未来汽车的发展趋势
作者: 温福聪
（重庆工贸职业技术学院 汽车与电子工程系 2017届汽车检测与维修3班）
摘要:本文从以下三方面简要介绍与未来汽车发展趋势有关的内容：一、车身造型的未来发展趋势：气动最优化、个性化、人性化、虚拟化、全球化。二、全球节能环保汽车技术的发展趋势。三、安全技术发展趋势： 防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配、牵引力控制系统、电子稳定程序、预紧式安全带、智能安全气囊、乘员头颈保护系统、智能行人保护系统等。
关键词:汽车文化；未来汽车；发展趋势
第1章、车身造型的未来发展趋势
自1886年第一辆汽车诞生以来，汽车造型开始了其漫长的进化之路。依次经过了马车型汽车、箱型汽车、甲壳虫型汽车、船型汽车、鱼型汽车、楔形汽车、子弹头型汽车；进入21世纪后，从世界各大汽车博览会推出的多款新概念车看，造型更是 千奇百怪、更具个性化和特色。车身造型的未来发展趋势综合起来主要有以下：
1、气动最优化
一部汽车车身造型发展史，从某种意义上说就是一部不断追求具有最佳气 动造型的历史人们一直在努力研究能够减小气动阻力且气动稳定性好的车身造 型，今后这将仍是未来车造型追求的目标之一，但更主要的工作是在研究气动 行驶稳定性上。未来的气动造型最优应满足以下几点: (1)最佳气动性能的车身外形只能通过计算机辅助设计和部分实验得出; (2)车身所受的气动纵倾力矩和气动横摆力矩理论上为零; (3)车身所受的气动升力理论上为略小于零;
(4)减少气功阻力虽然不再是主要目标，但气动刚力系数不应大于0.2.
2、个性化
车身气动最优化是否会导致未来汽车外形的雷同，从而失去个性化，其实汽车车身造型的发展过程己经揭示了这个问题的答案。在车身造型的历史发展时期，可能会由于追求气动造型的优化而使得某一种车型成为一个时期内的主 导车型，但决不是唯一、就是同一主导车型，也由于气动特性非唯一评定指标 而形成不同风格，随着社会发展，社会意识和美学观念，造型过程中会起到越来 越大的作用，现代人对汽车式样个性化要求也会越来越高。不同层次不同行业、 不同种群的审美意识也会大不相同。随着人类物质文化水平的提高和生活环境 的变化以及生活方式的多样化，作为大众化商品的轿车无疑将出现各式各样更新颖更奇特的新车型。
3、人性化
汽车是人的代行工具，与人在日常生活中息息相关，己形成独特的汽车文 化。“一堆冰冷的钢铁”是无法满足现代人精神和文明需要的。车身造型设计必须以人为本，体现人机协调，使用操作方便、舒适，使汽车适应人的各种生理和心理要求，从而提高工作效率、保障安全、维护健康。未
来的车身造型设计将在车身外观设计、人机工程以及室内环境等方面更加注意人性化的发展。
4、虚拟化
随着虚拟现实技术在车身造型中应用，使得造型设计中可采用计算机模拟色彩、纹理、质感、背景、阴影及运用三维视觉效果生成虚拟汽车车身造型并实施漫游。通过仿真设备和虚幻环境的动态模型创造出人能够感知的虚拟现实，完全替代传统的实体模型和造型效果图的平面表述方式，甚至能做到未出实车而能体验实车的感觉，使车身造型技术发生了实质性的变革。
5、全球化
20世纪90年代以来，面对市场和用户对新技术扣新产品日益提高的要求，制造厂商必须在最短的时间内使产品更新换代，这就使得各公司不得不建立合作伙伴关系，以弥补资金和技术力量之不足，通过整合资源、优势互补以达事半功倍的效果。这样汽车造型设计就逐步摆脱国家和地域的束缚，日渐走向全球化。
第2章、全球节能环保汽车技术的发展趋势
能源和环境正在成为影响世界汽车产业发展的两大决定性因素。进入新世纪以来，以混合动力、燃料电池、先进柴油、醇类汽车等为代表的新能源汽车技术呈现出突飞猛进的发展态势。各国政府和各主要汽车厂商均不约而同地将新清洁环保汽车技术视为未来全球汽车产业竞争的制高点。
未来节能环保汽车技术应用前景的基本判断是，燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来，则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。最乐观的预测，以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产至少还需15年以上的时间，即使在一定程度上实现了商业化，也会是以一种高成本的方式。
在环保意识不断高涨、油价涨多跌少、消费者追求高性价比的大形势下，融合了纯电动汽车和燃油汽车优点的混合动力汽车，较好地满足了汽车低排放、低油耗、高性价比的综合要求，较好地解决了汽车节能与环保问题，因而逐渐成为世界各大汽车生产企业开发的热点。中国能源比较紧缺，环境保护压力很大，而且大城市交通普遍拥堵，汽车必须频繁制动，混合动力车比较适合中国的国情，在中国市场的前景也被看好。但考虑到若干制约因素，特别是成本和价格因素，对尚属于发展中国家的中国来说，混合动力车在中国市场的成长还需要一个时期的培育。
