时间：2023-03-21 17:07:49
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇汽车设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
关键字：80C51汽车行驶信息红外接收器
一、系统数学模型
系统使用80C51单片机作为信息控制器，将调制到40kHz载波的信息经红外发射管发送出去；同样80C51单片机控制红处接收器接收数据信息。
如果以汽车甲为例，当乙车要转弯或刹车时都会通过红外发射器发出信息，甲收到信息后就会在本车上显示并用声响电路提醒，同样当丙车要超车时也会有信息从丙传给甲并在甲车上显示。
二、系统基本组成结构
本系统采用80C51核心芯片，附加12MHz的晶振频率，30PF的瓷片补偿电容，最简单的RC上电复位电路，片外存储器选择脚(31脚EA)接正电源，并利用采样电路对接收的模拟信号数字化然后送80C51处理，从P3.5输出的调制信号经T9013放大送红外管发射。
三、信息的编码格式及发送/接收过程
本系统采用脉冲个数编码，分别代表左转弯、右转弯、刹车3种状态，其中左转弯为2个脉冲，右转弯为5个脉冲，刹车为8个脉冲。为了增加接收的可靠性，第一位码宽为3ms，其余为1ms，数据帧间隔大于10ms。
为了消除干扰，确保数据的有效传输，脉冲采用的编码格式，起始位为10ms，数据位为1ms，停止位为10ms，此可保证数据的准确发送与接收。
当单片机检测到P0.0-P0.2端口为低电平时，先设置发送标志位，然后依次发送数据帧。发送数据时，中断将被禁止。当刹车(转向)开关闭合时，数据帧将被重复连续地发射，直到开关松开为止。
当红外线接收器接收数据帧脉冲时，第一位码的低电平将启动中断程序，实时接收数据帧。在数据帧接收时，中断将被关断，并且对第一位(起始位)码的码宽进行验证。若第一位低电平码的脉宽小于2ms，将作误帧处理。当间隔位的高电平脉宽大于3ms时，结束接收，然后根据累加器A中的脉冲个数，使相应的输出口(P0.3-P0.6)为低电平，驱动显示及声响电路。
四、结论
本文是利用红外线穿透性强、干扰小等特点，将其应用于交通工具中，弥补了红外线很少在交通通信中应用的空白。此系统采用电能驱动、结构简单、成本低廉、噪声小，不妨碍司机的正常驾驶。
参考文献
早期的汽车业完全是由一些对机械充满激情的工程师们所主宰。但是到了美国工程师亨利·福特率先寻找到大批量制造便宜汽车的方法，同时也引发了对汽车极大的需求以后，情况就有所改变了。
亨利·福特的T型车开遍了天下，使得汽车从富有阶层的变成普通人的代步工具，但也引发了汽车业的巨变。到了20世纪20年代，在汽车业最为发达的美国，人们已经普遍对清一色黑乎乎的福特T型车感到厌倦。正是敏锐地感觉到这一需求变化，通用汽车公司在总裁斯隆的倡导下成立了“艺术与色彩处”，以后又升格成为设计部，让设计师来包装汽车的外形，此举使得1930－1940年代的美国汽车明显变得丰富多彩起来。
技术的发展为设计师的大举登台创造了极佳的条件。首先是用于车壳的快干与多彩油漆的发明及广泛应用使得双色甚至多色的车体开始流行，同时车身僵硬的线条与凸角也开始被弄弯磨圆，用艺术与色彩来概括不仅准确而且生动。与以往只是为汽车底盘配上一个漂亮、合乎买家口味的车体不同，通用的设计师并不只是简单地做造型，而是将流行色与从航空流体力学那里借鉴来的最新研究成果结合起来，让汽车更美观、行驶更快速平稳。正是借助了设计部门的力量，通用汽车超越了福特成为全美以及全球汽车业的霸主，至今没有动摇。
美国汽车设计师的黄金岁月是二次大战以后的1940－1950年代。又是通用率先在凯迪拉克的车尾上装饰了一对漂亮的小尾翼以及亮闪闪的车首，在车尾车身镀铬装饰条，让人们仿佛回到刚刚离开的军舰甲板上、飞机舷梯旁。发展到1950－1960年代，一个个唯美而没有实用的装饰翼“高耸入云”，成为最明显不过的时代烙印。1960年代的美国人突然开始讲究起安全、环保等实际用途而厌倦了华而不实的东西，于是单纯的设计师又开始失势，一批有着工程师背景的新人又借机崛起，其影响至今不绝。
其实，工程师在这近半个世纪的时间里并没有受到太大的冷落。到了他们有机会来把握设计的大局时，1970－1980年代的汽车实用而平板，难以称得上漂亮。
如今的汽车设计师都俨然成为业内的明星，从设计高尔夫的乔治亚罗到法拉利、劳斯莱斯的设计者平尼法利纳都为“真正懂行”的车迷们所津津乐道。
门盖在工作时与汽车壳体之间的接触过程非常复杂，不仅涉及到接触、大位移、大变形等非线性问题，而且由于不同车型的汽车外壳结构不同，选用的材料也不同，所以研究时必须考虑汽车壳体模型.由于研究的主体是门盖，而推动门盖的主动力已知，汽车壳体只是力传递的边界条件，所以引入汽车壳体的简化模型.汽车壳体采用一般小轿车大小4500×1750×1300的简化模型，其材料模型采用线弹性模型，弹性模量取相比结构钢较小的值，这样既可以模拟在压缩过程中出现的较大变形，又避免引入材料非线性影响计算效率，同时对门盖的应力和变形计算影响很小..根据门盖的结构形式和特点，CAE建模时采用壳单元（ShellElement）来划分网格.在不影响分析结果的前提下对门盖进行了必要的简化，如忽略了螺纹孔、圆角及倒角等特征，从而提高有限元模型的质量、减小模型的计算规模.分析模型如图2所示.
