本田e 是2019年的一款電動車型。該款電動車型采用了水冷式35.5 kW·h 鋰離子大容量電池,用戶可使用Type 2 AC 連接器或CCS2 DC 快充設備為其充電。這種水冷、快速充電的電池能在30 min內充電80%,續航里程在200 km 以上。
該款電動車將質心下移,重力配比為50∶50。低質心實現了理想的操控能力、穩定性,帶來了理想的駕駛動態性。此外,高扭矩電動機采用后輪驅動設計。4 個車輪分別擁有獨立的懸架,在各種駕駛條件下,其穩定性均得到了提升,使得駕駛更為順暢,操控的響應性更佳。
美國馬里蘭大學計算機科學家采用了一種新型的計算機“記憶”,有望推動自動駕駛機器人和自動駕駛汽車技術發展,甚至推動整個人工智能的發展。
人類的感覺系統和運動系統是統一的,而機器人和無人機等系統的攝像頭和運動是獨立的系統,有獨立的數據流。如果能夠將此類數據結合,機器人和無人機就能夠創造自己的“記憶”,并能更有效地學習以模仿主動感知。
研究人員使用了DAVIS 240b DVS(動態視覺傳感器)和高通公司的Flight Proboard。前者只會對場景中的變化做出反應,類似于人類眼睛中的神經元只在感受到光線變化時才會發出信號,而后者安裝在一個四軸無人機上。同時,使用一種稱為多維二進制向量(HBV)的數據表現形式,無人機攝像頭的信息和無人機速度信息被存儲在相同的數據記錄中。然后,卷積神經網絡(CNN)只有DVS 的視覺記錄可作為參考,記住無人機采取的動作。相比于2 個分開的數據流,該試驗的原理是可以讓機器人或自動駕駛汽車基于輸入的感知數據預測未來采取的動作,并提前思考好下一步的動作。
寶馬正在研發下一代自適應巡航控制系統,名為城市交通燈識別系統(Urban Traffic Light Recognition)。一次速度為30 km/h 的試駕顯示,在交通燈從綠色變為黃色時,汽車雷達探測道路信號,并在數字儀表盤上顯示交通燈圖像,然后駕駛員無需觸碰制動踏板,該車就開始減速,并在交通燈前停下。
但是,如果汽車是停在交通燈前方的第1 輛車,該系統在綠燈亮起時,并不會自動重新啟動,除非車主利用油門踏板讓車前進,或者按下轉向盤上的“繼續行駛”按鈕;如果汽車不是停在交通燈前方的第1 輛車,在“領頭車”開走后,該系統會重新啟動。寶馬表示,目前,該技術只能以80 km/h 的速度運行,仍處于開發階段。
俄羅斯科學家為金屬離子電池設計出一種新型聚合物陰極材料。其不但具有高放電潛力、良好的循環穩定性,可在高充放電率下運行,而且能夠提供更高的能量密度,電池充放電時電量高達200 C,只需18 s 可完全完成充放電。
除了用于鋰電池,研究人員還使用相同的材料合成了鈉離子電池和鉀離子電池。研究結果證實了有機化合物做超快金屬離子電池陰極的巨大潛力。今后,該項目可能會研發出容量和能量密度更高、電流密度更高的新一代電池材料,用于電動汽車市場。
特斯拉公司(Tesla)目前正在研發一種既柔軟又耐用的新型面料,以讓電動汽車座椅的使用壽命更長。
目前高檔汽車面料不夠耐用,還不能承受反復應力,而一些耐用的面料摸起來又不柔軟。特斯拉發明的承重面料架構不僅具有柔軟觸感,而且可以承受施加在其上的各種負荷。該支撐系統包括連接到軟表面材料的一個框架和結構表面材料,而且部分軟表面材料包裹了該支撐系統,結構表面材料也連接到框架之上。該支撐系統為施加在軟表面材料的負荷提供支撐,在施加負荷時,軟表面材料會下沉,使結構表面材料與負荷接觸。由于該承重面料架構的柔軟表面材料由羊毛制成,因而觸感柔軟。此外,紗線等結構表面材料可讓該面料能夠承受各種負荷。
