检索结果-南通市图书馆

基于动态博弈算法的切入场景下自动驾驶车辆运动规划研究

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汽车工程 2023年第1期45卷 9-19页

作者：兰凤崇刘迎节陈吉清刘照麟华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

鉴于在车辆换道切入的场景中,自动驾驶车辆容易出现频繁的误减速、误避让,而造成通行能力和乘员舒适性的下降,提出一种基于主旁车动态博弈的切入场景决策规划算法。在行为决策层,根据切入场景中主旁车的冲突性关系,联立相关车辆运动方... 详细信息

鉴于在车辆换道切入的场景中,自动驾驶车辆容易出现频繁的误减速、误避让,而造成通行能力和乘员舒适性的下降,提出一种基于主旁车动态博弈的切入场景决策规划算法。在行为决策层,根据切入场景中主旁车的冲突性关系,联立相关车辆运动方程建立整体系统的运动模型,构建考虑旁车状态的切入博弈模型,设计安全性和舒适性收益函数,进行驾驶行为博弈,输出行为决策结果。在轨迹规划层,根据车辆间距构建避障约束条件,以Sigmoid函数轨迹的变曲率和速度切向矢量的时间分量来构建车辆动力学约束。同时以加权收益方式联合考虑驾驶习惯和舒适性等需求,建立轨迹规划数学模型,求解得到满足上层博弈决策要求的运动轨迹。Carsim-Simulink联合仿真结果表明,在不同的初始条件下主车与切入的旁车能进行多种形式的合理的交互决策,准确完成切入场景下的运动规划任务,车辆能准确跟踪输出的轨迹,更符合一般驾驶习惯,提高了车辆的舒适性。

关键词：自动驾驶车辆切入场景动态博弈运动规划

质子交换膜燃料电池五边形挡板流场结构优化与性能改进

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汽车工程 2023年第10期45卷 1862-1875页

作者：陈吉清曾常菁周云郊兰凤崇刘青山华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

为有效提高燃料电池(fuel cell,FC)的性能,提出一种在阴极处具有五边形挡板的新型流场(flow field,FF)设计。为了解五边形挡板的加入对FC内部传质过程的影响,开发了一个三维、多相、非等温稳态模型,将多孔层结构引起的各向异性传输性质... 详细信息

为有效提高燃料电池(fuel cell,FC)的性能,提出一种在阴极处具有五边形挡板的新型流场(flow field,FF)设计。为了解五边形挡板的加入对FC内部传质过程的影响,开发了一个三维、多相、非等温稳态模型,将多孔层结构引起的各向异性传输性质和催化层实际团聚体结构的非均质特性耦合到模型中,研究了挡板高度变化时FC性能的变化。结果表明,五边形挡板增强了流道的传质性能与气体分布均匀性。随着挡板高度增加,流道的传质性能、排水性能以及气体分布均匀性增加,高度100%(H100)的挡板由于与气体扩散层直接接触,堵塞了排水通道,因此其保水性能最好。在相对湿度为50%情况下,H100的FF结构具有最大的净功率密度,与原始FF(H0)相比,净功率密度增加17.778%。

关键词：质子交换膜燃料电池五边形挡板挡板高度各向异性催化层团聚体模型非等温

实车数据驱动的锂电池剩余使用寿命预测方法研究

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汽车工程 2023年第2期45卷 175-182页

作者：兰凤崇陈继开陈吉清蒋心平李子涵潘威华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510641

锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL)预测对于认识全生命周期电动汽车的安全和可靠性、改善电池管理系统的设计具有重要意义。通常基于深度学习的时序预测方法,本质上是一个递推的过程,每一次预测的误差会随预测次数增加而累积,难以保证预... 详细信息

锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL)预测对于认识全生命周期电动汽车的安全和可靠性、改善电池管理系统的设计具有重要意义。通常基于深度学习的时序预测方法,本质上是一个递推的过程,每一次预测的误差会随预测次数增加而累积,难以保证预测精度和预测效率。基于深度学习序列预测和误差分析理论,建立一种ARIMA-EDLSTM融合模型的锂电池RUL预测方法,使用编码器-解码器(ED)框架改进长短时记忆神经网络模型(LSTM)构建从序列到序列预测的EDLSTM模型,并融合ARIMA模型预测误差趋势,进而修正最终预测结果。理论分析和实车采集数据验证表明,该方法在预测比例超过历史数据总量35%的情况下,仍然能较好地拟合实车SOH衰退曲线,有效提高锂电池剩余使用寿命的预测精度。

关键词：锂离子动力电池剩余使用寿命预测数据驱动深度学习

基于非线性降维IC特征的实车电池SOH估计

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汽车工程 2023年第2期45卷 199-208页

作者：陈吉清李子涵兰凤崇蒋心平潘威陈继开华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

基于实车电池复杂的运行数据,本文使用增量容量分析方法提取IC峰特征作为电池充电片段的有效特征,使用t-SNE非线性降维方法处理IC峰特征,消除多维特征冗余性,以解决实车数据难以提取可靠特征的问题。另外构建支持向量回归模型,实现对电... 详细信息

