汽车概论（第二版）课件：现代汽车新技术

◆了解汽车新能源的类型及其优缺点。◆了解新能源汽车的类型及其优缺点。课题一汽车新能源新能源汽车a)纯电动车b)油电混合动力汽车c)天然气汽车d)氢燃料电池汽车一、汽车新能源1.汽油和柴油的缺点目前，汽车的主要能源为汽油和柴油，但汽油和柴油资源有限，而且燃烧后释放到空气中的一氧化碳、苯和二氧化碳等有害成分还会造成环境污染。2.汽车新能源的发展方向（1）天然气天然气是指主要成分为甲烷的燃料，甲烷含量一般在90%以上。天然气是一种很好的汽车发动机燃料。天然气根据其存在形式不同，分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种。天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。其优点是:1）绿色环保。2）安全可靠。3）经济性好。（2）混合动力混合动力包括油—汽混合和油—电混合。通常所说的混合动力一般是指油电混合动力，即燃料（汽油、柴油等）和电能的混合。传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅为14%左右，采用混合动力技术后能量利用率可以提高30%以上。（3）氢燃料电池氢燃料电池的优缺点是：1）能量转化效率高。2）有害气体及噪声排放低。3）生产成本高。4）能量密度小且储运不便。二、新能源汽车1.混合动力汽车（1）混合动力汽车的定义混合动力汽车是指汽车使用燃油驱动和电力驱动两种驱动方式。混合动力汽车的核心是混合动力系统，它的性能直接关系到混合动力汽车整车性能。典型混合动力汽车（2）混合动力汽车的优点1）提高燃油经济性。2）由于能量利用率由原来的60%~70%提高到了95%以上，混合动力汽车可以节省近50%汽油，而且发动机噪声和尾气污染均有较大改观。3）可以提供更好的加速性。4）成本较低，安全性高。5）续航里程较长。6）可以实现车型的稳定性，同时可提升操控性。（3）混合动力汽车分类1）混合动力汽车按动力耦合方式的不同，可以分为并联式混合动力、串联式混合动力和混联式混合动力三种。①并联式混合动力系统。本田思域混合动力汽车并联式混合动力系统结构②串联式混合动力系统。典型串联式混合动力汽车串联式混合动力系统结构③混联式混合动力系统。典型混联式混合动力汽车混联式混合动力系统结构2）从对电能的依赖程度分类，混合动力可分为弱混合动力（也称轻度混合动力、软混合动力、微混合动力等）、中度混合动力、重度混合动力（也称全混合动力、强混合动力等）、插电混合动力等。（4）混合动力汽车的工作原理混合动力汽车（以串联式系统为例）的工作原理是：在车辆刚行驶时，蓄电池处于电量饱满状态，其电能输出可以满足车辆要求，辅助动力系统无需工作。当电池电量低于60%时，辅助动力系统开始起动。2.代用燃料汽车（1）代用燃料汽车的定义非石油代用燃料主要有天然气、醇类燃料（甲醇、乙醇）、醚类燃料（二甲醚）、生物燃油和液化石油气等。代用燃料汽车是指使用天然气、醇类燃料、醚类燃料、生物燃油和液化石油气等燃料来替代柴油和汽油的汽车。（2）代用燃料汽车的优点代用燃料汽车是目前许多国家根据自身能源构成的状况已经在应用的技术，实现的技术难度和成本都相对较低，燃油经济性也较好，前景乐观。天然气、醇类、醚类以及新开发的生物柴油等清洁代用燃料有着广泛的应用前景。（3）典型代用燃料汽车典型代用燃料汽车a)天然气燃料公交车b)奇瑞·东方之子(Cross)生物柴油车c)甲醇燃料汽车d)现代·石油气燃料汽车3.纯电动车（1）纯电动车的定义纯电动汽车是完全由可充电电池（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。纯电动汽车a)特斯拉MODELSb)比亚迪e6（2）纯电动汽车的优缺点1）纯电动汽车的优点①无污染、噪声小。②结构简单，使用维修方便。③能量转换效率高；同时可回收制动、下坡时的能量,提高能量的利用效率。④可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，起到平抑电网的峰谷差的作用。