福特(Ford)正在測試一種交流方法,使用燈光指示汽車正在做什么以及接下來要做什么,未來將幫助自動駕駛汽車與其他道路使用者進行交流。
該方法主要測試安裝在車頂的燈條的反應,該燈條會閃爍白色、紫色和藍綠色的燈光,指示該汽車何時行駛、即將駛向的地圖以及提示其他人或車讓路。
通過測試發現,藍綠色比白色更引人注意,而且相對于紫色,更不易與紅色混淆,也成為了人們更喜愛的顏色。此外,人們對此類信號燈也非常接受和信任,為研究人員進一步研發和改善視覺語言提供了基礎。
提升鋰硫電池技術或許是推動電動車大規模應用的核心因素。英國克蘭菲爾德大學作為安全道路電氣化用鋰硫電池(LISA)項目的合作方,旨在研發高能量(密度)、安全的電動車車載鋰硫電池。其采用混合型固態不易燃電解質,并整合到車用級電池中。
相較于常見的鋰離子電池,鋰硫電池的質量輕了一半,大幅減輕電動車質量,而且鋰硫電池的能量密度更高。該技術不含重要原材料及有毒部件,對環境的危害性較小,可利用綠色、低能耗工藝實現量產,有助于提升電動車的續航里程及電池的健康狀態。
日本三菱電機公司宣布,通過使用其用于智能移動出行的Maisart 專有緊湊人工智能(AI)技術,已經為汽車研發出一個智能自然的人機界面(HMI)。其提供的智能通知和自然導航功能將使駕駛更安全、更便利。
智能通知功能結合了三菱電機Maisart 圖像識別技術,以及車載視頻攝像頭的信息,以識別位于駕駛員視線之外的潛在危險物體。駕駛員所面對方向的物體由駕駛員監控系統(DMS)識別,該系統通過比較移動物體的方向以及駕駛員面向的方向,估算出駕駛員的盲點,并在此基礎上通過顯示器和警報器向駕駛員發送警告。經過測試,該系統在探測物體和吸引駕駛員注意力方面特別有效。
自然導航功能可讓駕駛員以對話方式,口頭詢問有關路線的問題,而無需按下按鈕或是說出激活詞。該系統使用DMS 和一列麥克風檢測到駕駛員何時張嘴,并能理解駕駛員語音提示,還能區分駕駛員想向導航系統提出的問題,以及其他乘員無關的對話。駕駛員可以以高度自然的方式,與該系統進行對話,以提供和接收信息。
燃料電池的發展受到價格高昂、壽命短的鉑催化劑的阻礙。鉑催化劑會驅動質子交換膜汽車燃料電池內的核心反應,從而產生水。碳氫燃燒中產生的CO 會在催化劑上積聚,從而減緩燃料電池的反應,最終會讓電池失效。
中國科技大學(USTC)的研究人員已經找到一種方法,可以保護鉑催化劑免受無處不在的CO 的污染。他們設計了含有氧化鐵的鉑粒子催化劑,可選擇性地將CO 轉化為無害的CO2,迅速燃燒掉氫氣中的CO,關鍵是,它還可在廣泛的溫度范圍內工作。測試結果表明,催化劑在-75~107 ℃溫度范圍工作時,其CO 的體積分數會大幅減少。研究人員希望短期內此種催化劑可以延長燃料電池汽車中昂貴的燃料電池堆的使用壽命,未來希望讓人們以“所有人都能承受”的更低價格使用低等級的氫燃料。
Gentex 推出一款可調光玻璃,其或能被用于未來的電動車型。當陽光充足時,汽車座艙內部會變熱。固定式天窗或暗色天窗可能會緩解座艙變熱的情況。但顯然,天窗獲取的熱量減少,空調及電池所需的電量也將變少。
Gentex 的可調光玻璃利用復合物制作,該設備可基于當前的光照強度,利用可調光技術,調整可調光玻璃的陽光穿透量,且其質量也低于機械式頂蓋,將有助于提升電動車的能效。由于其耗電量只有數百安培,因此,該可調光車窗不會對電池的用電造成影響。
