国外汽车发动机连杆的轻量化研究

摘要:发动机的轻量化是发动机设计人员一直努力的目标,特别是运动部件如连杆、曲轴、活塞的轻量化设计对于降低整机振动及改善发动机的油耗其意义重大。国外各大汽车公司及连杆的供应商对连杆轻量化设计做了大量的研究并已投入商业化生产。本文从连杆的材料、各部位的结构优化方案、连杆螺栓加工方式的改进、连杆小头无衬套设计、优化后连杆的有限元分析预测等方面对连杆轻量化设计进行了全面的阐述,编译了国外连杆最新的轻量化设计方案并介绍了轻量化连杆的典型结构供相关设计人员参考。

氨-生物燃料双燃料发动机的燃烧与排放特性

摘要:针对双碳目标,应用低碳/零碳燃料是实现内燃机高效清洁燃烧的有效途径。本研究基于一个双燃料柴油机台架开展,缸内直喷燃料分别选用柴油、生物柴油/汽油混合燃料(BG70)和生物柴油/汽油/乙醇混合燃料(BG50E20);氨为进气道喷射,能量替代率为0~28%。试验工况为1 200r/min、0.8 MPa指示平均有效压力(IMEP)。对比分析了不同燃料的一氧化碳(CO)、总碳氢(THC)、氮氧化物(NOx)排放以及颗粒物粒径分布。结果表明:单燃料模式下,BG70和BG50E20的指示热效率高于柴油。BG70的CO排放相比柴油降低30%,但THC和NOx排放在3种燃料中最高。BG70和BG50E20的总颗粒物数量(TPN)排放低于柴油。相比各燃料单燃料模式的燃烧与排放性能,添加氨后的3种燃料的指示热效率降低1%~2%;CO排放增加约1倍;柴油和BG70 的NOx 排放减少接近50%,BG50E20的NOx排放减少约30%。另外,氨的加入对BG70和BG50E20的TPN有显著影响,当氨能量替代率从0增长至28%时,BG70的TPN排放增加20倍。

基于深度学习的汽车梁类件冲压回弹研究

摘要:提出了基于深度学习的汽车梁类零件回弹预测方法。基于二维回弹理论,将三维梁类零件离散为若干截面,采用双平面投影法和图像二值化方法,将梁类零件的截面曲线转换为神经网络模型可识别的双通道图像数据。基于拉丁超立方采样法对影响梁结构零件的冲压工艺参数及板料材料参数变量进行采样,通过CAE回弹仿真得到后续深度学习网络的训练样本。为研究梁结构在不同几何截面、材料参数、工艺参数作用下的回弹问题,采用基于LeNet-5、AlexNet、NiN的卷积神经网络模型作为几何截面识别模型,同时使用全连接神经网络模型耦合材料参数和工艺参数的方法,得到该梁类零件回弹算法模型。以某汽车梁类结构零件作为研究对象,基于高斯混合聚类将回弹样本分为小回弹、中等回弹、大回弹三个类型。将各类回弹样本分别通过回弹算法模型进行验证,结果表明,基于AlexNet的模型准确度最高,同时算法鲁棒性相较于其他两种也更强,更适合梁类件的回弹预测。

乘用车扭力梁耐久性开发关键问题研究

摘要:针对耐久路试中扭力梁焊缝与母材开裂问题,提出一种融合耐久仿真、台架试验、制造工艺的优化方法。基于等效结构应力法和Brown-Miller 双轴疲劳准则,识别焊缝和母材风险热点;考虑扭转刚度变化对载荷的影响,更新载荷谱与台架试验载荷,采用低-高-低加载顺序,准确复现路试开裂现象;通过结构优化和工艺改进,提升关键区域的疲劳性能。经台架试验与整车路试验证,优化后的扭力梁寿命显著提升。