2）纯电动汽车的缺点纯电动汽车的动力全部由车载蓄电池提供，但蓄电池、电动机及其控制器的技术有限，续航里程有限,蓄电池使用寿命短，如果电池电量耗尽就无法行驶，需要用充电桩对其充电。纯电动汽车整车技术与社会的基础设施（充电站）建设水平须提高。（3）纯电动汽车动力系统的组成纯电动汽车的结构4.氢动力燃料电池车（FCV）（1）氢动力燃料电池车的定义丰田雷克萨斯氢燃料电池概念车（2）氢动力燃料电池车的类型目前开发的氢动力燃料电池车主要有以下两种类型:1）纯燃料电池动力车。采用大功率的燃料电池FC堆栈，以确保在没有后备蓄电池的情况下能提供起动、瞬时加速的动力。2）燃料电池—蓄电池混合动力车。以蓄电池为主动力，小功率的燃料电池用作续程器。（3）氢动力燃料电池车的优点1）燃料电池将储存在燃料和氧化剂中的化学能通过电化学反应直接转化为电能的过程中，不涉及燃烧,无机械损耗，能量转化率可高达80%，产物仅为电、热和水蒸气。2）它本身工作时不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出；且运行平稳，无振动和噪声。3）与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率高达60%~80%，为内燃机的2~3倍。（4）氢燃料电池的工作原理氢燃料电池车的结构◆了解车载网络系统的组成。◆了解车载网络控制技术的应用。课题二汽车网络控制技术车载网络系统a)带有一个控制单元的网络系统b)带有三个控制单元的网络系统一、车载网络系统的优点典型车载网络系统1—ABS模块2—动力系统控制模块3—电子自动温度控制模块4—集成控制板5—虚像组合仪表6—照明控制模块7—驾驶员座椅模块8—驾驶员车门模块9—移动电话模块10—汽车动态模块二、CAN总线的定义CAN总线（CANBUS）是一种串行多主站控制器局域网总线。它具有很高的网络安全性、通信可靠性和实时性，而且简单实用，网络成本低，特别适用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工作环境。多线数据传输系统与双线传输系统区别a)多线数据传输系统b)双线(总线)数据传输系统三、CAN数据总线传输系统1.车载网络总线的分类由于汽车各个系统对数据的传输速率要求不同，汽车上常用的总线分为两大类，即CAN总线和LIN总线。数据总线的类型2.CAN数据传输系统的组成CAN数据传输系统的组成1、2—数据总线3、4—数据传递终端（1）CAN控制器CAN控制器接受在控制单元中微处理器中的数据，处理此数据并传给CAN收发器；同时控制器接受收发器的数据，处理并传给微处理器。（2）CAN收发器CAN收发器是一个发送器和接收器的组合。（3）数据传递终端数据传递终端实际上是一个电阻，主要作用是防止数据在传输终端被反射回来并产生反射波而使数据破坏。（4）CAN数据总线CAN数据总线a)CAN总线实物图b)CAN总线原理图3.CAN数据传输的基本原理CAN数据传输的基本原理4.车载局域网系统的应用汽车总线网络系统（1）动力传动系统在动力传动系统内，动力传动系统模块的位置比较集中，可固定在一处,利用网络将发动机舱内设置的模块连接起来。（2）车身系统汽车车身的各处都配置有车身系统的部件，线束相对变长，容易受到电磁干扰，为了防干扰应尽量降低通信速度。（3）安全系统安全系统是指安全气囊触发系统。（4）信息系统信息系统在汽车上的应用很广泛，如车载电话、音响等系统。对信息系统通信总线的要求是：容量大、通信速度非常高。◆了解计算机辅助诊断技术。◆了解汽车诊断中心的功能及类型。◆了解现代汽车检测诊断新技术。课题三汽车检测诊断新技术对发生故障的车辆进行检修常见的汽车检测诊断仪器a)汽车不解体探伤仪b)汽车故障诊断仪c)汽车手持式内窥镜d)前照灯检测仪一、利用故障码诊断故障1.汽车故障诊断仪汽车故障诊断仪a)汽车专用诊断仪b)汽车通用诊断仪（1）主要功能1）读取故障代码。2）清除故障代码。3）动态数据流测试。4）静态数据流测试。5）执行元件测试。6）基本设定。7）音响解码功能。8）存储信息并输出。