汽车文化- 课件 第五章 汽车新技术与车辆安全

第五章汽车新技术与车辆安全学习目标汽车发动机新技术汽车安全技术的发展汽车智能技术的发展新能源汽车的高压安全与防护12345汽车新车安全评价6学习目标2024/8/2通过本章的学习，学生应能:

1．了解汽车发动机的技术的发展与应用。2．了解被动安全主动安全新技术应用知识。3．了解智能汽车的等级划分方法及其应用研究。4．了解新能源汽车存在的高压电路及其安全防护知识。2024/8/2第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术汽油发动机缸内直喷（(GasolineDirectInjection,简称GDI)）的工作方式，早在20世纪50年代德国的Benz300SL车型、60年代的MAN-FM系统、70年代美国Texaco的TCCS系统和Ford的PROCO系统就曾经采用过。三菱汽车公司GDI发动机的研制成功令全世界的汽车制造商和发动机制造商瞠乎其后，于是世界车坛掀起了GDI发动机研制开发利用热潮。从此，汽油机的发展又迈出新的一步，这也将推动世界汽车工业的发展。缸内直喷汽油发动机喷油嘴安装在燃烧室内，图5-1所示的是目前法国PSA集团和德国BMW合作研发应用的一款缸内直喷汽油发动机。燃油直接喷注在燃烧室内，空气则通过涡轮增压后进入燃烧室与汽油混合成混合气被点燃做功，这种形式与直喷式柴油机相似，因此有人认为缸内直喷式汽油机是将柴油机的形式移植到汽油机上的一种创举。2024/8/2第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术1、GDI发动机燃烧系统的技术特征（1）实现低的燃油消耗在超稀薄燃烧时,喷油时刻为压缩行程后点火前,此时气缸内空气密度高，燃油经高压喷嘴喷入后容易雾化。同时，又由于活塞曲顶的作用，使得混合气形成涡流并呈层状分布，即混合涡流上行时靠近火花塞部分的混合气浓度高,而远离火花塞部分的浓度低。靠近火花塞的混合气浓度高,便先着火,当着火后气缸内温度压力提高,混合气浓度低的部分也能连续稳定地燃烧。（2）实现高的功率输出发动机大负荷运转时要求发动机要具有较大的升功率。GDI发动机采用直立进气使得进气阻力减小,同时进气行程中燃油直接喷射使进气冷却,因而提高了进气效率,由于采用缸内直喷,燃油在燃烧室内气化,气化热冷却了吸入的空气,使空气密度增加。同时，汽油在气缸内气化也冷却了燃烧室,从而降低了发动机的爆震倾向,，这样在设计发动机时便可提高压缩比(有的压缩比可达12)。2024/8/2第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术2、GDI发动机燃烧系统的方式GDI发动机与传统的汽油机相比，其要求使混合气在中小负荷实现分层，那么燃烧系统的设计非常重要。按混合气形成的方式不同，可以分为三种：（1）喷束引导：燃油喷嘴靠近火花塞，窄间距布置，喷油器安装在汽缸中央，火花塞紧靠燃油喷嘴位于燃油喷束的边缘，喷油器直接将燃油射向火花塞的电极,见图5-2a)所示。（2）壁面引导：使用特殊形状活塞表面，同时优化涡流和滚流之间的平衡，控制喷射到活塞表面的燃油传输方向即可控制分层燃烧,见图5-2b)所示。（3）气流引导：采用接近水平的进气道，在缸内产生顺向的滚流,见图5-2c)所示。2024/8/2第1节汽车发动机新技术一、汽油缸内直喷技术3、GDI发动机的发展方向GDI发动机的发展面临排放、稳定燃烧控制、燃油经济性提高、性能可靠性、控制复杂性等方面的挑战。GDI发动机的燃烧技术将按照图5-3所示的四个方向发展。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案1、气门双顶置凸轮轴技术双顶置凸轮轴是一种在汽缸盖内配备两条凸轮轴的气门排列形式。两条凸轮轴分别控制进气门和排气门。最早一批采用双顶置凸轮轴设计的发动机分别是由菲亚特（Fiat，于1912年）、标致（于1913年）、阿尔法·罗密欧（于1914年）设计制造的。在后来的阿尔法·罗密欧6C（1925年）、玛莎拉蒂蒂波26（Maserati

