項目六 汽車新技術(shù)

項目六汽車新技術(shù)隨著汽車制造技術(shù)越來越先進，許多高精尖的科技被應(yīng)用到汽車上。雖然汽車新技術(shù)的發(fā)展日新月異，但總的趨勢是汽車新能源技術(shù)開發(fā)，汽車通訊連通性以及汽車主動安全技術(shù)與被動安全技術(shù)的融合三大領(lǐng)域。本項目通過對新能源汽車、無人駕駛技術(shù)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、主動控制懸架以及車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)等新技術(shù)的學(xué)習(xí)，了解其功用與工作過程。項目描述項目六汽車新技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過本次項目的學(xué)習(xí)，應(yīng)能夠：1. 描述常見新能源汽車的特點。2. 認(rèn)知無人駕駛技術(shù)的特點.3. 認(rèn)知車輛導(dǎo)航系統(tǒng)功能與工作過程。4. 認(rèn)知主動控制懸架的特點及工作過程。5. 認(rèn)知車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)的功能與組成。項目六汽車新技術(shù)項目內(nèi)容

知識點一：新能源汽車知識點二：無人駕駛技術(shù)知識點三：車輛導(dǎo)航系統(tǒng)知識點四：主動控制懸架系統(tǒng)知識點五：車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)項目六汽車新技術(shù)2007年11月1日，國家發(fā)展和改革委員會制定的《新能源汽車生產(chǎn)準(zhǔn)入管理規(guī)則》（下稱《規(guī)則》）正式施行?！兑?guī)則》明確給出了新能源汽車的定義及分類，根據(jù)《規(guī)則》，新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括有：純電動汽車(包括太陽能汽車)、燃料電池汽車、氫發(fā)動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等。知識點一：新能源汽車項目六汽車新技術(shù)電動汽車(BatteryElectricVehicle,簡稱BEV)是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛，它是由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車。電動汽車大致分為純電動汽車、燃料電池電動汽車和混合動力電動汽車。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)（1）純電動汽車純電動汽車，相對燃油汽車而言，主要差別在于四大部件，驅(qū)動電機，調(diào)速控制器、動力電池、車載充電器。純電動汽車的優(yōu)點有：技術(shù)相對簡單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。純電動汽車的缺點有：蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經(jīng)濟規(guī)模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些使用價格比汽車貴，有些價格僅為汽車的1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價格。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)①國外純電動汽車全球范圍內(nèi)，目前比較成功的純電動汽車制造企業(yè)是美國的特斯拉，如下圖所示。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)②國內(nèi)純電動汽車1．電動汽車圖6-6北汽EC180圖6-8奇瑞eQ項目六汽車新技術(shù)②國內(nèi)純電動汽車1．電動汽車圖6-6北汽EC180圖6-8奇瑞eQ項目六汽車新技術(shù)（2）混合動力汽車混合動力汽車是能夠從至少兩類車載儲能裝置（傳統(tǒng)的汽、柴油機和電池與電動機）中獲得動力的汽車。根據(jù)動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式可分為以下三類：①串聯(lián)式混合動力汽車（SHEV）主要用于客車。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)（2）混合動力汽車②并聯(lián)式混合動力汽車（PHEV）的代表車型是比亞迪-宋MAX。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)（2）混合動力汽車③混聯(lián)式混合動力汽車（CHEV）的代表車型是比豐田普銳斯。