捷豹路虎全面改進大型轎車“Jaguar XF”,該車車身大量采用鋁合金,雖然縮短了車長,但加長了軸距,確保了寬敞的車內空間。
為實現輕量化,白車身的表面積中約75%采用了鋁合金。主要采用Al-Mg-Si類6000系合金。采用這種合金的部位除了前柱、中柱、側梁和車頂縱梁等車身骨架外,還有汽車前后的緩沖區。而儀表板背面的橫梁和發動機罩防撞梁部位采用了振動吸收性比鋁合金出色的鎂合金。
前后4個車門、行李艙蓋和后車體下部等采用鋼板。行李艙蓋和后車體下部采用鋼板是為了增加汽車后部的質量,使前后的質量比達到50∶50。另外,為了在發生側面碰撞時保護乘員,中柱和車門的強化材料采用了高張力鋼板。通過這樣區別使用鋁合金和鋼板,新款XF比上一代車型的質量減輕190 kg,而且車身的抗扭剛性提高了28%。
寶馬i8插電式混合動力跑車的諧振腔采用杜邦Zytel PLUS 95G35玻璃纖維增強材料制成,將典型的高頻進氣聲音降低到較低水平,從而提高駕駛體驗。
Zytel PLUS是一種高性能聚酰胺,經杜邦專有的盾構技術(SHIELD)制作而成,具有卓越的長期耐高溫性和耐腐蝕流體性,適用于發動機蓋。
寶馬i8的諧振器因其本身的功能性,體積相對較大,但經過壁厚的優化設計以及采用高剛度、高強度等級的Zytel PLUS,質量只有1.5 kg。由于采用Zytel PLUS,諧振器可長時間承受-40~190℃的工作溫度以及發動機熱氣體和液體環境。
美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)和高速公路安全保險協會(IIHS)宣布,占美國汽車市場份額99%以上的20家汽車制造商已同意在2022年9月1日讓自動緊急制動(AEB)成為標配。
自動剎車系統內建前瞻性的傳感器,在偵測到汽車與前方行人、汽車或其他物體有發生碰撞可能性的時候,即使駕駛員不采取任何行動,也會自動減緩或停止汽車。
值得注意的是,此次宣布是嚴格意義上的協議,而不是一個規則。NHTSA表示,該協議將比規則等更加正式的監管程序更好,讓自動剎車系統可以提早3年得到普及。汽車制造商從奧迪到特斯拉都已經簽署該協議。NHTSA也指定《消費者報告》來監督汽車廠商實施自動剎車系統的進度和其他問題。
歐特克日本公司推出了3D-CAD“Autodesk Inventor”的新版本“Autodesk Inventor 2017”。除了用于實現部件輕量化的形狀生成功能“形狀發生器”之外,還強化了參考CAD數據交換用標準規格“STEP(ISO 10303)”的數據來推進設計作業的功能,以及以3D PDF形式輸出設計結果的功能等。
形狀發生器功能可將現有部件的形狀數據等作為初始形狀,通過去掉應力較小的部分等方法,在確保強度等的情況下實現部件的輕量化。用戶可指定安裝孔的位置等不需要更改的部分,以及與鄰近部件的邊界等不能超出界限的部分,還能進一步定義對部件施加的負載。用戶指定部件的輕量化比例等目標值之后,軟件會自動生成符合條件的形狀。
電信行業已經開始計劃把蜂窩網絡從4G升級到5G,汽車產業將從中獲得巨大好處。Tier 1s標準加入了第5代無線通信技術,促進著自動駕駛技術的發展,從而幫助提高了行車安全性。
2016年世界通信大會的焦點話題就是,2020年左右5G通信技術將推向市場,互聯汽車成為這次活動重要的展示品。LG電子和因特爾集團合作把5G技術引入了車輛中,愛立信和吉利汽車聯合推出互聯汽車服務,并且逐步推出基于5G通信網絡的自動駕駛汽車功能。全世界都在關注著通信技術升級到5G的進程,歐盟委員會和2013年成立的公私合作財團強調,5G通信技術能夠提高行車安全性,相關設備將改變互聯技術的地位。
