廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室

學科團隊的帶頭人為團隊的領軍人物，對團隊的建設起着極為重要的作用，學科團隊建設及運行實行團隊帶頭人負責制。

建立“青年教師導師制”對青年教師進行培養，選派有經驗的老教師對青年教師進行業務指導，並督促青年教師對自己未來的個人發展方向作好定位，以使每一位年輕教師能夠迅速提高自身的業務素質。

充分發揮學校的地域優勢、有效利用社會教育資源，以廣西科技大學學科隊伍和東風柳汽、廣西柳工、上汽通用五菱等合作單位的技術骨幹為基礎，同時與吉林大學、浙江大學、湖南大學、武漢理工大學等單位建立協作關係，聘請國內外知名專家為技術顧問，充實技術力量。

加強引進人才和培養後備梯隊的力度，重點引進和培養相關學科的博士、教授；選派骨幹教師到國內外知名大學攻讀博士學位或高級訪問進修，以壯大學科的人才隊伍；加強校企合作，選派科研骨幹到相關企業技術中心和工廠進行工程實踐鍛鍊，建成一支技術研發能力和工程化能力雙高的人才隊伍。

實驗室在“重型車輛零部件先進設計製造”教育部工程研究中心，“車輛工程”、“機械製造及其自動化”廣西重點學科，“車輛強度與動力學”和“先進設計製造技術”廣西高校重點實驗室，“車輛工程中的設計、製造及控制技術”廣西高校人才小高地創新團隊以及“廣西省級製造業信息化中心——廣西科技大學制造業信息化中心”的基礎上，結合自治區“14+4”千億元產業的發展規劃和實現“富民興桂新跨越”和“工業興桂”的戰略目標，加強與廣西區和柳州市政府相關職能部門及企業合作，建立一個校市（企）合作、政產學研緊密結合，共同建設、共同發展的人才培養和科技創新平台；建設具有地方特色並可持續發展的碩士研究生教學培養基地，為廣西汽車產業的發展輸送更多高層次、高素質的專業人才；建設一支團結協作、鋭意進取，能承擔國家級和省部級重大科研項目、結構合理的學術團隊。實驗室將以廣西汽車零部件與整車製造企業的深度合作為背景，立足國內外科學技術前沿，在汽車零部件模塊化設計與先進製造技術、汽車輕量化與NVH技術和電動汽車動力系統關鍵技術等研究方向和技術領域進行科學研究與技術創新，使之成為我區汽車新技術研究的創新中心、高層次人才培養中心、學術交流中心。並逐步將廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室建設成為國內知名、區域先進、廣西領先、特色鮮明、政產學研緊密結合的知識創新平台。

實驗室認定後，2年內的預期目標和規劃：

（1）進一步凝鍊研究方向，明確各研究方向的相互支撐與關聯關係。

（2）進一步凝練固定研究人員隊伍，加強學術帶頭人的選拔和培養。

（3）進一步加強與企業實驗室的共享機制，增強為企業服務的能力。

（4）進一步完善實驗場地和實驗設備的共享機制和實驗室開放運行的制度建設，建立訪問學者管理制度，加強開放基金的運行和管理，並取得研究成果的新突破。

（5）結合各研究方向的主要研究內容，開發出具有自主知識產權的新成果3～6個（種），並有數個理論創新點。

（6）新增國家級和省部級重點項目3～6項，省部級科研項目10項以上，科研經費500萬元以上，申報發明專利10項以上，且獲得授權3～5項，力爭獲得省部級以上獎勵2項以上。

（7）發表SCI、EI檢索期刊論文60篇以上。

汽車新技術不斷髮展的一個重要標誌就是學科專業間的界限逐漸淡化和消失，汽車本身就是一個多學科相結合的產品。因此學科發展、跨學科發展、交叉學科發展是本實驗室建設與發展的根本。