在電動汽車研發中,電池熱管理對汽車的續航里程以及電池的使用壽命都至關重要,也是實現快速充電的必要條件。目前開發的趨勢是液冷法,該方法的主要挑戰是在電池和散熱器之間如何建立最佳的熱連接。
奧地利技術公司Miba 已經研發出一種適用于電動汽車的冷卻系統FLEXcooler,其具有非常靈活的形狀,可適用于任何電池,為電池組的設計開辟了新道路。該系統將電池與其緊密連接在一起,既可吸熱又可散熱。該新系統不需要填充電池和冷卻系統之間空隙的填充物。此外,Miba FLEXcooler 還非常輕,能夠用于菱形電池、圓柱形電池和電池包。
日本在氫能源領域的專利數量位居世界前列,并且在不斷努力完善氫能源產業鏈。豐田的氫燃料電池車MIRAI 能把液態氫轉化為電能,排出的是無害的水,甚至可以達到飲用標準。豐田公司還為日本大型連鎖便利店7-11 打造了專用的氫能源物流卡車。2018年,豐田已經開始在日本銷售搭載燃料電池巴士,計劃在2020年東京奧運會和殘奧會之前,投入100 輛氫燃料巴士為奧運會服務。
目前日本國內道路上行駛的氫汽車超過4 000 輛,加氫站數量也有100 多個,加氫站幾乎和普通加油站一樣,工作人員只需通過一個輸送管道,就可以輕松將氫氣加注到車內,約3 min 就可加滿5 kg 的氫氣燃料,而加滿1 箱的價格大概在400 元人民幣,能夠行駛約600 km。
在G20 大阪峰會上,日本政府明確了具體目標:到2025年,將有20 萬輛燃料電池汽車上路行駛,到2030年,則達到80 萬輛,燃料補給網絡包括900 個加氫站。
現代汽車集團研發了連續可變氣門正時技術(CVVD)。該技術可根據行駛工況,對氣門的開關持續時間進行調節,從而可將發動機性能提升4%,燃油效率提升5%,此外還將尾氣排放減少了12%。
CVVD 技術能夠控制氣門打開的時間,從而將可變氣門控制技術提升到新高度。如果車輛保持恒定的車速,而且只需要發動機輸出較小能量時,CVVD 技術可將吸氣氣門的開啟時間持續至壓縮沖程的中后期,可通過減少因壓縮造成的阻力,提升燃油效率。另一方面,當發動機輸出能量高時,例如汽車以高速行駛時,進氣門在壓縮沖程初期將保持關閉,以最大限度地增加爆炸所需使用的空氣量,從而提升發動機的扭矩,改善車輛加速性能。
卡內基梅隆大學的研究人員研發出一種半液態鋰金屬陽極。利用此種新型電極制成的鋰電池將具有更高的容量,也更加安全。
研究人員創造出一種雙導電聚合物/碳基復合材料,鋰微粒在其上面可均勻分布。該碳基復合材料能夠在室溫下保持流動,從而可與固體電解質進行足夠的接觸。與使用固體電解質和傳統鋰箔陽極制成的電池相比,通過將半液態金屬陽極與石榴石固體陶瓷電解質結合,能夠使此類電池的能量密度高出10 倍,從而也使此類電池比傳統電池的生命循環周期更長。
德國科研機構提出用塑料替代電機的金屬外殼以降低電動車質量。
傳統發動機的能量轉化效率較低,僅能達到40%,而剩余的60%將以熱能的方式損耗掉,因此需要耐熱性更高的金屬作為外殼以提供保護。而電動車上的電機在能源轉化效率方面具有天生優勢,能夠達到90%甚至更高,而剩下的10%將以熱量的形式被消耗掉。這樣便使得采用高強度塑料外殼的電機成為可能。
為了解決動能轉化時產生的10%熱量對塑料外殼的影響,新電機在定子周圍采用了矩形散熱導管來實現更高效的散熱,同時也在轉子上采用類似的散熱設計,從而實現將這部分熱量的80%(甚至更高)帶走,保證電機在工作中不至于產生過高的溫度而影響塑料外殼的強度。
