1 项目介绍近年来，汽车电子化程度的高低已成为衡量汽车综合性能和现代化技术水平的重要标志。自上世纪 80 年代以来，制动系统电控水平不断提高，出现了以 ABS、 EBD、 ESP 为代表的若干主动安全电子控制系统，广泛装配在各种类型的道路车辆上。这些电子系统最重要的特征是：技术附加值高性能评价标准苛刻可靠性要求严格以往由于开发过程具有较高的资金和技术门槛，此类产品的市场仅由少数几家欧美大型零部件商分割占据。在中国汽车工业飞速发展的今天，已有多家本土零部件厂商涉足这一巨大市场，推出了初期产品，获得了少量市场份额，但面临技术门槛、性能瓶颈和资金压力，迟迟不能取得有效突破。 目前商用车气压制动领域及乘用车液压制动领域均面临着普通 ABS 产品全面普及， ESP 等高端产品利润丰厚的良好市场态势，把握技术机遇、提升产品市场竞争力要从以下两方面入手： （ 1） 降低开发成本：缩短样机研发时间，争取市场主动权；降低测试（ 包括室内及道路实验） 费用，节约直接开销。 （ 2） 提高产品品质：保证产品在复杂行车状态下的控制性能，及实车环境条件下的电气性能及电磁兼容性能。 清华大学追踪汽车电子行业技术发展最新趋势，总结形成了一整套能够支撑 ABS、 ESP 等复杂电控单元（ ECU）开发的配套技术，涵盖产品开发——室内测试——道路匹配的各个阶段，尤其是硬件在环仿真（ Hardware-In-Loop Simulation——HIL 仿真）测试及 EMC 电磁兼容性测试两个关键技术领域取得了阶段性成果，有效缩短了产品开发周期并极大节省了测试费用。HIL 仿真测试技术： HIL 仿真测试是一种将全套 ECU+执行器硬件植入软件环境，通过软硬件协同工作实现运行工况逼真模拟的工程应用技术，被 Bosch 等著名厂商广泛采用，是业内公认的提高开发效率，降低开发费用的有效途径。我处开发的 HIL 测试设备可实现如下功能： （ 1） 测量制动系部件性能，指导 ECU 控制原理开发； （ 2） 构建室内车辆运行模拟环境，衔接道路测试； （ 3） 构建标准测试工况，实现同类产品同等条件横向对比； （ 4） 安全模拟极限道路运行工况，确定道路实验安全边界； （ 5） 安全模拟部件故障运行模式，评估部件失效对行驶安全的风险。 实际运用中， HIL 设备实现了 ECU 控制逻辑实现——室内 HIL 测试——道路定型三阶段的顺利衔接，大量 ECU 控制功能的验证及深入改进可在室内完成，不断丰富的仿真运行工况还有效的降低了产品开发对于道路试验的依赖，缩短了控制功能改进周期，降低了路试强度，控制了技术风险和成本膨胀。EMC 电磁兼容性测试技术： ECU 等电子部件在实车环境下的可靠性是产品品质的重要体现。制动相关电子产品在外界干扰下的故障运行将带来极严重的安全隐患。我处除有能力按照 ISO16750《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》等标准完成产品可靠性的一般性检验，还在汽车电子的电磁兼容性方向开展了着重以下两方面工作： （ 1） ISO7637-2： 2004《道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰》标准测试环境建设引进瑞士 EM Test 公司 LD200、 UCS200、 VDS200 等测试设备，构建完成了能够进行较全面的车辆零部件 EMC 瞬态传导试验的正规化电子实验室，能够有效的模拟通过线缆传递的干扰甚至破环信号，是控制器 ECU 电气可靠性品质的有效保证手段。 （ 2） 特殊功能电路的专业化测试 针对电控制动系统的专门应用，对轮速调理、电磁阀智能驱动、电机控制单元等特定功能电路进行了针对性研究，提出了缩减成本、提升性能的若干备选技术方案。 现有大型设备： 经过多年实际使用及改进，已有能力设计制造适合多种车辆类型（客车、半挂列车、轻型乘用车等）、多种电控系统（气制动及液压制动 ABS、 ESP 等）的 HIL 仿真测试系统，运行中设备包括： （ 1） 商用车气压制动仿真测试系统 最大支持三轴商用车（可变形适合 6×6、 6×4、 6×2、 4×2 等配置）气制动系统的 ABS、 ASR、EBS 等控制器开发。 （ 2） 乘用车液压制动仿真测试系统 支持中小型乘用车液压制动系统 ABS/EBD(4S/4M 或 4S/3M)、 TCS、 ESP 等控制器开发。2 应用说明经过多年校企合作，在前述各种配套技术支持下， 已经实现了多款控制器 ECU 的开发并已向市场推广，除在研产品外，主要的产业化成果如下：商用车气制动 4S/4M ABS 控制系统商用车气制动 ABS/ASR 控制系统挂车/半挂车气制动 2S/2M ABS 控制系统乘用车液压制动 4S/4M、 4S/3M ABS 控制系统