柴油车由于有很好的节油效果，成本和价格也比较适中，在国际上是已经大规模商业化的成熟技术，国内的产业基础也比较好。因此在混合动力汽车和燃料电池汽车无法大规模商业化之前，柴油车将是实现中国汽车节能非常现实的技术选择。即使将来混合动力汽车和燃料电池汽车进入商业化阶段，柴油车仍是中国实现汽车节能的重要途径。
总之，在今后的国内外汽车市场上，纯电动汽车由于造价高、能量低、重量大、体积大、续行里程短、还需要建设地面充电检测设施等缺点，其适用范围十分有限；先进柴油汽车将是混合动力和燃料电池汽车取得优势地位之前的过渡时期的佼佼者，近、中期有很大的增长空间，但并不是最理想的长远解决方案；混合动力汽车将在未来15年左右的时间内逐步呈现出较强的发展势头，但其增长过程将是缓慢而曲折的；燃料电池汽车代表着未来汽车新能源技术的发展方向，但受多种因素影响，15年内难以完全商业化。
第3章、安全技术
汽车安全技术分为主动安全技术和被动安全技术。
1、主动安全技术
??主动安全技术用于提高汽车回避事故的能力，如防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）系统、加速防滑调节（ASR）系统、电子稳定程序（ESP）系统等。
1.1防抱死制动系统（ABS）
??安装ABS就能解决制动时车轮抱死的问题。ABS装置能够使车轮始终维持在有微弱滑移的滚动状态下制动，而不会抱死，达到提高制动效能的目的。 ??德国Bosch公司在1978年成功地开发出世界上首套ABS系统。据统计，2004年欧盟生产的新车ABS装备率已达85％，而欧洲汽车生产协会保证2004年7月起生产的新车100％装备ABS系统。2004年中国生产的新车ABS系统装备率也达到了66％，可以预计在不久的将来，中国生产的新车ABS装备率也将提高到100％。
1.2电子制动力分配
??电子制动力分配（electronic braking distribution，简称EBD）系统EBD系统能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同，而自动调节前、后轴的制动力分配比例，提高制动效能，并配合ABS提高制动稳定性。 ??EBD系统用高速计算机在汽车制动的瞬间，分别对4只轮胎附着的不同地面进行感应、计算，得出不同的摩擦力数值，使4只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动，并在运动中不断高速调整，从而保证车辆的平稳、安全。 ??国内一汽大众奥迪A6、广本奥德赛、海南普利马、神龙毕加索、南京派力奥等车都配有EBD系统。
1.3牵引力控制系统
??牵引力控制系统（traction control system，简称TCS） ??汽车行驶时，驱动力主要取决于发动机的转矩，但又受到驱动轮附着力的限制，而附着力的大小又取决于路面的附着系数。对于雨雪、湿滑的路面，发动机过大的输出转矩将会引起驱动轮打滑，从而破坏了车辆的行驶稳定性而引发不安全因素。同样，汽车起步、加速也容易出现驱动轮打滑的现象，转矩再大也发挥不了作用。而制动时，总希望汽车驱动轮能同步地切断动力，以便缩短制动距离。为了实现上述要求，一些中高档轿车，如别克君威、奥迪A6等，已配备了牵引力控制系统，又称为加速防滑调节（accelerate slip regulation，简称ASR）系统。 ??TCS是在ABS基础上发展而成的，它遵循车轮的滑转率介于10％～30％之间时，车轮的附着力最大这一原则进行设计。TCS与ABS相辅相成，从而使轿车能发挥更优异的性能。
1.4电子稳定程序
??电子稳定程序（electronic stability program，简称ESP） ??ESP是在ABS和TCS的基础上，增加汽车转向行驶时横向摆动的角速度传感器，通过ECU控制内外侧车轮、前后车轮的驱动力和制动力，确保汽车行驶的横向动力学稳定状态如图所示。ESP系统按照每秒25次的频率检测驾驶员的行驶意图和车辆的实际行驶情况。如果发现有紧急情况，它迅速反应，通过液压调节器，调节每个车轮的制动压力，如有可能，还会干预发动机和传动系统。ESP能降低车辆侧滑的危险，从而降低事故的发生。 ??2004年，中国新车的ESP系统装备率还只有3％，而同期，欧盟地区的新车ESP装备率已达35％，美国达到11％，日本也达到了7％。随着人们对车辆安全性的要求日益提高，相信ESP将如同ABS系统一样，成为车辆的标准装备。