汽车实用技术

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基于协同控制理论的车用永磁同步电机控制

温云，田高华，方晓南

2025, 50(21): 1-5. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.001

摘要 ( )

PDF(695KB) ( )

为解决车用永磁同步电机（PMSM）控制系统受外部负载扰动、内部参数变化等不确定因素影响的问题，同时提升系统控制性能，文章设计比例-积分（PI）协同控制器。基于 PMSM 运动学特性构建数学模型，以此完成协同控制器设计；采用遗传算法优化控制器关键参数，进一步提升控制精度。将该控制器与滑模控制器仿真对比发现，转速超调幅度显著降低、稳态响应时间缩短；电流稳定时间为滑模控制的 50%；负载转矩突变时，转速波动减小，转矩波动时间仅为滑模控制的 10%。仿真结果表明，该 PI 协同控制器应用于车用 PMSM，可使系统响应更快、抗干扰更强、稳定性更高，为高精度控制提供有效方案。

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基于HyperStudy的电池包模态优化分析

肖辉辉，占伟涛，李志

2025, 50(21): 6-10. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.002

摘要 ( )

PDF(1691KB) ( )

电池包的模态特性直接决定其振动条件下的动态响应，改善模态特性可显著提升结构件耐久使用寿命。该研究采用 HyperStudy 软件开展电池包模态优化：通过设定尺寸与形状变量，结合实验设计（DOE）识别对电池包频率有显著影响的关键因素；进而采用全局响应面法（GRSM）进行优化，在满足 35 Hz 目标频率的同时，实现减重 3 kg；最后通过台架振动测试验证仿真结果准确性。该研究为提升电池包模态性能提供有效方法指导。

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基于 DE_PSO 优化的无人驾驶车辆 LQR 横向控制策略研究

骆远鹏，张成涛*，赵晓卓，黎俊宏

2025, 50(21): 11-20. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.003

摘要 ( )

PDF(1142KB) ( )

针对传统线性二次型调节器（LQR）在无人驾驶车辆横向控制中存在权重矩阵依赖人工经验、难以适应复杂工况的问题，文章提出一种融合差分进化（DE）算法与粒子群优化（PSO）算法的混合优化方法（简称 DE_PSO）对 LQR 权重矩阵进行整定。基于二自由度车辆动力学模型建立横向跟踪误差状态空间模型，并引入前馈补偿以提高稳态性能。然后，在 PSO 算法中周期性引入差分进化操作，并结合非线性递减惯性权重和精英保留策略，有效提升了算法的全局搜索能力与收敛稳定性，从而实现了对 LQR 权值的自适应整定。CarSim/Simulink 联合仿真结果表明，与基于 PSO 的 LQR 方法相比，所提方法的最大横向误差和航向误差分别降低了 50.7%和 37.5%，平均计算时间减少了 54.2%，在不同速度工况下均表现出稳定的轨迹跟踪精度和良好的鲁棒性。

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基于生成式模型增强自动驾驶小样本数据集

黄秋生

2025, 50(21): 21-25,37. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.004

摘要 ( )

PDF(1432KB) ( )

基于深度学习训练自动驾驶算法面临数据少、分布不均匀等挑战，传统方法通过图像的翻转、裁剪和色彩变换实现数据增强，但这难以解决数据分布不均匀问题。一些方法提出通过复杂的调参和迁移学习，在小样本数据上进行模型训练，但往往需要较长的时间进行超参数调节，且易产生过拟合问题。研究在小样本数据集上训练一个生成式对抗网络（GAN），并利用生成器生成新的样本数据，生成的样本和原始样本数据保持一致的风格，但扩充了样本的数量。此外，通过提示词工程和扩散模型，进一步优化样本的分布，通过自动标注方法将新增的样本数据和原始样本数据融合在一起，训练目标检测网络，并在基于不同主干网络的目标检测模型上分别评估了性能。实验结果表明，基于小样本的数据集上训练出了 YOLO 模型，在针对车辆的目标识别的实际任务中，检测成功率提升到 93%。

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基于多模态交互的农机智能座舱控制系统设计

毛宇杰，陈锦霞*，李晨希

2025, 50(21): 26-30. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.005

摘要 ( )

PDF(784KB) ( )

