当前,世界化石能源的过度使用导致全球环境日益恶化,风力、光伏等可再生清洁能源的开发迫在眉睫,微电网能够有效利用可再生能源,引起了世界各国的广泛关注。电动汽车做为一种能够缓解能源和环境危机的有效方式,也获得了快速发展。但一方面,可再生能源出力具有间歇性,接入电网之后,严重影响到电网的安全可靠运行;另一方面,我国一次能源的结构,决定了接入电网的电动汽车无法实现真正意义上的零排放。因此,可以将电动汽车接入微电网,利用可再生能源直接给电动汽车充电,不仅可以减少电动汽车“间接”碳排放,而且实现了可再生能源就地消纳,削弱了对电网的负面影响。因此,研究电动汽车接入微电网的容量配置有一定的理论和现实意义。本文首先综述了微电网、电动汽车充电设施、微电网容量配置、电动汽车入网的国内外研究现状,得出研究电动汽车接入微电网的容量配置的必要性及意义。在此基础上,研究了微电网中风力、光伏、蓄电池三种分布式电源的工作原理和数学模型。其次,研究了电动汽车充放电模型及并网调度策略。先是概述了电动汽车分类、三种充电模式的优劣及适用范围,确定了本文的研究对象—慢速充电纯电动汽车;然后分析了电动汽车接入电网产生的影响,并在介绍了影响电动汽车充放电负荷的主要因素之后,对电动汽车无序充电和有序充放电负荷进行了建模。最后,针对“电动汽车和可再生能源的微电网集成结构”进行容量优化配置研究。结合目前电力市场改革以及微电网的盈利模式,提出了一种并网型微电网的商业运营模式-售电公司;在这种模式下,为了同时兼顾微电网售电公司收益和电动汽车用户的收益,设计了一种电动汽车不同管理模式下的综合能量调度策略;在此基础上,建立了综合考虑微电网售电公司收益和失负荷率的风/光/储容量优化配置模型,采用“能够保持良好种群多样性”的改进NSGA-Ⅱ算法进行求解;通过算例仿真,分析了电动汽车不同管理模式对容量配置的影响;对比了一天中常规负荷、考虑电动汽车无序充电和有序充放电情况下的总负荷,分析电动汽车无序充电和有序充放电对负荷的影响;还分别采用NSGA-Ⅱ和改进的NSGA-Ⅱ计算电动汽车无序充电模式下微电网配置的最优解,验证了改进NSGA-Ⅱ的优越性。

关键词：微电网;;电动汽车充放电;;微电网运营模式;;综合能量调度策略;;改进NSGA-Ⅱ;;容量优化配置

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在我国的公路运输中,汽车列车一直是货物运输的主力,然而随着近年来我国经济的飞速发展,物流业迅速兴盛,单一的半挂汽车列车已经不能满足当前运输模式的需求。在2016年7月发布实施的《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB 1589-2016,简称GB 1589)中,增加了中置轴挂车列车的术语定义。中置轴汽车列车在欧盟、美国、澳大利亚等应用普遍,技术已较为成熟,能够在保障车辆行驶安全性的前提下,大大提高物流运输效率。由于我国货车牵引车和中置轴挂车分别由不同的企业生产,所制定的标准要求也是只针对货车牵引车或者中置轴挂车,同时由于汽车列车易出现折叠、侧翻、甩尾等交通事故,所以对中置轴汽车列车的操纵稳定性的研究是十分必要的。分析了相关汽车操纵稳定性标准的试验方法及要求,确定了以试验和仿真相结合的研究方法。针对中置轴汽车列车的特点,搭建了一套针对中置轴汽车列车的操纵稳定性测试系统。开展了中置轴汽车列车的实车道路试验,根据搭建的中置轴汽车的操纵稳定性测试系统,在车辆相关部位安装试验设备;按照标准中的试验内容及要求,分别开展抗侧翻稳定性、稳态回转、横向稳定性试验。在抗侧翻稳定性试验中,对比分析了中置轴汽车列车前后两个单元以及中置轴汽车列车中牵引货车与单独牵引货车的各项参数的变化;在稳态回转试验中,中置轴汽车列车表现出良好的不足转向的特性;在横向稳定性试验中,分析了中置轴汽车列车的各项参数随转向盘转角的变化。建立了基于Trucksim的中置轴汽车列车的仿真模型。通过设置相同的仿真工况,利用实车试验的数据结果验证中置轴汽车列车仿真模型的有效性。分别设置双移线工况和转向盘角阶跃工况,进行仿真,分析数据结果,研究中置轴汽车列车的操纵稳定性。

