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侧风稳定性开发与测试
整车侧风稳定性是指当高速行驶的汽车通过跨海大桥、进出山谷隧道，以及进行超车会车时受到侧向气流的干扰后能保持稳定安全行驶的能力，侧风稳定性较差的车辆进入强侧风环境时容易发生较大横摆、侧滑、车道偏离动作，甚至出现侧翻等失稳现象，严重影响行车安全。随着整车抗纵向气流能力（即风阻性能）的开发越来越趋近完善，如何从抵抗侧向气流干扰的角度出发提升车辆保持稳定行驶的能力，正成为国内汽车行业关注的重点。
近日，中汽中心工程院侧风稳定性开发团队针对整车侧风稳定性开发测试进行了关键的技术攻关，已具备对外服务技术能力。可以面向整车开发流程中的不同阶段，通过联合仿真、风洞测试、道路测试三种方式分别从车身造型、底盘零部件参数方面对侧风稳定性关键性能指标进行测试分析和优化。帮助客户更好实现侧风稳定性控制，为后期整车性能开发目标达成提供更大的优化空间。
1 侧风稳定性动力学仿真分析
图1 动力学仿真分析
侧风稳定性底盘动力学仿真分析是基于底盘动力学参数及侧风风洞准稳态测试结果建立包含空气动力学特征的仿真模型，参照《GB/T 41722-2022道路车辆侧风敏感性风机输入开环试验方法》与企业个性化定制工况进行整车侧风稳定性仿真分析和优化。同时，可以面向主动转向技术的侧风工况控制进行控制系统联合仿真和参数标定。
表1 某车型气动力输入条件仿真精度
图2 某车侧风稳定性动力学仿真与试验对比分析
通过仿真与试验的对比，气动力输入条件模拟精度达99%，关键指标分析结果与试验结果吻合度良好，极高的仿真精度为整车侧风稳定性开发提供可靠的分析优化手段。
2 侧风稳定性空气动力学仿真分析
根据实际的侧风测试试验场建立数字侧风试验场，通过空气动力学侧风稳定性仿真分析可在车型开发的早期阶段仅通过车身外表面数据（CAS面/A面）以及测试车速、重心位置（轴荷比）、轮胎侧偏刚度、载荷等信息，模拟实侧风道路试验中车辆的整个侧偏过程以及风区内流场的变化过程，且可为车身外表面优化方案的提出提供数据支持。
图3 数字侧风试验场
数字侧风试验场可以还原真实的瞬态测试过程，可以得到该过程中的流场变化的同时可获得车辆在进出风区过程中的侧风风压中心（即侧向气动力中心）相较于车身位置的实时变化。
图4 侧风风压中心位置变化
3 风洞气动力学测试
图5 风洞气动力学测试
风洞气动力学测试可测得稳态侧风条件下的气动力结果，试验条件可控，可重复性较高，为气动造型优化提供支持。测试通过风洞天平转角及出风口气流速度还原整车侧风稳定性真实道路测试过程中的车身外流场环境，对车辆进行整车侧风稳定性模拟道路测试，获得该车基准状态下的侧向气动力准稳态结果，分析不同气动套件对车辆侧向气动力结果的影响，并对整车侧风稳定性潜在优化方案进行验证。同时，风洞的气动力学测试结果，可以作为输入参数为底盘侧风稳定性开发的提供数据支持。
4 道路侧风测试
图6 道路侧风测试
道路侧风测试与真实道路侧风行驶工况吻合度最高，可通过主观评价和客观测试方式获得车辆实车动态响应，试验结果可靠性较高，能有效支持侧风性能优化提供方案匹配和验证。客观测试过程中通过惯导系统记录车辆各运动参数随时间的变化，主要包括（但不限于）横摆角速度、横向加速度、侧向位移、侧倾角、侧偏角等性能指标参数。主观评价则是以消费者角度通过主观驾驶的方式，对侧风环境下汽车的车道偏离程度、行驶稳定性、车辆修正难易程度等进行评价，直观的将相关性能感受反馈给设计人员。团队基于国标试验结果已建立20+车型的侧风稳定性数据库，可以为客户方案优化提供有力支撑。
同时，工程院团队也开展了面向智能驾驶的车道保持和车道居中行驶功能、侧风工况识别功能进行策略验证和标定方法研究，可以为智能驾驶相关领域提供技术支持和帮助。
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