Tipo26，1926年）、布加迪51型（BugattiType51，1931年）以及早期的奥迪（Audi）等车上也采用了这一技术。EP6CDTM型缸内直喷汽油发动机的正时采用的是双顶置凸轮轴和链条（图5-4所示），正时静音链条可通过优化摩擦性能，降低油耗，降低发动机运转噪音，同时终身免维护可降低使用成本。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案（1）进气凸轮轴新技术可变相位凸轮轴包括：气缸相位传感器齿轮、进气凸轮轴在变速箱侧和高压燃油泵相连，如图5-5所示。进气凸轮轴特性：可变相位凸轮轴齿轮安装在进气凸轮轴上，可变相位凸轮轴齿轮的电磁阀由发动机电控单元控制，来调节相位调整器内的机油方向。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案（2）排气凸轮轴新技术排气凸轮轴在变速箱侧驱动真空泵（用于产生真空），供制动助力真空装置，如图5-6所示。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案2、直接汽油喷射系统直接汽油喷射系统，如图5-7所示。PSA集团和BMW合作研发的EP6CDTM缸内直喷发动机采用分层燃烧，空燃比为30～40:1。在一个工作循环中可以多次喷射燃油，在做功冲程中还可以再次喷射。采用直喷技术后，燃油以细微滴状的薄雾方式进入汽缸，而不是以蒸汽的形式。这也就意味着当燃油雾滴吸收热量变成可燃蒸汽时，实际上对发动机的汽缸起到了冷却作用。这种冷却作用降低了发动机对辛烷的需要，所以压缩比也可以有所增加。2024/8/2第1节汽车发动机新技术3、连续可变进气正时(VVT)技术80年代，诸多企业开始投入了可变气门正时的研究，1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“VariableValveTimingandValveLifeElectronicControlSystem，也就是我们常见的VTEC。此后，各家企业不断发展该技术，到今天已经非常成熟，丰田也开发了VVT-i，保时捷开发了Variocam等等，几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。一系列可变气门技术虽然商品名各异，但其设计思想却极为相似，如图5-8所示。二、发动机新技术控制方案2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案4、双涡流涡轮增压技术PSA集团和BMW合作研发的发动机排气歧管由两个分离导管组成，进入涡轮增压器的排气涡轮部分，如图5-9所示。废气依照1、4缸的废气导入另一个进气道，2、3缸的废气导入另一个进气道。各来自二个汽缸的两股气流进入涡轮增压器推动涡轮扇叶。涡轮转子同时交互接触到来自歧管的两个不同导管的气流，而且分离的排气导管所排出的气体彼此并不会以负面方式交互影响，让气流能平稳地推动涡轮增压器，进而让涡轮在极低的转速内就能产生极佳的增压效果。涡轮介入最早的增压发动机（1000rpm即可介入，全时“T”）。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案5、离合式水泵电控技术电控水泵冷却系统（见图5-10）通过单片机对发动机冷却系统中电水泵和电风扇实行联合控制，其散热能力可根据发动机的实际散热需要自动调节，具有冷启动性能好、暖机时间短、节约燃油、防止过热等优点。冷车启动时，水泵传动断开，水泵停止工作，可使发动机快速暖机，同时降低油耗。水温达到正常时，水泵传动结合，水泵正常工作。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案6、电控节温技术电子节温器（见图5-11）的特征就是冷却液温度调节、冷却液的循环（节温控制）、冷却风扇的介入控制均由发动机负荷决定，也就是说依据发动机的负荷为发动机在该状态下设定一个适宜的工作温度。其突出的优点就是部分负荷时，获得良好的燃油经济性，减少CO和HC的排放。电子节温器特点是以最小的更改，完成冷却循环的重新布置；冷却液分配法兰与节温器合成一个信号单元；发动机缸体上不需要任何温度调节装置；发动机控制单元内设有电子控制冷却系统的特性图。2024/8/2第1节汽车发动机新技术二、发动机新技术控制方案7、变排量机油泵电控技术从国外相关的研究报告来看，采用可变排量机油泵一般能降低乘用车发动机1%～2%的燃油消耗。要减少机油泵的功率消耗，需要使机油泵的供油量与发动机的实际机油需求量进行匹配。而使用可变排量机油泵（见图5-12），就能达到这样的要求。通过热交换器，利用冷却液对机油进行降温，保持机油维持正常工作温度；避免因机油温度过高而导致黏度减小、润滑效果降低，保证发动机时刻得到良好润滑，降低发动机磨损，提高经济性，延长机油使用周期。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术1、安全带汽车安全带就是在汽车上用于保证乘客以及驾驶员在车身受到猛烈打击时防止乘客被安全气囊弹出时伤害的装置。安全带是上世纪50年代开始作为选装件装备汽车的，但直到现在，它仍然是最基本的乘员保护装置。它的作用在于能够在正面碰撞、后面碰撞、有角度碰撞以及翻车事故发生时防止乘员从座位上甩出，帮助乘员减少受伤的风险。福特汽车膨胀式安全带，如图5-13所示。2024/8/22、安全气囊

