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2014-12-16

汽车工程师 2014年4期
关键词:电池汽车系统

英飞凌等企业联研新型EV电机减重15%

德国研究者近日发布了一款原型电机,具有体积小、质量轻及效率高的特点,并在2014年德国汉诺威工业博览会上进行了展示。这款电机由英飞凌和西门子等4 家德国机构共同研发完成,是欧洲“MotorBrain”研究项目的产物。

这款高集成度的电机相比2011年的前代产品减小了25%的体积,能够轻松地装入笔记本电脑双肩包中。另外,得益于紧凑结构设计,电机质量从上一代的90 kg 降低至了77 kg。当一款中级汽车搭载这款60 kW 电机后,大约能以纯电模式行驶150 km 左右,相比现在市场上的电机支持的行驶里程高出30~40 km。

丰田首创汽车线束系统铜金属回收技术

随着新兴汽车市场的汽车产量持续增长,车内线束系统所需的高导电金属需求量也在不断上升。铜金属在汽车中有着大量的运用,而目前全球可开采的铜资源量仅够使用40年。日前,丰田汽车宣布开发出了全球首款汽车线束系统铜回收技术。这项技术由丰田与矢崎公司、丰田通商株式会社以及其他8 个公司共同研发。据称,这项汽车线束系统铜回收利用技术可生产出纯度为99.96%的再生铜。

当一辆汽车报废时,很难将其中的线束系统与保险丝盒和其他关联组件分离。因此一直没有很好的方法将报废车辆中的铜进行回收。2011年,丰田尝试性地开发了机械分类法,可以将线束系统中的铜分离出来,并能将大部分杂质过滤。该技术分为4 个步骤:碾压过程(报废汽车中的线束首先经过机器碾压成为碎屑);重力分解过程(碾压后形成的碎片材料是树脂和金属的混合物,通过重力分解法可以将两种材料分开);初步分类(将金属材料部分保留下来,并用网状过滤膜对金属碎屑材料的尺寸和形状进行分类);磁性分类(依靠磁铁将混合材料中的铁屑吸走,最终得到纯度为99.96%的铜)。目前这项技术已经趋于成熟,丰田预计,到2016年,通过这项回收技术生产出的再生铜年产量可达到1 000 t。

沃尔沃S60L插电混动车亮相北京

在2014 北京国际车展上,沃尔沃发布S60L 插电式混合动力概念车,与现在已在欧洲上市的V60 插电式混动车不同之处在于,前者内燃机采用了汽油机,后者则是柴油机。

在发动机与8 速自动变速箱之间,沃尔沃加入了一个可由曲轴驱动的启动发电一体机(ISG),另外动力总成中还包括一台最大功率50 kW 的电机,以及容量为11.2 kW·h 的锂电池组。通过3 个按钮,司机可以选择纯电动模式(Pure)、混合动力模式(Hybrid)以及大功率模式(Power)。在默认的混合动力模式下,该车CO2排放量为50 g/km,油耗为2.0 L/100 km。纯电动模式下,汽车最大行驶里程为50 km。

奔驰为混动车开发智能电量管理系统

奔驰为混合动力车开发出一款智能能量管理系统,可以评估前方的路况,并以此为依据对电池能量进行管理。这款名为Intelligent HYBRID 的系统能够最大化制动能量回收效益。这项系统能够保证车内高压电池的电量恰好满足能够实现能量回收的程度,避免过度充能导致能量浪费。奔驰公司指出,大部分混合动力车在下坡时都会浪费能量,原因在于其在上坡前,电池电量已经比较充足;在下坡阶段进行能量回收则会超出电池的容量,超出部分的能量都是浪费的。

无论Intelligent HYBRID 系统是否处于激活状态,车内导航系统始终在检测前方路况。当系统检测到电池的剩余电量非常充足时,电机会自动担任驱动车辆角色,从而令电池电量消耗到某一个值,使电池在随后的下坡充能阶段不会突破容量上限。车内的COMANDOnline 导航系统能够检测车前7 km 范围内的路况信息及限速信息。

丰田中研开发识别距离达80m的激光雷达

丰田中央研究所试制出了车载近红外线激光雷达系统,配备在行驶的汽车上,可三维识别周围的行人、汽车、建筑物及地形等。此次丰田中研使用的试制系统以6 面反射镜来扫描波长为870 nm 的激光。该反射镜既可将激光二极管的光向周围发射,还可用于将对象物的反射光导入受光元件(光二极管)的光路控制。

