汽车新技术在生产上的应用_汽车新技术的应用与创新

1.环保节能新技术在汽车中的应用现状

2.汽车新能源是主要应用于哪些具体方面

3.汽车生产线的技术研究

4.现代汽车新技术应用现状

蔚来的ES8、ES6等车型采用全铝车身 ，是中国品牌 汽车 第一次将全铝车身用于量产车型，将中国 汽车 产业的铝车身技术至少提前了五年。而 特斯拉采取大型整体式压铸技术制造铝合金前后底盘， 也是开一代新技术之先河，必将在世界范围内对 汽车 的制造技术与材料产生深远影响。

使用化石能源的内燃机为代表的传统动力技术，已有100多年 历史 ，现在正在逐渐被电动技术所取代。而以钢铁为主要材料，以冲压、焊接、油漆为主要制造技术的 汽车 车身技术，也有100多年 历史 ，也面临着重大创新。

汽车 是人类最重大的发明创造之一 ， 汽车 的使用改变了人们的生活方式，甚至改变了 社会 的形态。而 汽车 产业则为人类 社会 创造了巨大的财富，并且带动了多项科学技术发展。 汽车 是改变世界的机器 。但是 汽车 产业的发展和 汽车 产品的使用也有副作用，这就是消耗大量的石油与天然气资源，排放出大量的有害气体和温室气体。同时也消耗大量的钢铁、有色金属和橡胶等资源。

用电动 汽车 代替传统能源 汽车 ， 可以从根本上消除 汽车 排放有害气体和温室气体的弊病，还可以将人类 社会 带入储能时代，更好地利用风能、光能等碎片化能源。而 智能、网联等新技术的应用 ，可以提高 汽车 产品的安全性、提高交通运输效率和节约能源，还可以将人们的交通过程与办公、 、交流相融合， 提高生活体验。 共享 汽车 的使用， 可以使人们的交通方式多元化，并且更方便，也可以在一定程度上遏制 汽车 产品数量的过度增长。但是， 已有这些还不够。为了人类 社会 的可持续发展，我们还需要解决 汽车 产品消耗材料资源过多的问题。 现在全世界有70亿人口，其中，发达国家10亿人口已经能够比较充分地使用 汽车 产品，中国和印度的25亿人口也已经开始逐步增加 汽车 产品的使用， 全世界还有近一半的人没有真正使用 汽车 。如果在全世界普及 汽车 ，其资源消耗将是现在的数倍。因此我们必须在 汽车 制造技术和材料方面实现重大创新，以大幅减少 汽车 在全世界普及所需要的材料消耗。

在 汽车 制造技术和材料方面实施重大创新，最大的障碍应该是成本问题。这需要拓宽思路。一是要算总账。 提高性能、降低自重、减少油耗都要算； 二是要算长期账， 如果一项新技术在大批量普及以后，成本能够覆盖，就应该尽快采用； 三是要算广告效应 。如果宣传得当，制造技术和材料的重大创新也可以起到明显提高品牌价值的作用。蔚来品牌使用全铝车身就是个很好的例证。从这个角度看，笔者也赞成在一些品牌溢价能力不强的车型上，不勉强使用新的制造技术和新材料。

最近，在网上看到一段介绍特斯拉整体铸造铝底盘的视频，总体讲的不错。但是对于其中大型压铸机和新型铝合金材料，讲难度很大，笔者认为并不准确。其技术难度应该远远小于动力电池、燃料电池和智能网联技术。 特斯拉能够做到的，其他 汽车 企业很快也能做到。

环保节能新技术在汽车中的应用现状

1、汽车制造自动化现代测量技术应高精度、高速度、多功能、在线检测的需求，不断取得新的发展与突破；同时，测量技术所覆盖的工艺环节和工业领域，也越来越多样化。

系统的最新发展及方向

目前自动化系统发展的一个主要趋势，是控制器功能的集成化，以及通讯的集成化。长久以来，由于技术的限制，在一个自动化系统中需要使用多种，来自多个厂商的专一功能的控制设备，比如一般控制任务的PLC；安全控制用的PLC；运动控制用控制器；伺服控制用控制器；等等。相应地在通讯上，有一般控制任务的现场总线；用于安全控制的安全总线；用于运动控制的通讯；等等。

