简述汽车发展史

本文简述了汽车发展史,包括汽车萌芽期、成型期、中国汽车工业简史、汽车发展浪潮、无人驾驶兴起与发展以及智能汽车的概述和智能汽车产业链。

世界汽车发展简史

汽车萌芽期

——蒸汽汽车的起因

1478年,意大利科学家、发明家列奥纳多·迪·皮耶罗·达·芬奇(Leonardo di ser Piero da Vinci)第一次提出了具有自推进功能的汽车设计。
1765年,詹姆斯·瓦特(James Watt)改进了蒸汽机设计,制造了第一台有实用价值的蒸汽机,推动了机械工业社会的发展。
1769年,法国工程师尼克拉斯·库纽(NicholasCugnot)在巴黎制造出世界上第一辆整齐驱动的三轮车。

汽车成型期(1885-1913)

——内燃机—发动机发展-底盘发展-材料发展

1885年,德国发明家卡尔·奔驰(BariFriedriBhAenz)设计和制造了世界上第一辆能实际应用的内燃机驱动的马车是三轮汽车。
1886年,卡尔·本茨发明的世界上第一辆三轮汽车获得了“汽车制造专利权”,本茨因此而被后人誉为“汽车之父”。同年7月,世界第一部四轮汽车正式贩售。德国人戴姆勒发明了第一辆四轮汽车。
1888年,法国自行车商人埃米尔·罗杰斯(EmileRoger)获得奔驰的许可,开始生产商用汽车。
1908年,福特公司T型轿车上市,至T型轿车停产前共计销售1500万辆,为汽车产业及制造业的发展做出了巨大的贡献。
1913年,福特公司开发出世界上第一条生产流水线,组装效率提升了约8倍。

中国的汽车工业简史

汽车初始发展期(1953-1958)

1953年,7月15日,中国第一汽车制造厂动工。
1956年,7月13日,国产第一辆解放牌CA10型载货汽车在中国第一汽车制造厂诞生;吉林长春第一汽车制造厂投产;国馋第一辆解放牌载货汽车驶下装配线。
1958年,大跃进期间,由于国家实行企业下放,各省市纷纷利用汽车配件厂和修理厂仿制和拼装汽车,形成了中国汽车工业发展史上的第一次“热潮”。

发展期(1960-1980)

该阶段从1960年到1980年,跨越了四个“五年”计划,以第二汽车制造厂、四川汽车制造厂和陕西汽车制造厂的建设为主线。
1967年,4月1日,第二汽车制造厂正式破土动工,举行开工典礼。1976年6月建成东风牌2.5吨越野车生产基地。
60年代后期,“川汽”、“陕汽”分别在原四川省重庆市大足县和陕西省宝鸡市兴建和投产,主要生产重型载货汽车和越野汽车。
1979年,形成了以载货车和越野车为主体的汽车产品体系;

兴起期(1979年-1998年)

80年代初期,中国汽车工业不但产品数量不能满足要求,产品结构也以中型载货车为主,面临“缺重少轻,轿车几乎空白”的不利局面。
1979年,2月,国务院批准成立第一机械工业部汽车总局。
1985年,3月,中德合资成立上海大众汽车有限公司。
1991年,2月,中外合资一汽大众有限公司在长春成立。
1998年,12月,上海通用汽车有限公司上海别克轿车下线。

汽车发展的浪潮

电力驱动有利于城市环境,共享模式改变汽车所有权结构,智能互联改变车辆与环境的互动模式,自动驾驶改变人与车辆的关系,这些最终都将支持我们实现自动化出行。

动力系统定型

100多年前,从瓦特改良蒸汽机到里诺发明煤气发动机,人类尝试了多种汽车动力来源。直到19世纪下半叶随着石油工业的兴起,奥托提出了内燃机的四冲程理论,为内燃机的发明奠定了理论基础。内燃机是目前大多数汽车的主要动力来源。

