节能、环保、安全、智能化将成为未来汽车发展的主旋律。当卡尔一奔驰在1885年，制造出一辆装有0.85hp汽油机的三轮车时，肯定不会想到汽车今天驰骋南北，车流如梭的场景。但后来，发明家们还是从装有简单动力源的三轮车上，找到了灵感，延展了想象的跑道。而今天的幻想家们，已远不满足现有水平，提出了，人、车、自然完美和谐”的新主题，把人们的视线再一次聚焦到了，一个更高、更快、更永久的新境界。
人类在寻求发展的过程中，亦面临着传统思维的束缚，只有摆脱这些束缚，我们才能展望未来。在这个过程中我们会面临很多的思考，譬如：未来的汽车会采用什么样的动力、计算机在汽车操控中，扮演怎样的角色。传统的机械传动系统，是否还有存在的必要……对于这些疑问，不同的设计者会有不同的答案，但正是这些“不同”，才使得汽车技术得以蓬勃发展，实现“人、车、自然”的完美和谐。从诸多不同版本的概念车中，我们仿佛已经感受到汽车未来发展的希望，看到汽车更诱人的新景象。
任务一了解汽车电子技术现状
一汽车电子控制技术的分类
第一类是整车电子控制系统。汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用，即所谓“机电结合”的汽车电子装置，包括发动机、底盘、车身电子控制。该技术与汽车的行驶动力性、燃油经济性、整车安全性、操纵稳定性密切相关，包括动力控制和底盘控制。底盘控制在整车的乘坐安全性上有很大的功能。随着人们对汽车安全性的要求越来越高，底盘控制技术将会有很大的增长。
第二类是车身电子控制系统。汽车车身电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置，它和汽车本身的性能并无直接关系，以节约能源改善乘坐舒适性提高汽车档次增加享受型功能等为目的多属辅助性功能。车身电子装置包括电子控制安全带、安全气囊、主动式膝垫、车内气候控制、电子防盗系统、遥控门锁、电动座椅、电动后视镜、电子仪表板、灯光控制、仑胎压力监测、车载防撞雷达控制等。
第三类是车载信息系统，是把IT技术应用到汽车上的产物，会衍生出很多产品。包括音响、自身信息、车载通讯等和地方联系后就会形成导航、智能运输系统、不停车收费系统和车辆识别系统，是车上系统和地面系统结合在一起的产物。它具有信息处理、在线故障诊断、通讯、导航、防盗、语音识别、图像显示、安全和娱乐等多种功能。该系统包括数字式收音机、音响、冰箱、电视、CD/DAT等；汽车信息系统(包括汽车行驶的自身信息系统，车载通信系统、语音信息系统、上网设备等）；导航系统和智能运输系统的辅助设备等。
电子控制技术的应用
（一）电子燃油喷射系统
电子燃油喷射系统是20世纪60年代末发展起来的，与传统的化油器供油系统相比，其突出优点在于空燃比控制更加精确，可实现最佳空燃比（且电子燃油喷射技术提高了汽油的雾化、蒸发性能，加速性能更好，发动机的功率和转矩得到了显着提高。
(二）电子点火系统
它由微处理器、传感器及其接口、执行器等几部分组成。以微处理器为核心，根据传感器送来的发动机各种参数进行计算、判断，确定出最佳点火时间，并指令点火机构完成点火，然后进行点火调节，这样可以节省燃料减少对空气的污染。
(三）自动变速器
电子控制自动变速器，可以根据发动机的负荷、转速、车速制动器的工作状态及驾驶员控制的各种参数经过计算机计算、判断之后自动地改变变速杆的位置，从而实现变速器换挡的最佳控制，即可得到最佳挡次和最佳换挡时间。这种变速器的优点是加速性能好、灵敏度高、能准确的反映行驶负荷和道路条件等。
采用自动变速器，在驾驶时可不踩离合器实现换挡，而且发动机不会熄火，从而有效提高了驾驶的方便性。
(四）电子控制悬架系统
目前，汽车悬架系统是弹簧刚度和减振器阻尼特性不变的被动悬架，它不能根据行驶状况及道路条件进行控制和调整，故难以满足汽车平顺性和操纵稳定性的要求。近年来，随着电子控制和随动液压技术的发展，弹簧刚度和减振器阻尼特性可调的电子控制主动和半主动悬架，在汽车上得到逐步的应用和发展。
(五）混合动力电动汽车
随着传统内燃机的大范围推广和应用，人们的生活变得日益方便高性能铱合金火花塞舒适，但同时也引起了一系列能源与环境问题。混合动力汽车及燃料电池电动汽车作为解决环境和能源问题的一种切实可行方案，逐步得到世界各大汽车制造商的青睐。这是因为与传统的汽车、纯电动汽车相比，它们具有以下一些优势：1.效率高；2.续驶里程长；3.绿色环保过载能力强；5.低噪声设计灵活方便。
