清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室

整理｜本刊記者 舒雪萍

清華大學(xué)汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室

整理｜本刊記者 舒雪萍

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室依托清華大學(xué)，是國家計委利用世行貸款建設(shè)的75個國家重點實驗室之一。1989年該重點實驗室經(jīng)國家計委批準(zhǔn)立項，1993年基建工程竣工，1995年11月通過國家驗收正式運行和對外開放，1998年在教育部組織的高等學(xué)校國家重點實驗室的評估中以較好成績通過。

實驗室揭牌

實驗室組成

該國家重點實驗室實行學(xué)術(shù)委員會領(lǐng)導(dǎo)下的主任負(fù)責(zé)制。學(xué)術(shù)委員會由20位國內(nèi)汽車行業(yè)著名學(xué)者和資深專家組成。實驗室現(xiàn)有固定人員30人，其中中青年教授、博士生導(dǎo)師14人，長江學(xué)者特聘教授、跨世紀(jì)人才2人，中國汽車工業(yè)杰出人才2人，還有百余名研究生、20多名博士后和訪問學(xué)者常年在此工作。

研究領(lǐng)域及成果

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室始終圍繞汽車安全、節(jié)能、環(huán)保3大主題，瞄準(zhǔn)國際前沿、國家目標(biāo)，定位于汽車工業(yè)共性關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)、汽車工程交叉學(xué)科基礎(chǔ)理論、汽車領(lǐng)域宏觀發(fā)展等基本問題，致力于綠色化、智能化的生態(tài)汽車的研究與發(fā)展。經(jīng)過多年來的艱苦努力，逐步形成了自己的優(yōu)勢領(lǐng)域和研究特色。主要包括：汽車主動與被動安全性（碰撞安全性、制動安全性、主動避撞與智能交通）、新能源汽車（純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池電動汽車以及代用燃料汽車）、汽車環(huán)保技術(shù)（汽車排氣污染控制、汽車噪聲控制、汽車綠色設(shè)計與制造）。

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室自1995年經(jīng)國家驗收合格正式開放運行以來，始終堅持“開放、流動、聯(lián)合、競爭”的運行方針，已批準(zhǔn)開放基金課題50余項，支持了一批國內(nèi)優(yōu)秀科研人員和學(xué)者開展前瞻性基礎(chǔ)研究。從1999年起，在教育部高訪學(xué)者項目支持下，接受了來自美國、日本和國內(nèi)學(xué)術(shù)造詣高的中青年科技專家10人來實驗室工作。實驗室還積極開展與世界著名大學(xué)、研究院所和汽車公司的學(xué)術(shù)交流與合作。例如，與德國亞琛工業(yè)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生；與通用、大眾、豐田、五十鈴等汽車公司，以及美國普渡大學(xué)、日本國立交通安全環(huán)境研究所等科研院所保持緊密的合作關(guān)系。

該國家重點實驗室自成立以來積極承擔(dān)國家科技攻關(guān)項目和部委、企業(yè)的科研項目，在國家“八五”和“九五”計劃中共承擔(dān)科技攻關(guān)項目20項，部委課題和橫向合作課題100多項?！鞍宋濉逼陂g，作為總體協(xié)調(diào)負(fù)責(zé)單位與一汽、二汽等單位共同承擔(dān)了“汽車電子控制技術(shù)”國家科技攻關(guān)項目?！熬盼濉逼陂g，又承擔(dān)了“汽車電子控制技術(shù)”攻關(guān)項目中有關(guān)電控柴油噴射、ABS及安全氣袋等5個攻關(guān)課題。在“電動車關(guān)鍵技術(shù)研究”“八五”攻關(guān)項目中，該實驗室是6個聯(lián)合攻關(guān)單位的總負(fù)責(zé)單位，此項目在“九五”期間又列為國家重點項目。2001年度，共承擔(dān)各類科研項目74項，科研經(jīng)費達(dá)1500萬元。

目前，該實驗室在國家“863”《電動汽車》重大專項中，作為牽頭單位承擔(dān)了“燃料電池城市客車”項目，該項目以開發(fā)新一代燃料電池汽車技術(shù)平臺、實現(xiàn)在北京公共交通運行示范為目標(biāo)。全國有近30家單位參加該項目，項目進展順利。此外該實驗室還作為主要單位參加了“863”電動汽車重大項目中“混合動力電動汽車開發(fā)”和“純電池電動汽車開發(fā)”項目。還承擔(dān)了“863”智能交通領(lǐng)域1個課題和資源與環(huán)境領(lǐng)域3個子課題。作為建議單位之一參與的1個“973”能源領(lǐng)域項目已獲批準(zhǔn)，實驗室在其中承擔(dān)了3個子課題。在汽車學(xué)科科研取得實質(zhì)性進展的同時，根據(jù)國家航天和國防工業(yè)發(fā)展的需要，該實驗室將研究領(lǐng)域適當(dāng)向國防和其它運載工具領(lǐng)域延伸,承擔(dān)了“神州號”飛船回落撞擊試驗與仿真研究等4項國防軍工課題。此外，還有10多項國際合作項目正在進行。

