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2019-11-28

汽车工程师 2019年5期
关键词:电动汽车电池传感器

现代利用TAP平台保护数字密钥安全

现代数字密钥是一款可下载的智能手机APP,能够通过利用近场通讯(NFC)检测经过授权的智能手机,从而取代传统的汽车钥匙。

现代汽车使用TAP 平台保护其数字密钥的安全。TAP 可确保数字密钥安全地在可信任设备上展示、批准给真实的认证用户,而不是模拟用户或设备黑客或恶意软件。TAP 使用一种行业内认可的多层安全法,与客户的手机进行通信。此外,车主的访问权限比其他认证用户更多,还可为共享用户设置车辆功能权限以及访问时间。该APP 不仅可用于汽车共享,还能让快递员在预先约定的时间内打开汽车后备箱、放置包裹等。未来,该APP 还能实现车辆租赁、当车辆行驶在指定区域之外时触发警报、远程遥控自动停车等功能。

P2 GNSS系列传感器可实现高精度定位

CHC Navigation 发布了P2 GNSS 系列传感器,可被装置在一个紧凑、坚固的IP67 和轻量匣子中,能提供高精度的定位和定向。P2 GNSS 系列旨在通过结合多个连接接口,包括RS232、低延迟PPS 输出、以太网、CAN 总线协议和用于配置设置的全面web 接口,以减少系统集成工作。

P2 GNSS 系列有3 种不同的模型,可以满足不同的应用程序需求。1)P2 GNSS 传感器提供高性价比和强大的实时动态定位;2)P2 Pro GNSS 增加了一个用来输入精确导向数据的双天线;3)P2 Elite 集成了额外的4G 和超高频调制解调器,是一个强大的、一体化的GNSS 传感器。

未来锂电与氢燃料汽车将共同发展

工信部发言人明确表示,未来我国新能源汽车既包括锂电池纯电动汽车,也包括氢燃料电池汽车,这两者长期并存互补。同时,国家也将加大氢燃料电池汽车商业化的落地和实现。

专家指出,在新能源汽车占有量越来越大的形势下,必须要研究内燃机产业发展的方向,特别是使用具有清洁、零排放、续驶里程和加注时间短特点的燃料电池汽车,这是适应市场需求的最佳选择。

国内已经有11 个省市发布了氢能产业发展规划,氢燃料电池汽车要在2020年实现5 000 辆规模示范应用,2025年达到5 万辆的规划,2030年实现百万辆规模的商业推广。但总体来看,全球燃料电池产业还处在商业化初期,国内在该领域有所进步,但总体技术水平仍有差距。

Trimble为汽车安全应用建立软件库

Trimble 发布了名为RTX Auto 的全球导航卫星系统(GNSS)软件库,专为安全关键的汽车应用建立。RTX Auto 软件库可以与任何GNSS 设备集成,并能解码Trimble的RTX 厘米级绝对定位精度校正流。RTX Auto 与其他车载传感器并行运作,提供满足高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶要求的定位解决方案。

RTX Auto 通过了汽车安全完整性等级(ASIL)和汽车软件过程改进和能力测定(ASPICE)认证,表明其能够满足汽车行业ADAS 和自动应用的功能安全要求。

FCA打造新型全球互联汽车“生态系统”

菲亚特克莱斯勒汽车公司(FCA)将使用哈曼(三星)和谷歌的技术,开发一个新的生态系统,提高全球FCA 车主的互联生活体验。

该系统将使用基于HARMAN Ignite 云计算平台的架构,对车内和其他数据进行及时、安全的管理。该系统将提供一键式实时客服服务,以提高用户体验。汽车还能接收空中(OTA)软件更新,确保车主可以使用新的功能和最新的软件应用程序。

这一全球平台将为用户提供4G 网络连接,并支持向5G 演进。其非车载系统不仅能够与未来智能城市的基础设施互动,还能通过三星“Smart Things”平台与家庭设备进行互动;其新车载系统将搭载Android系统,提供强大、可靠和直观的基于应用程序的环境,并通过OTA 更新提供新鲜内容。系统通过内置的蜂窝网络进行更新,使车主能使用自动驾驶、电气化和互联服务方面的新功能。