这样集成得到的系统，复杂性高，无论系统集成商，还是设备使用维护方，除了掌握各种不同的技术外，还必须适应不同厂商产品的不同设计习惯，不同的软件编制风格。还有，不同系统之间的接口和通讯进一步增加了系统的复杂性。而且从一定程度上，降低了系统的性能。

现在，集成了上述几个和全部控制功能的控制器越来越多。比如集成了一般控制功能和安全控制功能的PLC，集成了PLC功能和运动伺服控制功能的基于PC 的控制器，等等。同时在通讯领域也在发生重大变化，以太网借着在一般网络上取得的巨大成功，已经在工业领域逐步深入，开始牢牢确立自己的地位。集多种通讯功能于一身的以太网产品已经出现，随着技术的逐渐成熟，产品的逐渐丰富，以太网技术是目前能够看到的一统江湖的通讯网络。

汽车行业有自己的特点，就是高可靠性，高利用率，设备的高寿命。这些特点，决定了在选用自动化产品时，普遍比较谨慎，不敢为天下先，一般倾向选择成熟的产品。因此这些新的技术何时能够大规模进入汽车行业，就要看它们何时能够积累起足够的市场认可度。

2、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展

有线局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势，获得了成功，并得到了迅速发展。然而，在某些工业的生产现场，由于工业环境禁止、限制使用电缆或很难使用电缆，有线局域网很难发挥作用，因此无线局域网技术得到了发展和应用。随着微电子技术的不断发展，无线局域网技术将在工业控制网络中发挥越来越大的作用。

无线方案的应用，在目前的市场需求环境之中是非常巨大的，包括个人的生活需求，商业环境需求，和生产制造环境的需求。由于无线应用解决方案的出现，为大家带来了无数的方便性和灵活性。但是，在工业生产的需求领域中，如果无线的需求方案无法提供一个可信赖的、安全的操作实用性时，无线的解决方案就会变成一种危险的问题状况。

无线网络的方案，在制造行业的生产现场里，可以让一个工厂变得更灵活，更方便。譬如说：在工厂的设备安装的平面规划时的柔性，在工厂的设备安装面积利用率的提升，在工艺流程改造和移动时的简单性等。当然，无线通讯的安全完全被保证，必须根据国家规范来加以限制，这是最基本的条件。

3、机器视觉、机器人技术在汽车制造行业的应用

“机器视觉”的用途很多，随着20世纪90年代以来光电、自动化和计算机图像处理技术的迅速发展，机器视觉已在包括汽车制造业在内的很多工业部门得到越来越广泛的应用。这些领域包括批量生产条件下的精密测量、工件表面缺陷检测、生产线中对零件标识和字符的自动识别以及判断装配结果是否正确等，在一些用于汽车制造业的专用设备，如刀具预调测量仪中，机器视觉也已替代了传统的检测方式。作为一种新颖而又实用的传感技术，图像检测单元近年已实现产品化，一些知名的厂商，如日本的松下公司、德国的西门子公司等都推出了品种规格齐全的系列化产品，包括光源、摄像头、处理器等，对图像检测技术的推广应用创造了有利的条件。与此同时，所颁布的相关标准不但规范了生产，而且为用户在不同情形下选用合适的检测单元，更快、更好地进行系统设计提供了依据。

以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。汽车制造业属于技术、资金密集型产业，也是工业机器人应用最广泛的行业。在我国，工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业，主要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。2000年开始，受国家宏观政策调控及居民消费水平提高的影响，我国汽车工业进入了一个高速增长期。面对这种局面，国际汽车巨头纷纷进入中国市场并与我国企业合资设厂或扩大原有生产规模，国内企业也纷纷转型或加大对汽车行业的投资，整个行业增产扩能增加了对工业机器人需求。据不完全统计，最近几年国内厂家所生产的工业机器人有超过一半是提供给汽车行业的，海关进出口增长数据与汽车行业增长数据具有较高的相关度。可知，汽车工业的发展是近几年我国工业机器人增长的原动力之一。

4、汽车制造安全技术或产品的应用

汽车制造设备，尤其是冲压设备，都是安全等级要求极高的设备，一直以来也是安全控制产品的主要应用领域，从很多安全产品和应用中，都能明显看到这一点。由于法律和文化等诸多方面的原因，欧洲的安全技术和产品一直处于领先，应用也最为成熟和广泛。

