第6章

汽車的未來發展

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汽車創新發展6.16.2

第6章汽車未來發展汽車社會生活6.1汽車對社會經濟的影響6.1.1汽車對人類生活的影響汽車對環境的影響汽車對家庭的影響汽車對能源的影響6.1汽車社會生活6.1.16.1.26.1.36.1.46.1.56.1.1汽車對社會經濟的影響1.汽車產業創造了巨大產值

我國汽車工業增加值在GDP中所占的比重不斷增長。2022年我國國內生產總值為1210207億元，汽車制造業實現營業收入92899.9萬元，同比增長6.8%，超過41個工業大類行業整體增速0.9%。中國汽車工業協會數據顯示，2022年中國汽車產銷分別完成2702.1萬輛和2686.4萬輛，同比增長3.4%和2.1%，延續了2021年的增長態勢，并已經連續14年穩居全球第一。這些數字表明，汽車工業為社會經濟創造了巨大產值，而且這種貢獻是不可替代的。圖6-1

2001-2022年中國汽車銷量及增長率6.1.1汽車對社會經濟的影響2.汽車產業促進了進出口貿易汽車是一種高附加值產品，因此汽車產業成為制造業中出口創匯最高的產業之一，同時汽車的進出口也帶動了汽車零部件等相關產業的進出口貿易。2022年，盡管芯片結構性短缺、動力電池原材料價格高位運行、局部地緣政治沖突等諸多不利因素沖擊，但在購置稅減半等一系列穩增長、促消費政策的有效拉動下，我國汽車市場在逆境下整體復蘇向好，實現穩健發展，展現出強大的發展韌性。

2015-2022年汽車出口量情況表

單位：萬輛出口情況2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年出口量70.972.989.6104.1102.499.5201.5311.1同比情況-23.52.922.916.1-1.6-2.9101.154.46.1.1汽車對社會經濟的影響3.汽車產業促進了科學技術進步各種不同類型的汽車的發展，促進了石油、電力、煤炭、建筑等部門的現代化；大型集裝箱貨運汽車的發展，改變了公路運輸部門的面貌；人們對汽車智能化的需求促進了各種先進配套產品及電子信息技術的發展；汽車事故和污染的產生，也推動了交通科學和環境科學的發展。隨著汽車產業結構升級發展，汽車新技術、新工藝的不斷更新發展和進步，直接推動了與汽車相關產業的技術更新和技術改造6.1.2汽車對人類生活的影響1.汽車改變生活汽車的普及使汽車藝術、汽車模特、汽車廣告、汽車展會、汽車體育、汽車旅游、汽車旅館等慢慢滲透到人們的日常生活中，改變了人們的生活方式、消費觀念、區域概念、溝通方式、生活節奏等。汽車產業的發展改變了鄉村結構，促進了鄉村城鎮化，縮短了城鄉差別，促進了城鄉交流與發展。汽車產業的發展也改變了城市結構，促進了城市交通變革，推進了交通智能化。汽車創造了嶄新的價值觀念和生活內容，整個社會的文化理念、心理素質都在發生巨大的變化。圖6-2世界知名當代藝術家朱莉·梅赫雷圖（JulieMehretu）將BMWMHybridV8賽車打造成了一件行駛的美學藝術品圖6-3廣西桂平西山泉汽車（房車）露營基地6.1.2汽車對人類生活的影響2.汽車產業提供了大量的就業機會汽車產業能夠為社會提供數量龐大、范圍廣泛、技術含量高的就業機會。汽車產業本身既是資本密集型產業，也是技術密集型產業和勞動密集型產業。汽車的生產和使用對其他相關產業產生強大的聯動效應，不僅在汽車生產中提供了大量的就業機會，而且在汽車的使用過程中也提供了大量的就業機會，如汽車銷售、汽車維修、汽車金融、汽車保險和汽車培訓等相關產業。隨著汽車產量的增加、使用的普及化和高科技化，汽車及相關產業所能提供的就業機會越來越多，與汽車產業鏈相關的機械、能源、交通等上下游產業產生了大量的就業機會。圖6-4上汽通用五菱青島分公司生產車間，工人在進行焊接作業圖6-5山東自貿試驗區青島片區，集裝箱貨車司機操控車輛配合貨物裝載請輸入您的標題1.排放有害氣體（1）排放有害氣體對身體造成直接傷害（2）排放有害氣體對環境造成巨大的破壞6.1.3汽車對環境的影響圖6-6處于空氣污染中的城市