2有限元分析
门盖闭合过程中，门盖与汽车壳体之间存在接触非线性.同时，工作过程中汽车壳体的刚度不是恒定的，它随着变形的大小而变化，即存在几何非线性.因此本文作SOL601，106高级非线性静力学分析.非线性分析和线性分析相比，非线性分析的计算时间和计算机存储量要大得多，而且在数值计算方法和求解参数的设定上有较大区别[2].边界条件包括载荷、约束和仿真对象[3].在门盖的左右轴套上分别施加轴承力，力的大小为800KN，方向为沿着油缸的轴向，指向门盖.在汽车壳体的底部作固定约束、门盖的旋转轴处作销钉约束.同时，忽略门盖组件各结合面之间的接触变形，近似将各接触部分看作刚性接触，在FEM下为门盖的各边、面之间添加1D连接[4-5].门盖与汽车壳体之间的接触是非线性的，在仿真模型下，定义高级非线性接触，汽车壳体作为“源区域”，门盖底板作为“目标区域”，“接触参数”保持默认.有限元计算模型如图3所示，分析结果如图4所示（只显示门盖）.根据图形可知门盖最大等效应力为170.76MPa.应力主要集中在门盖的左右轴套上，即油缸与门盖连接处.门盖的材料为Q235号钢，屈服强度为235MPa，可见在该工况下门盖满足强度要求.
3优化设计
有限元分析的最终目的是进行优化设计，现在需要对门盖结构进行优化，优化的目标是模型的重量最小[6-7].约束条件是在不改变门盖模型网格划分、边界约束和载荷大小，并能满足强度要求的前提下，控制最大等效应力值不超过材料屈服强度的70%（约165MPa）.
3.1筋板的布置
根据分析结果可知，应力主要分布在左右轴套处，大部分的筋板受力极小，因此，可通过布置筋板的分布进行优化设计.为便于加工和装配，门盖筋板布置采用均匀分布的方式.设计变量为筋板的数量，原结构中单行设置的筋板数量为10，考虑减重的目标及结构的稳定性，取筋板数量为3-7.图5为筋板数量与门盖最大应力和位移关系，图6为不同筋板数量对应底板的应力分布图.结果表明筋板数量对门盖的最大应力（轴套处）影响较小，对门盖底板的应力分布位置影响较大.底板最大应力发生在门盖油缸轴线方向上的临近筋板与主横筋板接触处，最大应力为N=4时σmax=61.52MPa.综合考虑最大应力、最大位移和底板的应力分布，以及实现减重的目的，确定新结构的筋板数量为4.
3.2筋板厚度的优化
3.2.1灵敏度分析
灵敏度分析是为优化设计做铺垫.通过灵敏度分析可以确定模型各参数对输出结果影响的大小.在模型校正过程中重点考虑对输出结果影响较大的参数，排除那些对输出结果影响很小的参数，这将在很大程度上减小模型校正的工作量，提高优化设计的效率[8-9].NX高级仿真中几何优化模块下提供了全局灵敏度解算方案.设计目标为门盖的重量最小，约束条件为门盖的最大应力，设计变量为筋板厚度.为便于加工与安装，门盖结构中相同结构的尺寸应保持一致.筋板厚度参数主要包括底板厚度T1、主横筋板厚度T2、横筋板厚度T3、竖筋板厚度T4、轴套厚度T5、前板厚度T6、门盖耳套帮板厚度T7和其他筋板厚度T8.对上述筋板厚度进行全局灵敏度分析，获得各参数对设计目标影响的全局灵敏度曲线，最后将所有灵敏度曲线调整到一幅图表中进行比较，根据各参数的全局灵敏度曲线的斜率大小判断设计参数对设计目标的灵敏程度，最终确定T1、T2、T3、T4.根据各参数对约束条件的影响曲线，确定T5.全局灵敏度曲线如图7所示.由图7（a）可知底板、主横筋板、横筋板及竖筋板的厚度对门盖的重量影响较大，其中底板的影响最大.由图7（b）可知轴套的厚度对约束条件的影响最大.为提高门盖强度以及减轻门盖的重量，主要对底板、主横筋板、横筋板、竖筋板厚度进行减小，同时适当增加轴套的厚度.
3.2.2尺寸优化
尺寸优化是建立在数学规划论的基础上，在满足给定条件下达到最佳经济技术指标[10].NX高级仿真结构优化的解算器采用的是美国Altair公司的AltairHyperOpt，它拥有高效、强大的设计优化能力.结合以上分析结果，进行筋板数量等于4时筋板厚度的优化分析.在“几何优化”对话框中作如下设置：①定义目标：重量定为最小；②定义约束：门盖上的最大等效应力为165MPa；③定义设计变量见表1；④控制参数：选择最大迭代次数为20.经解算，找到最佳方案：底板厚度由原来的52mm修改为45mm，主横筋板厚度由原来的50mm修改为45mm，横筋板厚度由原来的25mm修改为20mm，竖筋板厚度由原来的20mm修改为16mm，轴套厚度由原来的34.5mm修改为35.2mm，为了便于生产，将轴套的厚度圆整为35.5mm.优化后与优化前的分析结果对比见表2.从计算结果可看出，优化后的门盖强度得到明显提高.另外，重量由原来的10496kg降低为8786kg，减重17.2%，取得了优化设计的预期效果.
