中国新能源汽车未来10年周期性和结构性趋势展望

摘要:中国新能源汽车行业经历20多年发展,核心技术与产业化已经实现全球领先,未来10年对于新能源汽车能否形成可持续发展模式至关重要。需围绕新能源汽车市场的不确定性探求和发现其中的确定性规律,对中国新能源汽车未来10年的周期性和结构性发展趋势进行分析与判断。主要结论包括:从目前到2026年,新能源汽车市场渗透率仍保持快速增长,以新能源汽车、锂电池、光伏电池“新三样”为代表,新能源革命将取得突破性进展;到2030年,新能源汽车盈利能力实现转正,新能源的发展将基于新能源汽车演化到新能源革命;到2035年,新能源汽车与新能源革命的重点将从技术革命转移到社会观念与商业模式革命。同时讨论了中国新能源汽车进入新发展阶段,可能存在内部竞争加剧、产能过剩、市场波动和不确定性增加等挑战,并提出了应对挑战和风险防范的可行解决方案。

铝合金在新能源汽车车架中的轻量化应用研究

摘要:为提升整车轻量化程度,依据等强度原理和迭代优化方法,采用6082-T6铝合金挤压型材,参考钢制车架结构,设计一种轻量化新能源牵引车车架。通过有限元建模仿真、简支梁模拟计算、多通道台架模拟分析和实物台架试验,对静强度、弯曲刚度、扭转疲劳强度性能进行安全验证,最终车架方案的静强度最小安全因子为1.11,弯曲刚度为1.06×1013 N/mm,且40万次扭转疲劳试验未失效。结果表明,新设计的新能源牵引车车架满足性能要求,在钢制车架基础上实现降重40%。

车用永磁同步电机无电流传感器控制研究

摘要:针对电动汽车车载环境复杂多变,影响电流传感器测量精度,更恶劣情况会导致电机驱动系统一相或多相电流传感器发生故障失效问题,因此基于扩展卡尔曼滤波提出一种无电流传感器控制算法,利用永磁同步电机定子电压、转子位置和转速信息重构电机定子电流,并针对无电流传感器算法导致的系统延迟问题设计了前馈补偿环节来改善系统动态性能,并对所提算法进行加减速及鲁棒性实验,仿真及实验结果均验证了所提方法的有效性。

-30至50℃车辆工况下CO2喷射器的适应性研究

摘要:为推动喷射器回收膨胀功技术的实车应用,本文开展了-30~50℃宽温区运行工况下车用压缩-引射式CO2热泵系统制冷制热性能及喷射器膨胀功回收特性研究,重点分析了工作喷嘴对固定尺寸喷射器变工况适应性的影响。结果表明:制冷工况下随着环境温度升高,喷射系数递减,而升压比递增;制热工况下随着环境温度降低,喷射系数和升压比均先增大后减小;制冷工况下喷射器回收膨胀功占最大可回收膨胀功的16.7%~37.2%,制热工况下为9.9%~41.3%;以高温制冷工况设计的固定尺寸喷射器难以适应低温制热工况,偏离设计工况时,喷嘴出口过膨胀会造成激波能量损失,而低温制热工况下喷嘴出口因欠膨胀会导致喷射器无引射效果。

动力电池壳体连接工艺应力腐蚀断裂问题研究

摘要:高速射钉常用在板材或型材的连接中,可通过一种不可拆卸的静连接将两个或两个以上的元件连接在一起,因而在高压电池壳体生产中被广泛使用,但由于新能源汽车使用环境恶劣,高速射钉断裂的情况时有发生。针对这类现象,对高速射钉进行合理设计,避免其发生断裂尤为重要。文章通过试验探究了不同条件下的高速射钉状态,验证了高速射钉断裂的影响因素,并从微观角度解释了其断裂机理。研究显示,高速射钉断裂由应力腐蚀开裂(SCC)引起,并由3个边界条件共同作用:高硬度钢、腐蚀环境、拉伸应力。综合考虑新能源汽车的使用环境和试验优化结果,合理降低射钉硬度可以有效避免其开裂,为以后的电池包连接工艺发展提供了重要的指导意义。