圖6-7

汽車排放有害氣體請輸入您的標題2.噪聲污染（1）噪音分類①發動機噪聲；②風噪；③胎噪；④底盤噪音；⑤尾氣噪音；⑤共鳴噪和其他6.1.3汽車對環境的影響圖6-8

汽車噪聲請輸入您的標題2.噪聲污染

（2）汽車噪聲的危害

汽車噪音不但會增加駕駛員和乘員的疲勞，影響車主對舒適駕駛環境的要求，而且會影響汽車的行駛安全。另一方面噪聲除了損傷聽力、影響視覺器官以外，還會引起其他人身損害。6.1.3汽車對環境的影響圖6-9

噪聲傳播示意圖請輸入您的標題2.噪聲污染

（3）汽車噪聲的控制措施①改進汽車技術，降低汽車噪音②加強噪聲法規建設③從道路規劃和建設方面控制汽車噪音

圖6-10公路隔音屏障6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題3.廢水污染汽車產生的廢水對環境也是一種不可低估的污染。汽車行業產生的廢水污染主要來源于汽車生產過程中，車身及零部件的噴涂工藝中產生的工業廢水。比如，涂裝工藝廢水中常含有表面活性劑、油類物質、磷酸鹽、漆料、水溶性有機物，以及少量重金屬離子等污染物。汽車生產需要大量的清水，這就會排出等量的污水；汽車維修保養也會產生污水。這些廢水嚴重破壞了生態環境，魚蝦因此而死亡，人類的飲水也因此面臨嚴重挑戰。6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題4．原材料污染生產汽車需要各種不同的原材料，比如鋼鐵、塑料、橡膠和油漆等，這些都會對環境產生影響。另外，汽車空調用到的氟利昂會破壞大氣臭氧層；摩擦襯片中的石棉磨損后產生的石棉塵飄浮在空氣中，會對人體的肺和呼吸系統有害。6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題1．汽車對交通的積極影響AB汽車對交通的積極影響主要是實現了交通的便捷性，從而大量節省了人們往返目的地的時間，提高了工作效率，豐富了生活，推動了經濟的發展。（1）交通堵塞（2）交通事故2．汽車對交通的負面影響6.1.4汽車對交通的影響圖6-12交通堵塞圖6-11交通便捷請輸入您的標題1．我國汽車的石油消耗現狀我國是全球石油消費大國之一，隨著經濟的發展和人口的增加，石油的需求量不斷上升。數據顯示，我國每年消耗約6~7億噸的石油，而國內原油產量每年僅為2億噸左右，這意味著我國每年需要進口大量的原油來滿足需求。我國消耗的石油一半以上作為交通運輸領域的燃料。因此在發展汽車產業時，面對日益嚴峻的原油供需矛盾，為減少石油資源消耗，降低我國石油對外依存度，確保國家的能源安全，既需要積極研發更經濟有效的利用石油資源的技術，又需要開發新能源和代用燃料。6.1.5汽車對能源的影響請輸入您的標題

全球三次石油危機，迫使主要進口國積極尋找替代能源，開發節能技術。各國政府和汽車企業也紛紛采取各種措施或制訂相關政策，積極減少能源消耗，并不斷探索尋求、研制開發替代能源和新能源，如核能、太陽能、風能、生物質能、地熱、氫能、海洋能和可再生能源等。各種非傳統能源的大量開發，在一定程度上緩解了能源供需矛盾。6.1.5汽車對能源的影響2.緩解石油危機的措施請輸入您的標題使用節能燃料采取汽車節能技術（1）使用節能燃料（2）采取汽車節能技術①天然氣；②甲醇燃料；③二甲醚①發動機密封應用技術；②可變壓縮比技術；③汽車輕量化技術；④聯合循環余熱助力技術；⑤太陽能助力技術汽車管理節能（3）汽車管理節能①實施費改稅政策；②優化交通環境；③落實定期維護保養；④推廣綠色駕駛6.1.5汽車對能源的影響2．緩解石油危機的措施感謝聆聽第6章

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第6章汽車未來發展汽車創新發展6.2未來汽車的發展要求6.2.1新能源汽車智能網聯汽車6.2汽車創新發展6.2.26.2.36.2.1未來汽車的發展要求1．汽車社會來到“交叉路口”汽車社會已來到“交叉路口”。以前汽車是奢侈品，但是今天汽車已進入普及時代，汽車數量不斷增加，其弊端也逐漸突出，比如道路的建設、停車場等周圍環境經常跟不上需要，再比如安全性能、廢氣等問題日益嚴重。6.2.1未來汽車的發展要求2．努力實現汽車與環境的協調發展