安全气囊是指撞车时在乘员产生二次碰撞前，使气囊膨胀保护乘员的装置。安全气囊作为座椅安全带的乘员约束装置的辅助装置，被称为安全气囊系统(SupplementalRestraintSystem,SRS)。安全气囊系统是由气囊与充气机构(气体发生器)组成整体式安全气囊模块、感知碰撞并向安全气囊模块发出展开指令的碰撞传感器系统以及传送由传感器发出的信号的线束构成。撞车时，安全气囊可大大降低中等至严重正面碰撞时乘员受伤的风险，侧安全气囊则用于防止侧面的碰撞，如图5-14所示。第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术2024/8/23、安全车身安全车身，它是指为了减轻汽车碰撞时乘员的伤亡，采用了溃缩区和乘员保护区相配合的基本思路，在设计车身时着重加固乘客舱部分，削弱汽车头部和尾部。位于车前后的是可溃缩车体（见图5-15），当汽车碰撞时，头部或尾部被压扁变形并同时吸收碰撞能量，而客舱不产生变形以便保证乘员安全，有利于驾驶者逃逸或被救，同时它还能缓和二次撞击。车身结构由可以降低车内乘员受伤风险的加强区域和设定变形区域组成。为此，车身不同区域采用不同机械强度和厚度的钢材。第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术2024/8/24、儿童安全

汽车儿童安全座椅也称儿童约束系统CRS(ChildRestraintSystem)，是一种专为不同年龄(或体重)儿童设计、安装在汽车内、能有效提高儿童乘车安全性的座椅（见图5-16）。儿童安全一向是汽车安全设计所要考虑的重要方面。根据儿童的身体比例，设计儿童专用的安全带和儿童座椅，是他们可以持久、直接地绑缚在车辆座椅结构上，使儿童的安全得到应有的保障。事故统计数字表明，当儿童坐在位于后排座的儿童安全座椅上时，他们能够得到最好的保护。第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术2024/8/2

5、乘员头颈保护系统乘员头颈保护系统简称WHIPS(WhiplashProtectionSystem)属于汽车被动安全装置，一般设置于前排座椅（见图5-17）。当轿车受到后部的撞击时，头颈保护系统会迅速充气膨胀起来，其整个靠背都会随乘坐者一起后倾，乘坐者的整个背部和靠背安稳地贴近在一起，靠背则会后倾以最大限度地降低头部向前甩的力量，座椅的椅背和头枕会向后水平移动，使身体的上部和头部得到轻柔、均衡地支撑与保护，以减轻脊椎以及颈部所承受的冲击力，并防止头部向后甩所带来的伤害。

第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术2024/8/26、行人保护行人保护技术，主要涉及车身吸能材料的应用，如吸能保险杠、软性的引擎盖材料、大灯及附件无锐角等。其中，在发动机舱盖段面上采用缓冲结构设计，则是目前国内汽车厂商较为常见的做法。欧洲NCAP已经开始通过碰撞测试检验车辆对行人的保护，行人保护的被动安全技术主要有两个方面：（1）设计出特殊的发动机罩机械系统（见图5-18），当发动机罩机械系统能够在汽车发生碰撞时迅速鼓起，使得撞击而来的人体不是硬碰硬，而是碰撞在柔性与圆滑的表面上，减少了被撞人受伤的可能或程度。第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术2024/8/2第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术（2）增加行人安全气囊行人保护安全气囊进一步避免人体撞击汽车的前挡风玻璃，以免在猛烈碰撞下行人与车内乘客受到更大的伤害。福特汽车公司的行人安全车采用了两种可在碰撞中对行人进行保护的新颖安全气囊（见图5-19）。这两种气囊一是发动机罩气囊，一是前围安全气囊，两者配合使用可减少最常见的行人伤亡事故。碰撞前由一个碰撞预警传感器激发，在汽车的挡风玻璃和保险杠之间的区域展开，气囊的展开时间为50～75微秒，保持充气状态时间可达数秒钟。充气后的安全气囊在前照灯之间的部位展开，由保险杠顶面向上伸展到发动机罩表面以上。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展一、被动安全技术7、电池线路切断装置电池线路切断安全装置在发生碰撞事故时自动启动，以防止可能的短路，保护连接车辆起动器、交流发电机和其他主要用电设备的线路不受损害。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术1、ABS与牵引力控制系统TCSABS是防抱死制动系统的英文缩写，英文的全称是Anti－lockBrakingSystem，或者是Anti－skidBrakingSystem。该系统在制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果。

防抱死制动系统刹车时对比示意图2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术牵引力控制系统(TCS)，其英文全称是TractionControlSystem，即循迹控制系统，是根据驱动轮的转数及传动轮的转速来判定驱动轮是否发生打滑现象，当前者大于后者时，进而抑制驱动轮转速的一种防滑控制系统。汽车在光滑路面制动时，车轮会打滑，甚至使方向失控。同样，汽车在起步或急加速时，驱动轮也有可能打滑，在冰雪等光滑路面上还会使方向失控而出危险。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术2、电子制动力分配系统EBD与EDSEBD的英文全称是ElectricBrakeforce

