项目六 汽车新技术

项目六汽车新技术随着汽车制造技术越来越先进，许多高精尖的科技被应用到汽车上。虽然汽车新技术的发展日新月异，但总的趋势是汽车新能源技术开发，汽车通讯连通性以及汽车主动安全技术与被动安全技术的融合三大领域。本项目通过对新能源汽车、无人驾驶技术、车辆导航系统、主动控制悬架以及车身电子稳定系统等新技术的学习，了解其功用与工作过程。项目描述项目六汽车新技术学习目标

通过本次项目的学习，应能够：1. 描述常见新能源汽车的特点。2. 认知无人驾驶技术的特点.3. 认知车辆导航系统功能与工作过程。4. 认知主动控制悬架的特点及工作过程。5. 认知车身电子稳定系统的功能与组成。项目六汽车新技术项目内容

知识点一：新能源汽车知识点二：无人驾驶技术知识点三：车辆导航系统知识点四：主动控制悬架系统知识点五：车身电子稳定系统项目六汽车新技术2007年11月1日，国家发展和改革委员会制定的《新能源汽车生产准入管理规则》（下称《规则》）正式施行。《规则》明确给出了新能源汽车的定义及分类，根据《规则》，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有：纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。知识点一：新能源汽车项目六汽车新技术电动汽车(BatteryElectricVehicle,简称BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，它是由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源的汽车。电动汽车大致分为纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。1．电动汽车项目六汽车新技术（1）纯电动汽车纯电动汽车，相对燃油汽车而言，主要差别在于四大部件，驱动电机，调速控制器、动力电池、车载充电器。纯电动汽车的优点有：技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。纯电动汽车的缺点有：蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些使用价格比汽车贵，有些价格仅为汽车的1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。1．电动汽车项目六汽车新技术①国外纯电动汽车全球范围内，目前比较成功的纯电动汽车制造企业是美国的特斯拉，如下图所示。1．电动汽车项目六汽车新技术②国内纯电动汽车1．电动汽车图6-6北汽EC180图6-8奇瑞eQ项目六汽车新技术②国内纯电动汽车1．电动汽车图6-6北汽EC180图6-8奇瑞eQ项目六汽车新技术（2）混合动力汽车混合动力汽车是能够从至少两类车载储能装置（传统的汽、柴油机和电池与电动机）中获得动力的汽车。根据动力系统结构形式可分为以下三类：①串联式混合动力汽车（SHEV）主要用于客车。1．电动汽车项目六汽车新技术（2）混合动力汽车②并联式混合动力汽车（PHEV）的代表车型是比亚迪-宋MAX。1．电动汽车项目六汽车新技术（2）混合动力汽车③混联式混合动力汽车（CHEV）的代表车型是比丰田普锐斯。1．电动汽车项目六汽车新技术（3）燃料电池汽车燃料电池汽车是以车载燃料电池提供电能，由电动机驱动的电动汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。1．电动汽车项目六汽车新技术气体燃料汽车（gasfuel-poweredautomobile）是指利用可燃气体做能源驱动的汽车。汽车的气体代用燃料种类很多，常见的有天然气和液化石油气。其中天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，包括压缩天然气CNG（compressednaturalgas），主要成分为甲烷和液化天然气LND（liquefiednaturalgas），甲烷经深度冷冻液化。而液化石油气LPG（liqyefiedpetroleumgas），主要成分是丙烷和丁烷的混合物。2.气体燃料汽车项目六汽车新技术（1）压缩天然气（CNG）汽车CNG汽车是指以压缩天然气替代常规汽油或柴油作为汽车燃料的汽车。2.气体燃料汽车项目六汽车新技术（2）液化石油气LPG与传统的车用燃料（汽油和柴油）相比，液化石油气（LPG）具有优良的理化特性，是公认的清洁燃料，LPG汽车在全世界的应用是目前所有替代能源汽车中最为广泛的。