2020年12月，國務院新聞辦公室正式發布了《新時代的中國能源發展》白皮書（簡稱“白皮書”），對堅定不移推進能源革命，走出創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念進行了總結與展望。在這條通向綠色發展的道路上，我國正一步一個腳印，向著低碳清潔文明的時代邁進。新能源汽車作為戰略性新興產業，代表汽車產業的發展方向。發展新能源汽車，對我國改善能源消費結構、減少空氣污染、推動汽車產業和交通運輸行業轉型升級具有積極意義。6.2.1未來汽車的發展要求3．汽車消費新動向（1）“個性化”代替“性價比”（2）新消費群體（3）新需求（4）新消費體驗6.2.2新能源汽車1．純電動汽車

純電動汽車是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池）提供動力源的汽車。由于不排放廢氣，沒有空氣污染，行車時噪聲較小，經濟效益較高，是新能源汽車的重要項目和國家政策重點扶持的對象。

純電動汽車是最接近無污染交通媒介的。它對環境的不良影響是給電池充電所需電流在生產時會有污染，可能在處理廢電池時也會有污染。6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（1）純電動汽車的主要結構純電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。圖6-13比亞迪純電動汽車6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（2）純電動汽車的分類純電動汽車發展至今，種類較多，按照用途不同分類，純電動汽車可分為電動轎車、電動卡車和電動客車三種。電動轎車是目前最常見的純電動汽車。圖6-14中車電動客車6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（3）純電動車的發展調研數據顯示，使用車載電機的純電動汽車被消費者認為是最有發展前景的新能源車型。中國汽車工業協會發布的數據顯示，2022年，純電動汽車銷量為536.5萬輛，同比增長81.6%。如今，我國政府大力扶持電動車充電樁的建設，有效地解決了用戶的充電和消防問題。圖6-15杭州部分老小區統一裝上了公共充電樁6.2.2新能源汽車2．混合動力車

由于蓄電池電動汽車的續駛里程、充電時間、使用壽命和價格等方面的問題，以及燃料電池電動汽車在技術方面的問題，電動汽車的性價比無法與傳統的內燃機汽車相抗衡。在這種情況下，融合內燃機汽車和電動汽車優點的混合動力汽車應運而生。混合動力汽車（HybridElectricalVehicle，簡稱HEV）是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。圖6-16插電式混合動力車型結構①充電接口；②高壓充電機；③驅動電機；④功率電子裝置；⑤高壓電纜；⑥高壓蓄電池6.2.2新能源汽車2．混合動力車（1）混合動力車的工作原理

混合動力汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。以串聯混合動力汽車為例，在車輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿狀態，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統不需要工作。當電池電量低于60%時，輔助動力系統啟動。當車輛能量需求較大時，輔助動力系統與蓄電池組同時為驅動系統提供能量；當車輛能量需求較小時，輔助動力系統為驅動系統提供能量的同時，還給蓄電池組進行充電。由于蓄電池組的存在，使發動機工作在一個相對穩定的工況，使其排放得到改善。圖6-17漫畫圖解混合動力汽車6.2.2新能源汽車2．混合動力車（2）混合動力汽車的分類

根據內燃機、電動機和蓄電池的不同組合，混合動力電動汽車分為串聯式、并聯式和混聯式三類。

①串聯式混合動力汽車（SHEV）。

串聯式混合動力系統由發動機、發電機和電動機三部分通過串聯的方式組成，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。其發動機僅用于驅動發電機發電，并不直接驅動汽車。

②并聯式混合動力汽車（PHEV）

并聯式混合動力系統是由一個發動機直接驅動車輪的機械動力驅動系統，和一個相配合的電動機驅動系統作為輔助，通過機械連接共同提供動力。發動機和電動機各自輸出功率的總和等于總輸出功率。這種技術通常用于對已有車輛進行“混合動力化”，可保留車輛上大部分原有零部件。圖6-18串聯式混合動力系統圖6-19并聯式混合動力系統6.2.2新能源汽車2．混合動力車（2）混合動力汽車的分類

③混聯式混合動力汽車（PSHEV）

混聯式混合動力系統綜合了串聯式與并聯式兩種驅動形式的優點，其三個動力源之間具有更多的動力匹配方式，車輛具有多種工作模式，從而保證了混合動力系統在復雜工況下仍能實現最佳動力匹配，進而達到最大限度節能減排的目的。圖6-20混聯式混合動力系統6.2.2新能源汽車2．混合動力車（3）混合動力汽車的優點