Dis-tribution，中文直译就是“电子制动力分配”。自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能（在一定程度上可以缩短制动距离），并配合ABS提高制动稳定性EDS是汽车电子差速锁（英文全称为ElectronicDifferentialSystem），它是ABS的一种扩展功能，用于鉴别汽车的轮子是不是失去着地摩擦力，从而对汽车的打滑车轮进行控制。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术3、电子稳定装置ESP车身电子稳定系统（ESP，ElectronicStablityProgram），是一种可以控制驱动轮，也可以控制从动轮的，包含ABS（防抱死刹车系统）及ASR（防侧滑系统）的汽车防滑装置。它是一种牵引力控制系统，不但控制驱动轮，而且可以控制从动轮。如后轮驱动汽车常出现的转向过度的情况，此时后轮会失控而甩尾，ESP便会通过对外侧的前轮的适度制动来稳定车辆,见图5-23a)所示。

2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术4、紧急刹车辅助系统EBA刹车辅助系统包括电子制动辅助系统“EBA”和制动力辅助系统“BA”(也称为“BAS”)，指能够通过判断驾驶者的刹车动作(力量及速度)，在紧急制动时增加刹车力度，从而将制动距离缩短。对于像老人或女性这种脚踝及腿部力量不是很足的驾驶者来说，该系统的优势则会表现得更加明显。而机械制动辅助系统“BA”，其实是电子紧急制动辅助系统“EBA”的前身。

2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术5、车道偏离预警系统LDWS车道偏离预警系统（Lanedeparturewarningsystem）是一种通过报警的方式辅助驾驶员减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。。该系统提供智能的车道偏离预警，在无意识（驾驶员未打转向灯）偏离原车道时，能在偏离车道0.5秒之前发出警报，为驾驶员提供更多的反应时间，大大减少了因车道偏离引发的碰撞事故。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术6、胎压监控“TPMS”是汽车轮胎压力监测系统“TirePressureMonitoringSystem”的英文缩写形式，也就是我们所说的直接式轮胎压力监测系统（见图5-26）。它的的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术7、倒车警告/倒车影像/车外摄像头倒车警告这项技术用于在驾驶期间以及驻车时，针对驾驶盲区中的轿车或物体向驾驶者发出警告。通常，该系统会在行车时进行响应；它可能会使后视镜内的一个警告标示进行闪烁，同时会发出声音警告，该系统是一个短程检测系统。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术8、自动感应大灯自动感应大灯，又叫做感应式自动大灯，是中央智能控制盒根据位于内后视镜后方的光线传感器来判断光线亮度变化，来控制自动点亮或熄灭示宽灯和近光灯。

2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术9、夜视辅助系统车载夜视辅助驾驶系统是一种利用红外线技术，辅助驾驶者在黑夜中看清道路，减少事故发生，增强主动安全的系统（见图5-29）。

2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术10、防碰撞预警系统AWSAWS是AdvanceWarningSystem的缩写，是一个意外事故预防和缓和的驾驶辅助系统，在危险发生前给驾驶员提供及时的声音和视觉报警（见图5-30）。2024/8/2第2节汽车安全技术的发展二、主动安全技术11、主动防追尾系统主动防追尾是在车辆的前端装上传感器、雷达、摄像机等设备，能够自动探测出与前车的距离，并于本车的制动、灯光等系统联动，当跟车距离低于安全距离时，系统会在零点几秒内启动，以强制拉大跟车距离（见图5-31）。

2024/8/2第3节汽车智能技术的发展一、智能汽车基本概念智能汽车顾名思义具有“智慧”和“能力”两层含义：所谓“智慧”是指智能汽车能够像人一样聪明地感知、综合、判断、推理、决断和记忆；所谓“能力”是指智能汽车能够确保“智慧”的有效执行，可以实施主动控制并能够进行人机交互与协同。智能汽车是智慧和能力的有机结合，两者相辅相成缺一不可，研究和发展智能汽车具有重要的重要意义如下：（1)减少交通事故伤亡，提高道路行车安全性。（2)提升道路通行能力，为高效交通提供支撑。（3)节能环保为构建面向未来的健康汽车社会，提供全新可能。（4)解放人类双手、提高驾乘舒适性。（5)推动汽车工业技术进步、促进多学科协同创新发展。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展二、智能汽车等级划分1、国内外智能汽车等级划分美国国家高速公路交通安全管理局将智能汽车技术分成五个等级。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展二、智能汽车等级划分2、国内车联网产业建设框架（1）技术逻辑结构根据《智能网联汽车技术路线图》，智能网联汽车可分为智能化与网联化两个层面；智能网联汽车通过智能化与网联化两条技术路径协同实现“信息感知”和“决策控制”功能。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展二、智能汽车等级划分（2）智能汽车等级划分我国发布的《中国制造2025》重点领域技术路线图将智能汽车分为ＤＡ、ＰＡ、ＨＡ和ＦＡ四个等级。