汽车基本结构定型

传动系统的完善

汽车发动机与驱动轮之间的动力传递装置称为汽车的传动系统。传动系包括离合器、变速器、传动轴、主减速器、差速器及半轴等部分。

1929年,凯迪莱克公司首先研制出同步器,换挡时既轻便又不打齿,同时缩短了换挡时间。

发动机的完善

19世纪末至20世纪末初,车用汽油机逐渐完善起来,汽油气化与点火问题得到解决。
1901年,迈巴赫发明了蜂窝状的冷却冰箱,为高效率的冷却打下了基础。
1917年,美国凯迪莱克公司研制了第一个电动机,利用一个电动机带动与曲轴相联的飞轮转动从而起动发动机。

制动系统的完善

汽车制动系统开始是照搬马车上的结构。1914年才开始出现轮内鼓式制动器。后续改进鼓式制动器,增加了伺服机构和液压助力机构。如今,制动装置逐渐形成了脚刹控制轮边制动,手刹控制传动轴动的普遍结构形式。

行驶系统的完善

轮胎是汽车的重要部件之一,早期的汽车使用木制的车轮。

1888年,英国人邓禄普发明了充气轮胎。

1946年,法国米其林公司首创的子午线结构轮胎,这种轮胎由于使用寿命使用性能的显著提高,特别是在行驶中可以节省燃料,而被誉为轮胎工业的革命。

汽车大规模生产的结构标准化

汽车技术的日益成熟使大规模生产销售成为可能。1901年,美国人奥德尔生产和销售了425辆奥斯莫比尔牌轿车,而到了1905年,该车型产量达到6500辆,从此开启了汽车大量生产新纪元。

1913年,福特公司在汽车城底特律建成了世界上第一条汽车装配流水线,使T型车成为大批量生产的开端。

点火系的产生

1908年,美国人首先在汽车上使用蓄电池点火装置。
1973年,晶体管点火装置在全世界范围内得到推广应用。

通用汽车公司于1977年所生产的的托罗纳多牌小客车上采用了微机控制电子点火装置。

发电机

1867年,德国发明家韦纳·冯·西门子发明了电磁铁式发电机,它能产生强大电流,使得发电机被广泛应用起来。
1912年,凯迪拉克轿车采用了直流发电机。
1962年,通用汽车公司采用了二极管整流的交流发电机。现在,汽车使用的都是交流发电机。

汽车空调

1925年,汽车利用冷却水加热取暖。
1927年,发展到具有加热器、风机和空气滤清器的供暖系统。
1940年,美国第一次将机械制冷用于车用空调。
1954年,第一台冷暖一体化汽车空调设备安装在美国Nash牌小客车上。

电气化、电子化

汽车照明装置

汽车诞生初期,并没有车灯为夜间行车照明。1898年,哥伦比亚号电动汽车把电用于前灯和尾灯,车灯由此诞生。
1906年,世界上第一次用蓄电池供电的电灯照明。
1916年,美国首次使用了行车灯。
1938年,别克汽车使用了转向灯。

汽车前灯的发展过程
  •   第一代——乙炔气前照灯
  •   第二代——点光源前照灯
  •   第三代——双光灯芯前照灯
  •   第四代——不对称近光前照灯
  •   第五代——卤钨前照灯
  •   第六代——充氙气前照灯

早期的汽车电气系统非常简单,主要由汽油机的点火系统、起动系统和灯光信号系统构成。伴随着半导体器件的问世,电子技术在汽车领域中得到了广泛的应用,如电子控制燃油喷射、防抱死制动系统、电动助力转向、空调系统等。

汽车音响

1923年,美国安装了世界上第一台汽车收音机。

20世纪七八十年代,车载磁带带收放机开始得到应用得到应用。汽车音响在目前CD机、DVD机和车载多媒体娱乐系统的基础上,也将朝着智能化、网络化等方面发展。

起动机

在汽车未安装起动装置之前,汽车发动机都必须摇动手柄起动,既费力又危险。

1912年,凯特林发明的起动装置在凯迪拉克汽车上得到了应用,并在1915年取得了编号为1150523的专利权。

新型动力

为了解决以石油资源匮乏为代表的能源危机,近些年来,欧美日等发达国家以及我国都通过政策大力扶持新型动力汽车的发展。新型动力汽车包括电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等。