美國堪薩斯大學的新研究或將在未來數年內提供更持久耐用的電池,該類電池可被用于消費電子產品及電動車。
如今,被廣泛使用的鋰離子電池,因存在“需經常性地充電”這種弊端,未來或許被鋰氧電池取代。鋰氧電池可提供更大的儲能容量,是極具前景的鋰電池。
鋰氧電池的問題在于其電流密度低,盡管電池的持續時間長,但可用電荷量不足。研究人員表示,鋰氧電池必須通過納米孔吸收氧氣,加快反應速度。因此,鋰氧電池的電化學性能取決于電極孔隙處的液態空氣兩相流。堪薩斯大學的研究人員旨在更好地了解電池電極的孔隙傳輸能力,確認孔隙尺寸、結構、連接性及潤濕性對其產生的影響。該研究的重心在于改善電池電極內的氧氣物質傳遞遲滯這一不利情況。
通用汽車綜合所有生產自動駕駛汽車的途徑,推出一項新專利,幾乎可以將任何普通汽車變成一輛自動駕駛汽車,而且在較舊車型上也適用。
在通用公布的示意圖中,其透露了一輛車需要4 個界面(用戶界面、轉向界面、制動界面和油門界面),汽車頂部安裝一整套傳感器,汽車后部配備中央計算機,以及汽車前部安裝雷達裝置。所有上述部件將讓汽車能夠自行駕駛,當傳感器和攝像頭捕捉并觀察到周圍情況時,上述界面會就位,以采取必要行動。此外,該專利也包括激光雷達、聲納和光電探測器的信息。
與現在在路上運行的半自動駕駛車輛不同,半自動駕駛車輛在布線、傳感器和軟件方面都存在冗余設置,而通用的專利只有制動系統等大型部件才存在冗余設置。除了有1 個正常的液壓主缸,還有第2 個主缸,并擁有自己專用的制動線。第2 個主缸能夠自行運作,并在發現駕駛員沒有駕駛熱情時,提供額外支持。如果駕駛員想重新對汽車進行控制,該專利甚至包括一個緊急停止按鈕,可立即將控制權歸還給駕駛員。
概念車通常是手工打造的,造價高昂且非常耗時。3D 打印可大幅縮短設計時間。日本設計師與MARIE 3D公司合作,共同打造了全球首款全尺寸3D 打印概念車,名為DB Project。盡管該概念車是由MASSIVit 1800 3D打印機制造的,但它看起來更像一個雕刻作品。從不同角度看,其車身外部展現了不同的外觀。
MASSIVit為大尺寸3D 打印機提供了凝膠點膠印刷(GDP)技術。該技術可利用紫外線使凝膠材料快速固化。當完全固化后,無需對這類3D 打印零部件進行后續的加工處理,其尺寸可達1 447.8 mm×1 117.6 mm×1 778 mm。該設備的軟件可將所有的3D 打印概念車型鏤空,大幅減少材料的使用量、降低制造成本并縮短生產周期。
韓國科學技術院(KAIST)的研究團隊研發了超穩定、高速率鋰硫電池,該研究團隊將多級孔氮化鈦(hi-TiN)用作硫的宿主。氮化鈦擁有較高的硫化學親和力及高電導率,可防止活性材料的溶解,為電荷傳遞提供輔助。此外,大孔隙和介孔結構的協合效應可穩定容納大量的硫,為電極滲透提供輔助。
極性無機材料的硫化學親和力高,但對于硫宿主多孔架構的管控能力有所不足。如今,該研究研發了新的合成途徑,對多孔架構無機材料的管控較為簡便,突破了上述技術限制,從而可獲得卓越的循環(充放電)穩定性及高充電速率。
鋰空氣電池尚處于技術研發中的試驗階段,該類電池的儲能容量是當前鋰離子電池的10 倍,且鋰空氣電池的質量更輕。
伊利諾伊大學芝加哥校區的研究人員研發了數款2D 材料,將該類2D 材料制作成催化劑,整合到測試用電池后,可提供更大的電荷。相較于采用傳統催化劑的鋰空氣電池,新款鋰空氣電池的儲能容量提升了10 倍。該材料或許能將電動車的續航里程提升至800 km。