歐盟實施的車輛聲音警報系統(Avas)法案規定,電動汽車行駛速度達20 km/h 時,最小聲量要達56 dB,相當于電動牙刷或碎紙機的音量。法規還規定,Avas 系統的聲音應該是連續的,向其他道路使用者和行人提供車輛駕駛行為信息,例如,在音量和音調上有變化,以表示車輛是否在加速,如傳統的燃油車一樣。
為此,哈曼公司研發了自己的Avas 系統——車輛外部電子聲合成(eESS),該系統可產生一種特定的聲音,該聲音將從汽車前后揚聲器發出,車速和油門位置的傳感器可決定聲音信號的大小和特征,警告駕駛員有行人正在靠近車輛,從而降低汽車與行人和騎行人相撞的風險。
Hexagon AB 公司推出了HxGNMineProtect 輕型車操作人員警報系統(OAS-LV)。該系統可以持續檢測輕型車內操作人員的清醒狀態,防止因駕駛員打瞌睡,引發撞車或其他交通事故。
OAS-LV 解決方案易于安裝在車內,可以掃描車輛操作人員的面部,以檢測任何疲勞或分心的跡象,例如檢測操作人員是否陷入了微睡眠狀態。機器學習算法將利用此類面部特征分析數據,以決定是否應該觸發警報。無論是在光亮還是黑暗的條件下,OAS-LV 都可通過驗光眼鏡和/或太陽眼鏡進行工作。
該車內硬件一直保持互聯,車輛數據能夠傳輸至云或者現場監控中心,從而可實時通知管理人員和控制器進行干預。
燃料電池的工作原理是將存儲在氫原子中的能量直接轉化為電能,這其中的最佳催化劑都是鉑族貴金屬。鉑族貴金屬可快速、高效催化化學反應,提取氫氣,還能夠承受此類反應所需的苛刻的酸性條件,然而鉑既稀少又很昂貴。
美國普林斯頓大學的研究人員發現,氫氧化鉿是一種很好的替代品,利用氮等離子體(等離子體是一種電離氣體,可在熒光燈和太陽中找到的一種物質狀態)進行處理,可以將氮原子吸入該材料。用氮等離子體處理氧化鉿會形成一層薄膜材料,此薄膜可以作為一種高活性催化劑,在強酸條件下也可存活。雖然此種以鉿為基礎的薄膜的效率只有鉑的2/3,但是成本卻僅為鉑材料的1/5。
恩智浦半導體公司(NXP)宣布推出超寬帶測距(UWB)技術,該技術可應用于移動、汽車、物聯網(IoT)和工業領域,可安全地進行測距并且精確傳感。
與現有無線技術(如Wi-Fi、藍牙和GPS)相比,新一代的UWB 技術是重大進步,其優點包括:1)在具挑戰性的環境中,與現有的無線技術相比,UWB 技術更高的帶寬通道可提供更高的瞬時精度,精度可達厘米級;2)UWB 通過對飛行時間進行有效計算,可支持延遲敏感的應用程序,如訪問應用、游戲和增強現實(AR)應用;3)UWB 為汽車密鑰卡新增了一個安全級別,可通過區分真實信號和中繼/欺騙信號來防止中繼攻擊。
恩智浦的UWB 技術建立在其新興的互聯產品組合的基礎上,在NFC(近場通信技術)和5G 射頻電源領域處于領先地位。
Innovusion 公司宣布其獵豹(Cheetah)系統已經上市。該系統基于其創新旋轉多邊形光學結構,融合專有的探測器電子設備、先進的光學設備和成熟的軟件算法,提供了一個在距離和分辨率方面優勢極強的激光雷達系統。
該系統具有智能架構、流線型光學設計以及一體化的光學路徑,因而可快速生產出來,且可整合至汽車生產中,此外成本還很低。該激光雷達系統對具10%反射率的物體探測范圍為200 m,且可清晰探測280 m 開外的物體,為汽車爭取更多的反應時間,以確定最佳行動方針,實現最優性能。該系統能夠垂直和水平掃描整個視野范圍,因而能夠提供像照片一樣的圖像。一個特別密集的點云指代一個物體,因而不會遺漏視野內的重要物體,從而可讓車輛的安全性達到最高。