针对中小农户智能化农机普及率低、传统交互系统适应性不足的问题，文章开发了面向复杂田间场景的多模态智能交互系统。融合抗噪声语音识别、毫米波雷达手势控制及防眩光触控技术，构建语音主导、手势辅助与触屏微调的协同交互体系，解决传统系统操作复杂、误触率高和环境适应性差的问题。文章创新性地引入汽车电子控制器局域网（CAN）总线架构，实现多模态数据高效融合与跨层调度，提升指令传输可靠性。基于模块化分层架构集成多源传感器，通过动态优先级仲裁算法实现交互模式自适应切换。系统在作物倒伏、强噪声等场景中表现出优越的稳定性，显著提升人机协作效率，为中小农业智能化转型提供技术范式。研究成果对推动农机交互标准化及智能装备普惠化具有重要实践价值。

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基于 RBF 神经网络的车门耐撞性优化设计

冷川 1，刘家员 2

2025, 50(21): 31-37. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.006

摘要 ( )

PDF(1930KB) ( )

文章应用径向基函数（RBF）神经网络与多目标遗传算法，对汽车车门进行高效的耐撞性优化设计。在 HyperMesh 软件中建立车门侧面碰撞的有限元模型，对其进行耐撞性分析。以车门关键部件厚度为设计变量，采用哈默斯雷试验设计方法生成分布合理的样本点进行计算，对计算结果应用 RBF 神经网络方法构建了车门质量、吸能值、最大碰撞力和侵入量的近似模型。以车门吸能值最大与质量最小为目标，以车门最大碰撞力与侵入量为约束，应用多目标遗传算法对近似模型进行优化设计。优化后的车门在最大碰撞力与侵入量均减少的情况下，吸能值提高了 29.33%，质量减少了 8.5%，耐撞性得到提高，且设计时间得到有效缩短。

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典型工况下 FSEC 空气动力学套件设计优化

唐展翼，王宇航，贾胜尧，杨志，皇甫佳明

2025, 50(21): 38-43，69. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.007

摘要 ( )

PDF(3219KB) ( )

为探究中国大学生电动方程式汽车大赛（FSEC）赛车在典型工况下的气动特性及改善策略，文章采用计算流体力学（CFD）仿真方法设计了 FSEC 赛车简化模型，并针对俯仰和八字绕环两种典型工况开展研究。研究发现，俯仰工况下，前翼负升力受离地间隙影响显著，采用高离地间隙设计策略并调整襟翼攻角可提升前翼气动敏感性并改善前后轴负升力比，前翼高离地间隙对整车操纵稳定性有改善作用；八字绕环工况下，车辆侧倾使侧部扩散器与车身底部地面效应增强，但轮胎射流会降低侧部扩散器负升力性能，通过加长侧部扩散器端板可有效解决该问题，使侧部扩散器负升力恢复到直线行驶状态的 95.13%。研究表明，在俯仰工况下采用高离地间隙前翼并调整襟翼攻角，八字绕环工况下在开轮式赛车前轮后增设挡流端板，可有效提升赛车气动性能和操纵稳定性。

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样车试制一体化平台设计与应用

周敏，高旭，姜新明，秦威利

2025, 50(21): 44-51. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.008

摘要 ( )

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文章以某汽车制造企业样车试制一体化平台开发为背景，针对传统试制业务中存在的数据孤岛、效率低下、成本高昂等核心问题，提出基于数字化协同的全链路解决方案。通过模块化系统设计，实现试制需求管理、物料清单（BOM）编制、工艺协同、仓储物流，试制生产及质量管控等试制业务全流程数字化，构建了端到端的数据闭环。平台应用后，试制成本降低 134.3 万元，试制项目效率提升 15.6%，试制运营效率提升 26.6%。实践表明，试制一体化平台通过对试制过程全链路的数字化和模块化设计，能够解决协同低效，数据孤岛等问题，并为汽车行业智能制造转型提供了可复用解决方案。

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基于 FSC 赛车制动系统的仿真与验证探究

赵铭，郑胜强*，李长玉，肖颖

2025, 50(21): 52-60. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.009

摘要 ( )

PDF(2327KB) ( )

研究聚焦于中国大学生方程式大赛（FSC）制动系统规则要求，以轻量化为核心设计目标。通过结合整车参数进行相关参数设计，以契合赛事需求。继而运用建模软件进行制动系统零件设计，借助 ANSYS 软件实施仿真分析，旨在验证所设计零件对赛车使用要求的适配性，保障其安全性与可靠性。为检验优化设计后零件的可靠程度，开展实车调试与验证工作。结果表明，制动系统具备实用性且满足制动稳定性要求，可实现四个轮胎同时抱死，符合 FSC 制动系统设计规则。通过采用新型吊耳替换滑轨、对制动盘进行创新性镂空设计以及应用新油门限位装置等举措，制动系统总质量由 7.45 kg 锐减至 4.87 kg，减重幅度达 35%。经仿真与实车实验双重验证，新设计强度达标，能够满足设计预期。该项工作对提升赛车性能以及确保符合比赛规定具有重要意义，为中国大学生方程式大赛制动系统设计提供了有效的技术参考与实践范例。

