试验场整车结构耐久性评价等效方法研究

为制定国内某试验场耐久性规范,以已经生效的国外试验场规范作为目标,依据线性损伤累积理论得出两试验场的损伤,采用等相对损伤关联法建立试验场间损伤等效模型。利用多目标遗传算法求解,合理设置约束条件,求解并挑选出损伤拟合度最好情况下的各路况循环次数。从损伤、幅值域、频域方面验证解的有效度,最终制定该试验场耐久性规范,其总里程为4 000 km,测试时间为目标规范的20%。试验结果证明,新规范下的汽车试验,能有效凸显汽车故障成分,缩短整车开发周期。     

悬架台架耐久试验与整车耐久试验关联性分析

从Miner线性累积损伤理论出发,通过对试验场整车耐久试验伪损伤等效的方法,提出一套基于试验场伪损伤等效正弦波的悬架系统耐久试验方法,并通过基于试验场与台架试验失效模式的置信度分析方法,对试验场与台架试验故障关联,对该方法进行修正,证明了该方法的正确性。为悬架台架耐久试验获得快速目标谱提供了新方法。     

基于复杂边界的牵引车车架疲劳研究

为提高车架疲劳寿命计算精度和在设计阶段对车架寿命进行准确预测，须考虑主结构外连点处动载荷对车架疲劳的影响及耦合作用，故本文中提出基于复杂边界的车架疲劳研究方法。通过试验场整车载荷谱采集，得到其全循环损伤值，基于损伤等效原理获得多种路面组合损伤值，与全循环损伤值等效精度为99.5%。构建主结构外连点的有限元车架模型，输出复杂边界的单位应力场；基于载荷谱、台架数据建立含有鞍座、拖车系统的高精度整车动力学模型，获取外连点处动载荷；由疲劳损伤理论计算车架疲劳，疲劳分析结果由试验场路试验证，结果表明基于复杂边界的车架模型仿真精度高，结合局部优化、模型重构使车架寿命满足要求。     

电驱动系统可靠性目标载荷快速构建方法研究

目标载荷是有效开展车辆可靠性评估与寿命预测的基础。车辆行驶过程中,由于驾驶行为、路面起伏、载重状态等因素的不断变化,不同用户电驱动系统载荷差异巨大,如何构建覆盖一定用户百分位水平的电驱动系统可靠性目标载荷,是当前产品高质量开发面临的共性问题。以用户历史运行数据为基础,结合整车动力学仿真和参数优化,提出了一种电驱动系统可靠性目标载荷快速构建方法。针对车辆行驶过程中道路坡度与整车质量参数数据难以精确获取、不同用户数据差异大的现实,通过等效坡度和等效质量的参数优化,提高电驱动系统载荷仿真精度;针对不同用户间等效坡度和等效质量差异,以95%用户损伤水平为目标,通过多目标优化得到群体用户模型参数的等效统一解;基于整车动力学仿真与实际用户载荷时域及损伤域对比,验证电驱系统可靠性目标载荷的有效性。结果表明,基于得到的统一参数仿真载荷与95百分位用户损伤误差仅为1.09%,为有效开展电驱动系统可靠性评估提供技术支持,为整车及其它系统可靠性目标载荷构建提供参考。     

基于遗传算法的车辆悬架系统等效物理参数识别

针对车辆悬架系统的功能及物理特性,以车轴的运动为系统输入,对复杂的整车行驶模型进行了合理简化。以某型专用越野车辆为例,建立了簧载质量的3自由度振动模型,推导了簧载质量任意位置处的加速度频响函数;利用汽车试验场道路测试数据,通过遗传算法编写VC程序进行了数据拟合,得到了悬架系统在不同路面工况下的等效物理参数。实际应用表明,拟合结果具有较高的可信度。     