基于智能数模融合的锂离子电池剩余使用寿命预测

摘要:为了提高电池剩余使用寿命(RUL)的预测准确性,基于融合健康指标和构建的电池容量衰退模型,采用粒子群(PSO)优化极限学习机(ELM),结合随机扰动无迹粒子滤波(RP-UPF)的智能数模融合方法对B0005、B0006、B0018 号电池的RUL 进行预测。研究结果表明:该方法在电池的整个生命周期保持了较高的预测准确性,同时,显著提升了电池RUL预测的精度。

我国燃料电池汽车用质子交换膜产业发展分析

摘要:氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一,质子交换膜作为氢燃料电池的核心原材料,其性能的好坏直接决定着燃料电池的性能和使用寿命, 因而也成为近年来研究的热点。按照含氟量对质子交换膜进行分类,主要包括全氟磺酸质子交换膜、部分氟化聚合物质子交换膜、复合质子交换膜和新型非氟化聚合物质子交换膜,其中全氟磺酸质子交换膜由于其优异的性能成为当前最为商业化的电解质膜。未来几年,随着氢燃料电池汽车规模化应用,质子交换膜也必将迎来新的高峰,蕴藏着巨大的市场潜力。我国质子交换膜产业整体正处于加速发展阶段,市场开始活跃,企业正在加速布局,但目前产能利用率较低。国内质子交换膜整体供给仍然不足,大部分需求方仍使用进口膜。国内生产企业正在加速发展,部分代表性企业已经实现批量供货,并正在扩大产能,其他企业也在加快布局。全氟磺酸质子交换膜仍然是当前商业化应用的最优选择, 如何在提升性能的同时降低成本是重点研究方向。从长远看,在发展全氟磺酸质子交换膜的同时,仍需布局发展部分氟化、无氟型以及复合质子交换膜。

中国乘用车电动化对动力电池关键金属材料的需求研究

摘要:新能源汽车作为交通运输领域节能减排的重点,近年来的迅速发展导致其对锂、钴、镍、锰等电池材料的需求剧增。为评估相关资源的供应风险,基于Gompertz曲线模型和物质流分析的方法,对两种电池技术发展情景下中国2023—2050年新能源乘用车电池材料的需求进行了预测。结果显示,在磷酸铁锂电池路线(LFPR)下,2050年锂、钴、镍、锰的需求将分别达到238、169、362、158 千吨;在三元锂电池路线(NMCR)下,2050年锂、钴、镍、锰的需求将分别达到242、201、1084、187千吨。当前中国锂、钴、镍的产能将难以满足未来新能源汽车发展的需要。2050年的回收锂、回收钴和回收镍将至少能分别满足86.5%、93.5%和65.8%的新增需求。鉴于国内目前还缺乏有关废电池回收的全面法律法规,制定相关标准势在必行。

-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。

轻量化铝合金型材底板和水冷板电池包下箱体关键生产制造流程与工艺研究

摘要:为满足纯电动汽车电池包下箱体对尺寸精度和密封性的要求,研究了轻量化铝合金型材底板和水冷板电池包下箱体的生产流程与工艺。针对型材底板箱体,阐述了搅拌摩擦焊、整体数字控制机床加工、边框与底板焊接、总成整体加工、气密性检测等流程;对于水冷板箱体,分析了水冷板钎焊、边框总成焊接等工艺。通过优化焊接热输入、采用整体加工及自动化技术,产品尺寸合格率提升至 98.3%,密封失效性降至4.4%,综合生产节拍提高13%。

基于深度学习的板壳结构网格智能划分技术研究

摘要:为解决板壳结构网格划分效率低、合格率低等问题,提出了一种基于深度学习的板壳结构有限元网格智能划分技术。首先,对板壳结构典型特征进行分类,并为每类特征开发网格划分策略;其次,基于卷积神经网络训练特征识别模型,自动调用策略完成特征区域网格划分;最后,对非特征区域进行几何清理及网格优化。经某乘用车白车身验证,与主流batchmesh 方法相比,该方法将网格自动划分合格率从82.1% 提升至92.6%,总工时减少66.7%,显著改善了网格质量与效率。该技术通过AI模型与预定义策略的结合,减少了人工干预,为板壳结构网格划分提供了智能化解决方案。