（2）解码器的种类1）原厂解码器。优点：应用在对应的车型中时功能强大，可以解决一些通用解码器不能解决的问题，能比较快捷、方便地解读该车型的有关数据。缺点:应用的车型范围窄、兼容性差,软件升级比较困难。2）通用解码器。优点：兼容性好，适用于现有的各类车型，并且针对各种车型都有相应的解决方案；同时随着车型的升级换代，解码器的软件也能升级。缺点：针对某一车型时功能比原厂解码器稍弱，有些专业性问题不能解决。2.计算机辅助诊断技术（车载故障自诊断系统）（1）诊断插座统一为16针插座，安装于驾驶室仪表板下方OBDⅡ标准故障诊断插座（2）串行数据通信协议采用ISO9141和SAE（美国汽车工程学会）两个标准。（3）具有统一的5位故障代码。（4）具有用诊断仪直接读取并清除故障码的功能。（5）具有行车记录功能，能记录车辆行驶过程中的有关数据资料。（6）具有记忆并重新显示故障信息的功能。3.汽车诊断中心汽车检测诊断中心（1）汽车检测诊断中心的配置1）用于汽车故障诊断。2）用于汽车综合检测。3）用于车轮定位。4）用于汽车工况检测。（2）汽车系统故障分析仪FSA740汽车系统故障分析仪1）FSA740汽车故障分析仪的功能：①故障码分析。②数据流分析。③波形分析。④尾气分析。⑤燃油压力分析。⑥进气管压力分析。2）FSA740的配置。①KTS5××。②测量模块。③信号模拟。④五气体尾气分析仪。⑤ESI【tronic】（电子信息服务系统）。⑥打印机。3）FSA740汽车系统故障分析仪的结构FSA740基本配置(前)1—USB接口2—测量模块3—KTS5404—USB鼠标5—遥控接收器6—键盘7—打印机盖板8—打印机(PDR218)9—带DVD光驱和软驱的PC机10—遥控器11—显示器FSA740基本配置(后)1—测量模块2—PC机3—打印机(PDR218)4—BEA0505—插座电源开关6—KTS540FSA740模块接口1—温度传感器2—电平正负级连接线3—1端、15端/EST/TN/TD连接线4—触发钳或传感器5—RS232串行端口(无功能)6—次级负极传感器7—同PC机连接的USB口8—次级正级传感器9—模块电源输入口10—万用表测量通道1或30A电流测量钳11—万用表测量通道2或30A电流测量钳/1000A电流测量钳12—正时灯13—空气压力测量口14—无功能(功能扩展口)二、汽车故障诊断专家系统1.汽车故障诊断专家系统的定义汽车故障诊断专家系统是一种能模拟维修专家的诊断思路进行故障诊断的计算机智能软件程序。2.汽车故障诊断专家系统数据库种类（1）发动机故障诊断数据库（2）底盘机械传动故障诊断数据库（3）电路电气故障诊断数据库3.汽车故障诊断专家系统的组成专家系统的组成4.汽车故障诊断专家系统诊断流程总体结构框图诊断流程图三、汽车网络远程诊断系统网络远程诊断系统1.汽车网络远程诊断系统的特点（1）开放式远程故障诊断体系结构，增加了用于远程诊断的Web服务器，并与该技术领域力量较强的大型维修企业、科研院所或国内外汽车生产厂家建立的故障分析诊断中心互联，同时与相关专家建立一种协作关系，共同为系统提供远程故障诊断服务。（2）用户发出故障诊断请求后，可以在较短的时间内调动服务器的所有技术资源，实现对汽车的诊断和维修指导，远程故障诊断技术同时克服了地域障碍。（3）形成了丰富的诊断数据库和诊断知识库，提高了诊断智能，并通过多手段、多专家协同对故障进行会诊，提高了故障诊断的准确性和可靠性。（4）可提供远程示教、技术培训等功能,对提高维修人员素质、改变企业形象、提高企业竞争力有很大帮助。2.汽车远程故障诊断系统基本结构远程诊断网络系统和远程诊断接口TCU和远程诊断系统的软件结构四、模糊控制汽车诊断技术1.模糊诊断的实质模糊诊断的实质是引入隶属函数概念，模糊逻辑以其较强的结构性知识表达能力，适合处理诊断中的不确定信息和不完整信息。2.模糊故障诊断的方法（1）先建立征兆与故障类型之间的因果关系矩阵,再建立故障与征兆的模糊关系方程。（2）先建立故障与征兆的模糊规则库，再进行模糊逻辑推理的诊断过程。3.模糊诊断的优缺点优点是在汽车故障诊断中，对于界限不分明的模糊概念运用模糊理论的诊断方法将更为有效。