英國DSD公司與比利時國際化工企業Solvay正合作開發一款基于塑料復合材料的變速箱殼體,來提高未來純電力驅動汽車的平順性(NVH)表現。
DSD解釋道,用塑料復合材料代替傳統的金屬鑄件,變速箱的質量將出現明顯降低。如果常規乘用車的傳動系統全面應用復合材料,各種殼體質量能夠最多減少45%。保證汽車平順性的前提下,質量可以降低25%左右;每次齒輪嚙合傳動過程中,動能損耗也將下降0.5%。
利用塑料變速箱殼體固有阻尼的特性,有助于得到更低的駕駛室噪聲等級。電動汽車的動力系統溫度要低于普通內燃機汽車,因此使用溫度極限120℃左右的復合材料又有著非常大的成本優勢。現在市面上常見的電動汽車尺寸絕大多數都小于傳統內燃機汽車,使得制造工藝從原型產品移植到量產車型變得更加方便。
日本京濱公司宣布其面向燃料電池車(FCV)生產的高壓供氫閥達到了聯合國標準——國際高壓氫氣汽車燃料裝置用附屬品技術標準(GTR No.13)。該標準對FCV的安全性能及高壓儲氫容器的相關要求等做出了規定。對充填壓力為70 MPa的FCV用儲氫罐做出的性能要求是,在最高溫度為85℃的條件下,可以充填最大壓力為87.5 MPa的高壓氫氣。而且,儲氫罐還必須具備較高的氣密性,在-40~80℃的溫度條件下,當充填壓力達到最高105 MPa時,能夠防止氫氣泄露。京濱利用該公司在開發天然氣車時培育的密封技術達到了這一要求。
杜邦推出一款新型熱傳導性樹脂“DuPont?Zytel?TC”,用于制造飛利浦生產的通用型GU10雙引腳連接器LED燈泡。
DuPont?Zytel?TC是針對LED照明器材的特定需求量身定做,能大幅降低LED燈泡的工作溫度。與傳統的工程塑料相比,溫度降幅可達3~10℃,從而大大延長了燈泡的使用壽命。同時,新型樹脂的擊穿電壓高達7 kV,電絕緣性能夠達到相關安全標準的要求,確保了產品在使用過程中的安全性。
除了性能優勢,新型樹脂還將給飛利浦照明帶來的優勢有:1)使用新型樹脂可以省去傳統方法必須經過的金屬壓鑄和包覆成型2個復雜而又昂貴的工序,減重可達15%,總成本降低30%。同時還能最大限度地發揮注塑成型工序的生產效率優勢,降低產量損失。2)新型樹脂制成的燈泡外殼使其表面呈現出白色陶瓷般自然柔和的質感,非常適用于LED的照明。
為了應對汽車工業對可長期承受渦輪增壓發動機高溫環境和腐蝕性氣體的材料的需求,杜邦推出了Zytel?LCBM6301和Hytrel?HTR8797 2款新產品。
Zytel?LCBM6301是一種長鏈吹塑PA612-HI聚酰胺樹脂。與其他專門用于制造吹塑空氣管路的柔性PA6-F和PA6/66-HI聚酰胺解決方案相比,Zytel?LCBM6301 PA612-HI對廢氣循環系統和酸性氣體的耐酸性更強。在100℃,1 mol/L的乙酸中老化96 h后,其性能(斷裂伸長率和50%應變時的應力)保留率明顯更高,而沒有任何表面起泡現象。Hytrel?HTR8797 TPC-ET是一種柔性吹塑成型樹脂。與專門用于冷端吹塑汽車空氣管路應用的Hytrel?系列產品相比,其在熱空氣箱130~150℃的環境溫度下的抗熱老化能力增強了1倍多。在基于現有設備的吹塑成型加工方面,2款產品均易于加工、無增塑劑、可回收率高達50%,而且不會影響最終性能和生產率。此外,2種產品的應用使一個集成的部件取代原來的多個金屬、橡膠及塑料部件成為可能,從而增加了汽車輕量化的機會。
本田新款燃料電池車(FCV)“CLARITY FUEL CELL”的后保險杠部件采用了積層型GFRP(玻璃纖維強化樹脂),與采用鋼板部件時相比,質量減輕了50%。GFRP的母材,即浸透在玻璃纖維中的基體樹脂,采用的是聚酰胺(PA)樹脂。玻璃纖維片采用長纖維和短纖維玻璃纖維片,多層層積而成。在模具內重疊各片材,使其含浸PA樹脂,從而成型。以前采用鋼板的方法則必須經過沖壓、焊接及涂裝等多道工序,費時費力。