关键词：中置轴汽车列车;;操纵稳定性;;实车试验;;仿真

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随着世界能源危机和环境污染不断恶化,电动汽车作为新时代的经济增长点,是实现能源转型突破的根本途径。电动汽车运行情况复杂多样,不仅要求高效和可靠的电机,而且要求电机驱动控制系统拥有较强的抗干扰能力、较快的动态响应速度和较强的鲁棒性等能力。本文对电动汽车用的永磁同步电机驱动控制策略进行了改进研究,采用智能优化算法对永磁同步电机驱动控制系统参数进行优化整定,提出了基于混沌分子动理论优化算法优化PID控制器参数的永磁同步电机矢量控制和基于改进的自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制策略。主要研究内容可论述如下所示:(1)阐述了电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的研究难点与关键技术通过国内外电动汽车的发展现状,对比电动汽车用各种电机优缺点及应用场合,综合选择永磁同步电机作为电动汽车驱动电机。结合电动汽车用永磁同步电机的基本结构推导了其不同坐标下数学模型,分析了永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的原理,阐述了电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统的控制方法,总结了控制策略所达到的控制效果和目前存在的问题,提出基于改进分子理论优化算法的永磁同步电机驱动系统的优化控制策略。(2)改进了现有分子动理论优化算法,提出了基于改进分子动理论优化算法自整定PID控制器参数的永磁同步电机矢量控制策略依据分子热力学原理,阐述分子动理论优化算法(KMTOA)的基本原理和优化迭代方程式,由于分子动理论优化算法存在陷入局部最优和收敛性慢的缺点,本文通过引入混沌理论进行局部搜索防止算法陷入局部最优值,并采用自适应惯性权重因子提高算法的收敛速度,提出了混沌分子动理论优化算法(CKMTOA)。通过CKMTOA算法自整定PID控制器参数,解决了永磁同步电机矢量控制系统中速度环PID控制器参数难以整定的问题。基于MATLAB/Simulink仿真平台,搭建CKMTOA PID参数整定的永磁同步电机矢量控制仿真模型,通过与传统PID和粒子群算法优化PID控制器对比实验可以看出,本文改进算法在永磁同步电机矢量控制系统中的PID控制器参数寻优时,具有收敛速度更快、全局寻优能力强、转矩和转速响应更快和稳定性更高等特点。(3)提出了一种基于混沌分子动理论优化算法、核函数极限学习机和自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制策略由于电动汽车的运行情况复杂多样,要求其永磁同步电机驱动控制系统拥有较强的抗干扰能力和较快的动态响应速度等特性,基于此本文提出一种基于改进核函数极限学习机优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法。采用混沌分子动理论优化算法优化核函数极限学习机模型的核参数和惩罚系数,得到CKMTOA-KELM最优回归模型;最后,将该模型嵌入ADRC中对其进行优化及分析,以提高系统动态响应速度和抗干扰能力,增强系统鲁棒性。仿真实验结果验证了该方法的有效性和可行性。(4)电动汽车用永磁同步电机控制系统硬件实验平台和GUI界面设计为了理论与实际相结合,方便用户理解和应用,根据电动汽车用永磁同步电机驱动控制系统所需要的必要条件,设计了 DSP芯片控制电路,DSP供电电路,主功率电路,、信号采样电路,光电耦合驱动电路等,搭建了基于TMS320F28035 DSP芯片为核心主控制器的电动汽车用永磁同步电机驱动系统硬件实验平台,并基于Matlab仿真平台设计了电动汽车用永磁同步电机控制系统的图形化用户GUI界面。通过系统硬件实验平台和GUI仿真软件平台界面,将本文所提出的控制方法可以更加直观的向用户推广应用,使用户更方便理解。

关键词：电动汽车;;永磁同步电机;;混沌分子动理论优化算法;;矢量控制;;直接转矩控制;;核函数极限学习机;;自抗扰控制器

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本文对飞行汽车这一新型交通运输工具进行了特征分析与发展预测,指出飞行汽车的推广将对当代交通运输体系产生重大影响。现有交通运输体系不能满足飞行汽车的运管,从而提出空中高速路这一交通行业未来发展方向。最后从发展的目标,投资力度、技术引进、个性化服务等四个方面对下一代交通运输体系建设提出规划与展望。