随着TOYOTAPRIUS在汽车市场上的出现和销售，混合动力汽车以其优良的性能、极高的燃油经济性和超低的排放引起了全世界的关注。而在燃料电池电动汽车领域，从20世界（0年代初开始，戴姆勒-奔驰公司先后推出了Necarl·Necar4系列的燃料电池电动汽车，通用公司在%003年的国际巡展北京站中销量已超过百万的丰田普赚混合动力汽车展出的燃料电池电动车“氢动三号”和基如“Hy-By-Wirc”技术的燃料电池汽车已经具备了较好的动力性和燃油经济性能。
任务二未来汽车技术与工业
一、未来汽车
与物种进化一样，任何工业产品、工程系统都要经历孕育期、发展期、成熟期、衰退期的演化过程，交通工具也不例外。19世纪中叶十分盛行的乘用马车绝迹了19世纪末光彩一时的铁路马车也绝迹了；而最近，各国城市的有轨电车、无轨电车也进入了消亡阶段，在不少国家和城市也将它们送入了历史博物馆气车的命运将如何呢？
旧产品的淘汰，新产品的诞生，其动力无疑是技术革新与社会需求的首选。尽管从汽油机汽车诞生起有100多年的历史，但由于世界经济发展的不平衡，时至今日，像中国这样的发展中国家对汽车的需求还正处于急剧上升的阶段。即使是日本，也只是20世纪70年代才进入汽车发展的成熟时期。从这一意义上看，汽车还正值壮年。从先进国家看，技术还没有突破性的进展以致尚未出现一种能与汽车竞争的快速、机动、灵活、舒适而适合个体和小群体活动的陆上交通工具。因此，在可以预见的将来，汽车将仍是人类活动必不可少的重要工具。
然而，未来汽车终究会不同于今天的汽车，这也是历史发展的必然。要预见未来汽车的变化趋势，同样要从技术革新和社会需求两方面入手分析。从社会需求来看，人们希望未来汽车在保持高性能的同时，更安全、节能、环保、舒适，并更趋智能化和个性化；从技术发展来看，信息、电子、计算机、控制、材料等高新技术的飞速发展为未来汽车的变革铺平了道路。以下就从动力、电子信息技术、材料技术和个性化四个方面来预测未来汽车的走向。
（一）未来汽车的动力
2005年世界汽车保有量为8亿辆，它们消耗了世界石油消费量的50%以上。随着发展中国家汽车的快速普及，预计到2025年，世界汽车保有量将达到15亿辆，此时人类社会将无法容忍由于汽车对石油的大量消耗而造成这一宝贵的不可再生资源的枯竭。因此，大大降低汽车对石油燃料的依赖，开辟车用新能源成了汽车驱动技术变革的最大推动力。
能源有所谓一次能源和二次能源之分。
一次能源是以自然形式存在，未经加工和转换的能源，二次能源则是再加工的能源。汽车不能直接使用一次能源，我们长期使用的汽油、柴油是经原油加工而成的二次能源。能源使用中最重要的是高效低污染。我们在考虑汽车新能源时就必须兼顾这些要求。在化石燃料范围内，LPG、CNG其燃烧有害排放物浓度低，相对而言被称为“洁净能源”，但若与属于可再生能源的乙醇相比，后者不仅更洁净，而且所排放的温室气体C02也少，因此，更有吸引力。若要完全消除C02排放，且又有利于提高燃料的能量转换效率，则应选氢为燃料。氢也是二次能源，因此在分析其可行性时，氢的获取是关键。如果氢是由石油或天然气产品通过重整获得，那么仍未摆脱使用不可再生能源的老路，是不可取的。氢能社会必须走太阳能制氢、生物制氢、分解水制氢的道路，如果上述制氢技术尚未能经济的产业化，则全面进入氢能社会的日子就不可能来到。因此，在上述提到的各种新能源中，未来汽车会大量应用的新能源按其先后次序可能是天然气-醇类燃料-氢气。
汽车若直接使用这些新能源，车内就必须安装能量转换装置——发动机。就未来汽车而言，这种能量转换装置或者是新一代的内燃机，或者是新一代的燃料电池系统。前者可以实现高效率、超低排放、低成本、高可靠性；后者可有更高的效率、零排放、但其成本、环境适应性和耐久性要能满足大规模产业化的要求尚有待相应技术取得革命性的突破。
