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期刊信息/Journal information
汽车安全与节能学报
汽车安全与节能学报

欧阳明高

季刊

1676-8484

jase@tsinghua.edu.cn

010-62798897 62781633

100084

北京清华大学汽车研究所

汽车安全与节能学报/Journal JOURNAL OF AUTOMOTIVE SAFETY AND ENGERGYCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《汽车安全与节能学报》由中华人民共和国教育部主管、清华大学主办，汽车安全与节能国家重点实验室承办，作为季刊国内外公开发行。办刊宗旨：贯彻“百花齐放、百家争鸣”的方针，及时刊登国内外汽车安全、节能和环保等领域在基础理论与工程应用研究方面有创新性的学术论文，及时反映学术上有特色、代表学科前沿的科技研究成果，推动学术交流，促进我国汽车科技向安全化、智能化、绿色化、国际化方向发展。
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    氨氢融合零碳内燃机燃烧过程综述

    王志齐运亮陈清楚李骏...
    443-466页
    查看更多>>摘要：随着中国"碳达峰"与"碳中和"目标的提出,内燃机低碳化、零碳化势在必行.氨作为零碳燃料和氢的高能量密度载体,是实现碳中和有潜力的替代燃料.研发氨氢燃烧技术,实现氨高效清洁融合燃料零碳大功率内燃机高效近零排放对全球气候治理具有重大意义.该文在分析氨作为未来绿色能源的潜力及其在内燃机中实际应用的基础上,从氨氢内燃机的燃烧模式、氨氢燃料的燃烧化学反应动力学、氨氢燃料供给方式等方面综述了氨氢内燃机的燃烧的最新进展,对比分析了火花点燃/均质压燃/射流引燃3种燃烧模式、氨气道喷射/液氨缸内直喷2种燃料供给方式、主动射流/被动射流2种点火方式,提出并论述了基于氨在线裂解制氢实现基于单一液氨燃料油箱的氨氢融合燃烧,是内燃机实现碳中和的极具潜力的技术路线,指出了氨氢内燃机喷雾、燃烧和氮基排放控制三方面需要解决的关键技术和科学问题.研究表明:氨氢融合内燃机采用微量氢气(小于3%)引燃氨混合气,可以获得稳定燃烧和高热效率,并拓展稀然极限.氨氢融合零碳大功率内燃机作为氨燃料高效可靠的应用载体,在重型车辆、工程机械、远洋船舶、发电等多个领域具备广泛的应用潜力与价值,氨氢内燃机的研发可推动基础燃烧理论的进步,也可以促进中国内燃机产业迈上新的台阶.

    氨氢融合零碳内燃机燃烧模式燃烧化学反应动力学

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    轮毂电机失效下分布式驱动电动汽车主动转向容错控制策略

    卢彦博梁晋豪殷国栋冯吉伟...
    467-476页
    查看更多>>摘要：为提高分布式驱动电动汽车在单轮或单边轮毂电机失效时的稳定性,提出了一种基于事件触发机制的主动转向容错控制策略.设计了基于线性矩阵不等式的故障状态观测器,建立了基于残差评估函数的容错切换机制;采用了Pareto最优理论的分布式模型预测协同控制策略,以实现车辆底盘主动转向系统和横摆力矩控制系统的容错控制最优分配机制.基于Matlab/Simulink软件和CarSim软件在硬件在环平台展开实验.结果表明:当轮毂电机发生恒偏差或变增益故障时,所设计的容错控制算法在低路面附着系数的双移线工况下,横摆角速度跟踪误差降低14.9%,侧向位移跟踪误差降低28.2%.因而,实现了分布式驱动电动汽车在轮毂电机失效下的容错性能和稳定性能.

    分布式驱动电车汽车稳定性容错控制策略硬件在环平台分布式模型预测控制

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    参数扰动对一种先前的车辆制动控制和防护方法的影响

    邹铁方江碟周靖袁湘婷...
    477-483页
    查看更多>>摘要：探究了作者早先提出的一种车辆制动控制防护方法在参数扰动下的防护效果.用MADYMO虚拟仿真软件,对4种形状的典型车头开展了仿真,分析了以下参数:人体头部与车体首次接触时间、制动系统协调时间、路面附着因数:扰动时,对该制动控制防护方法的影响.结果显示:在人体头部与车体首次接触时间时为80～100 ms时,对加权伤害费用(WIC)降幅的影响最显著,但不同车型下的参数敏感性排序存在差异.在路面附着因数扰动为0.45～0.80时,人车碰撞损伤未增加;但地面所致WIC降幅均大于零,可有效降低人地碰撞损伤.在制动系统协调时间参数扰动区间为80～350 ms时,该车辆制动控制防护方法仍然保持有效.