不同场景下燃料电池汽车氢泄漏的安全研究

摘要:处于不同停车场环境的燃料电池汽车产生氢泄漏时,氢气的扩散规律会受不同的环境条件影响。为研究燃料电池汽车在泄漏事故中的氢气泄放特征及停车场环境对其扩散的影响,建立了封闭、半封闭、开放、通风4种环境条件的停车场下燃料电池汽车氢泄漏的计算模型,分析氢气扩散规律以及氢气浓度随时间和空间的变化规律。结果表明,封闭环境下氢气会由于与空气的挤兑而聚集在车辆正上方的停车场顶部,浓度较高且扩散速度慢;半封闭环境的氢气扩散与封闭环境类似,但氢气聚集浓度明显降低;开放环境下氢气主要聚集在汽车周围,向四周稀释速度较快,相比于封闭与半封闭环境氢气浓度始终比较低;通风环境下氢气会顺着风向向下游扩散,主要聚集在车辆背风处。这些结果可以为燃料电池汽车氢泄漏引起的火灾风险提供参考。

智能座舱人机交互设计关键技术研究进展,

摘要: 为揭示人机交互( Human-Computer Interaction,HCI) 设计技术在智能座舱环境下实现人与车辆、人与环境交互的过程与作用,提出智能座舱人机交互模型,并综述了以创新设计为驱动的智能座舱交互设计关键技术,为重新定义车载信息交互系统和驾驶监控系统提供了提供了技术支撑。从感知层、信息交互层及认知与决策层3 个方面研究座舱人机交互模型,分别针对多模态信息输入与输出,梳理了图像识别、可穿戴、声场感知识别、信息可视化、混合现实及人机对话等交互技术及其主要应用成果。探讨了智能座舱人机交互设计的测评方法,为提升座舱人机交互体验提供理论参考。

汽车用钢的发展与低熵化先进高强钢设计

摘要: 介绍了汽车用钢的发展历史与推动汽车用钢发展的历史性事件, 展望了未来汽车用钢在“双碳”背景下的发展方向。同时,介绍了汽车用先进高强钢的发展与分类,阐述汽车钢从软钢、低碳钢、高强钢到先进高强钢的发展过程,详细阐述第一代到第三代先进高强钢迭代升级过程中成本、合金、组态与性能等方面的设计思路。最后,提出创新性的低熵化设计理念,并介绍所设计的覆盖四类双相钢产品的低熵化产品,包含成分与工艺的设计思路。提出“组态异构”的低熵化设计,以用户切实的应用需求为导向,深入分析产品性能特征,结合钢铁材料的物理冶金机理与生产制造阶段装备及工艺特征,从设计端对产品进行减量化、单一化、归一化的梯度低熵化设计,实现产品低成本高性能生产制造思路。

质子交换膜燃料电池核心部件分析

摘要:对质子交换膜燃料电池工作原理、结构进行分析,重点对质子交换膜燃料电池的双极板、质子交换膜、电催化剂、膜电极关键部件进行分析研究,质子交换膜燃料电池生产成本高是影响商业化普及的重要原因,未来随着质子交换膜燃料电池技术的进步,生产成本将大幅度降低,有望在汽车产业得到广泛应用。

车身真空高压压铸技术研究

摘要:铝合金真空高压压铸技术在汽车行业逐步得到应用,研究分析了真空高压压铸材料、工艺、产品及现阶段重点问题。概括了热处理和免热处理材料的物理特点、化学成分及机械性能;介绍了真空高压压铸工艺流程和产线、工艺设计、工艺参数、成形性能;分析了产品性能、厚度、尺寸、连接、维修、模具寿命现阶段的主要问题;总结了真空高压压铸技术的优势并展望其发展前景。