ＤＡ指驾驶辅助，包括一项或多项局部自动功能，如ＡＣＣ、ＡＥＢ、ＥＳＣ等，并能提供基于网联的智能提醒信息。ＰＡ指部分自动驾驶，在驾驶人短时转移注意力仍可保持控制，失去控制10ｓ以上予以提醒，并能提供基于网联的智能引导信息。ＨＡ指高度自动驾驶，并在高速公路和市内均可自动驾驶，偶尔需要驾驶人接管，但是有充分的移交时间并能提供基于网联的智能控制信息。ＦＡ指完全自主驾驶，驾驶权完全移交给车辆。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展二、智能汽车等级划分（3）智能汽车网联体系框架按照智能网联汽车的技术逻辑结构、产品物理结构的构建方法，综合不同的功能要求、产品和技术类型、各子系统间的信息流，将智能网联汽车标准体系框架定义为“基础”、“通用规范”、“产品与技术应用”、“相关标准”四个部分

2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介1、国外智能汽车的发展情况DEMOⅢB

试验在军事需求的推动下,人们对无人驾驶智能汽车的研究热情急速增长，研究领域也扩展到了民用范围。美国卡内梅隆大学研制了ＮavＬab

系列智能汽车，ＮavＬab-１系统、ＮavＬab-5系统以及ＮavＬab-11系统是其典型代表，见图

5-35所示。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介沃尔沃于2012年在西班牙进行了无人驾驶道路试验，并进行了大约193ｋｍ的测试，行程中没有出现交通事故。宝马携手大陆集团在自动驾驶领域展开了合作共同开发驾驶人辅助系统。特斯拉公司于2015年推出的Ｍodel

S车型（见图

5-36）已经带有“自动驾驶模式”,可以进行高速公路自动驾驶和自动泊车。日产汽车公司计划在2020年推出带无人驾驶技术的汽车。戴姆勒汽车公司计划在2020年之前开始销售自动驾驶车辆。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介

谷歌公司于2010年正式官方宣布开发自动驾驶汽车，2012年美国内华达州机动车辆管理部门为其自动驾驶汽车颁发了首例驾驶许可证，谷歌无人驾驶车辆搭载了64线激光测距仪、摄像头、雷达、DPS等传感设备,能建立200ft以内的精细3D地图，并将其与高分辨率的图相结合实现车辆的自主行驶，如图5-37所示。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介2、国内智能汽车的发展情况我国从20世纪80年代开始涉足自动驾驶智能汽车领域,也取得了一些阶段性的成果,国防科技大学于1992年成功开发了我国第一辆真正意义上的无人驾驶车辆。清华大学设计的ＴＨＭＲ-Ⅴ智能汽车,采用分层递阶的体系结构,基于以太网通信集成有CCD摄像机、激光雷达、磁罗盘—光码盘、GPS等多种传感器,并建立了相应的方向、节气门和制动三个自动控制系统,它在结构化道路环境下,提出了一种基于扩充转移网络的道路理解技术和基于混合模糊逻辑的控制方法实现道路轨迹的自动跟踪。吉林大学也先后开发出了JLUIV系列智能汽车，上海交通大学则承接了欧盟ICT计划Ｃyberc3项目；西安交通大学搭建了Spingrobot智能车实验平台,并于2005年10月成功完成在敦煌“新丝绸之路”活动的演示。军事交通学院于2013年研究设计出猛狮3号(JJUV-3),如图5-38所示。到目前为止已完成了1万多公里测试,最高时速达到120km/h。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介红旗HQ3无人车（见图

5-39）由国防科技大学自主研制，是一汽自主品牌轿车向高端技术发展结出的一个新成果。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试验，创造了中国自主研制的无人驾驶汽车在复杂交通状况下自主驾驶的新纪录，标志着中国无人驾驶汽车在复杂环境识别、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。红旗HQ32024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介清华智能车THMR-V由清华大学自主研制，2003年7月1日通过鉴定，是一汽自主品牌轿车向高端技术发展结出的一个新成果。车THMR-V是用三星SXZ6510七座厢式车改装的(见图

5-40)。配置了规划计算机、监控计算机、视觉计算机和多台测控计算机，它们是按照分层递阶的结构，分为智能级（规划计算机），协调级（监控计算机）和执行级（视觉计算机和多台测控计算机）。各台计算机之间通过10METHERNET实现数据通信。经过实验研究已经能够实现结构化环境下的车道线自动跟踪；准结构化环境下的道路跟踪；复杂环境下的道路避障、道路停障；视觉临场感遥控驾驶等功能。该款智能车在公路上，车道线自动跟踪时平均速度100km/h，最高速度达到150km/h。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介我国百度公司于2013年开始了百度无人驾驶汽车项目其技术核心是“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2015年百度无人驾驶汽车首次实现了城市、环路和高速公路混合路况下的全自动驾驶测试时的最高速度达100km/h如图5-41所示。2024/8/2第3节汽车智能技术的发展三、智能汽车的发展简介