實驗室將根據發展的需要，實行有效的激勵措施，充分考慮和滿足科研人員正當合理、動態多樣的需要，在科研啓動經費、實驗場地和實驗室設備建設經費等方面穩定和吸引一批品學兼優、有奉獻精神、勇於創新的科研人員。實驗室認定後2年內，計劃在各個研究方向培養和造就出具有較高學術水平的學術帶頭人1～2名。通過隊伍的建設，形成各個研究方向穩定的學術梯隊，每個研究方向學術骨幹不少於3名。同時進一步凝練實驗室的固定科研隊伍，計劃在2年後固定研究人員穩定在40人左右，其中高級職稱超過70%，具有博士學位超過70%，40歲以下的中、青年科技人員佔50%以上。

實驗室將認真貫徹“開放、流動、聯合、競爭”的方針，實驗室設立開放基金，吸引客座人員和訪問學者以及企業博士後工作站人員來實驗室進行科學研究；創造條件接收自帶經費和課題的客座研究人員來實驗室進行課題研究，實驗室為其提供相應的輔助人員、研究場地和設備；採取聯合培養研究生、接受技術人員進修培訓等多種形式，實行開放式服務，以開放交流促進實驗室的健康可持續發展。

實驗室還將通過舉辦各類學術會議進一步建立與國內外科研單位、院校及公司的科技合作與交流關係，並將積極選派研究人員出國學習、參加會議、學術訪問，同時邀請國內外專家到實驗室進行學術交流，進一步擴大實驗室的影響，促進相關領域科研工作的開展。

計劃每年資助與實驗室學術方向相關的開放課題10～20個，每2年舉辦一次國際學術會議或在國內有一定影響的學術會議，每年選送1~2人到國外或國內著名高校和研究機構進行訪問學習和合作研究。

依照自治區重點實驗室建設與運行管理辦法的要求，實驗室施行科技廳和學校直接領導、學術委員會直接指導下的實驗室主任負責制。實驗室主任在科技廳和依託單位的授權下，按照實驗室學術委員會討論通過的發展規劃開展具體工作，且具有相應的人、財、物支配權利。實驗室將全面、堅決地貫徹“開放、流動、聯合、競爭”的運行管理方針，充分發揮實驗室的在廣西汽車工業城市——柳州市的地域優勢、產業優勢和與企業的長期合作基礎，加強與企業在人才、設備、基地和項目方面的進一步緊密合作，加強資源共享，加強特色建設，努力辦出特色，辦出優勢。在實驗室運行機制和體制建設過程中注重體制和機制的創新，推動學科交叉融合，努力將實驗室建設成為省內相關領域的一流的科學研究和人才培養基地。

針對中國及廣西汽車產業技術需求及發展目標，瞄準汽車零部件與整車製造技術的前沿，立足於基礎和應用基礎研究，整合廣西科技大學機械、汽車、電子、信息、材料等方面的研究基礎，建設廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室，在以下方向重點開展具有鮮明特色的科技創新研究工作：

本研究方向主要有以下三個研究單元：

主要研究汽車、工程機械等機電產品模塊化設計關鍵技術。研究輪式裝載機、柴油發動機等複雜產品的模塊化方法，研究面向產品族的模塊相似度計算方法及模塊庫重用度優化方法，研究模塊化產品的多層次配置方法，研究基於模塊化的機電產品變更方法，研究基於模塊化的產品主結構生成技術，研究基於複雜網絡的模塊耦合關係研究；運用CAD/CAM/CAE技術對車輛關鍵零部件進行數字化設計與製造技術的研究。包括車輛零部件數據管理技術或供應鏈管理技術研究；基於多目標協同優化技術的車輛關鍵零部件變型設計研究；複雜曲面建模與數控加工、複雜曲面零件精密在線檢測關鍵技術研究；產品製造信息集成技術、製造資源規劃技術研究等。

(2) 機械結構與系統動力學

主要針對現代滑動軸承轉子系統設計與製造方面對減少滑動軸承轉子系統的能量損失，提高運行穩定性，降低製造成本的需求，採用非線性油膜力模型系統地研究考慮尺寸製造誤差、動靜態形位誤差及其交互作用時滑動軸承轉子系統的能量損失和穩定性的分析和計算方法，運用Taguchi理論系統地定量分析各類製造誤差對系統運行特性的影響，並將系統的能量損失與穩定性等聯繫起來作為優化的目標，尋求最佳的尺寸公差及形位公差的設計方法，使系統的綜合性能受制造誤差的影響較小。