日本、歐盟等約40 個國家和地區已就規定新車必須安裝避免車輛碰撞的“自動制動”系統的國際標準草案達成協議。
草案使用的對象包括乘用車、微型車及小型商用車的新車。自動制動系統通過安裝在車上的傳感器等可檢測到前方車輛和行人,根據距離及速度等,當判斷存在碰撞的危險時,則會自動制動從而減輕或避免碰撞造成的損失。
預計日本每年將有400 萬輛以上、歐盟有1 500 萬輛以上的新車安裝該系統。日本現已推進自動制動系統的普及。在歐盟區域內,隨著安裝自動制動系統被定為義務,預計每年可防止1 000 人以上因事故造成的死亡。
英國首個獨立5G智能網聯、自動駕駛車輛(CAV)基礎設施已經啟動,將幫助英國實現其無人駕駛計劃。
該試驗場提供的能力對于驗證和測試3 級(L3)~5 級(L5)自動駕駛汽車至關重要,因為L3 和L5 級自動駕駛汽車需要高速測試以及實時連接性,以將“真實世界”的結果與模擬決策進行比較。該試驗場可讓自動駕駛汽車在一個安全的環境中,使用私有的、可調諧的網絡進行測試。
開發人員能夠模擬強弱信號,了解在一個地點內,山丘和其他地形對自動駕駛汽車的影響,同時還可以訪問測試期間生成的所有數據。此外,開發人員還能使用增強現實和虛擬現實為測試車輛創建虛擬事件,從而能夠安全地測試自動駕駛汽車在復雜場景和邊緣情況內的表現。該試驗場能夠實時監控、收集和發布視頻、遠程信息、跟蹤和控制等車輛測試數據。
雖然自動駕駛技術在成像方面已取得了很多進展,但通常不具備很強大的觀察周圍角落情況的能力。
美國波士頓大學進行了一項研究,基于一個標準的數字攝像頭以及一個被稱為“計算潛望鏡”的特殊算法,無需使用高級的光學設備,即可讓自動駕駛汽車中的人工智能組件看到車輛周圍角落的情況。其工作原理類似于玩具潛望鏡,是一個由兩面一樣的鏡子或棱鏡組成的設備,其主要任務就是解讀分散的反射鏡像,可讓人看到被障礙物阻擋的物體。目前,研究人員正對該技術進行測試,希望該算法能夠用于監控危險環境,并進行導航。
韓國現代摩比斯公司試圖利用用于氫燃料純電動汽車上的氫燃料電池模塊,打造可為建筑物提供電力的氫能發電系統,可在工廠停電時,用作應急電源,也可用作季節性用電高峰時的輔助電源。
現代摩比斯將5 個汽車氫燃料電池連接起來,組成了一個發電系統,最大容量為450 kW,約合位于韓國的忠州工廠總耗電量的7%。
該氫能發電系統具有數量可調節、安全、節能、無污染和低噪聲等優點。首先,其最大優點就是能夠控制發電所需的燃料電池模塊的數量。根據所需的應急電源和輔助電源數量,可以連接盡可能多的燃料電池模塊。此外,由于氫燃料電池模塊的各個部件都具防爆設計,并且還配備了自動測氫和外部排氣系統,因此也不存在安全問題。
在惡劣天氣中傳統傳感器的探測精度會大幅下降,因為濃霧或大雨會降低電磁波和激光的透磁率以及攝像頭的能見度。日本三菱電機公司宣布已成功研發出一項感知技術,該項技術有望使自動駕駛和駕駛輔助系統即使在惡劣天氣中也能穩定地工作,非常精確地探測車輛周圍的環境。
該新技術根據各傳感器的特點,實時分析各傳感器獲取的時間序列數據,如速度、寬度、方向和距離等,從而預測受天氣影響的傳感器收集到的信息可靠性。通過選擇和整合高度可靠的信息,即使在惡劣條件下也能實現高度精確的探測。三菱電機將該技術與自動緊急制動(AEB)系統一起進行了測試,確認了即使在傳感器表現不佳的惡劣天氣下,AEB 系統也可實現安全緊急制動。
