清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室

整理｜本刊記者 舒雪萍

清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室

整理｜本刊記者 舒雪萍

汽車安全與節能國家重點實驗室依托清華大學，是國家計委利用世行貸款建設的75個國家重點實驗室之一。1989年該重點實驗室經國家計委批準立項，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術委員會領導下的主任負責制。學術委員會由20位國內汽車行業著名學者和資深專家組成。實驗室現有固定人員30人，其中中青年教授、博士生導師14人，長江學者特聘教授、跨世紀人才2人，中國汽車工業杰出人才2人，還有百余名研究生、20多名博士后和訪問學者常年在此工作。

研究領域及成果

汽車安全與節能國家重點實驗室始終圍繞汽車安全、節能、環保3大主題，瞄準國際前沿、國家目標，定位于汽車工業共性關鍵基礎技術、汽車工程交叉學科基礎理論、汽車領域宏觀發展等基本問題，致力于綠色化、智能化的生態汽車的研究與發展。經過多年來的艱苦努力，逐步形成了自己的優勢領域和研究特色。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）、汽車環保技術（汽車排氣污染控制、汽車噪聲控制、汽車綠色設計與制造）。

汽車安全與節能國家重點實驗室自1995年經國家驗收合格正式開放運行以來，始終堅持“開放、流動、聯合、競爭”的運行方針，已批準開放基金課題50余項，支持了一批國內優秀科研人員和學者開展前瞻性基礎研究。從1999年起，在教育部高訪學者項目支持下，接受了來自美國、日本和國內學術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、研究院所和汽車公司的學術交流與合作。例如，與德國亞琛工業大學聯合培養研究生；與通用、大眾、豐田、五十鈴等汽車公司，以及美國普渡大學、日本國立交通安全環境研究所等科研院所保持緊密的合作關系。

該國家重點實驗室自成立以來積極承擔國家科技攻關項目和部委、企業的科研項目，在國家“八五”和“九五”計劃中共承擔科技攻關項目20項，部委課題和橫向合作課題100多項。“八五”期間，作為總體協調負責單位與一汽、二汽等單位共同承擔了“汽車電子控制技術”國家科技攻關項目。“九五”期間，又承擔了“汽車電子控制技術”攻關項目中有關電控柴油噴射、ABS及安全氣袋等5個攻關課題。在“電動車關鍵技術研究”“八五”攻關項目中，該實驗室是6個聯合攻關單位的總負責單位，此項目在“九五”期間又列為國家重點項目。2001年度，共承擔各類科研項目74項，科研經費達1500萬元。

目前，該實驗室在國家“863”《電動汽車》重大專項中，作為牽頭單位承擔了“燃料電池城市客車”項目，該項目以開發新一代燃料電池汽車技術平臺、實現在北京公共交通運行示范為目標。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”和“純電池電動汽車開發”項目。還承擔了“863”智能交通領域1個課題和資源與環境領域3個子課題。作為建議單位之一參與的1個“973”能源領域項目已獲批準，實驗室在其中承擔了3個子課題。在汽車學科科研取得實質性進展的同時，根據國家航天和國防工業發展的需要，該實驗室將研究領域適當向國防和其它運載工具領域延伸,承擔了“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。

研究優勢

1.汽車被動安全性研究

開發汽車碰撞用圖像運動分析系統等測試技術。圖像運動分析技術是攝影測量技術、圖像處理技術以及人工智能技術等交叉的一門邊緣科學技術，即對目標的運動用圖像處理的方法進行解析，實現定性分析和定量動態攝影測量。實驗室將此技術引入汽車被動安全性碰撞試驗中，開發的多媒體圖像序列運動分析系統已經完成了圖像攝取、采集、再現、后處理和數據分析的全部流程。

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、移動壁側面碰撞、小車被追尾、小車追尾卡車碰撞等。研究汽車結構變形、方向盤后移量、燃油系統完整性、假人頭部傷害指標、胸部及腿傷害指標等方面內容。結合BJ2020S吉普車出口美國的任務，按照中國標準和美國FMVSS法規，進行了正面障礙壁碰撞試驗，發現了該車在碰撞安全性、燃油系統泄漏性方面的問題，通過模擬計算，提出了改進方案，并對結構改進后的汽車先后進行了4次實車碰撞。通過研究，已經形成了一套完整的碰撞測試技術，包括電測量和高速圖像分析技術，獲得了一大批試驗數據，開發了數據分析和序列運動圖像處理軟件。

3.汽車輪胎力學的研究

該實驗室在輪胎力學研究中，基于嚴密的理論分析，在國際上提出了利用輪胎的試驗模態參數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，使整車模擬預測結果與一些經驗性規律定性一致。對汽車輪胎力學的研究實驗室共發表論文30多篇，其SCI論文5篇，EI論文12篇；同時，與香港理工大學的合作課題“輪胎滾動阻力特性的研究”獲得香港特區政府基金資助。2002年12月“利用試驗模態參數對輪胎建模的研究”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、相應的各動態系統的減振設計理論與技術、汽車高速運動產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可靠性等動態品質，以利于保證汽車的主動安全性，也有保護環境的積極作用。在1997～2002年間，完成了國家自然科學基金項目、跨世紀優秀人才計劃基金項目、以及國內外合作研究項目等20余項，在專業領域權威刊物上發表論文54篇，被SCI和EI檢索共26篇。

5.關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綜合分析模型，建立了一套抑制噪聲的結構設計分析方法。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為此研究成果在理論上和實踐上都達到國際先進水平，2000年獲中國汽車工業科技進步獎三等獎。中德合資的上海制動器廠已決定采用該項研究成果。

……

汽車安全與節能國家重點實驗室還計劃結合國際汽車技術發展趨勢，加強汽車工業發展戰略問題的研究和汽車工程交叉學科的基礎研究，努力形成自己的特色，力爭在一些領域保持與世界水平同步發展，以優異的成果回報國家和社會。