该互联生态系统将为FCA 电动汽车提供技术环境,包括远程电池管理、智能电动汽车旅行导航和汽车电网服务等应用。它还将支持FCA 移动服务产品组合。

谷歌地图新功能实时显示可用电动汽车充电站信息

谷歌宣布,现在谷歌地图可直接向电动汽车驾驶员实时显示空余充电站信息。详细信息包括可用充电站数量、充电站位置、充电速度、关于充电站的评论、照片、评分以及其他访问者的问题。

与柴油和汽油车市场相比,电动汽车市场虽规模适中,但是增长很快。而充电基础设施不足仍是影响电动汽车普及的障碍之一,如果找不到电动汽车充电站,汽车会耗尽电力。谷歌地图新增功能可以免去驾驶员刚刚到达充电站,却发现可用充电站已经被其他人抢占的情况。目前,该功能可以在台式、安卓设备、iOS 设备和安卓汽车系统上使用。

小型便携式雷达设备助力无人驾驶实时检测物体

沙特KAUST 研究团队与芬兰VVT技术研究中心合作,创造出一种紧凑型、低成本的雷达,可帮助视障人士或无人驾驶移动设备实时检测物体。

雷达可提供有关移动物体的尺寸、距离和移动速度等详细信息。最早的雷达原型的扫描速率为1 次/2 s,雷达模块又大又笨重,而且使用无线电长波操作,无法捕捉关键细节。研究人员优化了信号处理模块,提高了雷达性能,使扫描速率提升至8 次/s,从而更好地实现了实时监控。

该设备采用了调频连续波(FMCW)雷达,该雷达能够产生连续的毫米波脉冲,而每一个毫米波脉冲的频率都不同。小波长意味着可准确计算脉冲到达物体并反射回来所花费的时间,并因此精确计算与物体的距离。该设备可装入一个10 cm 大小的盒子,质量不到150 g,由一个5 V 电池为其供电。初步试验证明,该设备能够在12 m 范围内检测目标、估算速度和进行跟踪。

密歇根大学有效提升燃料电池车储氢量

氢燃料电池车型最近几年得到了一定的发展,它使用氢气作为燃料,利用氢氧之间的化学反应来发电,而它的排放物是“水”。氢燃料的加注时间要比纯电动车充电的时间短很多,所以人们更看好氢燃料电池车型的发展,不过该车型目前还有诸多技术限制,比如车内无法存储足够数量的氢。

美国密歇根大学的研究人员找到了一种方法,可以将更多氢塞进名为“金属-有机框架”的小型存储结构中,从而提高燃料电池的能量密度,增加燃料电池车型的续航能力。该结构使用一种由金属离子与有机分子耦合而成的设计材料制成,具有多孔特性,是目前较有前景的储氢方式之一。

新交通预测系统可提前15 min预测交通状况

西班牙UMH 大学的研究人员研发出基于神经网络的人工智能系统,可利用固定传感器和互联车辆的数据预测交通状况,使提前15 min 预测交通状况成为可能。

研究人员在SUMO 交通仿真平台上实现了数字化并进行研究。该仿真平台上的交通设置与西班牙的一条全长97 km 的高速公路的交通设置一样。此外,Levante 交通管理中心为其提供了该路段12年内所有交通传感器的数据。通过选取数据,研究人员研发出一种数字模拟装置,可极其准确地生成该路段10 天内的交通状况。研究人员还研发出一种新型校准法,能够基于真实数据准确而真实地生成数字交通模拟设置。将现有交通传感器的数据与网联车辆的数据结合使用时,可以显著提高交通预测的准确性。

瑞典研发氢气传感器可防氢动力汽车起火

瑞典研究人员研发出一种封装在塑料材料中的光学纳米传感器,用以探查氢动力汽车的氢气泄漏情况,防止起火。

该传感器的工作原理基于等离子体光学现象。该传感器中包含数以百万计的钯金合金纳米颗粒,可吸收大量氢气。因此,当环境中氢的体积分数发生变化时,等离子体效应会导致该传感器变色。

包裹该小型传感器的塑料不止起到保护作用,还能通过提高氢气分子进入金属颗粒的速度,来加速传感器探查到氢气分子的响应时间。同时,塑料还可作为有效的环境屏障,防止其他分子进入传感器,而使传感器失效。因此,该传感器能够高效且不受干扰地工作,满足汽车行业的严格要求,能够在不到1 s 的时间内检测到空气中含有体积分数为0.1%的氢气。