汽车钢板弹簧台架试验与疲劳分析

基于损伤等效原则,用台架试验方法分析和预测钢板弹簧在试验场的疲劳寿命。首先通过台架试验建立钢板弹簧的应力寿命S-N曲线,在试验场载荷谱数据采集的基础上,分析钢板弹簧台架试验次数与整车试验里程之间的当量关系,预测钢板弹簧是否满足整车使用条件,并在试验场进行整车道路试验验证。试验结果表明采用零部件S-N曲线和载荷谱结合方法,能够通过台架试验较准确预测钢板弹簧在试验场的使用寿命。     

轻型商用车全寿命周期目标里程与运行工况研究

确定用户使用条件下车辆耐久行驶里程及对应运行工况,是开展整车可靠性设计与评价验证的前提与基础。本文以真实用户问卷调查为基础,采用分布拟合与优度检验等统计分析方法,建立了用户使用条件下轻型商用车年行驶里程、期望使用年限、目标行驶里程、行驶车速和载质量情况等工况分布模型,并用采集的典型用户GPS运行数据对分布模型进行验证;最后综合问卷和测试数据确定了95%用户使用度水平下车辆全寿命周期耐久行驶目标里程及其对应工况的里程比例。本文的研究成果对于设定符合中国道路特征和用户使用条件的轻型商用车耐久性与可靠性目标、制定整车目标载荷谱和试验场可靠性规范提供了参考和依据。     

与试验场相关的零部件台架试验规范研究

以某MPV车型底盘零部件的疲劳可靠性为研究对象,针对该零部件在试验场强化路面的载荷谱数据,应用雨流计数法获得其载荷分布矩阵。根据线性损伤原理,反推该零部件在台架上实现等疲劳损伤时的加载幅值和循环次数,从而得到与试验场相关的台架耐久试验规范。试验结果表明:该规范能够快速精准地再现零部件试验场试验故障,缩短试验周期,节省开发费用。     

阿特金森循环发动机平均值模型的辨识研究

以阿特金森1NZ-FXE四缸十六气门循环发动机为研究对象,分析了其气路、油路和动力输出平均值模型;并对发动机的36个结构参数进行测量,采集不同工况下270组发动机的127个运行参数。通过构造超定超越方程组,利用最小二乘法及遗传算法及粒子群算法寻优计算,辨识出该发动机平均值模型的37个待辨识参数,且辨识效果好,可进一步应用于发动机及整车系统的控制。     

基于电阻偏差估计的SOH算法研究

电池健康状态(State of Health, SOH)作为电池管理系统的重要一部分,反映电池当前状态下的容量能力,对于电动汽车的续驶里程乃至电池组的使用寿命及安全性起着至关重要的作用。在此背景下,提出一种线性回归最小二乘求解电池等效模型与实际电池组内阻偏差,进而获取电池组健康状态SOH的方法。首先,基于Thevenin等效模型,进行等效参数辨识;随后,建立电池组电阻观测器,基于驾驶循环数据通过最小二乘法计算等效电阻偏差;然后,基于等效电阻偏差与SOH的对应关系获取当前驾驶循环的SOH;最后,建立试验对算法的精度和适用性进行仿真测试验证。     

汽车试验场载荷谱等效分析技术

为将A试验场已知路试规范等效地转移到B 试验场，利用某sUV 车型的A 和B 试验场载荷谱，进行分类和等 效分析。针对模拟山路和高环工况，由于两试验场的路面构造一致，所以在B 试验场中直接沿用A 试验场规范；针对强化坏路工况，选择55 个等效通道，基于伪损伤一致原则进行等效分析，并制定B 试验场路试规范。在确保伪损伤一致性的情况下，部件真实损伤也一致，先将目标随机载荷进行雨流计数，得到幅值与频次在双对数坐标系下的关系曲线，定义计算伪损伤的S-N 曲线斜率为经过该曲线高幅值区域内最多点直线的斜率，同时S-N 曲线截距是该曲线中最大幅值 的10 倍。最终通过对等效通道的伪损伤，以及雨流统计频次曲线和穿级计数曲线的对比，验证了等效分析的有效性。     

