新能源汽车及智能汽车

新能源汽车及智能汽车

科学技术的高速发展，已将人们带入了信息时代，同时也正在给汽车带来一场新的革命，智能化则是其突出特征。汽车智能化是在电子信息技术和其他高新技术基础上发展起来的，它起到辅助驾驶的作用，使驾驶更为方便，最终达到无人驾驶。智能汽车包括导航系统、不停车电子收费系统及自动避撞系统等。

“新能源汽车”这一概念，是相对于传统汽油车和柴油车而言的，是指用非汽油和非柴油燃料发动机或新能源作动力替代或部分替代传统内燃机作动力的汽车。新能源汽车有电动汽车、天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇汽车或氢气汽车等。

一、智能汽车

1、智能汽车系统

智能交通运输系统是交通运输领域内各种高科技系统的一个统称。凡是运用高新科学技术手段组成旨在改善交通运输状态、缓解交通祸害的各种技术系统，都可称为智能交通运输系统（Intelligent Transportation System）,简称ITS。有关的高新技术包括信息技术、计算机技术、自动控制技术、通讯技术、微电子技术等，其中，信息技术起了重要作用。改善交通状况，主要是指提高交通运输效率和提高汽车行驶性能；而缓解“交通祸害”则是指降低交通对环境的污染和减少交通事故。

智能汽车是智能交通运输系统中的一个部分，它是许多高新技术综合集成的载体。智能汽车系统包括：

（1）公共交通支援系统

帮助公共交通利用者选择最佳的出行、换车方式及出发时间，同时使各交通部门实现最佳的利用分配。通过实时收集公共交通部门的运营状况、实施必要的优先通行措施、将收集到的信息作为基础数据提供给公共交通运营部门，辅助公共交通部门进行运营管理。

（2）导航系统

将经由路线的堵塞信息、所需时间、交通管制信息、停车场的满空信息等通过导航系统提供给驾驶员，来辅助驾驶汽车。

（3）安全驾驶系统

通过车辆及道路的各种传感器掌握道路、周围车辆的状况等驾驶环境信息，通过车载机、道路信息提供装置等实时地提供给驾驶员，并进行危险警告。

（4）救援系统当驾驶员需要应急服务（如感觉不适、发生交通事故），启用车载设备呼叫救援中心，为驾驶人员提供救援服务。

（5）行人辅助系统

使用道路引导设备帮助老弱病残以保证其安全。车辆上设置相应设备，可通过检测出车辆前方的行人，警告驾驶员或采取自动刹车，以防止行人交通事故。

2、导航系统

（1）功能

车辆定位及导航系统是ITS环境中驾驶员信息支持系统的核心设备。其主要功能包括查询、寻路、导航、行车信息服务及提供车载娱乐功能。

查询：利用车载电子地图，根据用户提供的信息（如车辆位置、地名、建筑物名、电话号码等）查询其在地图上的相关位置。

寻路：根据出发地、目的地或中间地点位置，以及接收到的实时交通信息从复杂道路网中找到一条距离最短或时间最少的行车路线。

导航：根据制定的行车路线，利用屏幕显示、声音提示等方式为驾驶员提供适时引导使其方便又快捷地到达目的地。

行车信息服务：在行车过程中,可以实时报告当前位置、到达目的地的预期时间，有些系统还提供车载internet服务等。

车载娱乐：利用导航系统中的多媒体设施，播放CD、VCD等。

（2）分类

车辆定位及导航系统可分为自主式以及中心定位式系统两类。

自主式系统：一般在车辆上装有GPS接收机和电子地图，利用车载设备就可以在车载地图上确定车辆位置。车辆也以无线通讯方式获取交通信息、下载地图等。

中心式系统：一般许多车辆具有统一的控制中心。中心具备确定每一车辆位置并向车辆提供引导、查询的功能。主要用于专用车队（如警用、消防、公交等）系统。

（3）结构

根据车载导航系统的功能，系统可分成定位部分、数字地图部分、人机接口、无线通讯及系统软件（提供寻路、导航等实用功能）等五个部分，如图1所示。

图1 车载导航系统功能结构

1）车辆的定位

车辆定位系统就是运用GPS/或DR（Dear Reckoning 推算定位）等定位技术，自动确定车辆的实时位置，并运用地图匹配技术，对车辆实际行驶路线与电子地图上道路位置之间的误差进行修正，从而提高定位精度。该系统还可以识别车辆所在道路和每一个

临近的交叉口。目前，车辆采用的是GPS和DR组合的定位技术。

地图匹配是利用电子地图使定位系统更加可靠和精确，其功能如下：①系统用电子地图中的地理信息要素进行寻路；②将GPS 等传感器接收的信息与数字地图进行匹配，直观显示当前位置；③根据寻路结果及GPS等传感器接收的信息，提供实时的导航功能；

④利用地图中的地理信息实时供驾驶员查询，如车辆当前位置到终点的距离以及路标、旅馆、停车场位置等；⑤电子地图可以表示出道路的形状及道路名、交叉口等地理信息。实用的导航系统具有结构完善的电子地图。

2）车载导航系统的人机接口

人机接口提供了驾驶员操纵导航器的接口按键，并以屏幕显示、声音播放等多媒体手段为驾驶员提供导航。如图2所示，驾驶员要查询汽车研究所的位置，将“汽车研究所在什么位置？”输入，通过声音识别后进行句子分析、语义处理，合成为声音再通过扬声器播放查询的结果“在东北角”。

图2 人机接口工作原理

3）车载导航系统的硬件及其布置

车载导航系统的硬件部分包括GPS天线、接收机、陀螺仪等传感器、导航用计算机、CD-ROM光盘驱动器、可视显示器及扬声器等，如图3所示。

图3 车载导航系统的硬件及其布置

4）无线通讯

驾驶员可以用无线通讯获取当前交通信息等。无线通讯可以采用GSM、广播副载波、寻呼系统及短距离信标等实现，如图4所示。

图4 无线通讯

3、不停车电子收费系统

（1）电子收费系统功能

1）减轻收费时的交通拥挤，提高交通流量；

2）监视公路上的交通流，探测交通事故；

3）通过采用调整运价、关闭收费入口等措施影响人们对出行时间及方式的选择；

4）如采用电子卡管理汽车，有助于车辆防盗、车流量调查迅速准确、稽征调查方便、通行权限限制、养路费；

5）自动征收、停车场自动管理收费等。

如图5所示，当汽车接近收费站时，汽车上的车载单元接收到收费站天线发出的信号后，由车载单元反馈一个信号给收费站天线。收费站天线再把这个信号传给车道控制装置，收费计算机收费后把有关信息传到收费中心，完成收费。同时车道控制装置开启栏杆，汽车通过收费站。