武汉成首批5G自动驾驶试点城市

在人工智能发展的趋势下,智能网联汽车、无人驾驶将是人工智能的最大集成和落点,也是各城市和企业抢占的一大风口,而武汉在此方面动作颇多。2019年2月,武汉开发区与湖北移动正式签署共建新能源与智能汽车基地协议,打造全国首家5G 全场景智能网联汽车试车场,并计划在9月底前建成半开放道路的智能网联示范区,具备军运会示范性运营线路的展示条件;10月起推进智能网联汽车小镇建设,逐步升级半开放和开放道路示范区,建成新能源和智能网联汽车试车场,进一步吸引新能源和智能网联汽车产业入驻。

武汉新能源与智能汽车基地已吸引了30 多家人工智能研发、自动驾驶测试、5G 通信等相关企业落户,计划到2020年建成90 km2智能汽车与智慧交通示范区,拥有68.3 km 测试道路和152 个交通路口,形成集测试、应用、示范及体验于一体的综合性示范区。

新方法确保电池安全/延长电池寿命

哥伦比亚大学研发出一种新方法,可通过植入氮化硼(BN)纳米涂层,稳定锂金属电池中的固态电解质,从而安全地延长电池寿命。

研究人员沉积了5~10 nm 的BN 纳米膜用作保护层,隔绝金属锂和离子导体(固体电解质)之间的电接触,并加入少量聚合物或液体电解质渗入电极/电解质界面。研究人员设计的BN 内部有洞,锂离子可从中穿过,从而成为一个优秀的分离器。此外,利用化学气相沉积法制备BN,容易生成大尺度(分米级)、类似原子的薄尺度(纳米级)的连续薄膜。

将该方法扩展应用到各种不稳定固体电解质中,并进一步优化界面,能够制造出高性能、循环寿命长的固态电池。

设计充放电速度更快电池的新途径

锂离子电池的能量密度(存储容量)高、工作电压较高、保质期较长,而且“存储效应”较小。但是,安全性、充放电循环和使用寿命等因素一直制约着锂离子电池用于电动汽车等重负荷应用。

弗吉尼亚大学的研究人员利用中子成像技术探测锂离子电池,并对电池材料和结构的电化学特性进行深入研究。重点利用钛酸锂和钴酸锂这2 种电活性材料的薄层和厚层烧结样品,追踪锂离子电池电极的锂化和脱锂(即充放电)过程。了解锂在电池电极中的运动方式,进而改善锂在电极中的运动,可设计出充放电速度更快的电池。

日立集成AI提升摄像头夜间行人探测能力

日立汽车系统公司将人工智能(AI)技术应用于立体摄像头中,此类摄像头专为汽车自动制动功能而设计。该摄像头拍摄的图片与几十万条存储在新摄像头的图像处理微型计算机中的“教师数据”进行比较,以判断物体是否是行人,实现夜间行人检测功能。

新型立体摄像集成了2 台微型计算机,用于图像处理和图像识别。然后,再将用于图像识别的微型计算机从单核升级为双核。随着核数的增加,该微型计算机不仅可以采用机器学习技术,还能提高图像识别的处理速度。此外,日立汽车系统还增加了CMOS 传感器的动态探测范围,降低了镜头的F 值(F 值越小,光圈越大),将摄像头的灵敏度提高了1 倍,更容易在黑暗中发现行人。

新款无硅间隙填料可实现电动车电池终身保护

汉高推出一项新技术,能为电动车电池结构提供成本效益高的大规模组装和终身保护。该技术为一款导热系数为3.0 W/(m·K)的产品,以及一系列无硅、兼容自动化的液体填充物。此外,汉高还提供用于电池的Gap Pad 间隙垫和硅胶片材料,以及热粘接解决方案,这一方案能提供大于10 MPa 的结构抗剪强度,由于其具备高延性,因此能克服不同的热膨胀系数。为了保护电池包装外壳,以免泄漏,汉高提供了不同的液体密封技术;为了便于使用或修复,这些技术还能使外壳的顶盖被重新打开。此外其阻燃性能良好,并且符合UL94 标准。