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)（3）燃料電池汽車燃料電池汽車是以車載燃料電池提供電能，由電動機驅(qū)動的電動汽車。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過程不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。1．電動汽車項目六汽車新技術(shù)氣體燃料汽車（gasfuel-poweredautomobile）是指利用可燃氣體做能源驅(qū)動的汽車。汽車的氣體代用燃料種類很多，常見的有天然氣和液化石油氣。其中天然氣汽車又被稱為“藍色動力”汽車，包括壓縮天然氣CNG（compressednaturalgas），主要成分為甲烷和液化天然氣LND（liquefiednaturalgas），甲烷經(jīng)深度冷凍液化。而液化石油氣LPG（liqyefiedpetroleumgas），主要成分是丙烷和丁烷的混合物。2.氣體燃料汽車項目六汽車新技術(shù)（1）壓縮天然氣（CNG）汽車CNG汽車是指以壓縮天然氣替代常規(guī)汽油或柴油作為汽車燃料的汽車。2.氣體燃料汽車項目六汽車新技術(shù)（2）液化石油氣LPG與傳統(tǒng)的車用燃料（汽油和柴油）相比，液化石油氣（LPG）具有優(yōu)良的理化特性，是公認(rèn)的清潔燃料，LPG汽車在全世界的應(yīng)用是目前所有替代能源汽車中最為廣泛的。2.氣體燃料汽車項目六汽車新技術(shù)生物燃料又稱生態(tài)燃料，泛指由有機物組成或者制成的燃料，比如玉米制成的乙醇汽車燃料，或者回收食用油制成的生物柴油等。生物燃料可供提取的物質(zhì)種類很多，比如玉米、黃豆、亞麻籽、油菜籽、甘蔗、椰子油、廚余食用油等等，它不同于石油等傳統(tǒng)燃料，屬于可以再生的燃料。3．生物燃料汽車項目六汽車新技術(shù)無人駕駛汽車是智能汽車的一種，主要依靠車內(nèi)的以計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛的目標(biāo)。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行車路線并控制車輛到達預(yù)定目標(biāo)的智能汽車。它是利用車載傳感器來感知車輛周圍環(huán)境，并根據(jù)感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉(zhuǎn)向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。知識點二：無人駕駛技術(shù)項目六汽車新技術(shù)（1）美國谷歌（Google）無人駕駛汽車谷歌無人駕駛汽車是斯坦福大學(xué)人工智能實驗室的主任塞巴斯蒂安-特龍的智慧結(jié)晶，他也是谷歌的工程師和谷歌街景地圖服務(wù)的創(chuàng)造者之一。1.國外無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（2）英國優(yōu)爾特拉（ULTra）無人駕駛汽車優(yōu)爾特拉（ULTra）無人駕駛汽車由英國的先進交通系統(tǒng)公司和布里斯托爾大學(xué)聯(lián)合研制，并于2010年投放希斯羅機場作為出租車運送旅客。這種超前的獨立艙沒有駕駛員、也沒有喋喋不休的談話聲伴隨你的旅途，只有一個裝在墻上的按鈕。1.國外無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（3）法國標(biāo)致雪鐵龍無人駕駛汽車標(biāo)致雪鐵龍（PSAPeugeotCitro?n）的無人駕駛汽車在完全自動駕駛模式下已經(jīng)通過高速公路成功從巴黎到達波爾多（Bordeaux），全程共計580公里（360英里）。該無人駕駛汽車能夠根據(jù)路況和交通來調(diào)整車速，并能在擁堵路段自行更換車道，整個行程沒有發(fā)生交通事故，增加了無人駕駛汽車的可靠性。1.國外無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（4）德國Ibeo公司的無人駕駛汽車在德國漢堡的Ibeo公司應(yīng)用先進的激光傳感技術(shù)把無人駕駛汽車變成了現(xiàn)實：這輛無人駕駛智能汽車在車身安裝了6臺名為“路克斯”（LUX）的激光傳感器，由普通轎車改裝而成，可以在錯綜復(fù)雜的城市公路系統(tǒng)中無人駕駛。這歸功于車內(nèi)安裝的無人駕駛設(shè)備，包括激光攝像機、全球定位儀和智能計算機。1.國外無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（5）日本日產(chǎn)公司的無人駕駛汽車日產(chǎn)汽車和NASA合作打造了一項技術(shù)—“日產(chǎn)智行科技”，簡單說就是用人類智能支持更大的自動駕駛系統(tǒng)，并且?guī)椭鷮崟r地改進車輛的人工智能，就像一個24小時遠程客服一樣時刻保證你的安全。