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气动声学风洞中道路载荷测试方法研究

赵鸿飞 1，杨一春 2，赵志祥 1，廖思耀 1

2025, 50(21): 61-64,99. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.010

摘要 ( )

PDF(1060KB) ( )

随着国内汽车全尺寸风洞资源的增加，《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB18352.6－2016）中关于道路载荷（风洞法）的广泛应用成为可能。传统风洞法测试中车辆测试状态和在实际道路行驶状态并不一致，进而导致风洞法测试结果和实际道路载荷存在一定偏差，且测试成本较高，效率较低。为解决传统风洞法的诸多缺点，文章通过在气动声学风洞中模拟车辆实际道路下的行驶状态，对各速度下的气动阻力和滚阻直接进行修正，最后得到车辆道路载荷。对比新的风洞法和道路滑行结果表明：两者阻力结果趋势一致，差异较小，全球统一轻型车辆测试循环（WLTC）工况循环能量差远小于标准规定的±5%，证明该方法的高效性和有效性，可作为道路滑行的替代方法之一，为后续新能源车辆风洞法的实际应用和标准研究提供支撑。

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40Cr 钢球芯断裂失效分析

邵华，张兰兰，任雷光，杨辉

2025, 50(21): 65-69. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.011

摘要 ( )

PDF(9054KB) ( )

某 40Cr 钢球芯在进行汽车推力杆疲劳试验时连续两次发生断裂失效，为确定失效原因，文章采用宏观观察、微观观察、金相组织分析、化学成分分析、硬度检测等方法进行了详尽的分析。结果表明，断裂失效模式均为疲劳断裂，球芯化学成分和洛氏硬度符合设计要求；表面脱碳层内部存在的微小裂纹及表层组织疏松等表面缺陷导致结构突变位置应力集中系数提升，形成应力集中点，在持续的循环载荷力作用下裂纹由缺陷处开始萌生并不断向内扩展，直至断裂。该研究对 40Cr 钢球芯同类型的失效形式具有一定参考价值。

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汽车底盘合装 AGV 与机器人自动对接技术的研究

梁宽

2025, 50(21): 70-73. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.012

摘要 ( )

PDF(1571KB) ( )

底盘合装的自动化程度是影响汽车生产节拍的关键因素。为进一步提升生产节拍，文章依托实际项目探讨了汽车底盘合装自动导引车（AGV）生产线的革新规划，对机器人自动移栽前、后悬总成工艺流程进行了研究，并设计了 AGV 车体与双浮动平台，最终解决了 AGV 与机器人自动对接的技术难题。该研究使汽车底盘合装线的自动化程度与生产效率得到了实质性的提升，为汽车制造行业的自动化改造升级提供了实践经验。

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商用车 VIN 机器人激光打刻工艺干涉解决方案研究

张博，曹力夫，杨纪新

2025, 50(21): 74-76,119. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.013

摘要 ( )

PDF(2030KB) ( )

在整车制造领域，乘用车在装焊车身过程中使用激光打标较为常见。但在商用车制造过程中，尤其是重卡行业车辆识别代码（VIN）打刻工序常见的打标设备仍使用针式打刻机。文章介绍了商用车 VIN 打刻的基本要求，针式打刻与激光打刻的特点对比，以及解决机器人激光打刻干涉问题。实现商用车 VIN 打刻的全自动化生产，提供了一种混线生产的 VIN 激光打刻工艺思路。

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车身涂装 4C1B 工艺的理论探究

赖志永 1，吴坤生 1，吴鑫鑫 2，林妍敏 3，万小梦 1

2025, 50(21): 77-80. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.014

摘要 ( )

PDF(1011KB) ( )

在汽车生产企业中，车身生产制造的能源消耗排在第一位，促使国内外很多汽车制造企业都在主动研究涂装新工艺，目前国内外主流的车身涂装新工艺是四涂层一烘烤（4C1B）技术。文章用实例分析了车身及其外饰件 4C1B 工艺需满足的油漆涂层间、涂层与底材间，溶解度参数（SP）的定量关系，并用表面张力进行定量分析，且定性分析了层间结合力，最后通过实际喷涂和漆膜检测进行验证。证明了这些定量关系的有效性，并对其进行了拓展，有助于汽车车身喷涂工艺的改进以及油漆和外饰件材料的选型。

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某车型线控换挡功能失效分析及解决方法研究

李明，梁建刚

2025, 50(21): 81-85. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.015

摘要 ( )

PDF(7157KB) ( )

