1.汽车玻璃升降器

玻璃升降器是汽车门窗玻璃的升降装置，主要分电动玻璃升降器与手动玻璃升降器两大类。纯电动汽车门窗玻璃的升降一般都采用按钮式的电动升降方式，使用电动玻璃升降器。

轿车用的电动玻璃升降器多由电动机、减速器、导绳、导向板、玻璃安装托架等组成。驾驶员可通过总开关控制全部门窗玻璃的开、闭，而乘员可通过各车门内把手上的分开关分别控制各个门窗玻璃的开、闭，操作十分便利。

电动玻璃升降器一般由以下几部分组成：操纵机构（摇臂或电动控制系统）、传动机构（齿轮、齿板或齿条、齿轮软轴啮合机构）、玻璃升降机构（升降臂、运动托架）、玻璃支承机构（玻璃托架）及止动弹簧、平衡弹簧。玻璃升降器的基本工作路线为操纵机构→传动机构→升降机构→玻璃支承机构。其中，平衡弹簧用以平衡玻璃的重力，以减轻操纵力；装在小齿轮与支承座间的止动弹簧用以定住玻璃（止动），保证其停留在要求位置。

玻璃升降器有以下功能：

（1）调整汽车门窗开度的大小，故玻璃升降器又称为门窗调整器或摇窗机构；

（2）保证车门玻璃升降平稳，使门窗能随时顺利开启和关闭；

（3）当升降器不工作时，玻璃能停留在任意位置上。

在汽车的历史发展过程中，出现了许多种类的玻璃升降器。从结构上划分，玻璃升降器总体可分为臂式玻璃升降器和柔式玻璃升降器。其中，臂式玻璃升降器包括单臂式玻璃升降器和双臂式玻璃升降器；柔式玻璃升降器包括绳轮式玻璃升降器、带式玻璃升降器和软轴式玻璃升降器。

1）臂式玻璃升降器

臂式玻璃升降器采用悬臂式支承结构及齿轮-齿板机构，工作阻力较大，其传动形式为齿轮-齿板啮合传动。除齿轮外，其主要构件均为板式结构，加工方便、成本低，在低端车辆上使用较为普遍。

（1）单臂式玻璃升降器。这类升降器的结构特点是只有一个升降臂，结构最简单，但由于升降臂支承点与玻璃质心之间的相对位置经常变化，玻璃升降时会产生倾斜、卡滞，只适用于玻璃两侧为平行直边的情况。

（2）双臂式玻璃升降器。这类升降器的结构特点是具有两个升降臂，根据两臂的布置方式不同，又分为平行臂式升降器和交叉臂式升降器。与单臂式玻璃升降器相比，双臂式玻璃升降器本身可保证玻璃平行升降，提升力也比较大。其中，交叉臂式玻璃升降器的支承宽度较大，运动比较平稳，故被普遍采用；平行臂式玻璃升降器的结构相对比较简单、紧凑，但支承宽度较小，工作载荷变化较大，因而运动平稳性不如前者。

2）柔式玻璃升降器

柔式玻璃升降器的传动形式为齿轮-软轴啮合传动，具有“柔式”的特点，其设置、安装都比较灵活方便，结构设计也比较简捷，且自身结构紧凑，总体质量轻。

（1）绳轮式玻璃升降器。这类升降器由小齿轮、扇形齿轮、钢丝绳、运动托架、滑轮、带轮、座板齿轮等零件组成。驱动固联于扇形齿轮的带轮，从而带动钢丝绳，钢丝绳的松紧度可利用张紧轮进行调节。这类升降器所用零件少，自身质量轻，便于加工，所占空间小，常用于小型轿车。

（2）带式玻璃升降器。这类升降器的运动软轴采用塑料穿孔带，其他零件亦多采用塑料制品，从而大大减轻了升降器总成的自身质量。其传动机构中均涂以润滑脂，使用过程中无须维护保养，运动平稳。摇把手柄的位置可自由布置、设计、安装和调整。

（3）软轴式玻璃升降器。这类升降器主要由摇窗电机、软轴、成形轴套、滑动支座、支架机构以及护套等组成。当电机旋转时，输出端上的链轮与软轴外轮廓啮合，带动软轴在成形轴套内移动，从而使与门窗玻璃相连接的滑动支座沿着支架机构中导轨上下运动，达到升降玻璃的目的。

我国汽车行业标准QC/T 636—2000《汽车电动玻璃升降器》规定了汽车电动玻璃升降器的技术要求、试验方法及检验规则等，发行于2000年7月1日。标准中规定了耐温度试验、耐振性试验、耐盐雾腐蚀试验、防水性试验等环境试验。