4结论
究竟是谁动了谁的奶酪暂且不论，但汽车外观对于国人消费心理的影响也许由此可见一斑。记者在北京亚运村汽车交易市场调查时发现，很多市民往往被一些外观新颖、颜色亮丽的汽车所吸引。“他（她）们对于汽车专业知识一般都知之甚少，在挑选时除了参考性价比和朋友的建议之外，汽车外观是否贴合心意成为选择要素之一。”北京中瑞辰汽车销售公司负责人告诉记者。
记者在市场中随机采访了一个正在办理购车手续的中年男士，他对汽车外观的选择很重视颜色，乳白色车身、造型简洁的“东风锐达起亚”由此入了他的“法眼”。记者发现，中年人一般青睐银灰色、白色等比较稳重中性的颜色，而造型偏酷色彩靓丽的汽车更容易抢到年轻人的眼球。
买辆汽车长个“面子”，国人的消费心理无疑也让本土汽车企业对汽车外观设计投入不敢小视。
中国一汽集团技术中心外观设计科科长张长林在接受中国经济时报记者电话采访时表示，“好的汽车外观能够吸引客户青睐这辆汽车，好的内饰能够让客户决定买这辆车，好的底盘则能让客户想买第二辆车。好的汽车外观自己就会说话。”由此可见，如果不能吸引住汽车买主的眼球，再好的内室、再好的底盘也可能无法让客户接触认知，这也是诸多汽车公司竞相重视汽车外观设计研发的关键。
素有“鲇鱼”之称的吉利汽车品牌虽然“土生土长”，但在外观设计上已经开始走出去，和国际顶级的专业设计公司合作，今年上海车展上亮相的概念车——吉利“城堡”已经博得掌声，另一款外观上采用欧式设计风格的量产车“自由舰”也引起了不少消费者的关注。
汽车中电子成分的不断增多是因为市场对汽车产品的要求与期望的不断增加。例如，对汽车安全系统的更高要求就产生了防抱死刹车(ABS)、轨道控制系统、防滑出、防翻滚及其侧面气囊保护等措施。对更高燃油效率的要求又引入了直喷发动机系统(DirectInjection)、随换多缸系统(DisplacementOnDemand)、电子阀控系统(ElectronicValving)以及混合动力型汽车(HybridVehicle)。这些不断增加的电子系统使汽车系统变得更为复杂，也使得这些系统的开发、设计过程变得更具有挑战性。
对日趋复杂的汽车部件及电子系统，传统的控制方法已显得力不从心。例如，传统发动机点火时序控制都是基于表格查找方法。这种方法对现动机来说有很多局限性，一是表格法不能将发动机的动态特征考虑进来；二是现动机需要控制的状态从以前的几百个到现在的上万个，这样，用表格查找的方法就很难实施，也无法再继续提高发电机的性能。随之而来，一种代替这种方法的现代控制是基本模型的控制方法(。这种方法的实施过程不太随发动机的复杂程度而变，但需要一个较准确的发动机的动态模型。另外，汽车电子器件与系统的开发方式和过程也必须加快速度、降低成本、增加质量才能满足厂家的管理目标。传统的硬件研制、测试、再研制、再测试的重复模式就显得费时、费力，成本也会相应增加。
在这样的背景下，越来越多的汽车电子厂家利用计算机辅助工程软件来加速研发过程，降低研发成本，提高产品质量。具体做法是：厂家在计算机的虚拟平台上来完成尽可能多(可高达80到90的工作量)的产品设计、分析工作，只是在最后一步才进行实际硬件实施。
无刷电机代替有刷电机油泵的设计实例
我们以发动机的油气控制系统为例来说明设计过程。如图1所示。首先，一个厂家决定用无刷电机来代替传统的有刷电机油泵。它可以从RMxprt软件开始，该软件中有包含无刷电机在内的13种电机和发电机模式。用户只需要输入与电机有关的设计参数，例如输入电压、功率、极数、永磁铁类型等，RMxprt就可以自动设计出一个基本的无刷电机，并计算出该电机在不同运营状态(例如空载和全载)的性能参数，例如力矩、转速和效率等。
如果用户想对以上设计的基本电机进行更进一步的分析与优化，他可以选用全功能的FEA软件。Maxwell是一套通用的用于电磁分析的FEA软件。它可以对任意的两维或三维的实体设计，其中每一物体可以有不同的包括非线性的电磁特性，进行与电磁场有关的静态或动态的性能分析。例如，用户可以分析一个电机内的磁场强度的分布来确定定子槽距的间隙，或者调整空气间隙来确定力矩的大小。同时Maxwell一个很重要的功能就是动态的损耗计算，包括由涡流和滞回引起的铁芯损耗。由于Maxwell软件的通用性，它可以用于除电机外任何包括电磁原理的系统分析与设计，例如可变磁阻的速度传感器、电磁线圈(Solenoid)、电抗器以及变压器等。
电机设计完成后，其准确的仿真模型可直接应用于线路仿真系统软件Simplorer中。这种从FEA模型直接生成线路模型的过程省去了很多对物理系统建模的繁杂过程。Simplorer是一个以电路为核心并具有包括机械、液压、热能等多物理域的仿真系统软件。与许多其他线路仿真软件不同的是，Simplorer线路中所用的元件都是基于物理原理的模型，而不是行为模型。这样，当整个系统模型建成后，其行为由每个元件的物理特性所决定。在线路仿真中，电机驱动控制电路的设计和分析首先得到完成，这包括用固体开关元件和PWM的控制方法对电机进行调速控制。