奔馳研發部門正在研究如何利用量子計算機發現未來10年內可用于電動汽車高級電池的新材料。用量子計算機模擬電池的實際行為,目前的計算機還無法做到。
傳統的計算機以0或1的形式存儲信息,而量子計算機使用量子位存儲信息,即可同時以0 和1的形式存儲信息,也意味著量子計算機有潛力在不到1 s 的時間內對大量可能的解決方案進行分類。
目前還沒有制造出可用于大規模應用的量子計算機,但是世界各地的公司和政府都在大力投資,研發該項技術。到2023年,20%的機構將為量子計算項目制定預算,而2018年該比例不到1%。
如今,因為沒有仿真軟件,在電池研發和測試過程中,專家們需要首先構建電池原型。而量子計算機可幫助奔馳找到新電池材料或新的材料組合,從而為電池帶來更好的電化學性能以及更長的生命循壞周期。
美國普渡大學研發出一項新型電動汽車技術,該技術結合了電池和氫能,能量密度非常高,只需要快速補充電池液就可讓乘用車續航里程達到5 000 km 以上。
該技術使用專利的“液流”系統,通過單電池液產生電力,為電動汽車提供動力,并且可根據需要產生氫能。單電池液系統可實現更大的能量密度,也意味著可為電動汽車提供更輕、但是續航里程更長的電池,并可使液流電池成為電動汽車動力的有力競爭者。
此外,該新技術產生的氫氣可以更低的壓力進行存儲。基于該技術正在進一步發展,研究人員認為其可讓電動汽車續航里程達到4 800~5 800 km。唯一的要求就是駕駛員在行駛到480 km 左右時,需要停下來更換電池液,就像給汽車加油一樣。當汽車行駛約5 000 km,電池陽極耗盡時需要更換陽極材料,更換時間與更換機油差不多,價格僅約為65 美元。
日產于2019年再度發布了新款智能汽車密鑰系統,其將遠勝于其他傳統密鑰系統。該系統將智能技術植入車鑰匙基礎系統內,駕駛員只需攜帶車鑰匙,利用Request Switch 功能解鎖或鎖定車門。
日產的新款汽車密鑰系統可提供以下功能:無需手動上鎖或解鎖(所有車門);一鍵式點火(只需按下1 個按鈕,就能完成汽車的點火發動);鎖定保護(避免關車門時將車鑰匙忘在車內或行李箱內)。
從技術上講,該系統的原理非常直觀,其采用了一款類似天線的部件,用于在汽車與密鑰、調諧器間傳輸信號,以便接收信號并將其轉化為新的信號。
通用汽車為其主動空氣動力技術申請了一項新專利,該技術將可移動部件從傳統的水平方向轉向汽車兩側的垂直方向。
該項專利的主要想法是利用安裝在汽車側面的襟翼助汽車輕松轉彎和制動。當汽車轉彎時,傳感器可監控轉向盤和車速。在特定臨界值時,某些可移動部件會開始部署。當轉彎發生時,汽車兩側會有一個壓差,給車身施加一個力,為轉彎提供額外的幫助。
該系統用于減速的功能類似于許多超級跑車的空氣制動器。車載傳感器會監控硬制動的輸入情況,當檢測到有制動輸入時,兩扇襟翼會展開,額外的阻力會幫助汽車減速。
日本三洋化成工業與源自慶應大學的初創企業等正在積極研發用樹脂代替金屬作為電池構件避免起火的“全樹脂電池”,將以此追趕目前在新一代電池研發競爭中處于領先的全固體電池和空氣電池。“全樹脂電池”有望最早在2021年秋季啟動量產。
全樹脂電池由含有電解液的凝膠狀樹脂將鋰等電極材料進行包裹,作為電池的正極和負極。其特點是即使在完全充滿電的狀態下,無論是鉆孔還是切割,都不會起火。生產成本預計在12日元/W·h 以下,低于傳統鋰離子電池的15~20日元/W·h。