采用汽油，天然气双燃料系统的新爱丽舍汽车要间接使用新能源，那就要走电动汽车的道路。电作为二次能源，来源更广泛，它可由水能、风能、太阳能，核能等非化石燃料中获得，不仅清洁，而且资源十分丰富。此外，电动车属于零污染汽车，不排放废气，噪声也极低，加之操作方便，使用维护容易，极具吸引力。电动汽车通过采用电动轮这样的新结构，使汽车的动力系统大为简化，车内布置设计也有了更大的发挥空间。无论是采用储能电池太阳能汽车的纯电动汽车，还是将燃料电池作为车载发电装置的燃料电池汽车都可以采用这种新的动力技术。今后随着纳米技术等材料学的进一步发展和双极结构的采用，电池的比能量、循环寿命会进一步提高。在现在油价不断上涨的情况下，相信到2010年后，包括电池更换成本在内的电动汽车行驶成本将低于汽油车的行驶成本，这将使纯电动汽车的市场有大的发展。
未来汽车动力技术发展的另一条路就是实现混合动力。混合动力汽车充分发挥内燃动力和电动力两种动力之所长，使未来车用动力更节能、更环保。日本丰田于1998年正式销售Prius混合动力轿车开启了这一先进动力系统的商业化发展道路。根据不同的目标市场，实现混合动力的结构方式和内燃/电动功率配置的比例可以不同，然而发挥其优势的主要运行策略大体相同，即（1)尽量减少或取消内燃机怠速运转（2)汽车起步和低车速时用电动动力；（3)通过再生制动时给电池充电回收能量（4)降低内燃机额定功率以提高其运行时的负荷率，使其尽可能多地运转在高效区，当车辆驱动功率需求较低时可通过驱动电机发电而提高负荷率，当车辆驱动功率需求超过一定值后内燃机和电机共同驱动汽车。由于混合动力是改造传统的单一内燃机驱动的现实道路，其发展势头很猛。预计，今后十年中，大部分传统车辆都会或多或少地实现混合动力，使混合动力成为汽车动力系统的主流结构，混合动力结构中有一种形式有利于其逐步过渡氢燃料汽车纪录创造者宝马H2R到纯电动汽车，那就是插电式混合动力电动汽车(plug-inHEV)。它是具有一定的纯电动续驶里程的混合动力汽车。这种汽车每天晚上可在家里将电源插头插上，为车内电池充电，白天如果只是短距离行驶，就用纯电动模式，不消耗燃油。只有在长距离行驶时，它才消耗燃油，用混合动力的方式行驶车辆。
(二）未来汽车电子信息技术
80年代以来，汽车技术的发展已离不开汽车电子。进入21世纪后，汽车产业中90%的创新与电子技术有关。因此，未来汽车的发展在很大程度上取决于汽车电子技术的走向。据观察，汽车电子技术正朝着综合集成化、微型化、智能化、网络化的方向发展。
综合集成化是将过去单独控制但性能需协调的部分集成起来，进行综合控制。例如，将动力装置与传动系统的电子控制融合为一个整体系统，形成动力传动系统综合控制；将牵引控制、制动力控制转向控制和主动悬架控制融合为一个整体系统形成底盘综合控制。
微型化是应用微电子机械系统(MEMS)技术，将微电子、传感器、精密机械等技术相互融合，形成各类高性能、高可靠性、低成本的电子器件，如各种微型压力传感器，加速度传感器陀螺仪以及将作为新一代汽车照明的半导体LED器件等。
智能化有若干层次，从器件到系统到整车。例如，汽车中广泛应用的传感器正发展为智能传感器，具有自学习、自标定、自适应、自诊断等功能；汽车仪表系统集感知、识别、数据分析、信息库、适应和控制于一体，不仅显示所需的参数和运行状态，而且给出故障显示提醒驾驶员或者指导维修人员排除故障；未来的汽车电子控制从被动安全系统发展到主动安全系统，由被动悬架发展到主动悬架等，关键是融入了智能控制的环节。各种智能化电子器件和电子控制系统的进一步集成，就使汽车的智能化程度越来越高，最终形成了具有自动驾驶功能的智能汽车。未来智能汽车与智能交通系统相配合，使交通效能最大化，交通事故最小化，并大大减缓了人的驾车压力。
网络化是信息交换、共享实现车辆内部以及人、道路与车辆之间的双向传输的必由途径。根据不同需要，汽车会同时应用几种不同速率和特征的网络以及相应的网络协议标准。目前，车内各控制系统采用LIN总线和CAN总线技术，但随着汽车技术的发展，需要更高的通讯带宽，包括有事件触发和时间触发的通讯方式，支持容错系统，具有高度差错发现和诊断能力的新的网络协议。已推出的FlexRay协议满足了这一要求，有可能成为新的应用热点。实现与车外信息连接和传输的是多媒体无线信息网络，它可通过MOST以及与计算机网络兼容的蓝牙、无线局域网等无线网络技术来实现。多媒体无线信息网络为汽车用户提供远程信息服务通过GPS定位器和无线传输系统可实现免提电话、上网、实时交通预报、安全报警、导航、娱乐等功能。