我国汽车玻璃升降器产品的主要发展方向为：

（1）提高产品制造质量，提高使用性能；

（2）提高零件通用性；

（3）减轻零件质量，使结构更加紧凑；

（4）提高软轴式玻璃升降器生产水平。

2.汽车空调

制冷的原理早在一万年前就为人所知。当时，中国的先民们就知道在冬天凿取池塘和湖泊中的冻冰，放入柴堆中储藏，以备夏日之用；古埃及人利用沙漠地区昼夜温差大的特点，数千人在夜里将宫墙的石头拆下后，运至沙漠中散热，破晓之前，又将石块运回原处并砌成墙，通过这种方法，使法老在高温达54.4℃的炎炎夏日中能够享受到宫内26℃左右的宜人温度。上述制冷又称天然制冷。现代制冷又称人工制冷。人工制冷不再需要耗费如此巨量的人力与时间，而是利用制冷系统消耗电能制冷。

汽车空调技术的发展经历了由低级到高级，由单一功能到多功能的5个阶段。

（1）第一阶段：单一供暖，即利用房间供暖的方法。1925年，在美国首先出现利用汽车冷却水通过加热器供暖的方法。到1927年，发展到具有加热器、鼓风机和空气滤清器的、比较完整的供暖系统。这种供暖系统直到1948年才在欧洲出现，在日本出现的时间是1954年。如今，在北欧、亚洲北部仍有单一供暖的汽车空调。

（2）第二阶段：单一制冷。1939年，美国通用汽车公司首先在轿车上安装机械制冷降温的空调器，成为汽车空调的先驱。由于第二次世界大战阻碍了汽车空调的发展，欧洲、日本到1957年才出现这种单一制冷的轿车。如今，热带、亚热带地区仍然使用单一制冷的汽车空调。

（3）第三阶段：冷暖一体化。1954年，美国通用汽车公司首先在纳什牌轿车上安装了冷暖一体化的空调，汽车空调才基本上具有调节控制车内温度、湿度的功能。随着汽车空调技术的不断完善，汽车冷暖一体化空调现在基本上具有降温、除湿、通风、过滤、除霜等功能。目前，冷暖一体化空调仍然在经济型汽车上大量使用。

（4）第四阶段：自动控制的汽车空调。冷暖一体化空调需要人工操作，这显然增加了驾驶员的工作量，同时控制质量也不是很好。1964年，美国通用汽车公司首先在凯迪拉克轿车上安装了自动控制的汽车空调。欧洲、日本直到1972年才在高级轿车上安装。这种自动控制的汽车空调使用了电子控制的方法，只要预先设定好温度，就能自动地在设定的温度范围内工作。

（5）第五阶段：微型计算机控制的汽车空调。1973年，美国通用汽车公司与日本五十铃汽车公司一起联合研制微型计算机控制的汽车空调，1977年，两家公司同时将这种空调安装在各自生产的汽车上，将汽车空调的技术推到一个新的高度。随着微型计算机技术的发展，微型计算机控制的汽车空调功能不断增加和完善，实现了控制显示数字化、冷暖通风一体化、故障诊断智能化等功能。目前，高档轿车的全自动空调与其他电控系统组成局域网，根据车内外的环境情况自动控制汽车空调系统的工作，既提高了调节效果，又节约了燃料。

汽车空调系统是对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。图1-33所示为汽车空调系统，图1-34所示为汽车空调系统开关。

图1-33　汽车空调系统

图1-34　汽车空调系统开关

针对纯电动汽车的动力转换、行驶里程焦虑、电池安全等一系列技术问题，电动汽车空调行业主要在电动化、高效化、智能化、环保化和舒适化等5个方向进行技术演进。

电动化主要包括制冷/制热循环驱动电动压缩机、电子水泵、电子加热器、电子膨胀阀的技术开发。(www.daowen.com)