在目前的技術水平和應用條件下，混合動力汽車是電動汽車中最具有產業化和市場化前景的車型?；旌蟿恿ζ嚥捎脙热紮C和電動機作為混合動力源，它既有燃料發動機動力性好、反應快和工作時間長的優點，又有電動機無污染和低噪聲的好處。與傳統汽車相比，混合動力汽車由于內燃機總是工作在最佳工況，油耗非常低，具有燃燒充分，排放氣體較干凈等特點。6.2.2新能源汽車2．混合動力車（4）混合動力汽車的發展

1997年12月，豐田首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產的油電混合動力轎車——普銳斯，拉開了混動汽車的發展序幕。隨后在2001年銷往全世界40多個國家和地區，其最大的市場是日本和北美。

1997年至今，搭載豐田混動技術的各種車型已經在全球賣出了超過2000萬輛，在很長一段時間內引領了混動技術的發展方向。中國汽車工業協會最新統計顯示，2022年我國插電式混動汽車銷量151.8萬輛，同比增長1.5倍。圖6-21豐田普銳斯6.2.2新能源汽車３.氫能源燃料電池汽車（1）氫能源燃料電池汽車的工作原理氫能源燃料電池汽車主要由高壓儲罐、氫燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動力蓄電池組、驅動電動機和動力控制單元等組成。在燃料電池堆棧里，進行著氫與氧相結合的反應，其過程中存在電荷轉移，從而產生電流。與此同時，氫與氧化學反應后正好生成水。燃料電池堆棧作為一個化學反應池，其最關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層，將氫氣分解為帶電離子狀態，因為氫分子體積小，攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去，但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分成氧原子以捕獲電子變為氧離子（負電），電子在電極板之間形成電流，2個氫離子和1個氧離子結合成為水，水成為該反應過程中的唯一“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發電過程。隨著氧化反應的進行，電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。圖6-22氫能源燃料電池汽車6.2.2新能源汽車３.氫能源燃料電池汽車（2）氫能源燃料電池汽車的優點

氫能汽車行車路遠，使用的壽命長，最大的優點是不污染環境。氫燃料電池整個運行過程中，除了消耗氧氣和空氣之外，沒有其他的能源消耗，不需要加油，也不需要充電。同時，氫燃料電池堆棧在生產電能的過程中只產生水，節能環保性能優越。氫燃料電池車加注氫氣的過程非?？焖俦憬荩瑢Ｓ玫募託湓O備僅需3分鐘即可充滿氫原料，相對于純電動車超長的充電等待時間而言，其優勢是顯而易見的。（3）氫能源燃料電池汽車的發展

圖6-23寶馬iX5氫動力車

近年來，國際上以氫為燃料的“燃料電池發動機”技術取得重大突破，而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經濟”的發動機?，F代Nexo和豐田Mirai氫燃料電池汽車車型在各自的細分市場取得較好的銷售量。自2000年以來，

寶馬集團一直在以有限的生產規模試驗FCEV氫動力，從而推出了寶馬7系列，最重要的車型是寶馬750hL。2021年慕尼黑車展上，寶馬iX5Hydrogen正式亮相，這是第4代寶馬X5的重新包裝版本，該車使用了由豐田公司共同開發的氫燃料電池電動動力系統。其驅動系統將儲存的氫（在2700個容量的條形儲罐內，儲罐采用碳纖維增強塑料制成）轉化為電力，然后由燃料電池利用，輸出功率可達125kW。6.2.2新能源汽車4.太陽能汽車（1）太陽能汽車的工作原理

太陽能汽車上裝有密密麻麻像蜂窩一樣的裝置，它就是太陽能電池板。太陽能電池依據所用半導體材料的不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。在陽光下，太陽能光伏電池板采集陽光，將光能轉化為電能。這種能量被蓄電池儲存并為車輛行駛提供動力，或者直接提供給發動機，可以邊開車邊蓄電。能量通過發動機控制器帶動車輪運動，推動太陽能汽車前進。太陽能在汽車上的應用技術主要有兩個方面：

一是完全利用太陽能為驅動力代替傳統燃油作為驅動力，這種太陽能汽車沒有發動機、底盤、驅動、變速箱等構件，而是由電池板、儲電器和電機組成。車的行駛快慢只要控制輸入電機的電流就可以解決。目前此類太陽能汽車的車速最高能達到100km/h以上，而無太陽光的情況下最大續行能力在100km左右。

