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仿人眼传感器提升自动驾驶汽车视觉性能

现代电子摄像头基于传感器而打造，当有光照射时，传感器就会产生电子信号。而人眼只有在光线变化时才会向大脑传输信号，在能耗和计算能力方面比电子设备更高效。

美国科学家研发了一种模仿人眼探测光线的传感器，可以提升自动驾驶汽车的视觉性能。新型传感器使用一种称作钙钛矿的光敏材料，其核心组件是一层涂有钙钛矿、甲基铵碘化铅的绝缘玻璃层。当放置在光线下时，钙钛矿会从高度绝缘转变为高度导电。研究人员将这些玻璃层夹在电极之间，这种传感器对光线有强烈的电流响应，但如果光线没有变化，传感器就不会进一步产生信号。

新材料解决燃料电池散热问题

多国联合研究团队开发出一种用于燃料电池的质子导体。该导体以聚苯乙烯磷酸为基础，可在高达200℃和无水的情况下，保持高质子电导率。

燃料电池可以通过电化学过程将氢转化为电能，而且只排放水。其面临的技术挑战之一是由燃料电池放热电化学反应导致的散热问题。磷化聚合物材料是很好的选择，但在燃料电池工作温度下会形成不必要的酸酐，斯图加特大学的研究人员通过将氟成分引入聚合物中，来制备这种材料，并实现了可用于高温燃料电池的膜和离聚物粘合剂。

研究人员利用磷化聚合物，开发了高温燃料电池。将膜电极组件与LANL实验室的离子对配位膜集成，此种材料的燃料电池表现出优异的功率密度，在H2/O2条件下为1.13 W/cm2，在160℃下可保持稳定超过500 h。

科学家发现氟有可能替代锂用于可充电电池

氟是一种储量相对丰富的轻质元素。材料科学家们在氟中发现了1种潜在的锂替代品。使用氟离子电池，可以使电动汽车单次充电运行1 000 km。然而，现有氟离子电池的循环性能较差，经过充放电循环过程，往往会迅速降解。

研究人员采用新方法设计氟离子电池。他们发现2种材料均为层状电子化合物，很容易获得或失去氟离子，在实现良好循环性的同时结构变化很小。在电子化合物中，电子驻留在晶体结构中的特定间隙位置，这有点类似于离子。氟离子可以很容易地取代这些间隙电子，而不会导致晶体结构发生明显变形，从而实现可循环性。此外，由于层状电子化合物的结构相对开放，氟离子可以轻松地移动或扩散。在层状电子化合物材料中，添加和去除氟离子可以使结构发生明显较小的结构变化，有助于延长循环寿命。

新型电极结构可用于全固态二次电池

全固态二次电池通过固体电解质在电池电极内传输离子，与液态电解液相比更加安全，不易引发火灾。然而，韩国研究人员通过系统性实验发现，即使在石墨活性物质颗粒之间，也可以传输离子。研究人员证实，新的电极结构可用于仅由活性物质和粘合剂组成的全固态二次电池，即使电极内没有固体电解质添加剂，也可以表现出更好的性能。

研究人员通过在超级计算机上运行虚拟模型电化学测试，成功演示了这种结构，形成依赖于扩散的全固态电极。采用该技术，电极中将不再需要固体导电添加剂材料；相反，电极中的活性物质含量可增加至98 wt%，使能量密度大于常规石墨复合电极的1.5倍。

研究人员开发用于高效制氢的光催化纳米纤维

由英国、加拿大和中国香港组成的研究团队，开发出一种光催化纳米纤维，可用于高效生产氢气。研究人员利用牺牲还原剂分解水，只进行导电部分的还原半反应，就可以更容易地生产氢气。另外，为了解决量子产率低、稳定性差和催化剂周转率低等问题，该团队开发了一种自组装纳米纤维系统。该系统使用嵌段共聚物和可结晶的成核嵌段，以及含有光敏剂或钴催化剂的成壳嵌段。在所建立的自组装系统中，材料可以长成稳定的纳米纤维，其中催化剂部分和光敏剂紧密相连。通过以梯度方式分布这些材料，纳米纤维可以被制成类似于瓶刷的结构（长度为95～3 528 nm），而不需要内藏导线。使用这种结构可利用太阳光将水转化为氢气。