在高速電主軸的力學特性方面，通過對機牀主軸高速重載運轉時的熱應力及熱應變、動力學及熱彈性力學等科學問題的研究，建立了高速電主軸動力學及熱彈性力學動態模型，考慮軸承非線性非光滑接觸因素，研究了主軸-軸承系統設計參數對軸端振動響應的動態影響。並將主軸系統模型運用到銑削動力學方程中，研究非線性非光滑軸承支承引起的穩定及非穩定銑削島現象、總結主軸-軸承系統設計參數對銑削穩定性的影響、揭示主軸端部動態特性與系統銑削穩定性之間的本質聯繫。

主要研究汽車用鋁合金及其複合材料製備與加工中的基礎問題，探索合金中析出相的形成機制及微觀結構，合金製備與加工中織構的形成機理，材料疲勞與蠕變機制等科學問題，獲得材料微觀結構與力學性能之間的關係；開展汽車用球墨鑄鐵及其複合材料製備中的關鍵科學問題研究；針對鋼鐵、鋁合金等汽車零部件材料的激光表面強化技術中的基礎理論問題開展深入研究，通過實驗與有限元模擬相結合的方式研究激光表面處理過程中熔池內温度場分佈、熔池流的對流機制，冷凝時熔覆層內發生的組織變化過程及其規律；加工過程中表面温度場的影響因素等關鍵基礎問題，完善現有激光加工理論及加工工藝。

雖然發達國家多年來對汽車輕量化與NVH技術給予了高度重視，積累了較為豐富的理論與技術研究成果和解決問題的工程實踐經驗，但由於問題的複雜性，該領域目前仍然存在着大量的理論和技術空白，目前尚未形成發達國家技術壟斷的格局。為了使我區乃至國內汽車行業充分把握這一時機，在跟蹤、學習國外先進技術的同時，在自主創新的基礎上力求在汽車輕量化與NVH的基礎理論和應用技術方面取得某些方面的率先突破，帶動我區汽車輕量化與NVH技術的整體跨越式發展，以形成“後發優勢”，推動我區汽車工業向更高層次、更高水平健康發展。

多年來我校汽車輕量化與NVH研究團隊結合“車輛工程”廣西重點學科、“教育部工程研究中心”、自治區高校人才小高地和自治區高校重點實驗室建設，在國家自然科學基金、廣西科學基金以及高校博士點專項基金的資助下，在汽車輕量化與NVH技術的研究方向上，達到了在國內外處於先進水平的研究實力。本研究方向主要有以下二個研究單元：

(a)基於現代設計理論的汽車零部件結構優化設計理論研究

採用現代信息化技術和設計理論，創新優化設計工具和輕量化設計理論，結合CAE仿真技術，優化零部件結構設計，應用多學科相結合的優化設計手段，將有限元理論、基於靈敏度分析的優化設計方法及拓撲優化理論等應用於零部件結構的動、靜態特性計算和分析中，開展汽車零部件的結構優化設計，為有效利用材料的力學特性提供理論支撐，為汽車關鍵零部件的輕量化結構創新設計提供有益的參考。

(b)新材料在汽車輕量化方面的應用研究

為有效減輕汽車的整車重量，目前國際上主要採用具有高比強度、比剛度的輕質合金材料用以代替現有的金屬材料。為此，通過實驗方法研究各種金屬合金材料的合成工藝與材料特性，通過實驗測試與仿真分析手段探索性地研究將具有高比強度、比剛度的非金屬材料，如碳纖維增強樹脂基複合材料和有機纖維複合材料用於零部件關鍵部件的可行性。與此同時，創造性地將廣泛用於土木工程中的預應力技術用於汽車關鍵零部件中，研究基於預應力技術的汽車零部件的力學特性。為新材料在汽車輕量化方面的應用做出有益的嘗試。