二是將太陽能用作汽車輔助設備能源，制造和其他能量混合驅動的汽車。復合能源汽車外觀與傳統汽車相似，只是在車表面加裝了部分太陽能吸收裝置，比如車頂電池板，用于給蓄電池充電或直接作為動力源。這種汽車既有汽油發動機，又有電動機，汽油發動機驅動前輪，蓄電池給電動機供電驅動后輪。電動機用于低速行駛。當車速達到某一速度以后，汽油發動機啟動，電動機脫離驅動軸，汽車便像普通汽車一樣行駛。6.2.2新能源汽車4.太陽能汽車（2）太陽能汽車的優點及不足

汽車利用太陽能作為動力不會污染環境，相比傳統熱機驅動的汽車，太陽能汽車是真正的零排放。太陽能是“取之不盡，用之不竭”的清潔能源，因此太陽能汽車的研究開發長期以來一直受到普遍關注。但太陽能汽車制造成本過高，行駛里程不長，因此還沒有實用化。（3）發展前景

2022年6月，中國首款完全依靠純太陽能驅動，不使用任何化石燃料和外部電源，真正實現零排放，引領前沿技術的智能網聯汽車“天津號”在中新生態城首次公開亮相。圖6-26“天津號”純太陽能汽車6.2.2新能源汽車5.天然氣汽車（1）天然氣汽車的工作原理根據天然氣使用燃料、使用形態和使用方法的不同，天然氣汽車可分為壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車和吸附天然氣汽車。壓縮天然氣汽車是指將天然氣以高壓狀態儲存在車載高壓儲氣瓶中作為燃料的汽車。壓縮天然氣一般指經加壓到20MPa左右，可供車輛發動機作為燃料使用的氣態天然氣（主要成分為甲烷）。液化天然氣汽車是指將天然氣低溫液化并儲存在車載絕熱儲氣罐中作為燃料的汽車。一般以-162℃的低溫將天然氣以液態儲存在儲氣罐內。吸附天然氣汽車是指將天然氣以中壓狀態儲存在吸附罐中作為燃料的汽車。吸附天然氣是指利用某些物質對天然氣的吸附效應，以常壓或低壓狀態儲存在其載體中的天然氣。某些物質在不太高的壓力下（3.5~6MPa），可吸附100~180倍體積的天然氣，理論上可達到20MPa時壓縮天然氣的儲氣量。圖6-27

大眾探索天然氣等新能源車e-Up6.2.2新能源汽車5.天然氣汽車（2）天然氣的優點一是來源豐富。二是經濟性好。三是排放污染少。（3）天然氣的不足一是動力性較低。二是儲氣瓶占用空間較大。三是建站費用高。（4）天然氣在汽車上的應用前景

天然氣是一種比較優質的代石油燃料。根據天然氣的發展勢頭，二三十年后在世界能源消費格局中天然氣將有可能向石油挑戰，在此期間天然氣汽車也會得到迅速發展。6.2.2新能源汽車6.液化石油氣汽車（1）液化石油氣汽車工作原理

液化石油（LiquidPetrolGas，LPG）是—種在大氣溫度條件下，只要稍加壓力（1.6MPa左右）便成為液態的碳氫化合物的混合物（主要成分為丙烷和丁烷）。將石油氣在低壓狀態以液態儲存在車載儲氣瓶中作為燃料的汽車稱為液化石油氣汽車。圖6-28

寶馬液化石油汽車GP3.10（2）液化石油氣的優點一是經濟性好；二是環境污染??；三是發動機使用壽命長。6.2.2新能源汽車6.液化石油氣汽車（3）液化石油氣汽車的不足

一是儲運性能差。液化石油氣在常溫下為氣態，這使得其儲運性能較差。為了儲運液化石油氣，通常采用將壓縮天然氣充入車用氣瓶內的方法，這不僅增加了汽車的自重，還減少了載貨空間。雖然可以通過深冷液化技術制成液化天然氣，但這種方法技術復雜，生產成本高。二是充氣的續駛里程短。相同氣缸容量的汽車，液化石油氣汽車的續航里程較汽油車短，需要頻繁充氣，給用戶帶來不便。三是充氣站較少。液化石油氣汽車的充氣站相對較少，尤其是在偏遠地區或遠離市區的地方，這限制了液化石油氣汽車的遠行能力。（4）液化石油氣在汽車上的應用前景

隨著技術的不斷進步、環保要求的日益嚴格和政策的持續支持，液化石油氣汽車因其經濟性和環保性的優勢在今后的一定時期或一定的區域內，會有較大的市場與發展空間。6.2.2新能源汽車7.醇類燃料汽車（1）醇類燃料汽車的工作原理