2003年豐田汽車公司引入了公用虛擬人類模型軟件THUMS,現在發展成為常見的車輛駕乘人員安全性模擬工具。它通過有限元物理框架構建出人體的軟硬組織,仿真出人類的各個細節特征,整個模型含有200萬個基本模塊。
THUMS軟件系統能夠模擬3種不同的人群:寬大體型的男性、中等身材的男性、嬌小的女性;另外2種人群——孩童和老年女性由CHARM 10軟件進行仿真。CHARM 10和THUMS的技術理論基本上是相同的,但是需要特殊模型來定義兒童和老年人,因為他們的人體工程學特性和身體組織屬性與普通成年人還是存在很大差異。
人體模型細節的可拓展性有助于工程師更好地調整安全氣囊、座椅安全帶和被動安全系統,使其適應更多的體型狀況。THUMS第5代產品即將上市,可以更準確地模擬駕乘人員的身體姿態和肌肉狀態,通過更細致地分析碰撞后損傷來評估設備的安全可靠性。
UCL大學的研究人員推出了一種“智能”玻璃解決方案,可適用于汽車車窗。這種玻璃將納米結構與感溫變色涂層相結合,帶來一種能夠實現自動清潔的高性能智能窗戶。
新型玻璃上的納米結構具有像鉛筆尖一樣的圓錐形設計,可以存儲空氣,從而在很大程度上減少液體與玻璃表面的接觸。為了達到節能效果,玻璃表面還涂了一層5~10 nm厚的二氧化釩(一種便宜豐富的材料)薄膜,這可以減少熱損耗,并在炎熱天氣中減少射入車內的太陽輻射。這種納米結構還具有防眩光的屬性,新型玻璃可將室內反射光線控制在5%之內,而其他二氧化釩膜節能窗戶的平均表現為20%~30%。
羅姆LSI商品開發本部車載戰略部部長表示“車載SiC(碳化硅)模塊在全球的采用已經開始”,言明了新一代功率電子技術的動向。
車載SiC模塊的實用化,在日本已經上市的插電式混合動力車(PHEV)的車載充電器上取得了進展:配備在了快速充電用逆變器上。PHEV需要配備發動機、驅動電機、電池及車載充電器等,追加部件較多,采用車載SiC模塊的最大理由是,PHEV與發動機車相比,配備空間有限。SiC模塊與以往的Si(硅)IGBT模塊相比,可將開關損失降至30%,因此能削減尺寸。
車載SiC模塊注定是要配備于驅動電機的逆變器,但周邊部件的耐熱和耐壓性能等同樣需要提高,其作為驅動電機用逆變器將于2020年初實現實用化。汽車廠商的方針是,從負載相對較低的車載充電器開始采用,以逐步將SiC模塊配備于汽車。
荷蘭皇家帝斯曼集團推出一種基于Stanyl聚酰胺46的新型高性能材料“Stanyl HGR1”,可減小汽車發動機正時系統摩擦力矩,為整車制造企業提供物超所值的降低能耗工具。
帝斯曼業務發展經理表示:“正時鏈接觸表面材質采用Stanyl HGR1后,較之PA66,摩擦力矩可減少0.65 N·m,這相當于行駛過程中每升燃料續航里程增加超過0.4 km,大幅改善了發動機的油耗。同PA66相比,StanylHGR1將 650~1800r/min的發動機臨界轉速范圍內摩擦力矩降低了10%。”
豐田公司與美國克萊姆森大學國際汽車研究所共同制作出了面向年輕人的EV概念車“uBox”,瞄準的用戶是平時將汽車用作工作代步工具兼移動辦公室,周末用于休閑娛樂的年輕企業家。
該車采用了即使在靜止狀態下也感覺汽車在行駛的動感十足的強有力的外觀造型。采用拉擠成型技術,將碳纖維復合材料制成的導軌與鋁合金接合在一起,用于支撐玻璃車頂。
車內方面,為了方便搬運大件行李、容易開展各種商務工作而降低了地板高度,并采用可拆卸、可滑動的座椅,能夠改變車內布局。送風口、儀表板的表面及門飾條均可通過3D打印技術定制。