(c)先進製造技術和工藝在汽車輕量化方面的應用研究

為確保零部件具有更高尺寸精度、更精細的工藝參數，達到零部件輕量化的設計要求，需要採用先進的製造技術和工藝方法。內高壓成形技術就是目前汽車複雜零部件先進生產工藝的代表。為此，本研究以數值計算為主要研究手段，結合理論分析、實驗測試對各種金屬管件材料在內部高壓液體與水平補料進給推力共同作用下成形特性進行研究。針對不同汽車零部件幾何特點，設計不同的成形模具，通過數值仿真分析手段結合相關的實驗方法，瞭解並掌握管件材料在內高壓成形過程中的形變規律，提出合理的零部件成形的加載路徑，為內高壓成形技術在汽車零部件生產與加工中的應用奠定重要基礎。

(a)聲場重建技術在汽車噪聲控制中的應用研究

聲場計算（尤其是中高頻段）和聲場重建技術是噪聲控制的理論基礎。在這一研究領域，我們已建立了一種用於聲場計算和重建的獨創方法和技術，提出了基於快速傅立葉變換求解任意形狀空穴聲輻射（散射）問題的快速複數矢徑波疊加法和快速復源點波疊加法，這些方法相對於傳統的聲場計算和重建方法，它們的計算精度和效率顯著提高。在上述理論研究的基礎上，進一步開展聲全息檢測方法和技術的研究工作；同時開展對運動振源目標識別方法的研究工作，並結合智能材料（主要是智能阻尼材料）和現代控制技術（智能控制技術）開展對車輛乘員艙內噪聲和運動車輛的輻射噪聲（環境噪聲）的主動控制相關基礎理論和應用技術的研究工作，是今後的主要研究內容。

(b)主動和被動約束層阻尼材料在汽車振動與噪聲控制中的應用研究

主動（智能）和被動約束層阻尼材料（智能材料）在汽車振動與噪聲抑制方面的應用，具有抑制效果好、成本低、工程化應用前景廣闊的強大優勢，近年來已成為減振、降噪領域的重要研究熱點。在這一研究領域，我們對被動約束層阻尼（PCLD）、主動約束層阻尼（ACLD）和磁性主動約束層阻尼（MACLD）等智能阻尼材料在結構振動與噪聲抑制方面已開展了多年的基礎研究工作，在理論建模、分析方法、優化設計以及最優控制等方面，取得了一系列具有明顯理論創新的研究成果，處於國內外先進水平，已具備了很好的研究基礎。下一步我們將着力拓展主動（智能）和被動約束阻尼材料（或其它智能材料和智能結構）在汽車車身結構的振動抑制和乘員艙內噪聲抑制方面的應用基礎研究，着重開展智能材料在車輛結構振動和噪聲抑制方面的理論建模和最優控制方法方面的應用基礎研究；同時開展智能材料在車輛懸掛系統上的應用基礎研究；開展汽車智能覆蓋件（智能蒙皮）的應用基礎研究；開展新型吸音、吸能、吸熱材料的應用基礎研究；開展智能泡沫金屬的應用基礎研究（包括性能研究和製備方法研究等）。可以預見，進一步深入開展該方向在汽車工程領域的應用基礎研究和工程應用推廣，必將極大地提高汽車NVH品質參數，也必將對我區汽車工業向中高檔轎車轉型升級以及工程機械（車輛）出口創匯產生較大推動作用。

電動汽車的動力系統不同於傳統燃油汽車的動力系統，電動汽車可能具有兩個動力源，或者兩個以上的動力源，但不管如何，其動力系統都要涉及電機及其驅動系統、動力電池、DC-DC變換器等部件，以及對它們的控制問題，因此，電機驅動技術、動力電池技術以及相關的控制技術構成了電動汽車動力系統的關鍵技術。本方向圍繞這些關鍵技術，開展相關的研究。本研究方向主要有以下三個研究單元：

電機是電動汽車的核心動力，其驅動系統實現電機的運轉控制，是很重要的核心部件。本研究涉及車用感應電動機、永磁無刷電動機、開關磁阻電動機等電機的速度控制和運行的效率優化等問題，利用先進性控制理論，並借鑑已有電機驅動系統控制算法和微處理器實現技術，通過控制仿真和台架試驗相結合的研究方法，探索出電機驅系統控制性能優異、能耗少、效率高和利於工程實現的控制算法和策略，並研製出電機驅動系統及其控制器，研究電驅動系統的小型化和輕量化設計方法。

