测值。

摘要:针对锂离子电池模组中单体电池的状态识别与诊断问题，基于电化学阻抗谱和弛豫时间分布曲线，引入仿射传播（AP）聚类算法进行电池模组异常识别，并与基于密度噪声鲁棒空间聚类（DBSCAN）算法进行对比，以10个正常样本、多个异常样本进行识别。结果表明，AP聚类算法在精度、鲁棒性、参数敏感性方面（数据重叠、密度不均等）表现得比DBSCAN算法更好。另外，引入极端梯度提升（XGBoost）回归器，在存储该电池对应的一定数据后，对同样电池进行识别时，直接通过XGBoost回归器进行电池异常诊断。结果表明，异常检出率为100%，异常种类识别准确率超过92%。最后，提出了包括数据收集、特征提取、识别诊断等关键环节的电池模组异常识别和诊断系统。

摘要:开路电压（OCV）是准确估计电动汽车锂离子电池荷电状态（SoC）的重要参数。由于OCV-SoC的映射关系随着电池老化而持续变化，因此在某一特定阶段确定的OCV-SoC函数无法适用于电池全生命周期内的SoC估计，由此需要对OCV进行定期测试及老化校准。受OCV-SoC曲线迟滞现象的影响，传统的OCV测试通常需要数天时间才能获得一个或多个完全充放电周期的数据，因此从电动车实际运行的维度上缺乏OCV实时测试和校准的可实现性。本文提出了一种快速灵活的OCV-SoC提取方法，主要基于锂电池放电过程的OCV-t曲线平滑性假设，利用非支配排序遗传算法（NSGA-II）实现基于任意电流-电压测量数据的OCV-SoC关系提取；随后在UDDS工况下结合拓展卡尔曼滤波（EKF）进行了SoC验证。结果表明，基于平滑性假设可以有效地构建OCV-SoC的映射关联，其中SoC的最大估计误差为2%，且不受滤波器SoC初值的影响。

摘要:聚合物电解质燃料电池膜电极组件的制备过程，特别是热压过程会对其发电性能产生较大的影响，但目前现有研究对热压过程中催化层内部结构演变机制的认识还不充分。为此，通过正交实验、表征和电学性能测试，探究热压温度和热压时间对催化层结构变化和电池性能的影响。基于扫描电子显微镜数据可知热压处理会压缩催化层内部孔结构且热压温度和热压时间的增加会加剧这种压缩效应，这与孔径分布分析结论保持一致；另外还发现主要是次级孔被压缩。上述现象证实了催化层内离聚物在越过玻璃化转变温度后的软化行为。此外，电学性能测试表明热压处理导致传质阻抗显著增加，其中经过热压温度为160℃，且热压时间为9 min处理的催化层具备最大传质阻抗增加量，其传质阻抗为直接喷涂法制备催化层传质阻抗的2.77倍，这主要是催化层内孔结构被压缩的结果。研究结果揭示了催化层内离聚物热响应行为对催化层结构演变的影响，并为优化热压过程的关键参数提供了理论支撑。

摘要:大功率多堆燃料电池空气供应系统控制由储气罐控制、各堆进气流量节流阀控制以及进气压力背压阀控制构成。试验分析发现，在节流阀与背压阀控制之间存在较强耦合性。为此，基于多堆空气系统架构，采用相关技术来辨识其空气供应子系统在稳态工作点附近的局部线性化传递函数矩阵，并基于前馈解耦补偿技术，实现多堆空气系统储气罐、节流阀与背压阀在稳态工作点附近的相对独立控制。实验结果表明，该方法可实现多堆燃料电池空气供给系统的供给压力、进气流量与进气压力的解耦，具有良好的解耦效果和实用性能。