基于实车电池复杂的运行数据,本文使用增量容量分析方法提取IC峰特征作为电池充电片段的有效特征,使用t-SNE非线性降维方法处理IC峰特征,消除多维特征冗余性,以解决实车数据难以提取可靠特征的问题。另外构建支持向量回归模型,实现对电池健康状态的估计。结果表明,本文使用的增量容量曲线峰特征能有效表征电池健康状态衰退变化;对实车数据的平滑、降噪方法可以较好地提升训练数据质量;基于t-SNE降维特征的SVR模型提升了对电池健康状态的估计精度,保证了有限样本数据集上实现准确估计。

关键词：动力电池 SOH估计非线性降维机器学习

非均匀热环境人体局部热响应对整体热感觉影响差异性分析

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汽车工程 2023年第11期45卷 2034-2046页

作者：陈吉清李晓婷兰凤崇李伟健华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

在车辆智能化与电动化趋势下满足人体热舒适性和车辆节能性双向需求是乘员舱区域化热环境管理的重要优化目标。尤其在高度非均匀“热-流”特性狭小空间环境中,只有正确认识并量化人体局部受热、响应和热需求的差异性与相关影响,才能高... 详细信息

在车辆智能化与电动化趋势下满足人体热舒适性和车辆节能性双向需求是乘员舱区域化热环境管理的重要优化目标。尤其在高度非均匀“热-流”特性狭小空间环境中,只有正确认识并量化人体局部受热、响应和热需求的差异性与相关影响,才能高效地优化乘员舱热环境。为此,结合人体自身物理和生理热调节特性及其与乘员舱环境传热关系,建立人体热响应数值分析模型,分析非均匀局部气流作用下人体皮肤温度和热感觉变化规律,并应用影响因子分析方法量化局部与整体热感觉关系特征,得到局部气流作用状态对人体整体热感觉影响的不同关键部位。结果表明,在相同强度冷/热激励下,人体头部和手部是影响人体整体热感觉的主要部位,二者皮肤温度和热感觉变化幅值最大;高温环境中局部冷却作用需求的关键部位依次为头部、手部、前胸和后背,偏冷环境中局部加热作用需求的关键部位为头部、手部和脚部。

关键词：非均匀热环境热舒适热感觉数值模型

制氢方法的评价及对氢燃料电池汽车推广的影响研究

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中国公路学报 2022年第11期35卷 295-309页

作者：刘青山兰凤崇陈吉清王俊峰华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广东广州510640

氢燃料电池汽车(FCV)是未来交通运输的理想解决方案,由于其在使用过程中仅消耗氢气,寻找对资源、能源和环境影响最小的氢气来源,对交通运输行业的节能减排具有重要意义。分析和评估了4种不同的制氢方法,通过建立FCV燃料循环的全生命周... 详细信息

氢燃料电池汽车(FCV)是未来交通运输的理想解决方案,由于其在使用过程中仅消耗氢气,寻找对资源、能源和环境影响最小的氢气来源,对交通运输行业的节能减排具有重要意义。分析和评估了4种不同的制氢方法,通过建立FCV燃料循环的全生命周期评估数学模型,并与GaBi软件的基础数据库相结合,实现对FCV的全生命周期评价。选择丰田MIRAI FCV作为实例对象,对所建立模型的有效性进行验证。基于建立的评价模型,对FCV生命周期的各个阶段进行评价,探讨不同制氢方法对资源、能源和环境的影响,研究中国电力结构和制氢效率改进对电解水制氢法的积极作用,分析了以不同清洁能源作为电力来源时对电解水制氢法的影响程度。在对中国的人口、能源分布情况和能源结构变化趋势进行分析后,结合建立的清洁能源电价预测数学模型,提出了短期内适合推广FCV的区域,明确了考虑环境成本时的各区域推荐的制氢方法或清洁能源发电类型,给出了考虑经济成本时的各区域在当前和未来30年内推荐的清洁能源发电类型。通过所建立的生命周期评价模型和清洁能源电价预测模型,确定当前阶段的最佳制氢方法,发现了中国当前电力结构存在的问题,明确未来中国各地区能源结构发展的方向。研究结果表明:只有以清洁能源发电作为电力来源时,电解水制氢法才是未来大规模制氢的理想方案,清洁能源使用优先级顺序为核能、水电、风能;人口密度小于150人·km^(-2)的地区(除中心城市外)未来一段时间内不应大面积推广FCV,推广的重点应该在中国的东南部地区。

关键词：汽车工程氢燃料电池全生命周期评价制氢方法清洁能源发电

基于Aseq2seq-PF的实车锂离子动力电池剩余使用寿命预测

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汽车工程 2023年第12期45卷 2348-2356页