专用芯片的受光部采用适于高灵敏化的雪崩光电二极管。因灵敏度提高,易受到会成为噪声的阳光等干扰,因此还采取了消除噪声影响的措施。反复进行了1 000 次试验,经确认,80 m 以内的识别率达到90%以上。

2015款e-Golf将舍弃电池主动冷却系统

2015 款大众e-Golf 在2014年底特律车展展出,经证实,该款车并不会采用主动电池冷却系统。大众工程师在高尔夫Mk6 电动原型车上进行了大量的测试后发现,其中搭载的电池性能并不会受到温度的影响,前提是采用了合适的电化学材质——来自松下的镍钴锰锂电池。这类电池几乎不存在自发热倾向,因此无需主动冷却系统。而大众利用其智能热管理控制系统就可将电池保持在合适的工作温度。

整个电池组总共包含264 颗电池,分为27 个模块,总电压输出323 V,总质量700 磅(317.5 kg)。为了控制电池温度,大众开发了附带智能热管理控制的电池管理单元。依靠这样一套系统,即便在极端温度条件下,也无需主动冷却。

飞思卡尔推出新一代汽车全景系统芯片

根据ABI Research 研究,2020年,全球汽车先进驾驶辅助系统的市场将达到2 610 亿美元。为了应对如此快速增长的市场,飞思卡尔半导体与博通公司近日共同开发出一款Qorivva MPC5606E 芯片。据悉,这是业界首款全集成360°全景摄像头系统MCU。

Qorivva MPC5606E 芯片的尺寸仅为8 mm×8 mm,可使摄像头的体积最多减小50%。其芯片采用Power Architecture 技术,工作频率为64 MHz;芯片拥有512 KB闪存以及96 KB SRAM(静态随机存储)容量。

通过结合博通公司的BroadR-Reach车载以太网方案,能够让摄像头收集到的图像快速压缩并转化为可视数据。以太网能够减少80%的线束用量和30%的线束质量,这一特性使得今后的汽车中可以装载更多的摄像头系统。

特斯拉向NHTSA递交电子后视镜配置申请

目前,美国监管部门要求汽车必须配备侧视镜,这是一项基本的安全配置。而特斯拉汽车近期正在向美国监管部门提出申请,希望其能够对当前法规进行改动,批准其下一款新车Model X的无侧视镜设计。希望通过这一举措进一步改善汽车的燃油经济性以及安全性。

后视镜看似不大的迎风面积实际上会令整车的空气阻力明显增大,此外它也是风噪的来源之一。而若采用摄像头单元设计,则可以令设备的体积大幅减小,甚至可以嵌入在车身内部,对车身空气动力性能没有任何不良影响。

大众XL1 柴油插电式混动车中也可以看到无侧视镜设计,取而代之的是车门内侧靠近车窗的位置安装了2 个显示屏。该设计充分考虑了司机的视线习惯,因此显示屏的位置与司机平时看向侧视镜的视线方向一致。

2014日产Rogue率先标配智能后视镜

日产前不久发布了“智能后视镜”技术,而在2014年纽约车展上,日产将首次把这项技术搭载在日产Rogue 上。与该系统匹配的是安装在车辆后方的高分辨率摄像头。液晶显示屏将摄像头传来的图像数据进行解码后,以更高的分辨率展现给司机。智能后视镜的切换功能可以通过后视镜下方的滑动开关实现。

液晶显示屏相比传统屏的好处在于,它的图像不会像传统后视镜一样被C 柱、座椅头枕及车内乘客等阻挡部分可视范围。而液晶显示屏由于直接采用车后方摄像头的图像,因此能将车辆后方景象一览无余地展现给司机。此外,液晶后视镜所展现的画面不受雨雪天、雾霾天和黑夜等环境因素影响。即便被后方紧跟着的车辆用前大灯直射,其特别的图像解码程序也能良好地应对,不会造成图像眩光。

新马自达MX-5亮相纽约底盘减重220磅(约100kg)

为了庆祝马自达MX-5 跑车推出25 周年,马自达在2014 届纽约车展上发布全新(第4 代)MX-5 的底盘。全新第4 代马自达MX-5 采用创驰蓝天(SkyActive)底盘,相比上一代的底盘轻了220 磅(约100 kg),可以实现低于2 000 磅(约903 kg)的整车质量。

新MX-5 将采用发动机“前中置”(前置的发动机在前车轴上方,而该车发动机则位于前轴后方)的布局,马自达表示该设计是为了优化车辆质心,并称全新MX-5 将是迄今为止质心最低的MX-5 车型。变速箱与后轴间采用了动力传动框架(PPF),抵御车辆在加速/减速时在组件间产生扭曲应力。