在我国，安全一直被放在很高的位置，但多数停留在“对人进行安全教育”的层面，认为安全事故的主因在人，把对技术措施的改进放在第二位。但是国外，尤其是欧洲多年推行安全技术，事故率大大降低。这一事实说明安全事故的预防也是一个技术问题，技术性的措施比对人的教育更加重要。

可喜的是，目前安全技术在国内的应用日益广泛。虽然我国强制性的推行国际安全技术标准，但大多汽车制造厂对安全技术有比较严格的要求，带动了安全技术在国内机器制造行业的应用。而且，随着美国和日本逐渐重视安全技术，使得美国和日本的电气控制巨头们也推出了诸多具有竞争力的安全产品。

对安全技术的应用有了更大的推动作用。一般来说，安全控制系统应该包括安全输入设备（如急停按钮、安全门限位开关或联锁开关、安全光栅或光幕、双手控制按钮），安全控制电气元件（如安全继电器、安全PLC 和安全总线）和安全输出控制（如主回路中的接触器、继电器或阀等）。

其中，安全PLC是在应用中值得重点关注的产品。所谓安全PLC，就是专门为条件苛刻的任务或安全相关的应用而设计的PLC，在其失效时不会对人员安全或过程安全带来危险。在一台安全PLC根据要求达到了特定的可靠性/故障概率等级时，就意味着它具有广泛的自诊断能力，可以监测各个方面的硬件状态、程序执行状态和操作系统状态。此外，安全PLC 还必须能够执行标准机构（例如TUV、FM等）认证的必须的故障安全动作，而这些故障安全动作都是根据特定的原则设计，并满足国际安全标准（如IEC61508和EN954-1等）中定义的要求。另外，安全PLC 还可能包括警卫保护预警和权限管理的内容，用来保护安全PLC 不受来自外界的干扰。

从安全PLC供应商方面看，罗克韦尔自动化、欧姆龙、西门子A&D等巨头纷纷采取一系列措施，推出自己的安全PLC产品，这些产品几乎都符合IEC61508标准并得到了SIL3的等级认证。同时，都试图将安全PLC 与其他机械安全产品一起构成完整的机械安全解决方案。罗克韦尔自动化在美国举办的年度Automation Fair展览会上设立了安全产品线独立展区，产品线覆盖从传感、逻辑判断到执行机构的每个环节，如安全按钮、安全地毯、安全开关、安全继电器、安全光幕、安全镭射扫描器、集成安全功能的马达启动器与伺服电机、安全PLC（模块式与分布式）、安全分布式I/O、安全网络等。同时，罗克韦尔在安全PLC和安全继电器方面还将不断推出新品，Ethernet/IP safety安全以太网也即将推出。此外，西门子的安全PLC也从丰田这样的著名汽车商那里获得青睐。目前，在世界范围内的丰田汽车公司制造厂中，有3个安全PLC项目正在进行中，分别是Tahara（日本）、印第安纳（美国）和剑桥（加拿大）。在这3个工厂中使用的西门子安全PLC 总数大约为170个，共使用了大约2000个I/O模块。

5、其他

在汽车制造领域，除了PLC 和一般的控制元件外，市场的使用者还需求什么呢？

首先，是“信息收集管理”的方案。在一个复杂的汽车生产工艺之中，大量的信息收集、管理、应用是绝对必要的。当然，除了必要建构上位的生产管理系统之外，如何从现场取得精确而可靠的生产数据，就是一个绝对关键的必要手段。从传统的人员手动识别方法，条形码（Bar code）的应用方法之后，RFID（Radio Frequency Identification）可以说是一个更具备弹性，资料内存更大，而且可重复使用的优秀应用方案。

其次，为了每一台汽车的品质保证、安全保证的目的，美国电子工业协会（ECC200规范），美国汽车工业协会（ECC200规范），日本汽车工业协会，日本汽车部品工业协会，国际标准规格ISO15394 对此作了明确的规范。在规范的要求之下，每一个关键的汽车零部件，包括发动机每一个零部件、安全气囊、避震器等等，都必须刻印上个别的单一的身份特别码（Identification code）来加以管理，使用的是一维码或二维码。目前来讲，这还只是一个刚刚开始的新规范，但是对于今后的汽车市场发展来说却是绝对会被执行的。目前已经有几家大型重要的汽车生产厂商开始导入这个规范。