关键词：飞行汽车;;空中高速路;;交通运输体系;;规划与展望

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伴随着5G互联网时代的到来,未来的汽车发展路径都将朝着智能网联汽车的方向进行迭代,因此,驾驶员与汽车的交互行为将构成安全驾驶及出行体验的重要组成部分。本文旨在对车联网趋势下的汽车数字仪表交互界面进行分析,结合实际驾驶场景,总结汽车数字仪表盘适用的一般设计准则。同时以信息架构设计理论为依据研究汽车数字仪表盘的信息层级分类,输出信息架构表格,利用人机界面设计准则指导数字仪表布局设计,并提出了一种汽车数字仪表盘界面交互设计的方法流程。

关键词：汽车数字仪表盘;;信息架构设计;;交互设计

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在日前举办的2018中国汽车论坛上,长安汽车副总裁袁明学向我们描绘了一幅关乎长安未来发展的"新蓝图"。这张蓝图由三部分组成:名为"第三次创业"的创新创业战略、以"香格里拉计划"为核心的新能源战略、下半年即将发布的智能化战略——"北斗天枢"。这组规划分为2020年和2025年两个时间节点,每个时间节点都将有重大的变化。

关键词：长安汽车;大转型;自动驾驶;汽车产业;新能源战略;

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随着我国经济的快速发展,人们的生活及物质需求也随之提高,体现为城市的扩大以及城市与农村之间的互通,这也带动了物流行业的发展,伴随我国高速公路的不断建成和使用,以及通车总里程的逐年增加,给载货汽车运输带来了前所未有的机遇和很大的发展前景。载货汽车的运输在促进经济发展的同时也带来了能源问题,其因长途运输、质量大、迎风面积大等特点使其具有较大的气动阻力系数从而对能源消耗较大,在当下人们越来越关注节能减排这一主题之时,关于载货汽车降低其气动阻力系数的研究便显得尤为重要。因货车长途行驶时驾驶时间长,车速略低于轿车,故一些驾驶员在夏天更倾向于开窗行驶,其一是使驾驶室内保持良好的通风效果以及驾驶员自己良好的驾驶状态,其二是通过关闭空调降低发动机的负荷使汽车保持一定的动力,一些学者研究发现,轿车在无横摆角下开窗行驶会产生较大的气动阻力系数,在轿车方面进行了多种开窗行驶方案的研究,而货车因为驾驶室和货箱的双体或者多结构因素,开窗行驶时的空气动力特性将会产生变化。相比轿车,货车在此方面的相关研究成果较为缺乏,对货车的产品开发与使用的可供参考数据极其匮乏,因此本文对载货汽车开窗行驶的气动特性展开深入研究,具体研究分为三个部分,内容概括如下:第一部分主要进行厢式货车平头式驾驶室简化模型的机理研究,分析驾驶室双侧窗同步开启且侧风存在条件下流场产生的变化,并探究气动特性变化的原因和机理;分析可知,当汽车横摆角从0°增大为15°时,开窗所受气动阻力小于封闭车窗行驶时所受的气动阻力,其机理主要为开窗行驶时,迎风侧的分离气流一部分继续原本的气流流动,另一部分进入驾驶室内部并汇入背风侧分离气流,改变了背风侧的流场流动状态减小了后部的尾流区,进而降低了压差阻力,从而获得了较好的气动阻力系数。在简化模型机理研究的基础上,本文的第二部分将对复杂模型数值仿真进行研究。本文第二部分将运用数值模拟方法对实车复杂模型流动特性展开研究,通过对比分析流场压力分布变化、速度矢量变化以及总压等值面图的结果可知,在横摆角为15°全开窗行驶时,驾驶室内部后部出现明显的负压区,且从迎风侧进入流经驾驶室与背风侧气流汇合的气流减缓了背风侧气流的分离,这是载货汽车实车模型气动阻力系数降低的重要原因。由于仿真计算时间较长,模型较复杂,需要对仿真结果进行验证,本文的第三部分将通过风洞试验对复杂模型仿真进行验证,分别对0°和15°横摆角下不同车窗开度的厢式货车缩比模型进行风洞试验验证,通过利用吉林大学风洞实验室的六分力天平以及数据采集设备获得不同横摆角与不同车窗开度之间气动阻力系数的变化规律。根据试验结果分析可知,在横摆角为15°时,车窗全开时模型的气动阻力系数小于车窗封闭时的气动阻力系数,所得结果趋势与第二部分和第三部分中仿真研究所得结论保持一致,进而验证了仿真方法的可靠性。综上所述,本文研究了载货汽车开窗行驶的空气动力特性,即横摆角以及车窗开度对于气动阻力系数和流场的影响,得到如下结论:横摆角为0°时,车窗全开的气动阻力系数大于封闭车窗行驶;横摆角为15°时,车窗全开时的气动阻力系数小于封闭车窗行驶。