    人车碰撞事故人地碰撞损伤车辆制动控制参数扰动路面附着因数制动系统协调时间

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    不同坐姿乘员在自动驾驶汽车碰撞中的损伤仿真实验

    武和全李羿辉刘瑾张申奥...
    484-491页
    查看更多>>摘要：为研究不同坐姿乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性,筛选了7种具有代表性的乘员姿态(包括头部、上肢和躯干的变化)进行正面碰撞的仿真实验,对其乘员运动学和所受载荷进行了对比分析,研究其姿态对乘员碰撞损伤的影响.结果表明:在正面碰撞仿真实验中,倚靠姿态乘员的综合损伤风险与其他姿态相比更高,较交谈姿态,倚靠姿态乘员胸部压缩量增大了45.5%,肋骨骨折严重,内脏器官应变提高了48.8%,左倾姿态乘员损伤风险则明显降低,其头部损伤风险减少了49.1%,胸部损伤降低了14.4%.基于此,提出乘员在碰撞前可通过调整自身姿态来规避部分损伤的策略,以提高乘员在自动驾驶汽车中的碰撞安全性.

    自动驾驶汽车正面碰撞仿真实验乘员损伤风险乘员非标坐姿

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    风雨耦合环境下驾驶队列的气动特性研究

    许建民杨炜龚晓岩武颂...
    492-502页
    查看更多>>摘要：为了探究风雨环境下驾驶队列的气动载荷特性和流场特性,该文基于Euler-Lagrange法,考虑雨滴和气流的相互作用,建立风雨耦合环境下的驾驶队列模型,并对比试验数据验证模型的准确性,进而研究降雨量、侧向风风速、车辆间距对队列中车辆的气动载荷特性和流场特性的影响.研究表明:随着降雨量和侧向风风速的增大,驾驶队列中车辆受到的力和力矩不断增大,当降雨量为50～250 mm/h时,队列中第1辆车阻力从27.21 N增大到28.49 N;当侧向风为4.4～15.5 m/s时,第1辆车的侧向力从101 N增大到554.3 N.随着队列间距的增大,队列中车辆受到的气动阻力先增大后减小,侧向力和侧倾力矩不断增大,横摆力矩不断减小;当队列间距为0.25～0.75倍时,尾车(第5辆车)的侧向力从137.6 N增大到174.74 N,横摆力矩从39.29 Nm降低到12.47 Nm.

    气动载荷特性风雨耦合驾驶队列侧向风风速降雨量

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    货车-两轮车碰撞事故典型场景提取及关联规则分析

    聂进张翔张越王丙雨...
    503-510页
    查看更多>>摘要：基于视频信息提取了货车-两轮车碰撞典型事故场景,对事故场景中不同事故因素间的相关性进行了挖掘以补充代表事故遗漏的事故特征.应用210例带视频信息的货车-两轮车碰撞事故案例获取相关事故信息,采用 K-modes聚类方法对事故案例进行聚类得到典型事故场景,采用关联规则方法对每个事故场景中事故因素之间的关联度进行分析.结果表明:货车-两轮车事故可分为4种典型场景,即2种十字路口事故,1种直行道路事故以及1种丁字路口事故.十字路口事故场景中事故特征与存在视觉障碍关联度较高,且在十字路口事故中"货车左转"所带来的风险也比较高;直行道路事故中货车制动规避与道路上是否有信号灯存在关联性;丁字路口事故中型货车转向规避与骑车人遭到碾压之间存在关联性.该研究结果可以为两轮车骑车人安全对策和安全测试场景提供参考.