电路以外的系统设计实例
此外，Simplorer还可用于电路以外的系统设计。在下面的油路控制示意图(图2)中，由上面设计的电机来驱动油泵。燃油通过油泵过滤器，油压控制阀进入电控喷头。电喷头的开关与时间的长短由电磁阀来控制，阀中所用的电磁线圈也是由FEA的精确设计而来，电磁线圈的上端接电控部分，下端接电喷的滑体与顶针。这样整个油路的控制的系统模型就完成了，油路的压力及流量的动态特性就可以用仿真进行分析和调试。
与此类似的是燃气控制系统，其中所有元部件模型均来自Simplorer软件所随带的汽车和液压系统模型库，这些模型库包含了许多汽车中用到的基本元部件，例如导线、保险丝、点火器、发动机和变速箱等等。这样，汽车电子设计工程师可以很快地建立起所设计的系统模型。在油路和气路控制完成后，就可以进行点火系统的设计。在点火系统中，直接安插在点火器的点火线圈(ignitioncoil)的设计也是用FEA的方法设计出最优的电磁特性。通过电子控制的方式将电能转换成点火器所需要的高压电弧，因为电弧特性(电压高低、电弧延续时间长短)对发动机点火过程和运行性能有很大影响，所以用CAE设计出的一个性能良好的点火系统很有意义。由计算机仿真出来的点火器上的电压和电流波形图与其后的实际测试结果与仿真结果非常吻合。
本文小结
美国Ansoft公司EM工具是包括北美、欧洲及日本在内的汽车电子行业内的一种主流CAE产品，它的产品用于机电系统的仿真、分析、设计与优化。EM工具包括：专用元部件设计软件RMxprt和Pexprt；通用电磁系统的有限元分析软件(FEA)Maxwell；通用的多物理域仿真软件Simplorer组成。这些产品有机地组合在一起形成一个流畅、高效的设计平台。以上实例说明，利用先进的设计仿真软件，像发动机油气点火系统这样复杂的过程也可以在设计出实物之前进行精确的性能分析。
Ansoft的EM工具在汽车设计的其它方面也得到了广泛的应用，在下列汽车电子系统中，EM工具用来设计和分析传感器、驱动器、通讯和控制系统，它们包括：
动力系统：包括油气控制、点火系统、电水泵、电压缩机和电控阀门系统等。
变速系统：包括电控液压系统和舒适换速等。
底盘及悬挂系统：包括半积极和全积极悬挂系统。
轨道控制系统：包括ABS、电助力转向系统(EPS)、轮胎压力管理系统(TPM)等。
车身电子：包括仪表盘系统、线束设计、照明和通讯等。
汽车电子设计已成为汽车系统设计中的重点和难点。传统方式下的汽车设计者不得不借助各种机械的、液压的、电子的汽车零部件以验证汽车各子系统的功能，开发周期长，成本居高不下。为了缩短开发周期、降低开发成本，人们引入了SABER仿真技术进行汽车系统技术的验证和开发。SABER仿真技术通过对整个汽车系统进行有效的建模和分析，能够节约大量的试验设备和试验时间。国际上几大跨国汽车公司都已使用SABER仿真技术进行设计，如美国通用、大众、克莱斯勒等。目前，国内有泛亚技术中心能够运用此项技术与通用（北美）进行同步开发。
1SABER软件仿真技术
SABER软件是一个在数学模拟及硬件设计方面功能卓著的仿真工具。对于复杂的混合信号设计和验证问题，SABER软件为设计工程师提供了一种功能强大的混合信号行为仿真器。由于混合信号硬件描述语言——MAST的支持，SABER软件实现了单一内核混合信号及混合技术的仿真，完全改变了模拟电路仿真的现状。SABER软件在混合技术领域具有多个仿真引擎，可以分别处理不同领域的设计单元，且遵循相应的守恒定律，支持电力系统、机电一体化、机械系统、电子系统、光电控制系统、液压系统等系统单元。现在，SABER软件在汽车和飞机制造领域已得到广泛的应用。尤其是在汽车制造领域，许多欧美公司已将它定为行业标准，并投资SABER软件的发展以不断满足新的设计需要。
SABER软件具有明显的优势：分析从SOC到大型系统之间的设计，包括模拟电路、数字电路及混合电路；通过单一的混合信号仿真内核就可以提供精确有效的仿真结果；通过对稳态、时域、频域、统计、可靠性及控制等方面的分析来检验系统性能。
SABER仿真器能够让设计人员对从汽车的最初设计方案（方框图）到由实际电路和机械实现的完整系统进行仿真。这种能力对于复杂运动控制系统的设计（如ABS系统、安全气囊系统、发动机控制系统、车身控制系统等）尤为重要。
2汽车电子仿真技术的应用
汽车在投产之前要经过大量的测试试验，对原设计不断地进行修正往往会耗费大量的物力和时间。在设计阶段，对各种状况进行模拟仿真、修正、完善设计，能够提高效率、缩短开发周期。使用SABER软件进行仿真，主要分为3个阶段：建立数学模型、对系统原理进行仿真和对仿真模型进行修改检验。
2.1建立数学模型
