簡介
汽車動態模擬國家重點實驗成立於1989年。實驗室定位於汽車工程中的套用基礎研究,圍繞汽車動態仿真這一世界汽車領域的前沿共性技術,在汽車設計、試驗和生產過程中,虛擬地利用數學模型計算或者實物在環嵌入式仿真來替代實物樣機測試,針對汽車整車及其底盤、傳動和車身等汽車動態模擬國家重點總成系統,以及相關的設計、試驗與生產設備的動態過程的分析、驗證、評價和控制等問題,進行理論方法的研究和套用技術的探索。
根據國家對重點實驗室的要求和汽車作為國家支柱產業的特點,以及我室自身的研究基礎,汽車動態模擬國家重點實驗室制定的發展總目標是:追蹤國際汽車技術發展的前沿技術,面向中國汽車整車、底盤、動力傳動和車身自主開發能力的提升,開展汽車動態仿真與控制等共性基礎技術研究;為推廣汽車動態仿真與控制技術提供技術途徑或裝備;把實驗室建成具有國際先進水平的汽車仿真與控制技術研究基地、聚集和培養優秀研究和技術人才的基地。
汽車動態模擬國家重點實驗室(擬更名為汽車仿真與控制國家重點實驗室)是1989 年國家批准利用世界銀行貸款建設的國家重點實驗室,於1996 年12月通過國家驗收,自1997年 月對外開放。實驗室依託單位為吉林大學,主管部門為教育部。
主要研究方向
主要研究方向是“人—車—環境閉環系統的仿真與控制”,主要探討汽車、人與環境的建模以及彼此之間的相互作用規律,著重研究汽車設計過程中的主動措施,控制整車及其總成部件的特性,從而提高人—車—環境閉環系統的安全、舒適、低公害和節能等整體效益。
特色的研究方向
( 1 )人 - 車閉環系統的仿真與控制。該方向從事駕駛員、乘員與行人行為特性建模與仿真,人與汽車之間的關係,汽車整車性能的閉環評價方法,汽車仿真設計方法等研究工作;
( 2 )汽車系統的仿真與控制。該方向套用振動分析理論、多體動力學理論、有限元分析理論,計算機仿真以及實驗測試技術,著重研究汽車系統及其總成部件的建模、仿真及先進的汽車底盤總成控制機理;
( 3 )汽車地面系統的建模與仿真。該方向從事輪胎特性、地面和道路交通環境特性建模與仿真等套用基礎和共性技術的研究工作;
( 4 )汽車動力傳動系統的仿真與控制。該方向研究機械傳動、液壓傳動、液力傳動、 CVT 傳動、混合動力傳動、電力(電動和燃料電池)傳動和牽引力控制等在汽車上套用的關鍵技術,通過構築汽車電子控制技術的試驗平台,建立汽車動力傳動系統控制理論和開發實用的產品;
( 5 )汽車車身與空氣動力學的建模與仿真。該方向從事汽車造型、汽車空氣動力學、汽車車身 CAD/CAE/CAM 一體化技術和人機工程學在車身中的套用等研究工作。
科研設備
汽車T型和液力傳動實驗平台
整車性能場地試驗測試平台
四驅汽車底盤測功機
平板式多功能輪胎動態特性試驗台
汽車駕駛模擬器
懸架與轉向彈性運動學多功能實驗台
汽車振動與噪聲測試平台
高速輪胎動態特性實驗台
混合動力汽車多能源動力總成實驗台
汽車制動力與牽引力控制硬體在環試驗台
汽車混合動力實驗台
汽車轉動慣量實驗台
汽車底盤控制綜合實驗台
開發型汽車駕駛模擬器
輪胎高速摩擦特性實驗台
轉向系特性實驗台
研究進展中課題
吉林大學汽車風洞試驗修正研究 面向動態過程的混合動力電動汽車動力控制方法
底盤匹配及性能最佳化—X121轎車集成開發先進技術
基於虛擬樣機的汽車電子穩定裝置控制技術研究 輕型戰術車輛驅動力控制技術
節能離合器及其相關技術—吉利電動汽車新型整車技術開發
基於廣義“執行機構-受控對象”結構的車輛底盤集成控制器研究 EPS轉向感覺的仿真預測及最佳化
基於MEMS感測和線傳技術的的汽車姿態測控技術研究
考慮參數不確定性的汽車底盤系統建模與混和集成控制
重型商用車操縱穩定性客觀評價方法研究
商用卡車的空氣動力學減阻研究
面向汽車縱向安全輔助系統的路面附著係數識別
自動變速箱(AT)項目設計研發 電動轉向系統(EPS)集成開發及與電子穩定系統(ESP)一體化控制技術—X121轎車集成開發先進技術
基於人體電生理信號的汽車駕駛舒適性評價研究
基於內飾車身模型的低頻NVH性能仿真及板件聲學貢獻分析
電子穩定系統(ESP)集成開發及與電動轉向系統(EPS)一體化控制技術—X121轎車集成開發先進技術
駕駛室噪聲分析與控制—高品質重型商用車集成開發先進技術
底盤匹配與性能最佳化—奇瑞A0轎車集成開發先進技術