太阳能汽车

太阳能汽车也是电动汽车的一种,其用的是太阳能电池。太阳能汽车使用太阳能电池把光能转化成电能,电能会在储电池中存起备用,用来推动汽车的电动机。

汽车利用太阳能作为动力不会污染环境,相对传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放。

氢燃料汽车

氢燃料汽车是指以氢为主要能量作为动力的汽车。其使用气体氢。燃料电池和电动机会取代一般的引擎,原理是把氢输入燃料电池中,氢原子的电子被质子交换膜阻隔,通过外电路从负极传导到正极,成为电能驱动电动机,质子却可以通过质子交换膜与氧化合为纯净的水雾排出。

混合动力汽车

通常所说的混合动力汽车,一般是指油电混合动力汽车,即采用传统的内燃机和电动机作为动力源,也有的发电机经过改造使用其他代替燃料,例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注并成为汽车动力研究与开发的一个重点。

乙醇汽车

乙醇燃料已成为国际上普遍公认可降低环境污染和取代化石燃料的主要资源。乙醇与普通的汽油性能接近,适合于火花点火式发动机。与汽油相比,热值低、辛烷值高。乙醇资源丰富,可以从甘蔗、玉米、薯类、甜菜、大麦等农作物及木质纤维中发酵提取,属于生物质的能源,是可再生能源。

智能网联

汽车智能化

广义上的智能汽车就是指智能网联汽车,包括了汽车的智能化和网联化。狭义上的智能汽车主要指汽车汽车利用各种可以感知环境的传感器和人工智能技术来提供汽车的自动研判能力,智能化的汽车在21世纪将以更高的速度和效率将人类带入智能信息时代。

汽车网联化

汽车网联化是指通过现代通信技术与网络技术,实现车与X(X代表人、车、路、后台等)信息的交换与共享,从而更好的支撑负责环境下的协同感知、协同决策与控制功能。

无人驾驶车辆的兴起和发展

1995年,CMUNavlab 5依靠电脑控制转向完成横穿美国东西部的部分无人驾驶试验,在3000英里的行程中,驾驶员98%的时间无需操纵方向盘,只需控制加减速即可。

1987年至1995年,欧洲启动了无人驾驶汽车Eureka-PROMETHEUS项目( Program for a European Traffic of Highest Efficiency andUnprecedented Safety),该项目收到749亿欧元的资助,众多汽车厂家和科研院所参与,旨在实现交通最高效率和安全性,在可行性和实用化取得了突破性进展。

在智能驾驶技术的研究方面,国外起步较早,已论证了技术的可行性并进行了实路测试,典型的研究代表如美国卡耐基梅隆大学的 Sandstorm与Boss智能车、谷歌的 Google DriverlessCar、意大利帕尔马大学的ARGO智能车、国联防军大学的VaMP智能系统。

以美国的智能车研发计划为例,早在1983年,美国国防高级研究项目署就成立战术技术办公室负责自动陆地车辆的研完开发工作。在该计划促进下,美国明确了智能车的发展路线和发展方向,成立了由国防部、研究所、大学、企业等构成技术研究联合体,并投入了大量的资金,开始了全面、系统的智能车研究。

现阶段美国智能驾驶技术已主要应用于军事领域,已经能够靠智能车执行诸如侦察、巡逻、监视、扫雷破障、战斗突击、物资运输、紧急抢修与救险等多种任务。

2004年3月,美国国防部高级研究项目局主办首届无人驾驶车辆挑战大赛。 DARPA GRAND Challenge,最终决赛共有15支年队参加,但没有一辆车完赛,表现最好的卡内基梅隆大学完成了7.32英里赛程。

2005年9月, DARPA GRANDChallenge 2005举行,赛程全长132英里,共有5辆参塞车辆完成了全程。其中斯坦福大学的“斯坦利”获得了第1名

2006年5月,由德国军方组织举办了欧洲陆地机器人竞赛,比赛重点测试无人地面车辆的机动能力、侦査能力和监视能力。

2007年11月的 DARPAGrand Challenge也被称为 Urban Challenge,最终卡内基梅大学的智能车Bos夺魁。同济大学通过密歇根大学报名参与了本届比赛。