特別地，由於電動汽車運行工況的複雜性，為了避免單一控制策略在電機運行中複雜工況導致的參數辨識誤差所引起的控制偏差甚至控制失效等問題，必須要研究電動汽車電機在不同的運行時段所採用的對應控制策略，以提高電動汽車的動靜態性能。如，電動汽車在低速和啓動時實現大轉矩快速跟隨，中低速階段的節能控制，高速階段的快速弱磁控制，制動階段的能量回饋控制等。

雙向DC-DC變換器是新能源汽車關鍵的零部件，是汽車能源流動和控制的核心。它是實現在汽車電動狀態下利用蓄電池、超級電容等供電以及在制動或減速過程中回收並存儲能量的關鍵，同時通過雙向DC-DC變換器控制系統對能量流動大小、方向等進行控制，保證汽車行駛穩定性以及合理及時回收能量。

本研究開展雙向DC-DC變換器進行原理分析和建立數學模型，進行拓撲結構的優化設計研究；開展雙向DC-DC變換器與電機驅動系統整體集成設計的理論研究，達到雙向DC-DC變換器在性能基本不變的情況，減少功率開關器件的目的，降低變換器的成本、體積、重量，為開發全新的DC-DC變換系統提供理論基礎；研究快速動態響應計算的新方法和抑制動態超調的措施與方法；從保證雙向DC-DC系統準確響應命令值的角度，結合車輛行駛特性，進行系統全工作域動態性能優化設計等；研究其適用的自適應控制，以適應電動汽車雙向DC-DC變換器良好的控制需要；根據電動車輛複雜行駛工況的要求，從功率損耗、電平波動、載波頻率變化、動態過程響應等角度對雙向DC-DC系統的過程效率優化理論研究，重點對動態過程的效率優化方法進行深入探討，形成動態效率優化理論；研製出雙向DC-DC變換器及其控制系統樣機，達到功率變換效率提高的目標。

在電池的製備技術和材料方面，主要研究鋰離子電池電極/溶液界面的基本物理化學問題，鋰離子電池的電解質與正負極材料，鋰離子電池的製備與管理控制技術，基於超級計算的動力電池材料的設計、計算理論和方法，基於密度泛函理論、電子結構計算、分子動力學模擬和多尺度計算的動力電池材料性能預測方法。

從測試管理角度，開展電動汽車用動力電池充放電特性研究，充放電一致性和充放電方法研究，各種車載能源模式下智能能量管理系統的研究，蓄電池及超級電容荷電狀態（SOC）算法的研究、電池壽命狀態（SOH）、電池能量狀態（SOE）、多能量源互補狀態的控制策略研究以及電動車用動力電池的性能評價體系研究等。

廣西汽車零部件與整車技術重點實驗室的運行方式施行教育廳和學校直接領導、學術委員會直接指導下的實驗室主任負責制。實驗室主任在科技廳和學院的授權下，按照實驗室學術委員會討論通過的發展規劃開展具體工作，且具有相應的人、財、物支配權利。實驗室將全面、堅決地貫徹“開放、流動、聯合、競爭”的運行管理方針，努力將本實驗室建設成為省內相關領域的一流的科學研究和人才培養基地。 ^[1] 

（1）責任制：實驗室學術委員會負責審議實驗室建設目標、建設任務和研究方向，審議實驗室的重大學術活動、年度工作報告，審批開放研究課題。實驗室主任負責編制實驗室建設規劃和工作計劃，並具體實施和檢查執行情況；組織開展科研活動以及社會服務和技術開發等工作。

（2）人事管理制度：實驗室在確保學術帶頭人和學術骨幹相對穩定的前提下，施行以競爭和流動為核心的人事管理制度。實行人員聘用制，逐步實行按需設崗，競聘上崗和以崗定酬的管理方式，通過競爭和流動來提高實驗室隊伍的科研能力和水平。