1.國外無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（1）紅旗HQ3無人駕駛汽車由國防科技大學(xué)自主研制的紅旗HQ3無人車，2011年7月14日首次完成了從長沙到武漢286公里的高速全程無人駕駛實驗，創(chuàng)造了中國自主研制的無人車在復(fù)雜交通狀況下自主駕駛的新紀(jì)錄，標(biāo)志著中國無人車在復(fù)雜環(huán)境識別、智能行為決策和控制等方面實現(xiàn)了新的技術(shù)突破，達到世界先進水平。2.國內(nèi)無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（2）百度無人駕駛汽車百度無人駕駛車項目于2013年起步，由百度研究院主導(dǎo)研發(fā)，其技術(shù)核心是“百度汽車大腦”，包括高精度地圖、定位、感知、智能決策與控制四大模塊。2.國內(nèi)無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)（3）清華無人駕駛汽車90年代初期清華大學(xué)開始研究無人駕駛車輛的相關(guān)技術(shù)。90年代后期，清華大學(xué)研發(fā)的無人駕駛試驗平臺THMR系列無人車問世。2003年，清華大學(xué)研制成功THMR-V（TsinghuaMobileRobot-V）型無人駕駛車輛，能在清晰車道線的結(jié)構(gòu)化道路上完成巡線行駛，最高車速超過100km/h。2.國內(nèi)無人駕駛汽車技術(shù)的發(fā)展項目六汽車新技術(shù)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是將衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和現(xiàn)代通訊技術(shù)綜合在一起，研制成的裝置，能夠把汽車順利地引導(dǎo)到目的地。在定位的基礎(chǔ)上，還可以通過多功能顯視器，提供最佳行車路線，前方路況以及最近的加油站、飯店、旅館等信息。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要包括GPS（美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)），GLONASS（俄羅斯格洛納斯全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)），Beidou（中國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)）以及Galileo（歐洲伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)）。下面，我們以目前使用較為廣泛的GPS系統(tǒng)為例介紹汽車導(dǎo)航技術(shù)。知識點三：車輛導(dǎo)航系統(tǒng)項目六汽車新技術(shù)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)是一種極先進的儀器，加置于現(xiàn)有的音響系統(tǒng)上，能夠偵測汽車在行駛途中的位置，協(xié)助駕駛者在陌生的道路環(huán)境中，通過電子地圖與話音指南，準(zhǔn)確地掌握前往目的地的路線。導(dǎo)航系統(tǒng)之所以能夠偵測到汽車的現(xiàn)在位置，有賴于全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星與汽車上專用天線的配合；然而，假如汽車處于隧道之內(nèi)，天線便無法接收從衛(wèi)星傳送的電波，而需要采用感應(yīng)器與車速脈沖兩者結(jié)合的方法，修正汽車的當(dāng)前位置。此外，駕駛者可以利用放大或縮小比例的功能，簡易地將地圖拉近或拉遠，以更細微或更宏觀的角度來審視目前的所在地。1.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)概述項目六汽車新技術(shù)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)一般具有以下基本功能：GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位、電子地圖瀏覽查詢、智能的路線規(guī)劃、全程的語音提示等功能。（1）具有路線檢索功能（2）具有瞬時在檢索功能（3）提供豐富的菜單和記錄功能（4）可以新增興趣點（5）提供交叉路口全畫面的擴大圖（6）具有擴展功能2.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)功能項目六汽車新技術(shù)（1）用戶輸入目的地（2）行駛路線（3）行駛中的導(dǎo)航3.