汽车新能源是主要应用于哪些具体方面

新能源汽车技术的发展以及应用让我国的汽车行业发生了翻天覆地的变化，以新能源为能源支持的汽车将会是未来全球汽车行业的先锋，有着广阔的发展前景，能够切实实现节能环保的目标，有效节约石油资源，更好地满足社会以及市场需求。在当前环境污染和资源枯竭的大背景下，节能环保是汽车产业发展的重要课题，而新能源汽车技术的发展与创新正是迎合这一思路，并且变思路为现实的强有力工具。下面将对新能源汽车技术应用现状和发展趋势进

行探讨。

汽车工具是人们日常生活不可缺少的代步工具，极大程度上提高了人们的生活质量，但与此同时也带来了较为严重的环境污染，这对汽车技术的创新改进提出了迫切的要求。再加上当前环境保护以及资源节约已经成为了国民关注的焦点，成为了汽车产业发展的重要趋势。对此，我国需要积极研究新能源汽车技术，有效利用清洁能源来改变当前环境污染和资源枯竭的现状，增强我国汽车市场的发展活力，让新能源汽车成为未来汽车产业的先锋。

1?

新能源汽车技术的发展现状

1.1?

纯电动汽车

当前生产的汽车主要是以燃油发动机作为动力之源，而

燃油发动机的运行必须要通过燃烧柴油或者汽油的方式才

能够产生动力，进而驱动汽车行驶。但是燃烧石油制品会产

生大量的有害气体，并以汽车尾气的形式排放到空气当中，

成为空气污染的重要污染源。纯电动汽车是当前新能源汽车

技术应用的一个典型代表。纯电动汽车则是将电池作为能量

源，同时搭配电动机通过输出动力的方式来促进汽车行驶，

在整个行驶过程当中没有排放物，因此不会污染空气。纯电

动汽车的动力系统结构并不复杂，

分别是动力电池、

电动机、

充电器和控制器，集中整部汽车的能量之源来自于动力电池，

而电池部分也成为汽车最核心的零件，并且直接影响续航能

力，而其他的控制器和元件会对电动汽车的性能产生影响。

当前新能源汽车技术正广泛地应用于纯电动汽车的研发与

制造，同时也在不断优化汽车速度，提升复杂运行能力，强

化汽车整体性能，那么未来新能源汽车技术必将会迎来光明

前景。?

1?新能源汽车技术的发展现状?

1.1?纯电动汽车：当前生产的汽车主要是以燃油发动机作为动力之源，而燃油发动机的运行必须要通过燃烧柴油或者汽油的方式才能够产生动力，进而驱动汽车行驶。但是燃烧石油制品会产生大量的有害气体，并以汽车尾气的形式排放到空气当中，成为空气污染的重要污染源。纯电动汽车是当前新能源汽车技术应用的一个典型代表。纯电动汽车则是将电池作为能量源，同时搭配电动机通过输出动力的方式来促进汽车行驶，在整个行驶过程当中没有排放物，因此不会污染空气。纯电动汽车的动力系统结构并不复杂，分别是动力电池、电动机、充电器和控制器，集中整部汽车的能量之源来自于动力电池，而电池部分也成为汽车最核心的零件，并且直接影响续航能力，而其他的控制器和元件会对电动汽车的性能产生影响。当前新能源汽车技术正广泛地应用于纯电动汽车的研发与制造，同时也在不断优化汽车速度，提升复杂运行能力，强化汽车整体性能，那么未来新能源汽车技术必将会迎来光明前景。

1.2?混合动力汽车?

新能源汽车技术在汽车制造领域当中的应用还体现在混合动力汽车的制造方面，也正是因为新能源汽车技术的支，才能够进一步推动混合动力汽车的创新研发与推广。所?