腾讯投资的汽车合资公司FMC将在2020年前推出自动驾驶汽车，2016年乐视超级汽车推出Lesee首款智能概念车，最高时速可达131km/h，自动驾驶时车内转向盘可折叠。阿里巴巴与上汽集团合作推出了搭载有yunosoforcar智能操作系统的的上汽荣威ＲＸ５如图5-42所示，该车型于2016年7月正式投入市场成为第一款实现量产的互联网汽车。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识新能源汽车上存在有高电压，这对人体会产生伤害。无论是研发、生产，还是售后技术人员，如果没有正确认识新能源汽车具有的高压风险，并正确处理涉及到的高压工作区域的防护，都会导致严重的高压伤害。需要预防新能源汽车可能触电伤害的类型如下图5-43所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识

1、人体安全电压通常，当人体接触到25V以上的交流电，或60V以上的直流电时，人体就有可能会发生触电事故。人体的触电并不是指人体接触到了很高的电压，是因为过高的电压通过人体这个电阻后，会在人体中形成电流，从而导致人体的伤害。因此必须注意的是，伤害人体的不是电压，而是电流。在电网中，一直认为36V是一个人体安全电压。实际上在高电压的新能源汽车中，这个电压值并不是科学的。主要原因有：一方面，人体的电阻会存在个体的差异性，例如胖的和瘦的，男的和女的，其电阻值都不会一样（见图5-44）；另一方面，人所处的工作环境，也会导致人体的电阻值发生变化2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识当电压高到一定值以后，会有相应的电流流过人体。如图5-45所示，有大约5mA的电流通过人体时，就可视作是“电气事故”，会产生麻木感。人体内通过的电流达到大约10mA时，到达了导出电流的极限，人体开始收缩，无法再导走电流，电流的滞留时间也相应增加。30～50mA交流电的长时间滞留会导致呼吸停止以及心室纤维性颤动。经过人体的电流到达大约80mA时，被认为是“致命值”。从图5-45可以看出，电流对人体的伤害基本上几毫安就够了。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识2、高电压对人体的伤害形式能够最终对人体产生伤害的是电流，电流对人体的伤害有三种形式：电击、电伤和电磁场伤害。①电击是指电流通过人体，破坏人的心脏、肺及神经系统的正常功能。②电伤是指电流的热效应、化学效应和机械效应对人体的伤害。主要指电弧烧伤、熔化金属溅出烫伤等。③电磁场生理伤害是指在高频磁场的作用下，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神经系统的症状。一般认为，电流通过人体的心脏、肺部和中枢神经系统的危险性较大，特别是电流通过心脏时，危险性最大。所以从手到脚的电流途径最为危险。因为沿该条途径有较多的电流通过心脏、肺部等重要器官；其次是从一只手到另一只手的电流途径，如图5-46所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识此外，触电还容易因剧烈痉挛而摔倒，导致电流通过全身并造成摔伤、坠落等二次事故，最危险的触电形式如图5-47所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识3、其他电效应对人体的伤害形式①电击效应通常，产生最多的伤害是电击事故，其主要类型是电击效应。充电时危险触电，电流低于人体导通限值时，会有相应的电击反应，从而容易因肢体不受控制和失去平衡而导致受伤，如图5-48所示。②热效应。电流导入导出点处会发生烧伤和焦化，也会发生内部烧伤。这会导致肾脏负荷过大，甚至造成致命的伤害。

③化学效应。血液和细胞液成为电解液并被电解。这会发生严重的中毒，中毒情况在几天后才能被发现，因此伤害极大。使用充电桩充电时可能产生危险触电示意图2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识④肌肉刺激效应（见图5-49）。所有的身体功能和人体肌肉运动都是由大脑通过神经系统的电刺激来控制。如果通过人体的电流过高，肌肉开始抽搐，大脑再也无法控制肌肉组织。后果：例如，握紧的拳头再也无法打开或者移动。如果电流经过了胸腔，肺会产生痉挛（呼吸停止），心脏的跳动节奏会被中断（心室纤维化颤动，无法进行心脏的收缩扩张运动）。⑤发生静态短路的热效应。工具急剧发热，会导致材料熔化，从而可能发生烧伤事故。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识⑥由于短路引起火花。金属很快熔化，产生飞溅的火花，飞溅出来的金属颗粒温度超过5000℃，可能引起烧伤以及严重伤害眼睛。⑦带电高压线路接通和断开时所产生的弧光（见图5-50）。光辐射可能造成电光性眼炎。