高效化的重点是从能量全效率角度出发进行余热回收和再利用、热泵空调制冷制热循环设计、热量储存和释放等方面技术的开发。

智能化是指针对温湿度精确控制、自动化控制程度、智能识别和响应热负荷需求变化以及物理操作器的人机界面（包括语音识别、手势识别等）等方面进行技术开发。

环保化主要是从再循环材料、低GWP制冷剂的使用和替代（如欧盟对汽车空调用制冷剂有GWP＜150的法规要求）等方面进行技术开发。

舒适化主要是从解决乘员舱的空气VOC、空气PM2.5值降低、快速降温、快速制热、模式切换、降低气动噪声和机械振动等方面进行技术开发。

在纯电动汽车发展起步阶段，主要采用PTC加热器替代传统空调箱中的水暖加热器解决乘员舱制热问题，但这种加热方式对续驶里程有很大影响，因此需要寻找加热效率更高的替代技术，以减少对续驶里程的影响。行业内空调供应商主要从两个方向来进行替代技术的研究和开发。一是开发热泵空调：尤其是在冬季工况下，通过制冷剂流动方向的改变，使得冷凝器在车室内放热，从而提高系统能效，降低电量消耗，增加汽车行驶里程。二是电机电控余热回收与再利用：针对电池冷却，早期采用自然空气冷却技术，其优势是成本低但电池温度不能精确受控，使得电池安全性受到挑战。针对上述问题进一步引入被动式冷却技术，包括空气强制冷却、冷却液强制冷却等，但入口空气或冷却液温度仍不受控，电池温度不受控范围依然较大。2018年，随着电池热失控管理要求的不断提高，电动汽车空调主动冷却技术进一步发展，包括空气强制冷却、冷却液强制冷却、制冷剂强制冷却等，冷却介质入口温度按照电池发热量的变化受到更严格控制，极大地降低了电池热失控的风险，同时也使得电池工作在最合适的温度范围内。商用车和乘用车对于电池冷却方式的技术路径选择，也使得电池热管理从独立式向集成式发展。集成式电池热管理系统是将电池冷却加热和乘员舱的冷却及加热集成在一个系统回路中，一方面可以大大降低系统成本，另一方面使电池及乘员舱温、湿度控制和集成能力进一步提高。

2018年，电动汽车空调技术的最大突破来自热泵空调的进一步普及和推广。两换热器回路架构、三换热器回路架构、带中间换热器的补气增焓回路架构的热泵空调都有空调供应商在进行开发，部分厂家已经通过台架测试并且装车，实现了部分量产。例如，上汽乘用车ei5、Marvel X，一汽轿车的X80，比亚迪的宋和唐，蔚来汽车的ES8等车型。主动冷却的冷却液电池热管理已经成为电池包冷却的主流技术选择，并且在大部分的新能源汽车上进行批量应用。

电动汽车空调技术发展总体趋势仍是前述的“五化”，同时考虑到电池热管理的需求，技术可靠性将会进一步突出，包括对空调失效、机械振动、化学、电气等方面的更高要求。未来几年，空调企业的技术研发重点仍集中在热泵空调、全能量效率优化的技术开发。热泵空调技术的发展重点在制冷制热回路架构开发和高效制冷剂的选择，包括从两换热器回路到三换热器回路、带中间换热器的补气增焓回路、双级压缩回路等系统设计。全能量效率优化以电池能量利用率作为全效率计算和优化的基准目标，技术开发主要包括电机电控余热回收再利用的水回路架构、制冷剂回路的电子化精确控制回路、水回路和制冷剂回路的热交换器应用、转向盘和座椅的局部加热、分区冷热量分配和分区温度控制、热量储存和释放等。

3.AVN导航系统

AVN，俗称“DVD导航主机”，是Audio（音频）、Video（视频）、Navigation（导航）集成一体化的车载主机。作为“CD主机”的替代品，“DVD导航主机”在音频播放的基础上，为汽车影音系统进一步增加了视频播放和行车导航等功能，由于其使用了显示屏以及WinCE/安卓等智能化操作系统，也为更多功能的加入预留了充分的扩展空间。

汽车导航系统可分为无引导功能导航系统、自主导航系统和GPS导航系统。

EX360车型采用了比普通GPS导航方式更可信赖的GPS导航和自主导航混搭模式，通过卫星定位，实现更准确的定位，确保驾驶员能立刻了解自己当前的所在地及行驶方向，以及引导汽车在繁忙交通状态和复杂道路网络中选择最佳路径，使其在最短时间或路程内到达目的地，引导驾驶员安心、舒适地驾驶。

现代汽车导航系统如图1-35所示，已经从最早的单一的“示向”系统，发展成为具有汽车导航、防盗、调度、工况检测和报警功能的综合系统，民用导航系统的精度已经达到米级。此外还带有真人语音提示功能，设置完成后，导航系统会通过清晰的语音提示来指引方向，导航功能还可与娱乐功能同时使用。

AVN导航系统的GPS定位会受天气及使用地点（高楼/隧道/地下道/树林）的影响，且大部分GPS无法于室内及地下室定位，GPS的信号也无法穿透高层建筑物及含金属成分的汽车隔热膜或类似产品。