谓混合动力汽车就是两种及其以上的混合能量源为汽车驱

动提供动力支持，其中应用最为广泛的混合动力是电力和汽

油混合。电力和汽油的混合可以实现二者在能量支持方面的

相互补充，降低汽车能源的消耗，减少污染物的排放，同时

还能够弥补动力电池能量方面的缺陷与不足，在前的汽车市

场当中受到了普遍欢迎。插电式混合动力汽车是当前的热门

车型，这一车型最为突出的特点是拥有两个系统，分别是纯

电动系统和混合动力系统，在有了两个系统的共同支持后，

无论是行驶速度还是续航能力都具备良好的优势。在整部车

汽车生产线的技术研究

新能源汽车的应用领域可分为私用和商用两大类,其中在商用领域上的应用越来越广泛,并随着产业的不断成熟发展在进一步扩大。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车。

现代汽车新技术应用现状

基于RFID的汽车生产线信息集成模式及关键技术研究：

无线射频识别(RFID)技术因其特有的非接触性以及可对多目标物体同时识别的特性,正逐渐被广泛应用于供应链、物流、交通和防伪等多个领域。而由于汽车生产环境的特殊性和生产过程的复杂性,如何在汽车生产线上应用RFID是一个非常值得研究的问题。

本文主要针对汽车生产线上RFID信息集成模式及关键技术进行研究。 论文首先对研究背景、研究问题的提出进行了介绍,对国内外RFID的应用研究,特别是RFID在制造业的应用以及信息集成方面的相关研究现状进行了综述,在此基础上提出了论文研究目标、具体研究内容和研究方法。

在介绍RFID技术和汽车生产基本流程的基础上,论文采用内容分析法对RFID在汽车制造及离散制造业的应用环节和应用功能进行统计调查,结合对汽车生产线信息管理现状的深入调查,指出当前RFID在汽车生产线适合应用的环节是焊接、涂装和总装,并提出了RFID在汽车生产线的相应环节的详细应用功能。

论文在已有研究成果基础上,提出了一种改进的水平分布部署和垂直集成分布的分类方法,并利用内容分析法调查了RFID在制造业中的部署与集成模式情况,结合对RFID在汽车生产线应用环节和应用功能的分析,提出一种功能水平分布、垂直多层的汽车生产线RFID信息集成模式。在此基础上提出了RFID系统与MES的集成框架。最后对支持功能水平分布、垂直多层的汽车生产线RFID信息集成模式运行的关键技术进行了简单分析。

在分析影响RFID读写性能的主要因素的基础上,论文针对可控因素进行了实验室单因素试验和多因素正交试验。利用单因素试验分析了各主要影响因素对RFID系统识读性能影响的显著性程度和影响规律。针对提出的主要影响因素,通过比较分析全面试验法、简单比较法和正交试验法各自的优缺点,通过正交渐近优化试验提出了影响RFID识读性能的多因素最优组合水平。

在此基础上,选择多种标签在焊接、涂装生产线现场进行了应用测试,根据测试结果提出了RFID标签及阅读器在汽车生产线上的布置方案。论文通过调研提出了汽车生产过程RFID系统信息处理流程,分析了汽车生产线RFID数据可采用标签直接存储和后台数据存储两种方式。在分析RFID数据特点的基础上,提出了RFID标签数据内容的一种形式,讨论RFID数据管理的具体内容;提出了适合汽车生产线的RFID数据通信方式,并提出了两种阅读器组网方式以及基于XML的RFID信息集成和基于web服务技术的RFID应用集成。

论文最后基于RFID的汽车生产线信息集成模式构建了基于RFID的MES系统总体结构框架,并重点研究了基于RFID的MES功能模型、物理模型和信息流模型。在对汽车生产线上的RFID系统安全需求进行分析的基础上,提出重点从管理体系和支持技术两个方面解决RFID系统的安全问题。给出了RFID系统安全管理体系构建的基本框架。在技术上将RFID系统的安全性分成两个安全域,重点研究由阅读器到应用系统之间的安全性问题,提出将入侵检测技术引入RFID系统,并从两个方面研究对入侵检测的改进:一是使用聚类算法进行数据预处理以降低计算复杂度、提高检测效率;二是使用免疫粒子群进化算法直接改进特征选取以提高检测准确率。最后给出了两种方法的框架模型。 论文研究成果已部分应用在C汽车公司生产线RFID系统建设过程中,取得了一定的效果。

人们为了解决日渐严重的石油危机和石油燃料所带来的大气污染问题，不断结合现代新技术对汽车发动机进行改造，并积极寻找新的燃料，开发了很多实用技术，当前在汽车上所采用的发动机新技术主要有以下几种。

1、汽油机电控燃油喷射技术

2、柴油机电控燃油喷射技术

3、进气增压技术

4、可变气门正时技术（VVT）

5、冷却废气再循环（EGR)技术

6、燃料蓄电池与混合动力技术

7、生物燃油与代用燃料技术