    汽车安全交通事故视频货车两轮车K-modes聚类关联规则分析

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    融合注意力机制的残差型双向LSTM汽车电机轴承诊断

    姜健王平
    511-519页
    查看更多>>摘要：为保障汽车的安全行驶,准确诊断和监测电机轴承故障,该文提出一种融合注意力机制的残差型双向长短期记忆网络(LSTM)汽车电机轴承故障诊断方法.利用特征提取模块结合正反向移动的LSTM组以充分感知汽车电机轴承故障特征;信号诊断模块采用残差型双向LSTM架构,并结合局部增强注意力机制优化权值,获得隐藏状态量;通过故障分类模块采用全局平均池化(GAP)方法与SoftMax模型,有效完成故障检测.结果表明:该方法汽车电机轴承故障检测准确率可达93.1%;在训练样本仅为30的条件下,准确率可达66.3%;当测试集的信噪比从10 dB降低至2 dB时,准确率仅下降8.5%.因此,该方法具有更高的准确性和更强的鲁棒性.

    汽车安全电机轴承故障诊断注意力机制特征提取准确率信噪比

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    不同环境背压和环境温度下的液氨喷雾微观特性

    刘潇姚晓新王泽汤成龙...
    520-525页
    查看更多>>摘要：为以液氨为内燃机燃料来实现低碳化和零碳化,实验研究了液氨喷雾的微观雾化特性.采用激光粒径微观成像(PDIA)方法,使用单孔喷油器,在低喷射压力(1 MPa)、环境背压100、200、400、600 kPa、环境温度293、313、333 K下,进行喷雾实验.获得了液滴概率密度分布函数(PDF)、累计体积分布函数(CDF)、Sault平均直径(SMD)和液滴数量密度等微观参数.结果表明:液氨喷雾在低环境背压下雾化效果好,喷雾中小液滴数量多,SMD较小,增大环境背压,喷雾概率密度分布和累计体积分布曲线向大粒径方向移动,大液滴数量增加,液滴数量密度减小;液氨液滴概率密度分布、累计体积分布和SMD几乎不会随环境温度的变化而变化,但增加环境温度可以增强液氨喷雾的蒸发,环境温度高的时候液氨喷雾蒸发增强.

    内燃机低碳化零碳化液氨喷雾微观特性液滴尺寸分布液滴数量密度

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    各向异性膨胀石墨双极板对燃料电池性能的影响

    丁玉杰甘全全邵扬斌徐梁飞...
    526-535页
    查看更多>>摘要：该文分析了膨胀石墨双极板(EGBPs)各向异性结构对燃料电池水热管理与输出性能的影响.建立了三维两相非等温数值模型,对比了4种典型复合材料结构下温度、电流密度、水含量等参数的分布特征,揭示了双极板传热特性与输出性能的耦合效应.结果表明:沿质子传递方向热导率(kz)对燃料电池性能具有显著影响,在2.2 A cm-2电流密度下,将kz从常规结构的5 W·m-1·K-1提升至280 W·m-1·K-1,可以使输出性能提高22 mV;沿流道气体流动方向的热导率(ky)是影响散热能力的关键因素,将ky与kz提高至280 W·m-1·K-1,或者实现各向同性结构(kx=ky=kz=20 W·m-1·K-1),均能够使膜电极组件(MEA)核心区域的温度降低2℃左右.因此,提高ky与kz并实现各向同性结构是膨胀石墨双极板技术的未来发展目标之一.

    质子交换膜燃料电池(PEMFC)膨胀石墨双极板(EGBPs)各向异性导热水热管理散热能力

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    低比例甲醇掺混下氨/甲醇燃烧的化学机制和N2O生成分析

    靳广杰陆明飞刘行隆武强...
    536-544页
    查看更多>>摘要：为探究氨燃料减少温室气体(GHG)排放的效益,克服氨点火能量较高、层流火焰速度较慢的缺点,使用Chemkin构建化学反应器网格(CRN)仿真模型对低比例甲醇(0～10%)与氨掺混燃烧进行组分演化、产物生成速率和敏感性分析,利用化学反应动力学,分析N2O生成和还原机理.结果表明:纯氨燃烧在当量比为1.1～1.2时,可同时降低NO、未燃NH3和N2O的排放,较纯甲醇燃烧可减少70%以上的温室气体排放;当量比超过0.9时,氨燃烧的GHG排放始终低于纯甲醇燃烧.加入甲醇能有效控制N2O生成,进一步降低GHG排放.在富燃条件下,甲醇的添加促进了H的生成,使N2O消耗增加;在贫燃条件下,甲醇的增强抑制了NH的生产,使N2O生成降低.另外,提高压力和温度也能有效降低温室气体排放.

    氨/甲醇燃烧化学反应机理化学动力学建模甲醇掺混一氧化二氮(N2O)

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