底盤一體化控制技術研究—長安出口轎車自主集成開發與產業化
商用汽車駕駛室懸置最佳化匹配—高品質重型商用車集成開發先進技術
基於虛擬樣機技術的懸架耐久性評價方法研究
混合動力轎車及其電控系統開發-整車控制策略及其相關技術
科研成果
車身結構及部件快速精細設計、製造分析KMAS軟體系統
混合動力汽車試驗技術及試驗台架的研究開發
轎客車液力變矩器
轎車液力變矩器
JT5140TQZ型道路清障車
車輛自動變速理論與設計
YZT5065TQZ型清障車
散熱器動態傳熱性能的有限元分析及最佳結構參數的確定
車輛內部聲固耦合噪聲的研究
重型車輛地面通過能力測試系統基礎研究
輪胎高速滾動生熱傳熱特性及對壽命的影響
電控機械式自動變速器開發
GM4L-E液力變矩器
桑塔納2000型轎車電控機械式自動變速箱研製與開發
沙地車輛通過性理論及其行走機構的研究
鐵路客車牽引架成形模具設計CAD/CAE/CAM
汽車自動變速理論與控制技術研究
YZT5090TQZ型道路清障車
汽車輪胎高速滾動時的脫層與爆裂機理研究
汽車覆蓋件成形模擬技術與模具設計CAD/CAE/CAM一體化系統
別克轎車液力變矩器
汽車地面運輸系統工程
汽車電子控制系統工程
仿駝蹄輪胎越沙理論與關鍵技術
汽車覆蓋件成形三維自適應動態仿真技術
研究團隊
驗室具有車輛工程碩士、博士學位授予權並設有博士後流動站,已形成具有一定規模的車輛工程及相關領域研究人才培養基地,可以接納國內外學者進行高水平科學研究工作。
中國工程院院士郭孔輝教授為實驗室學術帶頭人,併兼實驗室主任。 1996 年3月成立了由22名國內專家組成的實驗室學術委員會,中國工程院院士姚福生教授兼任學術委員會主任。實驗室現有固定人員36人,其中博士生導師和教授19 人、副教授5人,在讀碩士生和博士生近百人。
突出貢獻
實驗室於1989年立項,1993年正式投資建設,成功的自主研製了我國首台開發型汽車性能模擬器,1996年12月以“世界先進亞洲第一”的評價通過國家驗收,1997年實驗室正式對國內外開放,2003年和2008年兩次順利通過國家組織的評估。
汽車動態模擬國家重點實驗室自建設以來,一直是吉林大學車輛工程學科的核心力量,也是國家“985”工程和“211”工程重點建設單位。以實驗室為主體建設的“汽車工程科技創新平台”是吉林大學獲得的三個“985”工程第一層次平台”之一。在2007年結束的國家重點學科評估工作中,以實驗室為核心的吉林大學車輛工程學科再次以車輛工程學科排名第一的成績通過國家重點學科評估。
經過近二十年的建設,實驗室的研究重心從建設之初面向車輛工程領域的產品開發技術開展套用基礎性研究,進一步拓展到以機械工程一級國家重點學科為基本支撐單位,吸引交通運輸工程、動力機械及工程熱物理、控制科學與工程、計算機科學與技術、力學和電子科學與技術等多個學科的優勢人力和設備資源,開展汽車產品設計與製造的仿真與控制技術研究,並形成“汽車整車設計與理論”、“車輛動力與傳動系統”、“先進底盤系統與控制”、“人-車-交通系統與安全”、“汽車零部件數位化製造技術”五個研究方向。近年來,汽車動態模擬國家重點實驗室瞄準國際汽車領域的前沿問題和發展趨勢,圍繞我國汽車行業自主創新能力建設急需解決的技術難題,開展套用基礎和技術開發研究,在汽車車身結構及部件快速精細設計和製造分析KMAS 軟體系統、轎車液力變矩器、UniTire 輪胎模型及套用等方面取得了一系列創新性成果,獲國家科技進步獎二等獎2項。
通過 211 建設項目,自行研製了一個全新的汽車輪胎動態特性試驗台,能閉環實時控制模擬輪胎的定位與載荷動態工況、並能模擬冰面工況。它與同期 211 建設自行研製的全天候高速摩擦特性試驗台,引進和開發的汽車四輪底盤轉鼓測功機、整車排放測試設備和汽車動力傳動系 T 型測試台一起,使實驗室具備了汽車整車及其總成測試和分析的能力,成為實驗室發展時期的標誌。
實驗室自建設以來,獲得國家科技進步獎3項,省部科技進步獎12項;承擔國家攻關項目8項,國家基金項目41項,省部基金項目75項,國際合作項目8項,企業委託項目92項;發表專著16部, SCI 和 EI 檢索論文50餘篇,國際會議論文40 余篇,國外刊物15餘篇,國核心心刊物300 余篇。
發展目標
1、國家汽車仿真與控制技術的研究與開發中心;2、跟蹤世界汽車技術的最新發展,成為國際著名的汽車實驗室之一。