汽車導(dǎo)航系統(tǒng)基本工作過程項目六汽車新技術(shù)通過采用電子技術(shù)實現(xiàn)汽車懸架的控制的電控懸架，依據(jù)道路、車速的不同而改變懸架參數(shù)（彈簧的強度和減震器的阻尼），既能使汽車乘坐的舒適性達到令人滿意的程度，又能使汽車的操縱穩(wěn)定性達到最佳狀態(tài)。這種可根據(jù)汽車的運動狀態(tài)、路面狀況以及載荷等參數(shù)的變化，對懸架的剛度和阻尼進行動態(tài)地自適應(yīng)調(diào)節(jié)，使懸架系統(tǒng)始終處于最佳減振狀態(tài)的稱為主動懸架系統(tǒng)。知識點四：主動懸架系統(tǒng)項目六汽車新技術(shù)(1)車高調(diào)整(2)減震器阻尼力控制(3)彈簧剛度控制1.主動懸架的基本功能圖6-31電子控制懸架的基本功能項目六汽車新技術(shù)主動懸架主要由傳感器、執(zhí)行器、信號開關(guān)和ECU組成。（1）傳感器傳感器包括車高傳感器、車速傳感器、加速度傳感器、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。2.主動懸架的組成圖6-32傳感器位置圖項目六汽車新技術(shù)（2）執(zhí)行器執(zhí)行器包括可調(diào)阻尼力減震器、可調(diào)節(jié)彈簧高度和彈性大小的彈性元件等。2.主動懸架的組成圖6-33執(zhí)行器位置圖項目六汽車新技術(shù)（3）信號開關(guān)信號開關(guān)包括模式選擇開關(guān)、制動燈開關(guān)、停車開關(guān)、車門開關(guān)等。2.主動懸架的組成圖6-34信號開關(guān)位置圖項目六汽車新技術(shù)主動懸架系統(tǒng)工作時，車身高度傳感器采集前、后車身高度信號、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)角傳感器采集汽車行駛方向信號、節(jié)氣門位置傳感器采集駕駛員加速或減速信號、車速傳感器采集汽車行駛速度信號。傳感器和控制開關(guān)向電控懸架ECU輸入車身以及汽車行駛的狀態(tài)信息，電控懸架ECU接受上述各種信息后，經(jīng)過比較、計算和判定，然后向執(zhí)行元件發(fā)出控制指令，使執(zhí)行元件產(chǎn)生一定的機械動作，從而改變車身高度、空氣彈簧的剛度或減震器的阻尼。3.主動懸架的工作過程項目六汽車新技術(shù)圖6-35主動懸架的工作過程項目六汽車新技術(shù)車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)很多品牌的汽車都有，只是各廠家的叫法不同而已，比如大眾稱其為ESP、本田叫VSA、豐田管它叫VSC，廣義上的電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)稱為ESC才嚴(yán)謹(jǐn)。車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)是車輛新型的主動安全系統(tǒng)，是汽車防抱死制動系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)功能的進一步擴展，并在此基礎(chǔ)上,增加了車輛轉(zhuǎn)向行駛時橫擺率傳感器、側(cè)向加速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器，通過ECU控制前后、左右車輪的驅(qū)動力和制動力，確保車輛行駛的側(cè)向穩(wěn)定性。知識點五：車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)項目六汽車新技術(shù)該系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行器三大部分組成。1.認(rèn)識車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)圖6-36車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)組成圖項目六汽車新技術(shù)（1）傳感器車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)的傳感器主要負(fù)責(zé)采集車身狀態(tài)的數(shù)據(jù)。（1）輪速傳感器用來跟蹤每一車輪的運動狀態(tài)（滑移率）。（2）轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器用來傳感轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)角，在緊急避讓和轉(zhuǎn)向時提醒系統(tǒng)進入工作狀態(tài)。（3）橫向偏擺率傳感器用來記錄汽車轉(zhuǎn)向時偏擺角度是過度轉(zhuǎn)向還是不足轉(zhuǎn)向。（4）車輪位移傳感器用來測量車輪和車身相對位置的變化，屬于選裝件。（5）橫向加速度傳感器用來檢測轉(zhuǎn)向行駛時橫