作者：兰凤崇潘威陈吉清华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL)预测可评估电池未来状态,实现指导电池维护和降低故障危害。实车工况中电池循环条件不受控制,动态运行条件下的RUL预测仍存在杂乱数据处理困难、预测结果精度较差且无法兼顾老化不确定性等问题,提出注... 详细信息

锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL)预测可评估电池未来状态,实现指导电池维护和降低故障危害。实车工况中电池循环条件不受控制,动态运行条件下的RUL预测仍存在杂乱数据处理困难、预测结果精度较差且无法兼顾老化不确定性等问题,提出注意力机制序列到序列-粒子滤波(Aseq2seq-PF)混合模型,选取公共荷电状态(SOC)充电区间获取归一化容量,采用迭代和直接的融合预测策略,Aseq2seq模型作为迭代部分实现容量序列精确预测,粒子滤波(PF)模型作为直接部分实现容量波动的不确定性预测,外推容量衰退趋势预测RUL。经实车动力电池数据验证,公共SOC充电区间有效获取了清晰容量衰退趋势,混合模型提高了容量衰退长期预测精度,具有良好鲁棒性,对比已有模型平均绝对误差下降56%以上,且输出满足不同应用需求的置信区间,实现老化不确定性描述。

关键词：锂离子动力电池剩余使用寿命(RUL) 实车数据序列到序列老化不确定性

矢量-角度几何映射的方向重要抽样分布函数近似化方法及多失效模式可靠性分析

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汽车工程 2023年第6期45卷 1081-1089页

作者：王俊峰陈吉清兰凤崇刘青山华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510640

方向重要抽样法是一种结构可靠度模拟方法,适合评估非线性、多维度的复杂结构可靠性问题。然而对于多维度问题,利用接受/拒绝方法获得重要矢量样本,效率较低且可执行性差。因此,需要改进或重新构造易于抽样的分布函数。通过概述现有的... 详细信息

方向重要抽样法是一种结构可靠度模拟方法,适合评估非线性、多维度的复杂结构可靠性问题。然而对于多维度问题,利用接受/拒绝方法获得重要矢量样本,效率较低且可执行性差。因此,需要改进或重新构造易于抽样的分布函数。通过概述现有的分布函数,利用插值方法近似构造基于矢量-角度几何映射的分布函数,利用一维拉丁超立方方法对重要角度均匀抽样,再映射到重要矢量样本,得到的矢量样本具有分层均匀性,避免了聚集现象,同时覆盖整个样本空间。该方法有效应用于多设计点和多失效模式的可靠性问题分析中,进一步制定了样本分配方案。通过非线性数值算例和车身结构工程问题验证了该方法的适用性和准确性。

关键词：可靠性分析方向重要抽样分布函数插值多失效模式样本分配

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均布模组式动力电池包热失控典型模式分析

汽车工程 2022年第8期44卷 1199-1211页

作者：陈吉清冼浩岚兰凤崇华南理工大学机械与汽车工程学院广州510641 华南理工大学广东省汽车工程重点实验室广州510641

根据广泛采用的均布模组式电池包结构,搭建均布模组热失控扩散试验平台,开展均布电池模组热失控扩散试验,分析均布模组热失控扩散行为特性和热流传递的规律。结合由电池包热失控引起电动汽车火灾事故真实案例和均布模组热失控扩散试验... 详细信息

根据广泛采用的均布模组式电池包结构,搭建均布模组热失控扩散试验平台,开展均布电池模组热失控扩散试验,分析均布模组热失控扩散行为特性和热流传递的规律。结合由电池包热失控引起电动汽车火灾事故真实案例和均布模组热失控扩散试验结果验证均布模组式电池包热失控的扩散模式。结果表明:均布模组式动力电池包热失控扩散模式包括模组内热失控扩散和模组间热失控扩散;首先发生热失控的模组1内热失控时间间隔分别为44、34、31 s,而受模组1的影响而发生热失控的模组2内热失控时间间隔明显缩短,分别为17、15、11 s,模组内热失控时间间隔越来越小,电池单体热失控释放的触发相邻电池单体热失控的热量随着热失控的扩展逐渐减小;模组间热失控扩展存在明显的时间间隔,通常达到若干分钟量级;电池单体在热滥用条件下的起始温度可分为热失控触发温度和热失控环境触发温度,模组间的壁面热辐射和空气热传导增大了相邻模组内的热失控扩散速度,壁面热辐射传递的热量最高可达95.18 kJ,空气热传导传递的热量最高为3.58 kJ,模组间热量的主要传递方式为壁面热辐射。为阻隔模组内热失控扩散,应加强模组间热失控扩散的防护措施。

关键词：动力电池热失控均布模组模组间热失控扩散电动汽车火灾事故