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第50讲:车辆稳定性控制与智能驾驶路径规划

作者: 发布日期:2020-12-17 文章来源: 浏览次数:

2020年12月16日下午在三达楼给智能工程学院本科生开展了《汽车动力学及控制在新能源汽车上的应用与展望》主题的学术报告,从新能源汽车国家发展战略、新能源汽车结构特点、新能源汽车面临的新的动力学问题、智能驾驶汽车关键技术等方面做了详细介绍。

随着汽车产业的快速发展,对汽车的需求量不断提升,与此同时也加剧了汽车社会化对环境和能源的负面影响。而新能源汽车的研发与应用,可有效解决能源短缺、环境污染严重的问题。

发展新能源汽车是减少对国外石油依赖,解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛盾的必由之路。近年来,我国汽车市场发展迅速,已成为全球第二大汽车市场。2009年,我国汽车保有量突破7000万辆,产销量双双突破1300万辆,石油年消耗量将会达到1.2亿吨。目前,我国人均GDP已超过 3000美元,消费结构升级是必然趋势,加之我国正处于工业化、城市化和机动化的重要阶段,汽车需求的快速增长难以避免。我国每千人汽车拥有量仅为38 辆,与139辆的世界平均水平存在很大差距,汽车消费市场还有相当大的发展空间。新能源汽车不燃烧汽油和柴油,所使用的锂电池是国际公认的环保电池。加之与传统汽车相比,电动车在启动时没有污染,具有极好的环保性能。就效率而言,传统汽车的能源转化效率只有17%,电动车的效率是90%,即使考虑燃煤发电的效率损失,电动车的总效率也大于30%,约为传统汽车的二倍,节能效果十分明显。特别是近年来,世界各国高度关注温室气体排放和气候变化问题,我国虽然是发展中国家,人均温室气体排放量水平较低,但由于我国人口众多,多年来国民经济持续快速发展,能源消费量已居世界第二位,今后所面临的国际社会的压力将逐步增大。有调查显示,全球大概25%的二氧化碳是来自于汽车的尾气。我国如能在新能源汽车领域率先实现突破,将会改变我国在气候变化上的被动地位,并为全球解决日益严重的能源环境问题做出贡献。

与传统汽车的“三大件”不同,由“电机、电池、电控”组成的“三电”系统是新能源汽车的核心部件,包括人车交互等新型智能网联系统,这些都是由新能源汽车产业催生出的新的需求。

电动汽车的组成包括:1.电力驱动及控制系统;2.驱动力传动等机械系统;3.完成既定任务的工作装置等。

纯电动汽车的优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。缺点:蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵;至于使用成本,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/7~1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

对于纯电动汽车能量不富裕的缺点。随着蓄电池相应技术的进一步研究发展使其性能进一步提高,这方面必有较大的改观,而且更主要的是随着纯电动汽车的普及推广,还需与传统汽车的加油站类似,配套建设各种形式的“加电站”,如采用快速更换蓄电池或快速充电的方法。

智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统,它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性,以及提供优良的人车交互界面。近年来,智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力,很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境,自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。

它是利用车载传感器来感知车辆周围环境,并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息,控制车辆的转向和速度,从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。

集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体,是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物,也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志,在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。

现阶段的智能驾驶技术都不是真正意义的自动驾驶,最多算是比较高级的“辅助驾驶”。参考目前国内官方依据SAE分级形成的智能网联汽车智能化等级标准,汽车的自动驾驶可分为6个级别。

学生对神经网络、深度学习等人工智能技术在智能驾驶方面的应用非常感兴趣,也对自己的课余时间做了新的规划——可以利用课余时间,自学python等人工智能技术基础软件。

通过本次学术交流,使学生从总体上了解了新能源汽车结构特点、动力学控制面临的新的问题、智能驾驶技术的应用现状和关键技术,一定程度上激发了学生自学兴趣。


编辑:张火萍
审核:刘长万