依托南京工程学院江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室，面向轨道交通、汽车、建筑及航空等工业领域对层状复合材料及夹层结构的技术需求，长期开展纤维-金属混杂层板（管）、蜂窝及中空复合材料夹层结构的轻量化设计、真空导流及热压罐等各种复合工艺、加工、连接、综合性能评价及预测关键技术研究，其应用领域包括高速列车车体、汽车内外饰结构、飞机蒙皮、拆装式营房等。在该领域出版专著1部，起草国家标准3项，授权发明专利10余项，与中国中车、中航工业、中材科技、福特汽车等多家单位建立了较为紧密的合作关系。

项目简介运用有限元技术模拟车身覆盖件的冲压成型过程，可准确预测零件成型过程中的起皱和变薄，提高零件的成型质量。性能指标仿真分析的精度能够满足工程需要。所处阶段成熟

中阶梯光栅的刻划： ICP光谱仪的分光核心部件主要是中阶梯光栅，中阶梯光栅的二维分光系统，具备更高的分辨能力，使光谱仪具有分析精准、多元素同时检测以及检测速度快等优点。 √ 分辨力高 √ 制作难度大

智能预紧式安全带关键技术研究来源于天津市科委，智能安全带系统代表目前国际汽车安全带技术发展趋势，本项目对智能化预紧式安全带理想约束性能进行了理论分析与效能优化；采用多种感器信息融合技术对汽车碰撞预警机制进行建模；利用实时闭环反馈控制策略，进行了基于硬件在环技术的智能化预紧式安全带硬件控制器的开发。开发出了YZ6型智能化预紧式汽车安全带样机；通过“产、学、研”合作完成企业技术转化过程。YZ6预紧式汽车安全带是当前国际上先进的安全带产品，普遍用于中高档轿车，先后与一汽集团、天汽集团等三十余家形成稳定的配套关系。 本项目能为提升安全带生产企业的自主创新能力提供技术支撑。通过成果推广，能提高汽车安全带系统对乘员的保护效果，有效降低交通事故对人体的损伤。 本项目科研团队近年来着力于汽车安全及控制研究，包括智能预紧安全带、乘员自动识别技术和车辆安全性能检测技术等研究领域。

图1 零能耗制冷纤维织物制备技术示意图 零能耗智能制冷织物将光电超材料技术与智能纺织技术结合，旨在将随机结构排布的微纳材料与批量制备工艺相结合制备多材料功能纤维，引入特定波段光学反射与辐射能力的新特性，构建在阳光直射的室外环境下具有显著的降温效果（1-30°C范围内可控）的零能耗辐射制冷智能织物（图1），是材料-光学-纺织技术的跨领域多学科协同创新。   图2 零能耗智能制冷织物初步结果示意图：(a) 多材料纤维实物展示图；(b) 多材料纤维光学照片；(c) 多材料纤维缝纫照片；(d) 制冷织物实物展示图；(e) 制冷织物光学照片。 基于多材料纤维及纤维束制冷纱线结构设计和光学材料调控，批量纤维制备工艺已获得均匀连续的制冷纤维（图2 a, b），纤维强度足以利用缝纫机在商用面料上进行任意文字和形状的绣花。在此基础上，进一步利用纺纱和织造技术，得到在太阳辐射波段具有＞90%反射率、在中红外波段具有＞90%发射率的、经纬编织的光学超材料制冷织物（图2 d, e）。   图3 零能耗制冷织物模拟测试。(a) 制冷织物样品降温测试结果曲线图；(b) 制冷织物样品与商用织物样品降温测试对比结果曲线图；(c) 制冷织物样品与商用防晒衣样品降温测试对比结果曲线图。 经严格的测试，零能耗制冷织物样品可实现全天低于环境温度2-10℃的良好辐射制冷效果（图3a）。在此基础上，对样品织物、一系列商用织物（棉、氨纶、雪纺、麻布、防晒衣）以及模拟裸露皮肤进行对比降温测试（图3 b, c），在正午太阳辐射功率最强的整个时间段，织物样品低于不同商业面料5-7℃，低于不同品牌的防晒衣3-7℃。进一步在人体皮肤表面和小车模型内部进行降温测试（图4），与普通棉织物相比，智能制冷织物覆盖的人体皮肤表面可低~3℃，小车与空白小车的差值温度可达~30℃，与反光车罩覆盖的小车的差值温度可达~27℃，具有优异的降温效果。   图4 零能耗制冷织物降温测试。(a) 人体降温测试红外图；(b) 小车模型降温测试。 零能耗制冷织物可对人体局部微环境实现高效的热学调控，提供一种低成本、零能耗、高效的个人热管理方案，颠覆传统制冷技术，尤其是克服室外人体热管理技术固有的低效率、高能耗、大体积等瓶颈问题，并缓解传统制冷耗能导致的碳排放；零能耗制冷织物体系基于批量纤维制备技术以及先进纺纱织造工艺，具有零功耗降温、低成本、可产业化批量生产特征，与现有纺织行业相兼容，适合大规模推广制备和产业化应用；零能耗制冷织物秉持可持续发展的理念，采用可降解的服用聚合物材料和低成本的微纳颗粒为原料，打造低排放、可循环、绿色环保、柔软亲肤、舒适透气的可穿戴终端产品。应用前景广泛，可用于包括高端智能服装、特种服装、高端先进建材、个人热管理装置、冷链系统、智能仓储系统等领域，对纤维新材料技术和高端纺织产业的发展具有里程碑式的意义。