醇類燃料汽車的工作原理主要基于雙燃料供給系統，通過改變發動機參數使其能夠識別和充分燃燒甲醇或乙醇。甲醇汽車的工作原理主要是通過甲醇作為燃料，利用內燃機或燃料電池系統產生動力。甲醇汽車可以直接使用甲醇作為燃料，通過內燃機燃燒產生動力。

乙醇汽車的工作原理與汽油汽車相似，都是利用燃料與空氣混合后在火花塞的點燃下產生能量。在我國，乙醇汽油是按照90%的普通汽油與10%的燃料乙醇的比例調和而成的。這種燃料不僅性能接近普通汽油，適合于火花點火式發動機使用，而且由于其含氧量高，有助于燃燒更完全，從而有助于減少碳氫化合物和一氧化碳的排放，降低環境污染。圖6-29豐田乙醇燃料汽車6.2.2新能源汽車7.醇類燃料汽車（2）醇類燃料汽車的優點①來源較為豐官，且具有一定的可再生性；②可提高燃燒效率；③可降低排放污染。（3）醇類燃料汽車的不足①低溫起動性較差②酵與汽油易分層③醇有腐蝕作用④甲醇有劇毒（4）醇類燃料汽車發展前景

目前世界上已有40多個國家不同程度應用乙醇汽車，有的已達到較大規模的推廣，乙醇汽車的地位日益提升。由于甲醇的來源主要是化工副產品，或從其他重要能源轉換而得，而乙醇雖然有一定的再生性，但以糧食作物為原料又使它具有了一定的局限性，加之成本較高，這些因素使得醇類燃料從世界范圍看尚不可能成為基本的代石油能源，只能作為汽車能源的局部補充。6.2.2新能源汽車8.生物柴油汽車

（1）生物柴油汽車的工作原理

乙醇汽車的工作原理與汽油汽車相似，都是利用燃料與空氣混合后在火花塞的點燃下產生能量。在我國，乙醇汽油是按照90%的普通汽油與10%的燃料乙醇的比例調和而成的。這種燃料不僅性能接近普通汽油，適合于火花點火式發動機使用，而且由于其含氧量高，有助于燃燒更完全，從而有助于減少碳氫化合物和一氧化碳的排放，降低環境污染。圖6-30美國生物柴油車6.2.2新能源汽車8.生物柴油汽車