2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识4、交流与直流触电伤害直流与交流电压都会对人体产生伤害，但是交流电压对人体伤害的阈值却只有直流的50%（见图5-51）。交流电压在人体内产生交流电，会触发肌肉组织和心脏产生颤动。交流电压的频率越低，危险性越高。交流电会触发心室纤维性颤动，如果不进行急救很快就会致命。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识5、人体触电方式如上所述，能够对人体产生触电的前提是人体与触电源之间形成了回路，有电流流经人体后才会导致触电。新能源汽车的高电压系统是与车身之间隔离的，因此，在如图5-52所示的这种情况下，人体不会产生触电，原因就在于人体没有与直流电源之间形成回路。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识但是，当新能源汽车的高电压部件发生对车身搭铁故障时，如图5-53所示，人体在同样的情况下就有可能发生触电事故。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护一、高电压与人体伤害常识在实际工作中，维修工人应该避免因为操作导致自己与电压系统形成回路，例如图5-54所示的这种触电方式是大多数维修人员能够理解的。但是在图5-55所示的两种间接触电形式却是很容易被维修工人所忽视的。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护新能源汽车具有高电压，在制造、维护新能源汽车时具有高电压触电的风险。如图5-56所示，新能源汽车的主要高电压部件集中在动力电池组、高压导线、高压电分配单元、用于驱动的逆变器、高压压缩机，以及高压PTC加热器。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护1．安全防护（1）做好个人安全防护。由于维修带有高压电车辆，因此维护人员必须做好防止被高压电击伤的安全防护。虽然现有混合动力汽车和纯电动汽车都设计有很好地防止意外触电功能，但是针对事故车辆及这些车辆的高压动力电池组总成是始终存在高压电的。防止触电的个人防护设备主要是绝缘手套、护目镜、绝缘鞋，以及非化纤材质的衣服，如图5-57所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护绝缘手套需要定期检验，而且在每次使用前必须自行进行是否泄漏检查。检查的方法是向手套内吹入一定的空气，观察手套是否有漏气的风险，如图5-59所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护如图5-60所示为在具体使用过程中绝缘手套的使用、检查与注意事项。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护②护目镜。戴上合适的眼部防护的护目镜（见图5-61），以防止电池液的飞溅。高压电车辆维修用的护目镜应该具有侧面防护功能，防止维修过程中产生的电火花对眼睛的伤害。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护③绝缘安全鞋绝缘安全鞋（靴）的作用是使人体与地面绝缘，防止电流通过人体与大地之间构成通路，对人体造成电击伤害，把触电时的危险降低到最小程度，因为触电时电流是经接触点通过人体流入地面的，所以电气作业时不仅要戴绝缘手套，还要穿绝缘鞋（见图5-62）。绝缘鞋也要定期进行检验2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护④非化纤工作服。维修高电压系统时，必须穿非化纤类的工作服。化纤类的工作服主要会产生静电，并且当发生火灾事故时，化纤会在高温环境下粘连人体皮肤，导致维护人员产生严重的二次伤害。（2）使用绝缘的维修工具维护高电压类车辆时，必须使用带有绝缘功能的工具，这些工具包括常用的套筒、开口扳手、螺丝刀、钳子、电工刀等，也包括专用的仪表，如数字万用表，如图5-64所示。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护2．应急处理新能源汽车的应急处理需求常见的有以下几种：（1）救援：当该新能源汽车被撞或乘员需要解救时，当心别弄断高压线。在对高压车辆进行救援时，千万不要因为纯电动或混合动力车辆运行比较安静就误以为它就处于停机状态。对于该混合动力汽车，当车辆处于“READY”模式时（灯亮），发动机会自动起动停机，所以在检查或维修发动机舱时，记住要先看看“READY”指示灯是否已经熄灭了（见图5-65）。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护（2）火灾：当该新能源汽车着火时，应该当着“电火”来处理并用干粉型灭火器灭火。高压动力电池电解液主要由带腐蚀性的化学液体组成，因此在着火后，可以采用大量的水或者干粉灭火器灭火。使用常规的ABC干粉灭火器灭火（图5-66），这种灭火器设计适用于油或电路火灾。