汽车感知质量及数学模型解析

感知质量作为影响客户选车的一个重要因素,越来越被各大汽车公司所关注.文章建立了一种整车感知质量的数学模型,通过将整车感知质量分解为8个子项,并将其主观评价客观化;为进一步解析各影响因子与整车感知质量间的关联,以及各子项的权重关系,利用最小二乘法的基本原理,对整车感知质量的数学模型通过数学上的多元回归分析方法,逐步实现了求解.该方法可推导出隐藏在客户期望背后的一些重要成分,适用于新项目开发过程中的目标设置和优先级设置.     

基于用户体验的 GCPA 用户级能耗测试方法

吉利整车顾客评价标准（GCPA）的用户能耗测试评价是在吉利产品开发应用过程中针对用户实际用车场景的能耗评价方法。通过市场调研—目标建立—过程管理—用户级测试—模型建立—市场用户反馈的循环模式,该方法可覆盖至汽车研发、制造、供应链、销售等方面。该方法以用户体验为中心,根据用户实际用车场景,建立了一套整车能耗评价方法标准。该方法应用结果表明：该测试方法能反映真实的能耗水平,在此基础上所提出的优化策略可降低产品能耗水平,降低市场抱怨程度。     

OD估计的多步双层规划模型新算法研究

建立了一个OD估计模型.将OD估计分为固定的步数,每一步都是一个双层规划,上层为广义最小二乘估计,下层为随机用户均衡分配模型,即以广义最小二乘估计和随机用户均衡分配模型为基础,通过更新估计模型中目标矩阵和实测路段上的流量来估计OD矩阵.最后用一个简单的路网验证了该算法的有效性.     

与典型用户数据相关的乘用车传动系台架可靠性试验载荷谱制定研究

为制定某乘用车传动系总成台架可靠性试验的输入载荷谱,在用户实际使用的典型工况下,利用非接触式转矩遥测仪测量试验目标车辆左右半轴转矩、转速和发动机转速、车速等与传动系相关的数据。应用TecWare软件的Process Builder模块建立挡位分割批处理模型,将用户数据处理成目标旋转雨流计数循环矩阵,同时剔除对疲劳寿命影响较小的小幅值循环载荷。结合实际用户调查获得的路面比例与车辆载重数据,根据疲劳累积损伤的威布尔分布方程和传动系损伤计算模型,计算累积失效概率为90%的用户总累积损伤并对其概率分布函数进行K-S(Kolmogorov-Smirnov)检验。考虑台架试验输入的载荷谱格式,基于疲劳损伤等效原理将用户数据压缩成台架可靠性试验可识别的块状载荷谱,实现传动系总成台架试验与用户使用寿命的统一。以传动系台架试验代替整车道路试验,有效降低试验成本、缩短试验周期。     

基于稳健回归理论的发动机数学模型研究

文章引入稳健回归理论建立发动机外特性数学模型,并对比分析了最小二乘法建立的发动机模型,稳健回归相对最小二乘法可以提高发动机数学模型的精度,同时有效降低试验数据中误差点对发动机数学模型的影响,为建立整车模型打下良好基础。     

基于驾驶循环的功率模块寿命评估

功率模块作为电动汽车上电能转换所需的核心器件,必须具备与整车相同的使用寿命。提出了一种由驾驶循环应用累积损伤理论评估功率模块寿命的计算方法,该方法由驾驶循环、整车属性、功率模块的电气和瞬态热属性、功率模块的寿命曲线等快速计算得到其循环寿命,从而评估其寿命是否满足整车里程寿命要求。通过该方法评估了纯电动汽车的功率模块,显示寿命最小的部位是开关管的PN结,其寿命可以满足整车30万km行驶里程的寿命要求。     