2014年我国新能源汽车销量或翻番将达到6万辆

2014年4月22日举办的2014 中国汽车论坛上,中国汽车工业协会预测,2014年,我国新能源汽车销量或将达到3.5 万辆,实现100%增长。若将混合动力各类车型加上,将达到6 万辆的规模。一季度新能源汽车生产6 651 辆,销售6 853 辆,均比2013年同期增长1.2 倍。得益于新能源汽车推广力度加大、终端市场培育加强以及节能减排法规和环保政策的间接促进,新能源汽车逐步摸索出相适应的商业模式,市场化效果初显,产销量再创新高。中国汽车工业协会会长徐建一表示,目前新能源汽车仍面临着政策稳定性不强的问题。产业补贴标准以3年为一个周期,而整车开发需要24~36 个月,如果政策到期而新政未出,将对企业研发带来波动影响。此外,补贴车型和补贴标准存在争议,缺少停车、充电及电费等使用环节的补贴细则,消费者积极性不高;同时存在产品标准体系不完善、核心技术有待突破及配套支撑力不足的情况。

博世将在2015年推出“无人”泊车技术

博世公司近期表示,将在2015年推出自动泊车系统,进一步推动自动驾驶进程。在博世的试验场中,试验车内没有司机,人们只需站在车外,通过智能手机上的按钮就可实现车辆自动泊车。只要将手指移开屏幕,那么自动泊车进程将会停止。该系统可适用于平行停车和垂直停车。

自动驾驶的下一步计划是在高速行驶的高速路上进行车道变换演示,其同样需要摄像头、雷达和激光雷达的协作互动。除此以外,车辆还将从云服务器获取数据,从网络中获取其他车主上传的各地路况和车况等。

李尔公司正研究在主动姿势调节座椅技术

李尔公司近期正在研发一款名为主动姿势调节座椅的技术,专为保护司机背部及腰椎区域而设计。通过从座椅压力传感器中收集数据并分析,计算机可以调控分布在座椅各处的8 个充气气囊,从而让乘坐者背部所受压力更平均。座椅上的小气囊能够让司机坐姿更直,从而使得其呼吸更流畅,减少长途驾驶中的疲劳感。

目前座椅中有8 个小气囊,将来或许会增加到16 个。座椅并不是通过摄像头或传感器来检测司机体型,而是让司机通过平板电脑或手机主动输入自己的数据,这样的数据将更准确。工程师表示,司机无论有脖子酸、背痛还是腰痛等疾病,只要将其输入系统,座椅上的小气囊将会进行相应的支持。

腾势发布首款电动车最高续航300km

深圳比亚迪戴姆勒新科技有限公司在2014年北京车展上正式发布了腾势(DENZA)品牌首款电动车。该车动力总成由一台电机和磷酸亚铁锂电池组成,电机最大功率86 kW,峰值扭矩290 N·m,锂电池容量47.5 kW·h,最大行驶里程可达300 km,最高时速150 km/h。国内驾车的上班族平均每天的通勤距离在50~80 km,也就是说,这款车每周仅需进行2 次完全充电即可满足日常使用需求。初步估算,该电动车每行驶100 km 花费的成本不到20 元。车内电池组采用挤压铸造的轻量化铝制外壳保护,其安装位置位于汽车底盘下方,此布局不仅将动力总成组件与乘客舱完全分离,同时还令车辆在受到撞击时不容易损坏电池。

腾势电动车中还采用了智能功率流管理系统,该系统持续对电池和动力总成之间的功率流传递进行监控。一旦碰撞事故发生,系统会自动将电池组与动力总成断开连接,在必要时刻,其还可迅速下调电池组储电量水平,使其低于碰撞时的危险临界值。

超威动力与Moll合资制造启停系统汽车电池

香港主板上市公司超威动力宣布,2014年4月17日,公司与Moll 及Moll 合伙人订立框架投资协议,据此公司透过其附属公司河南超威同意与Moll 合作制造用于启停系统的汽车电池。

超威动力表示,汽车行业的自动启停技术正处于发展时期,相应的电池需求量正在提高。公司认为,透过订立框架投资协议,公司可获得Moll 集团的专业技术、专业知识以及“Moll”品牌的使用权,使得公司能够以较短的时间掌握核心技术,迅速在中国和其他市场开拓启停电池生产和销售业务。