所谓计算机仿真就是将实际系统的运行规律用数学形式表达出来，它们通常是一组微分方程或差分方程，然后通过计算机采用数值求解法求解这些方程。
在仿真之前，首先对系统原理图中的所有零部件进行抽象化，建立数学模型，绘制系统的数学模型。为了对电路或系统进行计算机仿真，经常需要开发一个或一组模型。要研究电路的详细特性，可能要求对物理器件建模，有时还需要对大型电路或系统建模。系统模型可能无需和器件模型一样详尽，但作为大系统仿真的一部分，系统模型仍然非常有用。零部件数学模型的质量直接关系到仿真结果的准确性。通过对数学模型各种参数属性的设置来模拟零部件的功能，同时，经过大量计算和试验，不断修正、完善数模。对于同一类零部件可以共用一个（或一类）模型，通过调整数模参数值来实现零部件的更迭。这对于缩短开发周期、节省开发成本，起着至关重要的作用。
在一定外界条件（即输人或激励，包括外加控制与外加干扰）的作用下，从系统的一定初始状态出发，所经历的由其内部的固有特性（即由系统的结构与参数所决定的特性）决定了整个动态过程。研究系统及其输人、输出三者之间的动态关系，即可确定其性能的属性。图1是汽车音响系统中扬声器的物理模型，其中In_pfUIn_m作为输人信号、由电磁学可知，可以进一步将其简化为力f（t）输人。
于是可将其进一步简化为质量-阻尼-弹簧系统，如图2所示，图2中m、c、k分别表示质量、粘性阻尼系数、弹簧刚度。对系统而言，质量受外力f（t）的作用，质量位移为y（t）（实际扬声器衔铁的振幅），系统的动力学方程为my"（t）cy''''''''（t）ky（t）=f（t），y（o）=yo，y''''''''（o）=y''''''''。
其中，y（0）与y''''''''（0）分别为质量的初位移与初速度，这就是在输人作用于系统之前系统的初始状态。显然，此系统在任何瞬间的状态完全可以由质量的,y（t）与y''''''''（t）这两个变动着的状态（即状态变量）在此瞬间的取值来刻画。因为y（t）在此瞬间的取值代表了位移的情况，y''''''''（t）在此瞬间的取值代表了y（t）在此瞬间的变化趋势（速度）的情况。
还有一种更直接的建立数学模型的方法，就是模拟硬件描述语言（AHDL）的含义。MAST就是一种AHDL,Saber仿真器可以仿真用MASTAHDL描述的网表。
零部件的模型是建立在大量计算和试验基础上的，SABER软件提供了大量的零部件库文件，对于类似的零件只需修改其属性参数值即可。
2.2对系统原理进行仿真
在仿真过程中，将数学模型转变成为计算机上运行的仿真模型，是由SABER软件系统来完成的，并同时根据仿真模型编制出仿真程序。通过对系统的仿真，可以随时得出各个子系统或零部件的瞬时工作状态及性能参数变化，如电压、电流、功率、转矩等各参数的波形。通过对这些波形与实际试验的结果进行对比分析，找出两者的差别，从而修正原设计。
如先前所提及的，安全性和舒适性的需求导致了新的、高能耗的负载。这些负载可能随着汽车产品的进一步电子化，汽车电子控制装置得到更多的应用，所消耗的电能也将大幅度地增加。现有的12V动力电源已满足不了汽车上所有电气系统的需要，今后将采用集成的42V起动机-发电机供电系统，发电机最大输出功率将由目前的1.4kW提高到8kw左右，发电效率将会达到80以上。伺时，电压等级的提升还将同时带来许多新的问题。12V/42V汽车双电压系统原理图如图3所示。
在双电压系统中，把用电设备分成两部分：中小功率负载由14V电压供电，如室内灯、中控锁、收音机、仪表、车载导航系统等主要为车身电子设备；大功率负载，如电控机械制动装置、电控机械气门正时装置、三元催化转换加热器、电控悬架等，主要为发动机、底盘系统电子设备，由42V电压供电。此双电压供电系统有两个关键器件，一个是DC/DC变换器，它能把交流发电机输出的42V高电压转变为14V的电压。另一个，是装在发动机和变速器之间的起动-发电机，借助一个半导体整流-逆变功率变换器，它不仅充当交流发电机，发出42V的高电压，而且在发动机起动时还作为起动机用。由于它是直接起动发动机，起动时间仅为0.5s，所以噪声很小。
2.2.2起动机／发电机系统
大功率起动机与发电机（IntegratedStarter/Alternator，ISA）的转矩特性一致，因此，集成两种设备于一体在技术上是可行的，在经济上的效益也显而易见。如图4所示的输出功率与内燃机曲轴转速的关系曲线，ISA让内燃机的速度达到600v/min的起动速度，然后切换到发电模式。由于42V系统能够提供足够的电能，发动机在极短的时间内起动且在点火前达到更高的转速，这样可以降低低转速下的排放，换句话说，使得汽车重起动变得更加容易。
2.2.3双电压系统中42V供电系统
在运行中，双电压系统的电压随着转速变化而变化，电压峰值对电器元件的影响是非常明显的。图5所示的是双电庄系统中42V供电系统的变化曲线，非常清晰地显示了在转速急剧变化时电压的瞬时值，此脉冲电压峰值在电气系统设计和选择电子电器元件时有着非常重要的参考价值。