新开发的Loctite Eccobond UF 1173设备保护底料是专为汽车系统的高温、高可靠性应用而设计的。该材料在配制时,将健康和安全放在首位。

大众设计可供电动汽车“终生使用”的电池组

自首款主流电动汽车问世以来,全球的电动汽车制造商都一直在努力解决有关电池消耗的问题。大众电池卓越中心表示,他们的电池组跟他们即将推出的电动汽车系列一样,非常耐用。对于即将推出的一系列电动汽车,大众都是围绕电池组进行设计,以最大限度地利用空间存储电能。而且现在电池组都转为安置在车身下部,位于前后轴之间,可让其电动汽车的续航里程达到550 km。只要驾驶员坚持高效充电,新电池在8年内或汽车行驶里程达16 万km时,最低充电容量仍可保持70%。在汽车电量下降至50%,而不是等电池组完全耗尽时再给电池充电,将有助于延长电池寿命。

超静音材料帮助电动汽车降低噪声/提升续航

为了支持汽车制造商生产轻量化且环保的电动车型,欧拓(Autoneum)公司正在扩展其产品组合,使用超静音材料制成纺织电池托盘,以最大限度地满足电动汽车的声学和热管理要求。

此类部件的作用与绝缘体的作用类似,有助于降低进入座舱的声音音量,如轮胎引起的声音以及路上的噪声。此类消声元件是电动汽车必不可少的元件,因为电动汽车不再配备发动机,没有了发动机噪声后,汽车风扇、泵和电子驱动元件的声音会显得更大,从而会影响到驾驶舒适性。同时,该纺织电池托盘比塑料制的托盘轻50%,因而可确保更长的续航里程。

该托盘安装于电池外壳下方,能够防止电池大幅度冷却或升温,确保电池保持相对恒定的温度,从而优化电池容量,提高电池性能。此外,其还能防水、抗碎石和防振,有利于保护电池外壳。该轻量化部件主要由可回收的PET 纤维制成,由于此类纤维能够完全回收,因而特别环保。

新型车载汽车诊断设备利用人工智能预测问题

Carnostic 公司推出了新的车载汽车诊断设备(OBC),它利用人工智能为驾驶员提前提供所需信息。

OBC 是一个基于云计算算法软件的口袋设备,旨在通过智能手机帮助用户了解汽车不同部件的信息。OBC 具有广泛的特性,使其区别于目前市场上的其他汽车诊断工具。该工具的设计考虑了终端用户,它使用简单易懂的术语提供所需信息,允许每个人了解自己的汽车,缓解在处理模糊的车灯问题或令人费解的技术定义时的压力。该设备的一些特性包括基于云的提前式算法软件,它收集、分析并利用汽车上600 个传感器的数据,在检查引擎指示灯亮起之前,以及汽车维护服务时间到期之前,就能预测问题。其诊断解决方案的特点还包括黑盒模式、专家建议应用程序和行业标准的专业诊断。

蔚来与德国公司研发轻量化电池外壳

德国西格里碳素公司(SGL Carbon)宣布,已与中国汽车制造商蔚来(NIO)达成合作,前者将为后者研发碳纤维增强型塑料(CFRP)电池外壳原型。该电池外壳比传统的铝或钢制电池外壳轻40%,具有高刚性,比铝的热导率低,且在水密性、气密性以及耐腐蚀性方面也表现优异。采用该材料的电池包不仅可为蔚来旗下电动车型减轻一定的质量,还会给换电带来便利。

轻量化构造是蔚来技术路线的核心元素,采用复合材料,特别是在电池外壳系统使用高性能碳纤维,可让蔚来汽车具备更好的动态驾驶性能、更长的续航里程,电池组也可拥有超高能量密度(超过180 W·h/kg)。

预检空气悬架技术可自动调整车辆高度

现代摩比斯宣布成功研发了“预检空气悬架技术”。其主要特点是能够基于对前方道路的导航地图信息预测控制汽车高度。

该技术利用导航系统提供的道路信息,平均可在距离目标点500 m 以内进行激活。当导航信息显示附近有学校或操场时,汽车会降低自身高度、软化悬架模式,以获得更好的驾驶体验。

该技术可让一辆SUV 汽车调整10 cm 左右的高度。当汽车在桥上行驶时,降低高度可将风阻的作用最小化,并确保行驶平稳;当汽车行驶在十字路口或减速带附近时,该系统可抬高汽车高度以减少路面的振动和冲击。

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