智能汽车概述

智能汽车可以通过自身搭载的传感器,通过信息融合算法感知周边路况;还可以通过与它汽年、行人、道路设抛通信,获取周边环境信息,使其行为具备智能性。

因此,智能汽车是一个集环境感知、动态决策与规划、运动控制与执行等多功能于一体的综合系统,相关技术涉及信息工程、控制科学与工程、计算机科学、机械工程、数理科学、生命科学等请多学科,是典型的高新技术综合体。

智能汽车的分级
简述汽车发展史

智能汽车产业链

智能汽车相关产业覆盖领域宽泛,产业链设计企业类型众多,产业链布局较为复杂。上游有计算机设备软件商,通信设备生产商,感应终端生产商;中游有系统服务商,通信设备集成商,通信设备服务商,终端设备集成商;下游有服务提供商。智能汽车产业链除了以前传统的技术外,更多的体现在信息通信技术(ICT)及应用方面。

软件及数据服务商:主要包括地图数据、综合信息数据、中间件及基础软件和应用软件开发等4个子环节。

地图数据。地图提供商为车联网服务提供专用的电子地图。专用电子地图不但记录了各条道路自身的位置信息,还考虑了各条道路之间的相互关系、拓扑结构等。我国业内通用的做法是自行制造地理信息系统引擎和电子地图。我国目前有17家甲级测绘资质的导航电子地图单位可制作全国导航电子地图,企业化运作的有13家。

综合信息数据。综合信息数据环节包括深度兴趣点数据、动态交通信息数据等细分产业链环节。

中间件及基础软件。中间件是国家信息化建设的核心基础软件,目前国内中间件企业已经掌握了部分核心技术,能够部分提供运营体系的基础设施以及相关的软件架构体系。地理信息系统引擎是车联网位置服务中经常用到的中间件或基础软件,可以放置在单独服务器上为平台运营商实现地理信息与地理位置之间的转化,也可以内置在导航仪中为个人用户提供服务。

应用软件开发是车联网产业链上市场空间比较大的部分,这一环节和IT渠道的关系最为紧密。

车载信息终端制造商:车载信息终端分为两种:前装终端需要经过车规认证,后装终端又可以分为车机和便携式导航设备等相关便携智能设备。国家核高基重大专项车载信息系统核心芯片专题再全国范围内征集招标,国内的一批具有自主核心技术的大学和企业纷纷参会竞标。交通运输部颁布实施道路交通运输行业车联网信息终端强制标准,吸引了全国一百多家车载信息终端厂商申报终端测试认证。

芯片、硬件设备制造商:主要包括各种传感器、RFID、红外、蓝牙、视频感知、电磁感知等各种感知技术产品,为汽车智能控制系统提供各类电子产品,为汽车感知和检查路况、行车标志、前后车辆检测、行人检测、行车车道检测等提供感知支持。感知设备主要提供给车厂,部分后装产品则提供给车载终端或者用户使用。

车载平台运营商:智能汽车平台运营商式车联网平台的建设者和维护者,是整个产业链的核心环节。它汇聚和利用各方提供的数据和服务通过移动通信网络为各类用户提供车联网服务,还可通过互联网为各类用户提供信息发布、获取和管理监控等功能。

定位服务提供商:定位服务目前国内大都通过美国的GPS系统,而GPS平台对民用是免费的,因此目前在车联网产业链中,定定位服务提供商的地位尚不突出。我国自己建造的北斗定位平台主要面向行业用户和安全部门,商用系统应用部署已经提上日程。

内容提供商:内容提供商主要为服务提供商生产文本、图像、音频、视频或多媒体信息,而服务提供商的应用会使用到这些信息。图商河互联网网站那都是重要的内容提供商。

用户:用户可以分为个人用户、企业用户和政府部门三类。最终用户都是智能汽车产业发展的支持者,因而用户是否满意是这项业务良性发展的关键。只有用户满意且愿意支付服务费用,产业链上其他环节的收益才有保证。这就要求产业链上各环节通力合作,借助4S店、汽配城、汽车贸易商等流通销售渠道深入了解消费者的需求,开发出令消费者满意的应用。

资料采编于常熟智能汽车展示中心,智车科技(IV_Technology)D整理编辑,转载请注明来源。
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