在仿真过程中，主要分两种类型进行。为了描述简单，这里将42V与14V分开进行讨论。第一种方法，全部打开所有的电子设备，可以观察到整个系统及各个电子器件的电压、电流波形，以及各个电子电器设备互相切换或同时打开时的电压、电流波形。同时，很方便地观察到在抛载状况时的峰值电压波形，局部抛载或全部抛载对系统的影响。
2.2.414V供电系统
14V电压系统主要用于各控制单元，对波形要求甚高。若峰值电压及电流产生严重的脉动，使蓄电池两端电压产生脉动干扰，控制单元搭铁（蓄电池负极）电位也将随之产生脉动干扰。如果这个干扰脉冲幅值过大，就会造成原有信号的丢失，引起控制失灵。观察峰值电压的波形，判定是否符合系统要求。14V线路上的电压波形如图6所示。
2.3对仿真模型进行修改、检验
通过对系统的仿真，得出的初步结果往往不能与理想的目标相一致，还需要通过分析研究，以及与试验进行对比，对系统原理或数学模型进行修改。SABER提供多种仿真分析，如：直流工作点分析、交流小信号分析、顺态分析、蒙特卡罗分析（在模型参数值浮动范围内随机取样，对所取的参数进行分析，检验器件参数在一定范围内浮动对输出的影响）、零极点分析等。结合多种分析，加以对仿真模型的完善。
意大利是世界主要工业发达国家之一，世界第6大贸易国，生产总值在世界排名第7。意大利在这方面的成功，首推他们独特的设计风格。意大利著名作家和艺术评论家乌贝托·艾科（UmbertoEco）在谈到意大利设计时不无自豪的说“如果说别的国家有一种设计理论，意大利则有一套设计哲学，或许是一套设计思想体系”。
不过，这套设计思想体系的历史并不悠久，二战期间意大利饱尝了战争之苦，战争结束后，意大利几乎是在一片废墟上重建家园。战后初年，意大利的设计师已经显示出他们与众不同的才华，他们的创造性才能，极大地丰富了现代设计的内容。与其它国家相比，意大利设计既没有较强的商业味，也没有极重的传统味，他们的设计是传统工艺、现代思维、个人才能、自然材料、现代工艺、新材料等的综合体。他们更倾向于把现代设计作为一种艺术和文化来操作，“艺术的生产”（TheProductionofArt）成为意大利设计师的新口号。于是小批量和高品位成了意大利设计的优势，这体现在那些别具一格的家具、汽车、鞋等设计上。
从60年代开始引导世界设计新潮流到80年代，意大利设计师一直走在世界设计的前沿，他们在设计领域展现的创造力，使别国的设计师眼花缭乱，从此确立了意大利设计的世界性地位。到了今天，意大利设计几乎成为“优良设计”的代名词。
由于意大利设计师的杰出成就，意大利甚至形成了“设计引导型生产方式”，使意大利的设计和生产形成了良性循环。这种生产方式既肯定了设计师的才能,也提高了整个国民的生活质量。
意大利的许多设计师出身建筑师，毕业于米兰理工学院或都灵建筑学院，这种教育机制也许更能发挥设计师的潜力，所以意大利的设计师大都多才多艺，同一个设计师既可以设计豪华典雅世界一流的法拉利跑车，也可以设计普通的意大利通心粉式样。
在众多杰出的设计门类里，作为意大利风格设计中重要的组成部分的汽车造型设计，更是被那些享誉世界的汽车造型设计师们演绎得炉火纯青、别具一格。
作为世界第一商品的汽车，如同名牌时装的款式一样，无论其内在品质如何，给人的第一印象均来自于它的造型，造型是否讨人喜欢是购买者很重要的选择要素，也直接关系到这款车子甚至汽车商的命运。因此，汽车的造型设计至关重要，全球各大汽车企业在汽车造型方面倾注了大量人力财力，而汽车造型工作也都是由公司的最高层直接管辖的。
以下是一段描绘汽车造型设计的文字：汽车造型设计是根据汽车整体设计的多方面要求来塑造最理想的车身形状，其目的是吸引和打动观众，使其产生拥有的欲望。汽车造型设计是外部和内部设计的总和，它不是对汽车的简单装饰，而是运用艺术的手法科学地表现汽车的功能、材料、工艺和结构特点。它虽然是车身设计的最初步骤，但却是决定产品命运的关键。汽车的造型已成为汽车产品竞争最有力的手段之一。
汽车造型主要涉及科学和艺术两大方面。设计师需要懂得车身结构、制造工艺要求、空气动力学、人机工程学、工程材料学、机械制图学、声学和光学知识。同时，设计师更需要有高雅的艺术品味和丰富的艺术知识，如造型的视觉规律原理、绘画、雕塑、图案学、色彩学等等。另外，汽车作为一种商品，设计师还要考虑成本和顾客的心理需求。设计师在精通这些知识的基础上，不断推陈出新（这是最重要的），创作更富魅力的汽车形体。
早期的意大利汽车造型设计，受到了美国设计的影响，但到了30年代，意大利人就已经开始设计具有它们自己特色的汽车了。这些汽车因为在设计中使用了有节制的、优雅的线条而不同凡响，在这一时期确立的设计特点，到今天，仍然是意大利设计中最重要的特色。由于意大利人不仅有着与法国人相同的浪漫和时尚的嗅觉，而且比法国人更奔放和没有禁忌。设计时排除了其它客观条件的限制，以豪放、性感、洒脱，多以性能的表现和外形吸引顾客，此种风格充分地反映出了意大利人的热情、浪漫、灵活和机敏的个性。