基于LSSVM和NSGA-Ⅱ混凝土耐久性多目标配合比优化

为减少由于耐久性不足而导致的混凝土结构劣化损伤，实现快速准确地确定配合比优化方案，以吉林某隧道工程为背景，选择混凝土耐久性主要指标抗冻性（动弹性模量）和抗渗性（氯离子渗透系数）为研究目标，建立一种LSSVM-NSGA-Ⅱ算法。基于原材料及配合比，利用最小二乘支持向量机（LSSVM）模型实现混凝土动弹性模量和氯离子渗透系数耐久性指标高精度预测，将回归预测函数作为适应度函数并结合规范及工程项目要求建立原材料及配合比相关的约束条件；在此基础上，利用NSGA-Ⅱ实现多目标优化。研究结果表明： 1）将相对动弹性模量和氯离子渗透系数作为耐久性评价指标并利用LSSVM模型进行预测的结果精度高； 2）所得预测回归函数作为适应度函数，以混凝土抗冻性和抗渗性为目标，利用NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化后，可以获得配合比优化目标值； 3）经试验可知，混凝土工作性能等均符合规范和工程项目要求，且与工程实际情况相符。研究结果反映了该模型在配合比多目标寻优中的智能化、精准化。     

基于等效因子的Q学习燃料电池汽车能量管理策略

为提高燃料电池混合动力汽车（FCHEV）燃料经济性以及维持蓄电池能量平衡,该文提出了基于等效因子的Q-learning算法的能量管理策略。构建等效耗氢量最小与维持蓄电池荷电状态（SOC）平衡的目标函数,建立FCHEV动力源能量流转化平衡模型,通过能量转化平衡机理得到耗氢量的等效因子;在城市循环+全球轻型汽车测试循环（UDDS+WLTC）工况下,对需求功率的转移概率矩阵进行求解,利用Q-learning算法离线优化燃料电池和蓄电池的输出功率;基于MATLAB/Simulink平台建立了前向仿真模型,进行整车性能的仿真试验。结果表明：在WLTC循环工况下,该策略的100 km等效耗氢量为0.730 kg,接近基于动态规则（DP）控制策略的耗氢量,且SOC保持在合理的范围内,验证了该策略的有效性;在西宁市实际工况下,验证了本文所提控制策略的适应性。     

考虑燃料电池衰退的FCHEV反馈优化控制策略

为了提高插电式燃料电池混合动力汽车的经济性和燃料电池耐久性，在构建燃料电池衰退模型的基础上，制定等效氢气消耗最小（ECMS）的反馈优化控制策略。ECMS反馈优化控制策略中目标价值函数的等效氢气消耗除包括燃料电池氢气消耗和动力电池等效氢气消耗外，还将燃料电池开路电压衰退转化成等效的氢气消耗加入到目标价值函数之中，以电机需求功率P_m、动力电池SOC值为状态变量，动力电池目标功率为控制变量，取使目标价值函数最小的动力电池目标功率作为参考动力电池目标功率输出，并根据反馈的燃料电池电压衰退速率对燃料电池系统输出功率限制变化值ΔP_f进行动态调整，最终得到燃料电池目标功率。通过MATLAB/Simulink建立插电式燃料电池汽车前向仿真模型，采用城市道路循环（UDDS）工况进行验证。研究结果表明：相比基于规则的能量管理策略，电量保持（CS）阶段采用ECMS反馈优化控制策略，氢气消耗量降低2.6%，同时燃料电池的开路电压衰退降低4.1%，基于ECMS的反馈优化控制策略相比基于规则的能量管理策略在高效区间的工作点占比更高；与ΔP_f分别为1，2，3 kW时相比，采用燃料电池系统电压衰退速率反馈调节ΔP_f策略的氢气消耗量为0.105 3 kg，相比ΔP_f为1，2 kW的氢气消耗量（0.121 3，0.110 2 kg）有明显优化，接近ΔP_f为3 kW的氢气消耗量（0.102 9 kg），同时燃料电池电压衰退速率有明显的减小，整车经济性与燃料电池耐久性都得到了改善。