然而，如果只是高压动力电池着火，则推荐使用二氧化碳灭火器，而发生大面积或大的火灾时，持续的浇水也同样适用熄灭高压动力电池火灾。但是使用少量的水，如只用一桶，是危险的，实际上将加剧高压电池火灾的程度。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护（3）泄漏当高压动力电池水溢出时，要采取特别措施。面对有可能是高压动力电池溢出电解液时，及早穿好合适的防护用品，并采用红色石蕊试纸（图5-67）检查溢出液，如果试纸变为蓝色，溢出的液体需要使用硼酸液进行中和。中和完成后，使用试纸再去检查溢出液，确认试纸颜色不改变。中和完毕后，用充足的吸水毛巾或布，吸收事故中溢出的电解液。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护（4）牵引车辆处理新能源汽车路上抛锚，需要牵引新能源汽车时，车辆前轮转动将产生电能，因此对于这类车辆的牵引，必须严格遵守制造厂商的要求，否则可能损坏车辆的三相驱动电机或变速单元。无论是混合动力汽车还是纯电动汽车，正确的牵引方法是，使得全部平放在增援车上，然后牵引车辆到指定的位置。但是，如果是前轮驱动的车辆，也可以采用前轮离地的方式进行车辆的牵引，如图5-68所示。如果高压电路有故障，采用驱动轮着地牵引，由于电机的工作会引起火灾。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护（5）跨接起动无论是新能源汽车中的纯电动汽车还是混合动力汽车，其全车控制模块的供电都是通过12V蓄电池来完成的。也就是说，在新能源汽车中，除了高压动力电池外，所有的车辆还会配置有12V低压蓄电池，如图5-69所示是北汽E150EV的12V低压蓄电池。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护由于12V蓄电池用来给所有ECU供电，若没有该电源，ECU不能工作，车辆也没法驱动。如果纯电动汽车或混合动力汽车没法起动，则12V辅助电池可以跨接起动，以丰田普锐斯为例，具体的操作方法如下：（1）找到12V蓄电池跨接端子。例如，图5-70所示，丰田普锐斯发动机罩下面的12V跨接起动端子有一个“＋”标志的红色塑料盖，打开盖子可以找到用于跨接的端子。2024/8/2第4节新能源汽车的高压安全与防护二、安全防护（2）高压电容器充分放电维修高压系统以前，先等待10分钟以上，以使带转换器中的逆变器的高压电容器充分放电后才能开始维修操作，按图5-71所示检测高压电容器。（3）车辆浸水时触电如果发生事故，车辆浸水时高压元件触电短路，如图5-72所示。2024/8/2第5节汽车新车安全评价一、汽车新车汽车碰撞及法规1、新车安全评价体系的目的提高汽车碰撞安全性的目的是在汽车发生碰撞时确保乘员生存空间、缓和冲击、防止发生火灾等。达到“车毁人不亡，车伤人不伤”的目的。2、汽车碰撞事故试验分类汽车碰撞事故试验可分为正面碰撞试验、侧面碰撞试验、试验追尾碰撞及翻车等试验。2024/8/2第5节汽车新车安全评价一、汽车新车汽车碰撞及法规（1）正面碰撞试验简介碰撞试验假人是用于评价碰撞安全性的标准模型，如图6-33所示。正面100%碰撞试验全称正面100%重叠刚性壁障碰撞试验，试验车辆100%重叠正面冲击固定刚性壁障。碰撞速度为50km/h～51km/h（试验速度不得低于50km/h）。试验车辆到达壁障的路线在横向任一方向偏离理论轨迹均不得超过150mm。在前排驾驶员和乘员位置分别放置一个HybridIII型第50百分位男性假人，用以测量前排人员受伤害情况。在第二排座椅最右侧座位上放置一个HybridIII型第5百分位女性假人，用以考核安全带性能。2024/8/2第5节汽车新车安全评价一、汽车新车汽车碰撞及法规（2）侧面碰撞试验简介我国汽车侧面碰撞法规的制订及汽车企业对轿车车型侧面碰撞安全性的改进，都需要有能够满足法规要求的侧面碰撞试验能力的支持和侧面碰撞安全性改进措施的技术指导。为此，我们于2002年开始开发ECE

R95法规的侧面碰撞试验能力，并通过一些在产的国产轿车车型的侧面碰撞试验了解我国轿车车型的侧面碰撞安全性能。侧面碰撞试验依据欧洲ECER95的试验方法。试验场地要求平直、干燥和干净，侧碰假人安放在驾驶员座位上，被撞车辆垂直于牵引导轨静止停放在规定位置。试验时，移动变形壁障以（50±1）km/h的车速撞击汽车驾驶员侧面，距离撞击位置前0.5m处设有测速装置，脱钩装置保证移动变形壁障在距离被撞车1m时处于自由运动状态，要求保证MDB的跑偏量小于25mm。在驾驶员位置放置一个EuroSIDII型假人,用以测量驾驶员位置受伤害情况。2024/8/2第5节汽车新车安全评价一、汽车新车汽车碰撞及法规3、中国的实车碰撞试验法规简介早在1989年，中国参照FMVSS208制订了GB/T11551-89《汽车乘员碰撞保护标准》，1999年参照ECER94.00制订了机动车设计法规CMVDR294-1999《关于正面碰撞乘员保护的设计规则》。碰撞车辆行驶路线与壁障夹角为0度，HybridⅢ50

百分位男性