研究優(yōu)勢

1.汽車被動安全性研究

開發(fā)汽車碰撞用圖像運動分析系統(tǒng)等測試技術(shù)。圖像運動分析技術(shù)是攝影測量技術(shù)、圖像處理技術(shù)以及人工智能技術(shù)等交叉的一門邊緣科學(xué)技術(shù)，即對目標(biāo)的運動用圖像處理的方法進行解析，實現(xiàn)定性分析和定量動態(tài)攝影測量。實驗室將此技術(shù)引入汽車被動安全性碰撞試驗中，開發(fā)的多媒體圖像序列運動分析系統(tǒng)已經(jīng)完成了圖像攝取、采集、再現(xiàn)、后處理和數(shù)據(jù)分析的全部流程。

2.整車碰撞安全性試驗研究

自1995年以來，進行了多次實車碰撞試驗研究。研究的項目有：汽車正面障礙壁碰撞、移動壁側(cè)面碰撞、小車被追尾、小車追尾卡車碰撞等。研究汽車結(jié)構(gòu)變形、方向盤后移量、燃油系統(tǒng)完整性、假人頭部傷害指標(biāo)、胸部及腿傷害指標(biāo)等方面內(nèi)容。結(jié)合BJ2020S吉普車出口美國的任務(wù)，按照中國標(biāo)準(zhǔn)和美國FMVSS法規(guī)，進行了正面障礙壁碰撞試驗，發(fā)現(xiàn)了該車在碰撞安全性、燃油系統(tǒng)泄漏性方面的問題，通過模擬計算，提出了改進方案，并對結(jié)構(gòu)改進后的汽車先后進行了4次實車碰撞。通過研究，已經(jīng)形成了一套完整的碰撞測試技術(shù)，包括電測量和高速圖像分析技術(shù)，獲得了一大批試驗數(shù)據(jù)，開發(fā)了數(shù)據(jù)分析和序列運動圖像處理軟件。

3.汽車輪胎力學(xué)的研究

該實驗室在輪胎力學(xué)研究中，基于嚴(yán)密的理論分析，在國際上提出了利用輪胎的試驗?zāi)B(tài)參數(shù)對輪胎直接建模的方法，能最大程度地避免人為因素的影響，且模型高度解析，可大大減少繁雜的試驗。用這種方法建立的輪胎垂直特性、滾動特性、偏離特性和靜包容特性模型，使整車模擬預(yù)測結(jié)果與一些經(jīng)驗性規(guī)律定性一致。對汽車輪胎力學(xué)的研究實驗室共發(fā)表論文30多篇，其SCI論文5篇，EI論文12篇；同時，與香港理工大學(xué)的合作課題“輪胎滾動阻力特性的研究”獲得香港特區(qū)政府基金資助。2002年12月“利用試驗?zāi)B(tài)參數(shù)對輪胎建模的研究”獲國家教育部科技進步獎二等獎。

4.汽車振動與噪聲研究

在這方面的研究范圍包括：汽車轉(zhuǎn)向輪擺振、制動器和動力傳動系的振動與噪聲、整車的振動與噪聲、相應(yīng)的各動態(tài)系統(tǒng)的減振設(shè)計理論與技術(shù)、汽車高速運動產(chǎn)生的車外噪聲場及其分析理論與控制方法等。研究的主要目的是為了提高汽車的行駛平順性、乘坐舒適性、零部件耐久性和系統(tǒng)可靠性等動態(tài)品質(zhì)，以利于保證汽車的主動安全性，也有保護環(huán)境的積極作用。在1997～2002年間，完成了國家自然科學(xué)基金項目、跨世紀(jì)優(yōu)秀人才計劃基金項目、以及國內(nèi)外合作研究項目等20余項，在專業(yè)領(lǐng)域權(quán)威刊物上發(fā)表論文54篇，被SCI和EI檢索共26篇。

5.關(guān)于汽車制動器噪聲的研究

繼1997年前成功地解決了北京吉普車鼓式制動器尖叫噪聲之后，該實驗室又建立了盤式制動器尖叫模態(tài)綜合分析模型，建立了一套抑制噪聲的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析方法。對桑塔納轎車盤式制動器的尖叫問題的研究，達(dá)到了基于理論分析一次實踐就解決問題的水平。1999年國家機械局組織的鑒定認(rèn)為此研究成果在理論上和實踐上都達(dá)到國際先進水平，2000年獲中國汽車工業(yè)科技進步獎三等獎。中德合資的上海制動器廠已決定采用該項研究成果。

……

汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室還計劃結(jié)合國際汽車技術(shù)發(fā)展趨勢，加強汽車工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略問題的研究和汽車工程交叉學(xué)科的基礎(chǔ)研究，努力形成自己的特色，力爭在一些領(lǐng)域保持與世界水平同步發(fā)展，以優(yōu)異的成果回報國家和社會。