关键词：厢式载货汽车;;空气动力学;;数值仿真;;风洞实验;;气动特性

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针对自动驾驶汽车在行驶过程中会遇到随时间和交通环境变化的不确定性,须对自动驾驶系统参数进行辨识和学习。通过获取闭环状态下的系统行为和学习数据驱动下的系统参数,可极大提升系统辨识可靠性和稳定性。本文对自动驾驶车辆跟车的典型场景,综合考虑车辆控制和动力学特性,构建了基于车辆运行数据和置信椭圆的系统参数辨识的学习算法,提升系统辨识的可靠性和鲁棒性。结果表明提出的参数辨识和学习方法可准确估计车辆参数。

关键词：汽车控制;;自动驾驶车辆;;参数辩识;;学习;;鲁棒性

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为提高汽车行驶安全性,设计了基于障碍物斥力场模型的汽车主动避撞系统,建立了道路算盘模型和驾驶员预瞄跟随模型,利用算盘模型可求解出避撞路径,使用驾驶员预瞄跟随模型可求解出汽车转向盘最优转角。通过动静态障碍物环境下的仿真试验表明,利用算盘模型规划出的路径平滑、安全、可跟踪;驾驶员预瞄跟随模型的路径跟随精度高,实现了汽车主动避撞。

关键词：汽车主动避撞系统;;障碍物斥力场;;算盘模型;;驾驶员预瞄跟随模型

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随着中国节能与新能源汽车发展规划的颁布实施,各汽车制造商正在积极推动新能源汽车的发展,逐步建立起相对成熟的整车开发体系。新能源汽车的碰撞安全性能除了要满足传统燃油车的碰撞要求外,还需要满足GB/T18384.1-2001《电动汽车安全要求》和GB/T 19751-2005《混合动力电动汽车安全要求》的要求。为了满足这些法规的某些要求,新能源汽车的车体结构、电池包结构应做相应的改进。本文主要以某插电式混合动力电动汽车(PHEV)为研究对象,主要工作如下:1)基于模块化建模的思想,采用实体焊点代替点焊的方法,建立50km/h正面碰撞整车模型,分析仿真结果的整车变形和碰撞后的B柱下端车体加速度,并与试验数据对比。分析正面碰撞的电池包应变结果,得到结论:满足法规要求。2)按照CNCAP(2018版)要求调试50km/h侧面碰撞仿真模型,用LS-DYNA完成计算。将侧面碰撞仿真结果与试验结果相比较,包括整车变形对比、碰撞侧车体加速度对比以及前门内板侵入量对比。同时分析了侧面碰撞过程中载荷的传递路径,可以看到侧面碰撞过程中,电池包承受了一部分的载荷,对于侧面碰撞车体的稳定性有一定的提升。对侧面碰撞过程中电池包的应变结果进行分析,发现存在破坏风险,需要对电池包结构进行优化。3)建立50km/h后面碰撞仿真模型,用LS-DYNA计算得到仿真结果。将仿真结果中的整车变形和车体加速度与试验结果对比,分析后碰过程中电池包的应变,得到结论:50km/h后面碰撞过程中,电池包不会有脱落和破坏风险。4)基于三大碰撞工况的分析,发现在50km/h侧面碰撞过程中,电池包存在破坏风险。运用实体各向同性惩罚函数法,以OptiStruct软件为平台,完成电池包结构的拓扑优化,得到加强筋的布置位置,基于轻量化的思想,结合试验设计方法、响应面模型、序列二次规划法完成新电池包结构的最优化设计,在满足性能要求的前提下,得到电池包厚度最优分配结构,并将优化好的电池包结构CAE模型装入整车进行碰撞仿真,验证优化方案的可行性。

关键词：模块化建模;;碰撞仿真;;电池包;;拓扑优化

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