（2）生物柴油汽車的優勢

①具有優良的環保特性；

②具有較好的安全性能；

③具有良好的燃料性能。（3）生物柴油汽車的發展

人類很早就開始探索生物柴油的應用，最早關于生物柴油的記錄可以追溯到19世紀末，德國工程師魯道夫?狄塞爾研制了第一臺使用花生油作為燃料的柴油發動機。20世紀50年代末60年代初，人們開始研究生物柴油及其生產技術。到了20世紀80年代至90年代，生物柴油生產技術逐漸成熟，德國、奧地利、美國等發達國家開始大力推廣生物柴油的應用。21世紀以來，隨著環保意識的提高和政策的推動，生物柴油汽車在全球范圍內迅速發展，成為新能源領域的重要組成部分。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車1.智能網聯汽車的概念智能網聯汽車是人工智能、信息通信、大數據技術、云計算、物聯網等技術在汽車領域應用的關鍵載體，融合智慧城市、智慧交通、智慧服務于一體，使車輛與外部節點實現信息共享和協同控制，以達到車輛安全、有序、高效、節能行駛的新一代車輛體系。2.智能網聯汽車發展現狀近年來，智能網聯汽車產業備受關注，各個國家和地區都將其放在核心戰略地位并取得大量技術進展與突破。2023年，L2級智能網聯乘用車銷量995.3萬輛，市場滲透率達47.3%。美國主機廠和科技公司在智能網聯汽車基礎軟件、核心芯片、激光雷達等方面保持領先優勢。歐洲L3級自動駕駛車輛開始進入市場，整車企業和汽車電子零部件供應商面向高級別自動駕駛正在加速轉型。我國智能網聯汽車產業鏈已經基本完備，部分關鍵技術研發處于全球并跑階段，不同等級自動駕駛技術逐步進入市場。2024年1-5月，我國L2級智能網聯乘用車月度滲透率突破50%，市場規?？焖贁U展。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（1）車路云一體化技術①車路云一體化概念車路云一體化指的是通過新一代信息與通信技術，將人、車、路、云的物理空間和信息空間融合為一體，實現智能網聯汽車交通系統的安全、節能、舒適及高效運行的信息物理系統。通俗來說，“車路云一體化”可以理解為“聰明的車+智慧的路+強大的云”。這里的“聰明的車”指的是具備高度智能化和自動化能力的汽車。和普通汽車相比，它們加裝了自動駕駛套件，就變得“聰明”起來了?！爸腔鄣穆贰眲t是指配備了先進通信和感知技術的道路基礎設施。云平臺則扮演著大腦的角色，通過收集和處理來自車輛和道路基礎設施的數據，實現全局的協同感知、決策與控制。圖6-31“車路云一體化”系統未來場景（畫面由AI生成）請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（1）車路云一體化技術②車路云一體化技術的作用一是增強道路使用的效率和安全性。這一技術通過將實時感知信息傳送至云端，再由云端協同車輛進行分析、決策和控制，提升了車輛的感知能力以及交通引導、決策能力，從而增強了道路使用的效率和安全性。二是顯著提升交通系統的智能化和響應效率。通過集成路邊設施和云端數據，車輛可以獲得更廣泛的感知能力和更精準的數據分析，可以實現城市交通流的優化，減少擁堵，從而實現更高效的智慧交通管理。三是助力智慧城市建設。車路云一體化技術推動汽車由傳統交通運載工具轉變為新一代智能移動空間和應用終端，承載城市千億級海量移動數據，助力智慧政務、智慧安防、智慧能源、智慧醫療等智慧城市建設。圖6-32“車路云一體化”系統未來場景（畫面由AI生成）請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（1）車路云一體化技術③車路云一體化的應用現狀車路云一體化作為自動駕駛的重要組成部分，正在全球范圍內迅速發展。2024年1月，我國工業和信息化部、公安部、自然資源部、住房城鄉建設部、交通運輸部五部委聯合印發《關于開展智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點的通知》。通知指出，應用試點以“政府引導、市場驅動、統籌謀劃、循序建設”為基本原則，聚焦智能網聯汽車“車路云一體化”協同發展，推動建成一批架構相同、標準統一、業務互通、安全可靠的城市級應用試點項目。④車路云一體化面臨挑戰盡管車路云一體化展現出廣闊的應用前景，但其實現仍面臨諸多挑戰。各地“車路云一體化”建設處于初級階段，尚未能搭建形成完備的系統架構，基礎設施建設存在“碎片化”現象，難以支撐自動駕駛技術和網聯功能的規?；瘧谩４送?，實現車路云一體化需要大量資金投入。這對經濟實力滯后的地區來說是一個巨大挑戰。高昂的投資成本可能導致這些地區在技術推廣方面面臨困難，從而加劇地區之間的數字鴻溝。為了克服這一挑戰，需要政府和企業的共同努力，通過政策支持和創新融資模式，降低技術推廣的成本。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術①安全車控操作系統技術安全車控操作系統主要面向經典車輛控制領域，如動力系統、底盤系統和車身系統等，適用于控制類和安全性要求較高的應用場景，如發動機、變速器等傳統動力總成控制器，支持微秒級的實時調度和不同優先級的實時響應，確保關鍵應用程序確定性時延的需求，實現控制器對外圍傳感器、執行器的精確控制，保障了車輛的安全性。安全車控操作系統的作用安全車控操作系統面向車輛動力系統、底盤系統、車身系統等傳統控制領域，負責整車控制。它通過精確控制車輛的各個系統，確保車輛在各種工況下的穩定性和安全性。作為實時操作系統（RTOS）的內核，安全車控操作系統具有高可靠性的特點，能夠在各種復雜和極端工況下穩定運行，避免因系統故障導致的安全問題。同時安全車控操作系統需要極高的實時性，以滿足車輛動力電子、底盤電子、車身電子等實時控制功能的需求。它能夠在毫秒或微秒級別內完成資源分配、任務同步等指定動作，確保車輛控制指令的及時執行。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術①安全車控操作系統技術安全車控操作系統技術的應用現狀國外安全車控操作系統發展較早，有成熟的量產經驗，代表企業有Vector、ETAS、EB等，車控操作系統主要產品有RedHatIn-VehicleOS、VxWorks、QNX等。我國很多車企使用了QNX系統，如哪吒S作為哪吒汽車的旗艦車型，搭載了黑莓QNX系統，以保障新車的功能安全、網絡安全和可靠性。我國普華基礎軟件、華為、經緯恒潤、東軟睿馳等企業相繼開發國產ClassicAUTOSAR產品并通過ASIL-D產品認證，其中普華已累計量產超1200萬套。圖6-33哪吒S請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統智能駕駛操作系統主要面向自動駕駛領域，支撐感知、定位、規劃、決策等功能的實現，對安全性和可靠性要求較高，具有更高的計算能力和數據通信能力。智能駕駛操作系統將會成為自動駕駛汽車發展的核心競爭力之一，是行業的競爭焦點，全球還處于起步階段，技術路線不統一，且面向高階自動駕駛的操作系統尚不成熟。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統目前，行業內普遍采用的底層內核主要有Linux、QNX和其他RTOS等操作系統。Linux為自動駕駛算法提供豐富的開源生態，包含大量面向智能駕駛應用算法的三方庫及中間件，但是硬實時無法保證，同時難以滿足功能安全的要求。QNX采用微內核架構，可滿足自動駕駛對功能安全的認證要求，認證范圍包括工具鏈、微內核、libc、libm和libsupc++庫等。通用、沃爾沃、奧迪、蔚來等品牌車都有使用QNX操作系統。汽車上的每臺計算機對操作系統有不同的需求，谷歌的Android、開源的Linux和BlackBerryQNX不是競爭對手，而是合作伙伴。圖6-34蔚來ET7全景互聯智能屏，全艙融合請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統我國華為、斑馬、中興、冀輝等國內企業也加大對微內核和混合內核設計等關鍵技術的投入力度，與國內芯片廠商深度合作，構建自主軟硬件生態。華為基于微內核鴻蒙OS自主研發AOS，搭載在其自研的BDC硬件平臺上。AOS系統針對車場景打造確定性運行環境，滿足生態、車規安全、數據驅動開發等需求。華為與比亞迪、上海五菱、哪吒、東風、深藍等多家汽車品牌合作。華為ADS（AutomatedDrivingSolution）是華為的智能駕駛解決方案，它包括了一系列的硬件、軟件和算法，旨在提供高級別的自動駕駛功能。圖6-35華為鴻蒙智行享界S9請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統駕駛輔助功能技術?自動緊急制動汽車通過雷達、攝像頭等環境感知傳感器實時監測車輛前方行駛環境，能夠檢測道路車輛、行人狀況，并在必要時自動施加剎車以減少碰撞風險或減輕碰撞后果，目前，該功能已經大規模搭載。?車道保持輔助在車輛行駛過程中，通過采集道路環境信息及車輛信息，實時監測車輛與車道邊線的相對位置，持續或在必要情況下通過電子助力轉向系統來控制車輛的橫向運動，以使車輛保持在原車道行駛。該功能主要是針對車輛在高速公路和路況良好的公路上行駛時設計的，因為在這些道路上可以看到清晰的車道標識線。圖6-36