摘要:采用数值模拟方法，研究氢燃料电池汽车在发生氢泄漏情况下，氢气在风洞内部的流动扩散规律与分布情况。当风洞模拟汽车以80 km/h行驶工况时，车底部泄漏的氢气紧贴着汽车表面向后移动进入汽车的尾流区，氢气浓度随着离汽车尾部距离的增加而降低。从收集口进入流道内的氢气集中在中、底部，具有明显的浓度梯度，经过风扇区后变得均匀；10 s后车底泄漏的氢气又重新回到试验段，与车底正在泄漏的氢气汇合，造成整个区域氢气浓度的持续升高。由于风洞流道拐角导流片的存在，流道内测的氢气浓度升高的更快。当风洞模拟汽车怠速工况时，泄漏的氢气大多在试验段内流动扩散，流道内几乎检测不到氢气。受试验段内气流扰动的影响，汽车两侧的氢气呈现出不对称分布，顶部的氢气集中在车左侧。根据数值模拟结果给出了氢浓度传感器的安装位置建议。

摘要:氨作为一种绿色储氢燃料具有巨大的应用潜力，但液氨沸点低，其在标准大气压下沸点仅为239.7 K，极易发生闪沸。本文在欧拉-拉格朗日框架下，对液氨燃料进行数值模拟，研究其在不同过热度、喷射压力、燃料温度和环境温度下的闪沸喷雾的形态、贯穿距、粒径和氨蒸汽质量分数等特性。结果表明：液氨过热度越大，其喷雾的贯穿距越大，喷雾前端坍缩发生越明显；喷射压力越大，液氨喷雾坍缩先增强后减弱，喷雾的粒径越小；液氨喷雾特征受环境温度影响较弱，在低燃料温度下，喷雾的特征受过热度的影响小，相反，高燃料温度下氨蒸汽质量分数随着温度的升高而增加。

摘要:首先对氢压缩机氢安全事故进行了汇总与分析；进而开展基于故障树的撬装氢压缩机氢燃爆事故危险源识别；然后应用事件树分析，研究考虑系统安防措施的氢安全事故后果与发生概率；最后基于FLACS软件，结合人身与建筑物伤害标准，开展考虑安防措施的射流火焰、闪火与燃爆事故的风险量化评价，并提出了安防措施的优化建议。研究表明：氢泄漏主要是由设计缺陷和操作失误所引发，而氢泄漏检测装置的失效对燃爆事故有较大影响；各类氢安全事故发生概率均小于3.3×10^-3/年，但氢气泄漏后氢射流火灾事故发生概率较高；对于射流火焰事故，最高温度可达2 329.8 ℃，最大热流密度可达399.0 kW/m²；对于闪火事故，最大损伤半径可达7.7 m，最高温度可达3 069.5 ℃；对于燃爆事故，其伤害半径最大为5.5 m，最大超压为10 bar。这些事故均会造成严重的人身伤害与集装箱结构损伤，因此压缩机安全距离应设置为7.7 m以上；而提高氢浓度传感器灵敏度、优化氢浓度传感器布局位置、增强排风系统排风量等措施可有效增强系统的安全性。

摘要:针对电机定子电流变化率受到定子绕组电感的制约，进而影响电机转矩的快速变化的问题，提出了一种计及转矩储备的车用双转子电机转矩控制策略。首先，推导了双转子电机的数学模型，分析了转矩空间变化率的基本表达式及其与矩角特性之间的关系；其次，基于永磁电机的矩角特性，制定了计及转矩储备的电流控制策略，即在转矩快速变化之前预先加载定子电流，使得转矩快速变化阶段可保持定子电流恒定，以便通过转子的旋转带动转矩角的变化来实现转矩的快速输出；最后，搭建了转矩储备控制策略的仿真模型和实验台架，通过仿真和实验验证了所提出控制策略的正确性与可行性。

摘要:研究了轮毂驱动用16极24槽永磁同步电机电磁振动噪声的仿真预测方法，并通过消声室测试结果验证了研究方法的有效性。首先，建立考虑各向异性材料特性的定子铁芯和带集中式绕组的定子系统等效模型，并利用力锤模态敲击实验验证了等效模型的有效性；其次，针对轮毂驱动电机总成，建立电磁-结构-声学多物理场耦合模型，仿真预测了在全负荷工况下电机辐射噪声；最后，利用消声室台架实验结果，验证了永磁同步电机电磁-结构-声学多物理场耦合模型的准确性。研究成果可进一步用于其他永磁同步电机设计开发和电磁振动噪声产生机理研究。