欧洲是世界汽车造型发展的中心，欧洲的汽车造型设计领先美日，而意大利则是汽车造型设计的圣地，这里荟萃了世界上大部分专业设计室，是全世界造型设计工作者所膜拜的神圣殿堂，世界上许多名车的车身设计往往来自意大利设计师的灵感之作。在欧洲十大畅销汽车中，就有六款是由意大利人设计的。
造就一批批世界级汽车设计师的摇篮地，就是菲亚特总部所在地，意大利的都灵汽车工业园。都灵位于意大利西北部，在近一百年的工业发展史上，该地区许多行业的中小企业发展成为知名的大企业，形成意大利最发达的工业地区。今天的都灵汽车工业园区巳是世界汽车工业领域中最重要的中心之一，汇
集着大名鼎鼎的意大利设计Italdesign、平尼法里那（Pininfarina）、博通（Bertone）等著名的汽车设计公司。当地有无数具有优良技术传统的钣金冲压工匠以及长期从事汽车设计的大小规模工作坊，可提供世界一流的设计、开发、原型车制作等服务。
当今世界许多车厂的车型都是在这里设计的，每年约有400辆样车在此诞生。欧洲车厂传统上将新车型的设计交给这里的设计公司进行，虽然到现在几乎所有车厂都具备了独立研发的能力，但委托设计往往是更高效的方法。美国、日本的车厂偶尔也会成为他们的客户，但数量远比不上欧洲车厂。近年韩国车厂在委托设计方面表现最为积极。
意大利著名汽车设计公司和设计师介绍
Italdesign（意大利设计）
在世界汽车设计领域，有两个名字无人不知，那正是来自意大利的Italdesign和被评为“世纪设计大师”的乔治亚罗。对于这个值得骄傲的称号，乔治亚罗是当之无愧的，不论是他设计的为数众多、遐迩闻名的名车还是他所创立的目前全球效益最好也是规模最大的汽车设计室Italdesign来看，乔治亚罗和他的设计室已经成为汽车设计领域经典的象征。
乔治亚罗毕业于都灵美术学院，17岁进入菲亚特汽车公司工作。Italdesign由乔治亚罗和工程师曼托瓦尼创立于1968年，主要给国际汽车生产商提供汽车样式、工艺和原型生产。许多世界著名车厂与之有着良好的合作关系，客户群庞大而稳定。公司的名字后来发生了改动：1987年变为ItaldesignS.p.A.（意大利设计股份公司）；从1999年7月（在1999年9月进入股市之前）开始叫做Italdesign-Giugiaro股份公司。
Italdesign拥有完备而先进的硬件设施，公司占地面积42,000平方米，拥有CAD/CAM工作站系统450套，数控机床16台，不同吨位的冲压机10台，激光切割机器人6台，三维坐标测量仪15台，原型车生产线3条。其规模已接近普通小车厂。
Italdesign同时有着一支十分庞大的设计队伍，名气和高薪是吸引设计师的主要原因；能为这样的设计室工作是每个汽车造型师的梦想。
不过拥有骄人成绩的乔治亚罗也不是一步登天，这位设计大师也是凭借自己的努力和超人的天赋，在不断的磨砺中取得令人瞩目的成绩。当初的乔治亚罗加入了有着悠久历史的博通设计室，师从吕思奥·博通。吕思奥·博通的教诲深深影响了乔治亚罗，拓展了他的创作空间，使他的天赋得以展现，同时造就了乔治亚罗惊人的想象力。人们说，博通先后造就了两位设计大师，其中之一就是乔治亚罗，另一位是设计出蓝博基尼跑车的马塞罗·甘迪尼MarcelloGandini。
在博通的这段时间，乔治亚罗创作了许多以实用性为主的汽车，大受欢迎，同时也确立了自己朴实、简练、细腻、流畅的实用风格。后来由于种种原因，乔治亚罗离开了博通，来到设计风格更适合自己的GHIA设计室，但是在这儿他却没有多少优秀的作品问世。1968年乔治亚罗自立门户，与著名的汽车工程师曼托瓦尼一起成立了Italdesign，并为此倾注了他全部的心血。乔治亚罗不仅是一位优秀的造型设计师，他还具有企业管理的天赋，在他的领导下，设计室规模日渐壮大、生意红火。现在，能为这个设计室工作已成为每个汽车造型师的梦想。
20世纪六、七十年代，以美国车为代表的夸张造型达到了鼎盛时期，然而，当时世界经济处于萧条时期，对汽车有直接影响的便是燃油危机。在那个时候，大家更需要一种简单、实用、有良好空气动力性的车型，于是以乔治亚罗为代表的意大利车身设计界所倡导的朴实、简练、细腻、流畅的实用风格在国际上得到了很高的评价。乔治亚罗也籍此奠定了大师级的地位。据称，世界上现有2500多款他设计的汽车在行驶着，除了一些著名的法拉利、阿尔发·罗米欧和蓝旗亚车型之外，在历史上获得卓著成功的菲亚特家庭轿车如熊猫（Panda）、乌诺（Uno）、鹏托（Punto）、派力奥等都是出自这位大师之手。
近年，乔治亚罗已退居二线，把生意和设计工作交给了饱受其熏陶的儿子法比齐奥。法比齐奥虽然也有一些比较出色的作品，然而外界评价其能力和天赋都与父亲有很大差距。