（3）經費管理制度：實驗室經費的使用須經實驗室主任審批通過，大數額經費使用須經實驗室學術委員會討論通過後方可由實驗室主任批准。實驗室經費主要包括運行費、建設費和科研費。實驗室的運行經費主要用於實驗室公用設備的運行、維護、更新以及實驗室日常開支。若當年的運行經費有剩餘，在下一年度的運行經費下撥後轉入實驗室建設經費中。實驗室的建設經費主要用於青年教師科研啓動經費和資助實驗室學科發展所需要的實驗儀器購置費用等。實驗室科研經費主要用於科研工作所需要的小型儀器、材料等，實驗室教師的業務出差、參加學術會議等費用，協作費用、測試費用、資料費用，公共儀器的運行費等。

（4）設備管理制度：儀器設備管理的主要任務是對其購置（包括對大型貴重儀器設備的申請、論證、審批）、使用直至報廢的全過程實施管理，優化配置，提高儀器設備的完好率、使用率，更好地為教學、科研服務。實驗室購買大型儀器設備時，必須進行充分調查研究和可行性論證，確保所購設備品質性能良好。凡屬學校儀器設備，不論其經費來源及進入渠道，都要建檔入賬，不得滯留賬外。儀器使用人要對所使用的儀器的完整性、完好率負責。要以科研與人才培養為中心，提高儀器設備的使用效率。大型儀器由專人管理，其它儀器根據功能和項目需要放置於各研究室。符合開放條件的儀器設備都對外開放。根據使用率評估確定購買與否，並與申請者和設備管理者的責任緊密掛鈎。申請報廢的儀器設備，必須由實驗室主任審批後才可執行報廢手續。

（5）開放制度：實驗室實行“開放、流動、聯合”的運行機制，打破實驗室人才、設備的部門所有，合理利用實驗室資源，實驗室中的儀器設備，尤其是大型試驗儀器設備面向全省開放。

（6）學風建設制度：建立和完善科學合理的學風建設制度，加強科研學術道德教育制度建設以及科研誠信體系建設。反對獲取不當名譽和利益，抵制學術腐敗和學術不端行為，堅持嚴謹治學，保證科學研究成果經得起實踐的檢驗，反對急功近利，杜絕學術剽竊欺詐行為。

（7）學術交流制度：鼓勵與國內外開展學術交流與合作研究，不定期邀請國內外知名學者來實驗室進行合作研究、短期訪問和學術交流。派遣優秀研究人員特別是優秀中青年科研人員出國從事合作研究或學術交流。舉辦或承辦大型國際/國內會議，及時瞭解相關領域科研進展動態，推動實驗室科學研究與人才培養，擴大實驗室在國內外的影響。

（8）目標考核制度：實驗室對各個崗位設置採取“按需設崗、競聘上崗”的原則，並對崗位人員施行責任目標考核制度，佈置任期內的科研任務，包括縱橫向經費、高級別項目、專利、論文、成果、為社會服務的典型業績等。定期考核目標完成情況，將目標考核結果作為崗位津貼與獎酬金髮放的主要參考標準。

廣西科技大學是位於柳州市的一所以工科為主的多科性的普通高等院校。多年來，廣西科技大學依託柳州市這一廣西工業經濟中心和西南地區工業重鎮的地域優勢，充分利用各種社會資源，不斷加強學校學科及科技創新能力建設，解決了一批涉及國民經濟發展的重大科研問題，實現了技術轉移和成果轉化為區域創新體系建設，提升區域的競爭力做出了積極的貢獻，形成了特有的“校市共建、校市相融、校企合作”辦學特色，為產學研合作搭建了良好的平台，並培育出了廣西重點學科“車輛工程”、“機械製造及其自動化”和廣西高校重點實驗室“先進製造技術實驗室”、“車輛強度與動力學實驗室”，廣西高校人才小高地“車輛工程設計、製造及控制技術創新團隊”。1996年組建了廣西第一家以車輛結構設計、仿真和試驗為特色的“汽車工程研究所”；2004年組建了“廣西科技大學制造業信息化中心”；2005年與廣西大學、廣西柳工機械股份有限公司聯合成立了“廣西工程機械工程技術研究中心”；2010年“重型車輛零部件先進設計製造教育部工程研究中心”獲得教育部批准立項建設。