2023年11月,新能源汽车先进底盘技术湖北省工程研究中心(Hubei Provincial Engineering Research Center of Advanced Chassis Technology for New Energy Vehicles) 经湖北省发展和改革委员会认定,依托武汉科技大学,与东风悦享科技有限公司共同建设。
1. 中心概况
围绕汽车行业“电动化、智能化、网联化及共享化”的发展新趋势,依据国家发布的“节能与新能源汽车技术路线图”“智能汽车创新发展战略”和“电动汽车智能底盘技术路线图”,湖北省印发的“关于加快建设全国构建新发展格局先行区的实施意见”“湖北省突破性发展新能源与智能网联汽车产业三年行动方案(2022-2024年)”等政策,面向湖北省“51020”与武汉市“965”现代产业体系,以产学研用及科技成果转化为导向,建设集技术研究、工程应用、人才培养于一体的创新平台,形成新能源汽车底盘用钢、智能传感、结构设计及控制测试等方面强链条、多方位的先进技术,开展关键技术成果转化及产业应用,为湖北建设全国构建新发展格局先行区提供技术支撑。
2. 研究方向
工程研究中心围绕国家新能源汽车战略新兴产业发展规划、《交通强国建设纲要》和湖北省战略性新兴产业发展“十四五”规划,聚焦新能源汽车“卡脖子”核心技术攻关,瞄准新能源汽车先进底盘技术战略前沿,重点在“汽车底盘结构与轻量化”、“智能底盘设计与动力学控制”、“汽车智能传感器设计与应用”和“汽车底盘智能化与车路云协同”四个研究方向开展技术研究,实现重点突破。
(1)汽车底盘结构与轻量化
瞄准新能源汽车轻量化结构和减振及声学性能的发展需求,重点围绕新能源汽车底盘构型设计、汽车轻量化和减振降噪等方向展开核心技术攻关。
1)新能源汽车底盘轻量化技术
底盘轻量化材料设计与运用:针对汽车底盘及整车,研究车架纵、横梁等结构件超高强度钢轻量化设计与制造技术,以及CTC一体化底盘设计技术,面向车身薄壁件的产品轻量化设计方法,开展材料力学性能测试分析、新型材料微观结构设计、结构性能有限元模拟和零部件加工过程控制整套轻量化制造技术开发。
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轻量化梯度蜂窝元结构 马氏体钢在车身结构中的应用
2)新能源汽车NVH控制技术
汽车车内主动降噪与声品质设计:以智能电动汽车为研究对象,围绕电驱系统减振降噪、整车结构振动控制和乘员座舱声学优化等方面展开研究。针对“多合一”电驱系统中存在的电机共振噪声多、尖锐度高、啸叫频发等问题,分析电驱系统噪声产生和传递机理,通过多物理场仿真和结构优化降低电驱系统振动噪声;针对外界激励造成的车辆结构振动问题,围绕汽车各零部件和总成动力学特性,分析及优化振动传递路径,研究结构优化设计技术,提出具有高鲁棒性的结构形式;针对新能源汽车对舱内高品质声学性能的需求,围绕电磁噪声和机械噪声组成的混合声场,探究不同场景中的噪声形成机理,研究提升汽车乘坐舒适性的主动消/发声、声品质设计技术,开发汽车噪声主动控制系统。
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车内声场仿真计算结果
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汽车噪声主动控制系统布局
(2)智能底盘设计与动力学控制
瞄准新能源汽车智能底盘发展前沿,重点围绕智能底盘构型设计、线控系统零部件与底盘域动力学集成控制等方向展开核心技术攻关。
1)智能底盘新构型设计与线控系统研发
底盘新构型设计:开发面向多功能、模块化、集成化、智能化的分布式驱动新构型底盘。驱动系统模块化,满足两驱、四驱或多轴驱动的任意组合。传动系统紧凑高效,实现系列化,满足单动力(单电机)驱动或双动力(双电机或电机与发动机)驱动的任意转换。
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(a)轮边驱动角模块 (b)轮毂驱动角模块 (c)轴驱动模块
一体化分布式驱动底盘新构型
线控系统研发:开发适应乘用车、商用车智能化需求的高性能、高效率、轻量化、机电冗余的线控转向、线控制动和半主动/主动线控悬架系统,攻关多相转向电机、制动电机、液压/气压制动阀、悬架电磁阀及其组件等核心零部件,开发线控系统与底盘高效匹配及标定技术。