宝马申请可变形汽车引擎盖专利

宝马向世界知识产权（WIPO）组织申请了一项专利，该技术可以让车辆的引擎盖变形。该款可变形的引擎盖具有可变形的部分，例如，可以让引擎盖的一部分凸起，与E46 M3和E92 M3车型上的凸起类似。此外，该引擎盖还能够缩进，例如，因为电动汽车不会配备发动机，就可以将引擎盖缩进一点。该引擎盖还配有波纹图案，以及多层金属，能够通过改变金属片的形状进而改变行驶中的车辆的空气动力学性能，这一点对于越野汽车而言会特别有帮助。

新晶体材料可储存太阳能用于汽车挡风玻璃

兰开斯特大学研究人员发现一种晶体材料具有捕获太阳能的特性，并可在室温下将能量储存数月，再根据需要释放热量。它还能被制成一种薄薄的涂层，应用于汽车的挡风玻璃或建筑物表面上，利用所储存的热量来给玻璃除冰。

该材料基于一种“金属有机骨架”（MOF），由碳基分子连接的金属离子网络组成，形成三维结构。其关键特性在于多孔性，可通过容纳其他小分子而形成复合材料。

这些MOF材料的孔中充满了可以大量吸收光的偶氮苯分子，可形成一种张力结构。狭窄的MOF孔隙将偶氮苯分子困在其应变形状中，因此可以在室温下长期储存能量。进一步测试显示，这种材料可以将能量储存至少4个月，为跨季节储能提供了可能性。当施加外部热量触发其“切换”状态时，能量会再次释放出来，而且释放速度非常快，有点像直线弹回的弹簧，由此提升热量，用于加热设备的其他材料。该材料可直接捕获“免费”太阳能，不需要使用可移动的或电子部件，因此不会产生损耗。

美国推出“茧”式安全气囊全方位保护人员安全

美国Waymo公司为其新型安全气囊申请专利，这项专利名为“可展开乘客罩”，当发生碰撞时可以像“茧”一样完全包覆乘车人员，提供更有效的保护。如果在车舱里再装一个这样的防护罩，也可以保护前面的乘客，并显著降低在事故中受伤的风险。该系统还可以进一步囊括第二个座椅。安全气囊系统的第二部分可以整合至第二座椅中。当发生事故时，安全气囊迅速打开，其第二部分和第一部分可以在座椅周围形成局部包围，以减少人员受伤的可能性。

全新技术概念可生产任意形状电池

德国电池系统制造商Voltabox提出全新技术概念，几乎可以生产任意形状的锂离子电池。这项技术概念名为流形设计（FSD），采用固化塑材来封装电池。

这一技术旨在为电池成型带来灵活性，同时减轻模块和系统质量，提高成本效益。流形设计基于自固化和最终尺寸稳定的塑料，可以更好地适应安装空间。全新的整合方式也可以将电池安装至车体的特定区域，也有可能实现电芯到系统，甚至电芯到车体的方式。

该方法支持使用各种类型的电芯。由于特殊的外壳概念和具有强大能量吸收特性的材料，从抗冲击和抗振动方面考虑，电池实际上更加坚固。

制动转向技术为自动驾驶汽车提供安全冗余

合资企业CNXMotion将开发一种新的制动转向（BtS）技术，用于自动驾驶车辆或配备ADAS的车辆。BtS技术通过使用车辆的电子制动系统，在确保安全转向的同时控制车速，增加了另一层冗余。在紧急情况下，即使不使用转向盘，该技术也可以电子控制车辆转向，并持续控制直到车辆安全靠边或停止。

BtS功能与车辆的运动控制系统（MCS）集成，以确定最佳前进路径。BtS可以激活刹车，使车辆偏航，并沿着运动规划器控制的曲率行驶。当BtS需要介入时，会有三种反应方式。首先，BtS系统会检查是否有安全的前进路径；其次，如果没有安全路径，系统将执行风险最小的操作，如减速和制动；最后，如果减速不够，系统就会将车辆转向路边，或者让车辆完全停下来。传统上，转向控制是管理车辆的横向控制，而BtS则可以通过制动，帮助进行横向控制。当与其他高级转向系统相结合时，BtS系统可增加额外的冗余层，进一步加强安全保护。