图1-35　现代汽车导航系统

4.倒车雷达

倒车雷达，即“倒车防撞雷达”，也叫“泊车辅助装置”，主要由超声波传感器、控制器和显示器（或蜂鸣器）等部分组成。其是汽车驻车或者倒车时的安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示方式告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员驻车、倒车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷。

（1）超声波传感器：主要功能是发出和接收超声波信号，然后将信号输入主机里面，通过显示设备显示出来。

（2）控制器：对信号进行处理，计算出车体与障碍物之间的距离及方位。

（3）显示器或蜂鸣器：当传感器探知汽车距离障碍物的距离达到危险距离时，系统会通过显示器和蜂鸣器发出警报，提醒驾驶员。

工作原理：倒车雷达在倒车时，利用超声波原理，由装置在车尾保险杠上的探头发送超声波撞击障碍物后反射此声波，计算出车体与障碍物间的实际距离，然后提示给司机，使停车或倒车更容易、更安全。如图1-36所示，以北汽EX360为例：显示器上面有3条线，如果线表示的位置有障碍物，则线会消失；与障碍物越近，警报声越急促。

倒车雷达的主要功能：

（1）准确地测出车尾与障碍物间的距离；

（2）倒车至极限距离时，能发出急促的警告声提醒驾驶员注意制动；

（3）能重复发出语音警告声，提醒行人注意。

图1-36　EX360汽车倒车雷达影像

在数年的时间里，随着技术发展和用户需求的变化，倒车雷达经过了大致六代的发展。

第一代：倒车时通过喇叭提醒。“倒车请注意”！想必不少人还记得这种声音，这就是倒车雷达的第一代产品，目前只有少部分商用车还在使用。只要司机挂上倒挡，它就会响起，提醒周围的人注意。从某种意义上说，它对司机并没有直接的帮助，不是真正的倒车雷达。价格便宜，基本属于淘汰产品。

第二代：采用蜂鸣器的不同声音提示驾驶员。这是倒车雷达系统的真正开始。倒车时，如果车后1.5～1.8 m处有障碍物，蜂鸣器就会开始工作。蜂鸣声越急，表示车辆离障碍物越近，但没有语音提示，也没有距离显示，虽然司机知道有障碍物，但不能确定障碍物离车有多远，对驾驶员帮助不大。

第三代：数码波段显示具体距离或者距离范围。这代产品比第二代进步很多，可以显示车后障碍物离车体的距离。如果是物体，从1.8 m开始显示；如果是人，从0.9 m左右的距离开始显示。这一代产品有两种显示方式，数码显示产品显示距离数字，而波段显示产品用三种颜色来区别：绿色代表安全距离；黄色代表警告距离；红色代表危险距离，必须停止倒车。第三代产品把数码和波段组合在一起，比较实用，但安装在车内不太美观。

第四代：液晶荧屏动态显示。这一代产品有了一个质的飞跃，特别是开始出现动态显示系统。不用挂倒挡，只要发动汽车，显示器上就会出现汽车图案以及车辆周围障碍物的距离，色彩清晰漂亮，外表美观，可以直接粘贴在仪表盘上，安装很方便。不过液晶显示器外观虽精巧，但灵敏度较高，抗干扰能力不强，所以误报也较多。

第五代：魔幻镜倒车雷达。这一代产品结合了前几代产品的优点，采用了仿生超声雷达技术，配以高速电脑控制，可全天候准确地测知2 m以内的障碍物，并以不同等级的声音提示和直观的显示方式提醒驾驶员。魔幻镜倒车雷达可以把后视镜、倒车雷达、免提电话、温度显示和车内空气污染显示等多项功能整合在一起，并设计了语音功能。因为其外形就是一块倒车镜，所以可以不占用车内空间，直接安装在车内后视镜的位置。而且颜色款式多样，可以按照个人需求和车内装饰风格选配。

第六代：整合影音系统。它在第五代产品的基础上新增了很多功能，属于第六代产品，是专门为高档轿车生产的。从外观上来看，这套系统比第五代产品更为精致典雅；从功能上来看，它除了具备第五代产品的所有功能之外，还整合了高档轿车具备的影音系统，可以在显示器上观看DVD影像。

1.纯电动汽车的仪表盘与内燃机汽车的仪表盘有什么不同？

2.为什么同级别的纯电动汽车普遍比内燃机汽车安全配置丰富？

3.目前来说，汽车的导航系统存在哪些不足？