2.气体燃料汽车项目六汽车新技术生物燃料又称生态燃料，泛指由有机物组成或者制成的燃料，比如玉米制成的乙醇汽车燃料，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质种类很多，比如玉米、黄豆、亚麻籽、油菜籽、甘蔗、椰子油、厨余食用油等等，它不同于石油等传统燃料，属于可以再生的燃料。3．生物燃料汽车项目六汽车新技术无人驾驶汽车是智能汽车的一种，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶的目标。无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。知识点二：无人驾驶技术项目六汽车新技术（1）美国谷歌（Google）无人驾驶汽车谷歌无人驾驶汽车是斯坦福大学人工智能实验室的主任塞巴斯蒂安-特龙的智慧结晶，他也是谷歌的工程师和谷歌街景地图服务的创造者之一。1.国外无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（2）英国优尔特拉（ULTra）无人驾驶汽车优尔特拉（ULTra）无人驾驶汽车由英国的先进交通系统公司和布里斯托尔大学联合研制，并于2010年投放希斯罗机场作为出租车运送旅客。这种超前的独立舱没有驾驶员、也没有喋喋不休的谈话声伴随你的旅途，只有一个装在墙上的按钮。1.国外无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（3）法国标致雪铁龙无人驾驶汽车标致雪铁龙（PSAPeugeotCitroën）的无人驾驶汽车在完全自动驾驶模式下已经通过高速公路成功从巴黎到达波尔多（Bordeaux），全程共计580公里（360英里）。该无人驾驶汽车能够根据路况和交通来调整车速，并能在拥堵路段自行更换车道，整个行程没有发生交通事故，增加了无人驾驶汽车的可靠性。1.国外无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（4）德国Ibeo公司的无人驾驶汽车在德国汉堡的Ibeo公司应用先进的激光传感技术把无人驾驶汽车变成了现实：这辆无人驾驶智能汽车在车身安装了6台名为“路克斯”（LUX）的激光传感器，由普通轿车改装而成，可以在错综复杂的城市公路系统中无人驾驶。这归功于车内安装的无人驾驶设备，包括激光摄像机、全球定位仪和智能计算机。1.国外无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（5）日本日产公司的无人驾驶汽车日产汽车和NASA合作打造了一项技术—“日产智行科技”，简单说就是用人类智能支持更大的自动驾驶系统，并且帮助实时地改进车辆的人工智能，就像一个24小时远程客服一样时刻保证你的安全。1.国外无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（1）红旗HQ3无人驾驶汽车由国防科技大学自主研制的红旗HQ3无人车，2011年7月14日首次完成了从长沙到武汉286公里的高速全程无人驾驶实验，创造了中国自主研制的无人车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着中国无人车在复杂环境识别、智能行为决策和控制等方面实现了新的技术突破，达到世界先进水平。2.国内无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（2）百度无人驾驶汽车百度无人驾驶车项目于2013年起步，由百度研究院主导研发，其技术核心是“百度汽车大脑”，包括高精度地图、定位、感知、智能决策与控制四大模块。2.国内无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术（3）清华无人驾驶汽车90年代初期清华大学开始研究无人驾驶车辆的相关技术。90年代后期，清华大学研发的无人驾驶试验平台THMR系列无人车问世。2003年，清华大学研制成功THMR-V（TsinghuaMobileRobot-V）型无人驾驶车辆，能在清晰车道线的结构化道路上完成巡线行驶，最高车速超过100km/h。2.国内无人驾驶汽车技术的发展项目六汽车新技术汽车导航系统是将卫星定位系统、地理信息系统和现代通讯技术综合在一起，研制成的装置，能够把汽车顺利地引导到目的地。在定位的基础上，还可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。