韓國研究人員研發出一種技術,可以制作用于電動汽車的全固態二次電池。而且此類電池結構可以大大減小電池組的體積,同時消除電池爆炸或起火的風險。即使在空氣中使用剪刀切割該電池,該電池也不會起火或爆炸。
新電池的結構是將單個電池堆內的多個電池連接在一起,從而實現高電壓電池。此外,研究人員還將正負極的電解質從液體變成了固體。研究人員使用Garnett LLZO(鋰、鑭、鋯和氧)材料,制成了高強度的復合電解質片,該材料是氧化物系統中效率最高的材料,具有良好的安全性。
汽車領域的ADAS 和自動駕駛發展迅速,刺激了人們對防撞和車道輔助等功能(可降低事故風險)的需求。因此,研發車載半導體時需要考慮到,在故障發生時如何確保功能安全(自動防故障),同時考慮到自診斷和其他功能。
日本羅姆半導體公司(ROHM)宣布推出一款電源監控集成電路(IC)“BD39040MUF-C”,該 IC 內置自我診斷功能(BIST),可支持功能安全,適用于電動助力轉向系統、自動駕駛汽車和ADAS(高級駕駛輔助系統)的傳感器和攝像頭等需要防故障措施的車載應用電源系統。其利用原先的技術,能夠在不影響現有系統的情況下檢測電壓IC 本身存在的潛在故障。此外,此類功能都集成在一個3 mm 的正方形包裝中,非常適合用于要求高度小型化的ADAS 應用。
輕量化設計是實現真正高效電動汽車的先決條件。到2030年,汽車輕量化部件的比例必須從30%上升至70%,以抵消因電動驅動系統和電動機增加的質量。而天然纖維增強塑料就是解決方案,植物纖維作為有機復合材料的組成部分,可制成可持續性的輕量化車身部件。此外,有機復合材料在工業加工和汽車應用方面還具備其他優勢,其自然生長的結構還使其具備聲學阻尼特性,可減少車輛碰撞發生時車身破裂的風險。
保時捷新款卡曼的質量只有1 320 kg,原因在于其在車門上采用了有機復合材料而不是鋼,因而質量減輕了60%。該材料具有很高的抗拉強度,特別細、均勻、可折疊,容易組成任何零部件形狀,即使與傳統生產的部件相結合,也可以輕松生產出具精確尺寸的部件,能夠便于加工且保證生產質量。
采埃孚在全球技術日上展示了全新的電動乘用車2 擋變速器,它集成了先進的電機、換擋元件和相應的功率電子。采用新型2 擋變速器的車輛能耗將顯著降低,與單擋變速器相比,續航里程增加多達5%;在70 km/h 的速度下可進行換擋。新型2 擋變速器可根據客戶需求連接到車輛CAN 通信,也可以通過連接數字地圖和GPS 實現換擋功能。其緊湊型設計也滿足了緊湊型乘用車的裝配要求。
新型2 擋變速器為汽車制造商提供了2 種提高能量轉化效率的選擇。整車廠可以選擇在延長蓄電池續航里程的同時保持蓄電池尺寸不變,也可以選擇使用更小的蓄電池。系統采用模塊化設計,通過后期調校和升級,可搭載于跑車和高性能車上。
FCA 公司宣布推出新型車載商務平臺Uconnect Market,該平臺可讓顧客舒適地坐在車內,訂購食物以及找到最近的加油站等。
該平臺包括以下服務:1)錢包:設置Uconnect Market 賬戶時,車主可輸入一張信用卡,在與Uconnect Market 有合作關系的商戶處使用;2)服務:顧客可訪問全國的Mopar 服務,能夠定位經過認證的Mopar 服務中心并預約服務;3)燃油:用戶能夠查看附近的加油站目錄,并使用殼牌Pay & Save 項目在殼牌合作加油站授權支付加油費;4)食物:該平臺使用Yelp 按類別展示附近餐廳目錄,用戶可在合作餐廳預訂位子;5)停車:通過ParkWhiz,用戶可找到全北美上千家停車場,并且預訂停車位、支付停車費。