项目成果/简介:图1 零能耗制冷纤维织物制备技术示意图零能耗智能制冷织物将光电超材料技术与智能纺织技术结合，旨在将随机结构排布的微纳材料与批量制备工艺相结合制备多材料功能纤维，引入特定波段光学反射与辐射能力的新特性，构建在阳光直射的室外环境下具有显著的降温效果（1-30°C范围内可控）的零能耗辐射制冷智能织物（图1），是材料-光学-纺织技术的跨领域多学科协同创新。 图2 零能耗智能制冷织物初步结果示意图：(a) 多材料纤维实物展示图；(b) 多材料纤维光学照片；(c) 多材料纤维缝纫照片；(d) 制冷织物实物展示图；(e) 制冷织物光学照片。基于多材料纤维及纤维束制冷纱线结构设计和光学材料调控，批量纤维制备工艺已获得均匀连续的制冷纤维（图2 a, b），纤维强度足以利用缝纫机在商用面料上进行任意文字和形状的绣花。在此基础上，进一步利用纺纱和织造技术，得到在太阳辐射波段具有＞90%反射率、在中红外波段具有＞90%发射率的、经纬编织的光学超材料制冷织物（图2 d, e）。 图3 零能耗制冷织物模拟测试。(a) 制冷织物样品降温测试结果曲线图；(b) 制冷织物样品与商用织物样品降温测试对比结果曲线图；(c) 制冷织物样品与商用防晒衣样品降温测试对比结果曲线图。经严格的测试，零能耗制冷织物样品可实现全天低于环境温度2-10℃的良好辐射制冷效果（图3a）。在此基础上，对样品织物、一系列商用织物（棉、氨纶、雪纺、麻布、防晒衣）以及模拟裸露皮肤进行对比降温测试（图3 b, c），在正午太阳辐射功率最强的整个时间段，织物样品低于不同商业面料5-7℃，低于不同品牌的防晒衣3-7℃。进一步在人体皮肤表面和小车模型内部进行降温测试（图4），与普通棉织物相比，智能制冷织物覆盖的人体皮肤表面可低~3℃，小车与空白小车的差值温度可达~30℃，与反光车罩覆盖的小车的差值温度可达~27℃，具有优异的降温效果。 图4 零能耗制冷织物降温测试。(a) 人体降温测试红外图；(b) 小车模型降温测试。零能耗制冷织物可对人体局部微环境实现高效的热学调控，提供一种低成本、零能耗、高效的个人热管理方案，颠覆传统制冷技术，尤其是克服室外人体热管理技术固有的低效率、高能耗、大体积等瓶颈问题，并缓解传统制冷耗能导致的碳排放；零能耗制冷织物体系基于批量纤维制备技术以及先进纺纱织造工艺，具有零功耗降温、低成本、可产业化批量生产特征，与现有纺织行业相兼容，适合大规模推广制备和产业化应用；零能耗制冷织物秉持可持续发展的理念，采用可降解的服用聚合物材料和低成本的微纳颗粒为原料，打造低排放、可循环、绿色环保、柔软亲肤、舒适透气的可穿戴终端产品。应用前景广泛，可用于包括高端智能服装、特种服装、高端先进建材、个人热管理装置、冷链系统、智能仓储系统等领域，对纤维新材料技术和高端纺织产业的发展具有里程碑式的意义。知识产权类型:发明专利知识产权编号:CN111575823A、CN111826965A、CN111455484A、CN111455483A、CN111560672A、2021101783117、2021100207492技术先进程度:达到国际领先水平成果获得方式:与企业合作获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:源头创新计划-人才发展专项获得经费:300.00万元