某车型的部分车辆在生产下线路试过程中出现无法换挡故障，文章根据车型线控换挡系统的部件构成，对换挡系统的构成部件进行逐步分析，其中包括变速箱的排查分析、电子换挡器信号分析、换挡系统故障码分析、换挡执行器对调排查分析、故障冻结帧分析，并通过搭建换挡系统台架复现故障现象，逐步将引起故障现象的范围缩小到电子换挡器到换挡执行器之间的传输线路这一范围。进一步对传输线路所采用的单边半字节传输（SENT）信号进行分析，采用示波器采集换挡过程中的信号状态，发现 SENT 信号在换挡执行器的工作过程中存在异常情况，结合 SENT 信号的特性，明确判定车辆故障的原因是由于该信号受到干扰所致。针对上述原因，对信号的传输线路进行优化改进，并再次进行测试验证，解决了车辆无法换挡的故障。

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面向车辆工程专业的机械装备电气与 PLC 技术课程的建设研究

马学刚

2025, 50(21): 86-93. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.016

摘要 ( )

PDF(4558KB) ( )

为解决当前课程内容复杂和实践不足的问题，文章旨在提升机械装备电气与 PLC 技术课程的教学质量，研究方法包括优化理论教学、重点突出应用导向、结合汽车行业案例、引入翻转课堂与实操环节。同时，利用虚拟仿真平台和资源数字化来提升线上教学效果，构建模块化实验与项目化教学，进而强化学生的实践与创新能力。此外，通过引入跨学科案例与情境模拟，培养学生解决复杂汽车制造问题的能力，以适应智能制造时代的需求。研究结果表明，实施上述措施能够有效提升学生的学习兴趣和实践技能，为汽车行业培养高素质的人才，具有重要的现实意义。

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科教融汇视域下职业本科教育汽车专业人才培养路径

贺婷钰

2025, 50(21): 94-99. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.017

摘要 ( )

PDF(1055KB) ( )

随着汽车产业向电动化、智能化、网联化方向快速发展，职业本科教育在培养高层次技术技能人才方面面临新的机遇与挑战。文章以科教融汇为核心理念，聚焦职业本科汽车专业人才培养路径，旨在通过教学与科研的深度融合，探索人才培养新模式。从培养目标、课程体系、教学模式、师资队伍及评价体系等方面入手，提出构建“基础课程+专业课程+科研训练”三位一体的课程体系，推行项目化教学与校企合作实践，强化师资队伍的科研与实践能力等具体路径，为培养适应汽车产业变革需求的高素质技术技能人才提供理论依据与实践参考。

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产教融合视域下技能人才高质量培养路径研究 ——以常州新能源汽车专业为例

倪晋尚

2025, 50(21): 100-107. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.018

摘要 ( )

PDF(1261KB) ( )

近年来，常州新能源相关产业蓬勃发展，2023 年助力常州国内生产总值（GDP）破万亿，常州也将“新能源之都”作为城市名片进行打造。文章从职业教育角度出发，调研常州市“新能源之都”的产业基础和新能源技能人才培养的现状，分析当下常州市的新能源汽车专业技能人才培养的不足，并着力提出从专业设置、课程体系改革、校企合作以及工匠精神培养等方面提升新能源汽车专业技能人才培养质量，助力常州“新能源之都”建设目标。

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AI 技术赋能高职汽车类专业课程思政建设路径研究

张立

2025, 50(21): 108-112. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.019

摘要 ( )

PDF(896KB) ( )

高职汽车类专业的课程思政教育经过多年的建设取得了一些成果，但也遇到一些诸如思政教育形式化等难题和挑战，从而影响了课程思政的效果。文章以校企协同为视角，着眼于人工智能时代背景，分析了高职汽车类专业课程思政改革现况以及面临挑战，并进一步阐述了校企协同在高职汽车类专业课程思政建设中的作用以及校企合作路径。该研究在于给高职汽车类专业课程思政建设提供理论引导和实践参照，从而推动学生全面发展并提升职业教育质量。

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AI 赋能测试技术课程“做中学”教学改革研究

杨亚楠

2025, 50(21): 113-119. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.020

摘要 ( )

PDF(1933KB) ( )

文章针对车辆工程专业核心课程测试技术理论抽象、实践不足及学生学习积极性低的问题，提出人工智能（AI）赋能“做中学”教学改革方案。改革以成果导向教育（OBE）理念为指导，采用线上线下混合式教学，结合 BOPPPS 框架，融入 DIY 口袋实验与 MATLAB 模拟仿真，强化理实融合与知识科学可视化；通过 AI 辅助编程，锻炼学生 AI 交互能力并培养批判性思维；借课程思政 AI 微视频、数字人虚拟助教渗透思政教育，强化思政入心。考核采用“三一三”多元化评价模型，覆盖课前诊断性、课中形成性及课后终结性评价，该研究为应用型工科课程教学改革提供实践参考。