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(a)多合一电驱系统 (b)线控转向系统
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(c)线控制动系统 (d)线控阻尼可调馈能减振器
线控驱动、转向、制动和悬架系统
2)智能底盘动力学集成控制技术研发
开发智能底盘动力学状态估计、驾驶行为识别、车身稳定等动力学控制算法,研制具有硬件及软件冗余的座舱域、底盘域控制器及各种具有独特功能的控制器。
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底盘集成控制及测试
(3)智能运载工具与先进传感技术
瞄准汽车智能传感器战略前沿,重点围绕电化学和光学智能传感器的设计和应用,以及汽车智能传感器的测试和应用等方向展开核心技术攻关。
1)电化学智能传感器设计
新型传感器研发:针对不同气体、不同环境等被测物,开发具有高敏感度、高选择性、快响应/恢复速率的敏感材料以及高熔点、高离子导电性金属氧化物固体电解质,研发颗粒物传感器、空气质量传感器、燃油惰化氧传感器、氢传感器、CO传感器等系列传感器。
MEMS传感器研发:研发功能集成化、小型化、低能耗的MEMS传感器。通过传感器探头的集成、传感器芯片结构的调整、加热等部件的共用,研究多传感器的融合技术;采用微电子技术和精密微机械加工技术,优化传感器结构与电子电路的结合,研发新一代颗粒物传感器、氧气传感器、NOx传感器等MEMS传感器。
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电化学传感器及中试生产线
2)光学智能传感器设计
光电智能传感器设计与制造:研究传感器光学计量仪器、编码器以及光纤、光栅等器件的结构优化方法,开发发光控制、光电转换和信号处理的国产化模拟芯片,研发动力电池干燥工艺痕量水传感器、氢气传感器、进/排气/电池起火颗粒物浓度、智能汽车环境感知系列传感器。
光学传感器光子器件及光固化设备/系统研发:研究全光谱范围内光波长及光功率精准调控技术、光学芯片封装技术,开发高可靠性倒装、无引线封装等组装工艺,研发面向光学传感器的特种光源器件;开发应用于电池箔干燥的激光热处理系统。
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PM、痕量水等光学传感器设计及应用
3)传感器物联网与大数据平台
以机动车的运行状态、能耗与排放监管为研究对象,充分利用网络通信技术、云计算、地理信息技术等,研发车载单元OBU、路测单元RSU以及大数据监管云平台。
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车载终端
(4)汽车底盘智能化与车路云协同团队
围绕路面及路侧环境感知技术,车路云协同技术等展开核心技术攻关, 为汽车底盘智能化域控制提供数据基础,标准设计及优化技术支撑。
1)基于路面及路侧环境感知的底盘智能化技术
开发面向L2-L4级自动驾驶的车载感知与决策套件,包含时空一致性数据融合、感知、决策等功能模块。该套件安装在车辆的前挡风玻璃上,通过与车载OBU相连,为底盘智能化控制提供数据支撑。重点攻克复杂动态环境、特殊空间、特定作业环境下的场景静态语义理解、路面状态群智感知、动态目标感知和高精度定位核心算法。
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路侧感知单元和车载感知单元
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基于路面参数识别的车辆智能底盘控制
2)基于大数据和仿真重构技术的车路云协同技术
辨识驾驶行为,开发多场景复杂驾驶环境的仿真重构系统,研究车辆轨迹的集中控制优化方法,提出网联车及道路的分级标准和安全性指标;进行技术集成研制车载交互系统NetCar,安装在车内pad上,通过wifi与OBU连接,实时显示车辆运行信息及轨迹引导,并语音提示OBU接收到的其它OBU和RSU广播的车路信息。
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(a) 测试道路鸟瞰图 (b) 智能交通仿真实验室
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(c)测试道路现场 (d)路侧单元分区识别
黄家湖校区车路云协同测试道路