自動緊急制動圖6-37車道保持請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統駕駛輔助功能技術?自適應巡航控制自適應巡航控制系統是傳統的定速巡航控制系統的擴展。當前車的車速發生改變時，自適應巡航控制系統可以自動調整本車速度，而無需駕駛員隨時調整巡航速度或者解除巡航了。自適應巡航控制系統是一種提高舒適性的駕駛員輔助系統。它減輕了駕駛員在駕車過程中的負擔，從而提高了駕駛安全性。?自動泊車控制自動泊車的整個過程包括車位探測、路徑規劃和自動駛入車位。車輛在低速行駛過程中，自動泊車系統會不斷掃描周圍環境，一旦發現合適的停車位，就會提示駕駛員并自動進入泊車模式。系統會自動控制方向盤和加減速，將車輛順利泊入車位。整個泊車過程由系統自動完成。盡管自動泊車系統可以自動化完成大部分操作，但駕駛員仍需保持警惕，隨時準備接管車輛。在自動泊車過程中，駕駛員需要主動觀察周圍情況，并根據系統提示，控制剎車和擋位，確保泊車過程的安全。圖6-38自適應巡航系統圖6-39

自動泊車請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（2）車控操作系統技術②智能駕駛操作系統自動駕駛技術一般情況下，自動駕駛功能需依靠車輛搭載的攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等傳感器獲取道路信息，通過車載計算平臺集成融合成以車身為中心的路況“瞰圖”，車輛的自動駕駛算法會以此“推理”出相應行駛路徑。相關數據在脫敏后也會通過互聯網上傳到云計算平臺，“喂”給人工智能大模型進行訓練，持續迭代升級算法，進化出新版本后再向用戶車輛推送，不斷優化車輛駕駛體驗。根據國際汽車工程師協會制定的標準，廣義的自動駕駛從L0至L5共分為6個層級。L0只提供預警信息，不介入駕駛操作。L1和L2還是以駕駛員為主，稱其為輔助駕駛更準確。只有到L3及以上才算是逐步減少直至擺脫駕駛員干預的自動駕駛。不過等級越高，實際體驗未必越“先進”。圖6-40特斯拉FSDv12

圖6-41特斯