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人工智能背景下职教本科人才培养模式创新研究 ——以智融汽车工程课程体系构建为路径

林圣存

2025, 50(21): 120-124,137. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.021

摘要 ( )

PDF(1235KB) ( )

人工智能时代，职教本科汽车专业课程的职业属性弱化以及跨学科融合不足的问题日益凸显。文章通过行业调研及实例剖析的方式提出了“智融汽车工程”的课程体系，将智能车辆控制、自动驾驶等核心模块和人工智能基础、工程伦理等跨学科模块有机组合形成一个复合型模块化课程体系，在此基础上建立动态调整机制，借助项目化教学方法、虚拟仿真实验平台以及多维评价体系来促进学生复合技术技能的提升和跨学科协作意识的强化，为职教本科人才培养新模式探索提供一个参考的思路。

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新工科背景下本科汽车专业“三阶递进式” 工作室培养路径构建与实践 ——以韶关学院为例

叶磊

2025, 50(21): 125-130,137. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.022

摘要 ( )

PDF(1434KB) ( )

随着汽车产业向智能化、网联化、绿色化转型，对应用型本科汽车人才的跨学科整合与创新能力提出更高要求，但现有培养体系存在创新、实践及成果转化短板。文章以韶关学院汽车专业创新工作室为依托，构建“基础－集成－转化”三阶段进阶培养路径，并配套分层项目与保障机制。经三年实践验证，该路径成效显著，四年内成员获省级及以上奖项 18 项（国家级 3 项），完成科研项目 1 项、发表论文 2 篇、获专利 2 项；学生升学比例从 50%升至 60%，高质量就业比例稳定在 40%～50%。该模式可在多年级混合、小规模条件下稳定运行，能提升学生跨学科与工程创新能力，对工科应用型本科院校具有推广价值。

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矿用自卸车电动化的发展及电池管理

顾景涵，王成胜，袁训华

2025, 50(21): 132-137. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.023

摘要 ( )

PDF(1355KB) ( )

为应对气候变化，实现碳中和目标，电动矿用自卸车凭借低排放、高能效优势成为矿山绿色转型的核心装备，其电池管理系统（BMS）的性能直接影响整车效能。文章综述了矿用自卸车的发展历程，指出国外技术已向电动化、智能化及氢能融合方向深化，而国内通过自主研发在百吨级电动车型与混合动力节油技术上取得显著突破。聚焦 BMS，分析了电池状态估计与均衡管理技术，对比开路电压法、卡尔曼滤波等方法及主动均衡、被动均衡策略的适用场景，强调高精度算法与能量优化是技术升级的关键。未来需突破电池技术瓶颈，推动 BMS 智能化集成，助力矿山高效减排，支撑“双碳”目标实现。

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汽车保险附加服务与消费者购买意愿相关性研究

彭博 1，刘民哲 2

2025, 50(21): 138-144. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.024

摘要 ( )

PDF(1257KB) ( )

为探究中国汽车保险市场在规模扩张与利润收窄背景下突破同质化竞争的可行路径，文章基于问卷调查与实证分析方法，考察附加服务对消费者购买意愿的影响机制。研究发现，附加服务通过提升消费者服务期待感的中介作用，形成对购买意愿的正向传导效应；通过优化服务品质管理体系、有效引导消费预期，能够突破价格竞争困局。结果表明，基于服务期待管理的差异化战略是改善行业盈利能力的关键，研究内容为产品创新提供了理论依据与实践方向。

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钢铝混合车身关键连接技术研究进展综述

马铁利

2025, 50(21): 145-148. DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2025.021.025

摘要 ( )

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文章围绕 2020 年至今铝合金与钢板连接技术的最新进展进行综述。面对轻量化趋势以及材料性能不匹配的挑战，研究集中于传统焊接工艺的优化与混合连接技术的推广应用。激光-电弧复合焊通过精准调控热输入，有效控制金属间化合物（IMC）层厚度，提升接头力学性能；冷金属过渡（CMT）技术通过其特有的低热输入特性，可实现薄板的高效金属惰性气体保护（MIG）钎焊连接；混合摩擦搅拌焊结合预热技术降低工具负载，改善焊接质量。未来重点在新合金开发、人工智能工艺参数优化及可持续制造策略，推动轻量化连接技术在新能源汽车领域实现应用规模化。

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