卫星导航系统主要包括GPS（美国全球卫星定位系统），GLONASS（俄罗斯格洛纳斯全球卫星定位系统），Beidou（中国北斗卫星定位系统）以及Galileo（欧洲伽利略卫星定位系统）。下面，我们以目前使用较为广泛的GPS系统为例介绍汽车导航技术。知识点三：车辆导航系统项目六汽车新技术汽车导航系统是一种极先进的仪器，加置于现有的音响系统上，能够侦测汽车在行驶途中的位置，协助驾驶者在陌生的道路环境中，通过电子地图与话音指南，准确地掌握前往目的地的路线。导航系统之所以能够侦测到汽车的现在位置，有赖于全球定位系统(GPS)卫星与汽车上专用天线的配合；然而，假如汽车处于隧道之内，天线便无法接收从卫星传送的电波，而需要采用感应器与车速脉冲两者结合的方法，修正汽车的当前位置。此外，驾驶者可以利用放大或缩小比例的功能，简易地将地图拉近或拉远，以更细微或更宏观的角度来审视目前的所在地。1.汽车导航系统概述项目六汽车新技术汽车导航系统一般具有以下基本功能：GPS卫星导航定位、电子地图浏览查询、智能的路线规划、全程的语音提示等功能。（1）具有路线检索功能（2）具有瞬时在检索功能（3）提供丰富的菜单和记录功能（4）可以新增兴趣点（5）提供交叉路口全画面的扩大图（6）具有扩展功能2.汽车导航系统功能项目六汽车新技术（1）用户输入目的地（2）行驶路线（3）行驶中的导航3.汽车导航系统基本工作过程项目六汽车新技术通过采用电子技术实现汽车悬架的控制的电控悬架，依据道路、车速的不同而改变悬架参数（弹簧的强度和减震器的阻尼），既能使汽车乘坐的舒适性达到令人满意的程度，又能使汽车的操纵稳定性达到最佳状态。这种可根据汽车的运动状态、路面状况以及载荷等参数的变化，对悬架的刚度和阻尼进行动态地自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态的称为主动悬架系统。知识点四：主动悬架系统项目六汽车新技术(1)车高调整(2)减震器阻尼力控制(3)弹簧刚度控制1.主动悬架的基本功能图6-31电子控制悬架的基本功能项目六汽车新技术主动悬架主要由传感器、执行器、信号开关和ECU组成。（1）传感器传感器包括车高传感器、车速传感器、加速度传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器等。2.主动悬架的组成图6-32传感器位置图项目六汽车新技术（2）执行器执行器包括可调阻尼力减震器、可调节弹簧高度和弹性大小的弹性元件等。2.主动悬架的组成图6-33执行器位置图项目六汽车新技术（3）信号开关信号开关包括模式选择开关、制动灯开关、停车开关、车门开关等。2.主动悬架的组成图6-34信号开关位置图项目六汽车新技术主动悬架系统工作时，车身高度传感器采集前、后车身高度信号、转向盘转向与转角传感器采集汽车行驶方向信号、节气门位置传感器采集驾驶员加速或减速信号、车速传感器采集汽车行驶速度信号。传感器和控制开关向电控悬架ECU输入车身以及汽车行驶的状态信息，电控悬架ECU接受上述各种信息后，经过比较、计算和判定，然后向执行元件发出控制指令，使执行元件产生一定的机械动作，从而改变车身高度、空气弹簧的刚度或减震器的阻尼。3.主动悬架的工作过程项目六汽车新技术图6-35主动悬架的工作过程项目六汽车新技术车身电子稳定控制系统很多品牌的汽车都有，只是各厂家的叫法不同而已，比如大众称其为ESP、本田叫VSA、丰田管它叫VSC，广义上的电子稳定控制系统称为ESC才严谨。车身电子稳定控制系统是车辆新型的主动安全系统，是汽车防抱死制动系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)功能的进一步扩展，并在此基础上,增加了车辆转向行驶时横摆率传感器、侧向加速度传感器和方向盘转角传感器，通过ECU控制前后、左右车轮的驱动力和制动力，确保车辆行驶的侧向稳定性。知识点五：车身电子稳定系统项目六汽车新技术该系统由传感器、电子控制单元（ECU）和执行器三大部分组成。1.认识车身电子稳定控制系统图6-36车身电子稳定系统组成图项目六汽车新技术（1）传感器车身电子稳定系统的传感器主要负责采集车身状态的数据。（1）轮速传感器用来跟踪每一车轮的运动状态（滑移率）。（2）转向盘转角传感器用来传感转向盘的转角，在紧急避让和转向时提醒系统进入工作状态。（3）横向偏摆率传感器用来记录汽车转向时偏摆角度是过度转向还是不足转向。（4）车轮位移传感器用来测量车轮和车身相对位置的变化，属于选装件。（5）横向加速度传感器用来检测转向行驶时横