尽管如此，Italdesign在老乔光环的笼罩下，凭借着规模和硬件的优势，法比齐奥领导的Italdesign发展得亦相当不错。当然，Italdesign欲在未来继续保持其行业上的优势，如果法比齐奥只负责管理企业，另行聘请更高水平和年轻有活力的设计师作为生力军是有远见之举。
Pininfarina（宾尼法瑞那）
1.1工艺设计的主要原则
（1）遵循工艺规程原则。汽车工厂冲压车间的布局设计必须按照工艺的要求进行合理配置，从而满足汽车加工的需要。（2）最小距离移动原则。汽车工厂冲压车间设计要充分考虑到成本与效率因素，搬运线上的各项操作程序之间要保证短距离，物流和人员的流动也要保持经济距离，从而可以大大节省物流时间和成本。在汽车零部件加工过程中，通过不断优化加工流程，保证整个加工过程合理有序，不会发生混乱。（3）直线前进原则。汽车工厂冲压车间要求机器上安排操作的流程按照材料加工或装配过程的顺序进行，避免迂回和倒流，尽量按直线型流水布置。（4）充分利用空间和场地原则。冲压车间内场地有限，人员、设备和物料较多，在加工过程中要尽可能物尽其用、节约用地。（5）生产均衡原则。维持各种设备和工位生产的均匀进行，必要时设置缓冲区以协调各个工位。（6）尽量简化搬运作业，减少搬运环节原则。在汽车工厂冲压车间内，汽车加工生产用的物料搬运要使用专门的设备和容器，按照科学的操作方法进行作业，让整个物料运输过程尽量简化和高效，提高系统的物流可靠性。
1.2主要生产设备的选型
在选择车身冲压车间设备时应遵循以下原则：(1)在汽车工厂冲压车间内使用的设备要符合国家环保和节能要求，要有正规的进货渠道。防止劣质设备进入车间导致加工过程出现差错。(2)所选用的设备应结构合理，操作起来也比较方便，技术工艺上比较成熟和合理，尤其是安全性能要达标，避免给汽车零部件或者操作人员带来伤害。(3)在设备选型上要符合企业实际情况，并充分考虑企业的长远发展状况，不能过于超前选择那些十分先进却并不实用的设备，也不能选用那些目前可以满足使用，但很快就会淘汰的设备，看似节省了成本，实则给企业带来巨大经济负担。目前，汽车工厂冲压车间中主要的设备主要有：(1)开卷落料设备。开卷落料线是一种常用于汽车行业表面覆盖件卷板的开卷、清洗涂油、校平、落料和码垛的板材加工设备，其功能是向冲压线提供料片，目前在发达国家的汽车制造厂中已普遍采用。（2）冲压线设备。1）板料拆垛系统是完成板料自动上线中的重要部分，一套完整的冲压自动化拆垛系统主要由两个部分组成：一是垛料机，垛料机有两台，两台之间形成联动设计，当其中一台没有料时，系统可以自动的切换到另一台继续工作，保证了工作效率。二是移载机。移载机的主要功能是物料的运输，垛料机作业完毕后系统将物料送到输送带上，然后穿过清洗机、涂油机送到达对。2）清洗、涂油系统，板料运输至清洗机，要经过多道清洗工序，将板料表面上的杂质清除干净。然后进行涂油处理，形成表面一层油膜，油膜对于防止板料被腐蚀具有重要作用，而且也可以大大延长材料的使用寿命。3）压力机设备。压力器是汽车工厂冲压车间最关键的设备，在节能降耗的大环境下，汽车工厂冲压车间大多使用机械压力机。尽管与油压机相比，机械压力机的制造成本要高不少，但同时其生产节拍也是油压机的两倍左右。而且从长远看，机械压力机的生产能耗和后期的维修养护成本都比较低，因此是车身冲压车间不错的选择。
1.3土建设计
汽车冲压车间荷载较大，因此对土建的设计要求比较高。（1）车间规模设计。汽车冲压车间的规模根据压机的形式来具体设计，一般而言，冲压车间压机有三种三模形式，分别是左右、前面以及侧面上模，这三种形式比较起来，前面上模对车间面积要求最小，一些跨度在15m或以上的厂房都满足生产要求。侧上模比前面上模所需要的车间面积稍大，一般21m或以上的厂房也都满足要求。左右上模所需要车间面积最大，而且这种压机形式也是目前汽车冲压车间最常见的形式，一般要求车间跨度在24m以上，不然铲车运输起来就不方便。车间的长度也是根据压机形式进行设计，一般全自动冲压生产区域所需长度为60m。车间的高度设计中，除了考虑压机的形式外，还要充分考虑行车高度。（2）压机基础。冲压车间内自动化压机线的基础是一项非常重要的土建内容，其形式有独立基础、条形基础、地下室基础三种形式。独立基础为压机线上的每台压机均独立设基础，压机之间不连通，因此每台压机的废料都是独自运输处理，尽管这种形式成本较低，但对物流带来不利的影响，最终也会增加成本支出，因此逐渐被淘汰掉；条形基础是将每台压机基础贯通布置，并在基础内设废料输送和收集废料，由于这一形式使废料物流与生产物流完全分开，故目前较常用；地下室基础使压机基础成为一个大空间，除布置压机设备、废料输送线外还可布置公配设施及部分维修区域，使车间使用面积大大增加，但由于造价过高，目前使用也不多。
2结语
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