由于uBox是電動汽車,車內和車身外側均設有110 V電源插座,可以使用PC、家電及電動工具等。
日本Thanko公司開始銷售與該公司的困倦警告裝置組合使用的振動坐墊“Eye Catch碰撞預警振動坐墊”。通過警告裝置發出的聲音和坐墊的振動來增強防打盹功能。
與之組合使用的是“帶GPS的Eye Catch碰撞預警裝置(防打盹裝置)”,該裝置通過紅外線進行面部識別及瞳孔檢測,除了根據眼瞼的開合檢測駕駛員是否在打盹以外,還可在檢測到駕駛員的注意力不集中時發出警告。能通過GPS檢測車速,設置為低速時不發出警告等。還能與自動車輛定位系統(AVL)聯動,用于出租車、卡車及公交車等商用車輛。
越來越多的乘用車廠商考慮將駕駛員監測系統(簡稱DM)融入未來的車內系統。
DM是一種基于人體生理反應特征的駕駛員疲勞監測預警系統。系統中的直接檢測是基于圖像識別和觸控傳感技術展開的,該檢測系統通過方向盤內集成的傳感器將駕駛員的面部細節以及心臟、腦電等部位的數據進行收集,再根據這些部位數據變化判斷駕駛員是否處于疲勞狀態;而間接檢測是針對駕駛員駕車行為進行分析,即通過記錄和解析駕駛員轉動方向盤、踩剎車等行為特征,判別駕駛員是否疲勞。
目前市場上的DM系統很難將測量準確性和裝配成本這兩者之間進行平衡,所以現階段基于圖像技術的DM系統是最優的選擇。未來DM系統將共享車聯網的數據,并且與ADAS系統整合在一起,為駕駛員以及車輛提供更加安全的行駛條件。
尤尼吉可(UNITIKA)開發出了可兼顧輕量化和外觀品質的射出發泡聚酰胺(PA)樹脂“Foamilon”。主要用于同時要求輕量性和高外觀品質的汽車用構件,如發動機罩下護板用構件以及濾油器等。
新型樹脂具備可射出發泡成型的黏度、結晶性及流動性,并且不受化學發泡及物理發泡等氣體種類以及短射發泡及退芯發泡等發泡方法的限制,可滿足多種工藝方法的要求。如果組合使用模具控制(退芯)和化學發泡工藝,還可實現2倍發泡。
與使用按質量比例添加15%玻璃纖維進行強化的PA成型的無發泡品相比,新型樹脂的發泡成型品要輕20%,而且性能和外觀品質可達到同等以上水平。其中,彎曲彈性模量尤為出色,可同時實現輕量化和高剛性。另外,由于還提高了隔熱性及隔聲性,并消除了縮痕及曲翹,因此還可用于摩托車、體育用品及電動工具。
作為新一代汽車發動機技術,燃料改質受到越來越高的關注。其可能成為支撐汽車發動機未來發展的重要技術。燃料改質發動機是利用改質用催化劑使汽油燃料與尾氣發生反應來生成氫,然后將氫輸送到吸氣側提高燃燒速度。各公司之所以關注燃料改質發動機是因為能夠以較低成本大幅提高燃效性能。日產在使用單缸發動機的試驗中使熱效率大幅提高約6%。
燃料改質的成本并非很高,只需要在使尾氣通向吸氣側的管路(EGR通路)的中途,設置由催化劑和燃料噴射裝置構成的改質器即可。改質用催化劑與汽油發動機上常見的尾氣后處理裝置(三元催化器)相似。主要成分為銠,系從三元催化劑中去掉了鉑和鈀。制造方法與三元催化劑基本相同。雖然要視排量及貴金屬價格而定,但排量為1~2 L的發動機,加上催化劑和燃料噴射裝置,成本目標可在1萬日元以下。
日本豐橋技術科學大學成功進行了電動汽車(EV)的無線傳輸電力室外行駛試驗,在埋入了電力傳輸金屬板的“電氣化道路”上演示了為以10 km/h左右速度行駛的單座EV充電。
豐橋技術科學大學公開的行駛中充電系統的特點是,試驗采用的單座EV沒有配備作為動力源的2次電池。研究小組利用稱為電場耦合方式的技術,自主研發了經由輪胎傳輸電力的方法。在道路上鋪設金屬板,使之與輪胎中的鋼帶間形成電容器,并通入位移電流(高頻電流)來傳輸電力。