汽车无线充电技术的发展

许多厂商正在研发电动车的无线充电技术。大众近日便表示,可能于2017年将无线充电方案以选装的形式应用于部分量产车。博世和Evatran 联合推出的无线充电套装只能为雪佛兰Volt 和日产Leaf 进行充电。沃尔沃试验着利用道路进行无线充电:通过将2 个电源线铺设在公路上,电动车经过时便可获得电力供应。这项技术的核心在于汽车得搭载集电器,集电器与公路上的电缆连接,利用直流电充电。汽车不必走在电缆的中央,但速度必须大于60 km/h。丰田2014年2月声称,已经开发出无线充电系统,并会在日本爱知县内启动实证实验。该系统可让汽车停放在位于地面的线圈上进行充电(磁共振传输电力)。

汽车空调的排风是“超级温室气体”

外国网络报刊InsideClimate News 称,即便是最环保的汽车,其空调系统中或多或少都会排放出温室气体,主要来自于空调系统制冷剂。目前大部分量产车空调系统中使用的制冷剂为HFC 134a,该物质产生温室效应的效果为CO2的1 400 倍,可以称其为“超级温室气体”。空调制冷器通常不会曝露在大气中,但如果储存罐破裂,那么它依然会泄露到空气中。但当一辆汽车报废时,空气制冷剂泄露不是首要考虑的问题。虽然HFC 134a 和其他氢氟碳化合物仅占全球温室气体的1%不到,但由于经济增长,汽车保有量增加,其排放量正以每年10%~15%的速率增加。

当HFC 134a 对环境的影响没有被认识到时,人们还将其当做制冷剂领域的一大进步。不过,奔驰和大众等德国知名车企则拒绝使用它,原因是会造成安全隐患。与此同时,美国环保署希望通过《空气洁净法》(Clean Air Act)强制规定今后所有在美国市场出售的车型都强制替换掉HFC 134a 制冷剂,从而抑制温室效应的加剧。

飞利浦发布全新车载空气净化器

飞利浦公司近日开发出一款全新车载空气净化器——Compact 200。设计师在此款产品中将健康空气指示灯融入其中,通过LED 按键颜色的更改,时时提醒车内空气净化情况,满足家庭用户把握车内动态空气净化情况,同时也使家庭用户能够时时关注自身健康。全新产品继续沿用飞利浦独创的三重过滤技术,快速消除高达99%小至0.3 μm 的灰尘,清除车内PM2.5 及病毒。另外,其独有的HESA(高效选择性吸附)过滤层,更能净化99%的严重影响儿童脑部发育及孕妇胎儿发育的有害化学污染物以及甲苯、苯和二甲苯等挥发性有机物。不仅如此,还能去除超过70%(如H1N1)等细菌和病毒。

苹果加强汽车配套技术开车禁用短信功能

2014年4月22日一个新技术被公开,该科技显示苹果已经开发了一项新的iPhone 技术,该技术可以自动鉴别用户是否在驾驶,如果是,就会自动关闭短信功能,以减少干扰对潜在事故发生的可能。关于苹果的发明主要有两个具体的体现。第一个是锁定机制,这并不需要从汽车进行导入,而是当用户驾驶时,使用车载传感器来确定设备用户是否在驾驶。第二个体现为,汽车能够传输锁定信号到iPhone,能够有效地阻止用户接收和发送短信,或者在座位上使用其它智能手机功能。

不需要从车上进行导入,iPhone 依赖于运动分析器的数据和风景分析仪来触发锁定机制。加速计、摄像头、感光器、GPS 接收器及其它感应元件都可以用于部署来获得原始数据。运动分析仪会监控设备达到一定的阀值速度,当达到这个速度的时候,就证明车正在运行。iPhone 的GPS 和加速计将使得这个体系运行起来更加准确,甚至可以用于识别用户是否在走路,跑步或者是在车内移动。

日本研制出电动汽车电池耐热新技术

据《日本经济新闻》2014年3月28日报道,日本大金工业和日本高度纸工业联合研制出用于电动汽车的锂电池高耐热技术。新技术不需要电池冷却系统,在减少自身电力消耗的同时减轻了车体质量,一次充电行驶距离可提高30%~40%。还可防止电池自燃事故,提高行车安全性。现有车用锂电池发电时因化学反应而发热,当温度上升至45 ℃以上时,发电性能降低,需要装配冷却系统。夏季高温时节,冷却系统全程运转可致效率下降,行驶距离缩短30%左右。新技术采用氟化合物代替易燃电解液成分,制成的新型电解液即使温度上升至60 ℃也能正常工作。

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