苹果获抬头显示器新专利

近日，苹果公司获得一项与车辆抬头显示器（HUD）相关的专利。该抬头显示器采用全息光学元件，可将图像投射到乘客一侧的挡风玻璃或车辆侧窗。

传统抬头显示器的安装位置具有限制性，比如与车辆侧窗不兼容，不符合反射定律，从而导致显示器从侧窗反射的光无法顺利到达用户的视野范围。苹果的抬头显示器可在更大范围内为乘员显示信息，包括生成显示信息的显示单元，以及位于车窗的光学组合器，该合成器可将显示信息导向用户。此种光学组合器可以是全息或衍射光学元件，也可以是成角度的反射器阵列，如嵌入在折射率匹配材料中的微镜。

创新解耦解决方案适用于汽车电动压缩机

德国Vibracoustic公司为电动压缩机推出一种创新解耦系统，适用于现代纯电动和插电式混合动力汽车。这一全新解决方案帮助汽车工程师克服诸多NVH挑战，以平衡热管理与高负载电动压缩机的噪声和振动过大问题。

设计团队通过优化轴承刚度和位置消除了行驶过程中产生的内部噪声和振动，并实现了在快速充电期间，将静止状态压缩机的噪声降至最低等目标，还进行了全面的弹性体模拟和测试，以找到理想的橡胶复合物。然后，利用专有软件来调整橡胶组件的几何形状，以充分降低磨损，让使用寿命达到最大化。通过这种方法，Vibracoustic可以根据具体应用单独选择材料，并针对特定要求量身定做隔离组件，包括减轻质量和优化成本等。

超紧凑布里渊激光器适用于自动驾驶汽车

韩国与澳大利亚的大学教授共同研发了一款超小型、低功耗、低噪声的布里渊（Brillouin）激光器。可用于自动驾驶汽车。

布里渊激光器是一种基于布里渊散射，可生成并放大激光的装置。布里渊散射是一种光和介质相互作用而产生声波，并将其散射的现象。此种布里渊激光器，使用一种硫化合物玻璃代替传统材料，使其性能最大化。硫化合物玻璃的化学性质不稳定，很难蚀刻。为此，研究小组开发了一种新的制造技术，通过形成一种易于处理的硅氧化物结构，并在其上沉积一种硫代化合物玻璃，自发形成了一种高性能光学器件。

研究人员利用此技术在半导体芯片的硫化合物玻璃上，打造了微光学设备形式高性能布里渊激光器。而且，该激光器的泵浦能量比以往记录低100倍以上。

轮胎监测解决方案可实时测量轮胎径向载荷

美国传感器技术公司Cerebrum在2019年推出实时胎面花纹深度监测产品。2020年其创新的智能轮胎解决方案增加了径向轮胎负荷测量功能。可通过实时监测胎面花纹深度和轮胎负载，使被动的轮胎故障排除转为主动的预防性服务。

其胎面花纹深度监测解决方案在多种轮胎和车辆类型中均具有小于1 mm的精度。随着径向轮胎负荷监测功能的推出，该公司正为特殊应用推出额外的接收器和传感器，用户只需通过软件更新，就可获取该功能。通过车载接收器，如智能手机，Cerebrum可以通过云进行分析，从而可从任何位置对整个车队进行远程监控。基于对智能轮胎的清晰了解，驾驶员和自动驾驶汽车可以更好地做出合理的决策，以提高性能、效率和安全。

利用碳壳保护铂催化剂提升甲醇燃料电池性能

直接甲醇燃料电池（DMFC）可以在室温下利用甲醇发电，但在甲醇从负极向正极传递的过程中，这种反应会导致铂催化剂降解，影响电池运行。

韩国科学家提出一种创新解决方案，通过相对简单的方法，将封装在碳壳内的铂纳米颗粒制成催化剂。这种外壳可以形成几乎无法穿透的碳网络，并且由于氮缺陷而形成很小的开口。氧作为DMFC中的主要反应物之一，可以通过这些“孔”到达铂催化剂，而较大的甲醇分子无法通过。碳壳能够起到分子筛的作用，选择所需要的反应物。使其可以真正到达催化剂的位置，防止铂核发生不良反应。新型带壳催化剂的性能优于商用铂催化剂，并且具有更高的稳定性。

锂硫电池新阴极可让续航里程延长至600～800 km

中国香港的教授团队，为锂硫电池（Li-S）提出了一种新颖的阴极设计概念，可提升下一代电池的性能。锂硫电池的能量密度可超过500 Wh/kg，明显优于锂离子电池的极限能量密度300 Wh/kg。在由锂硫电池供电时，电动汽车的续航里程可延长至600～800 km。然而关键问题之一是锂硫电池的多硫化物穿梭效应会导致锂被腐蚀和电池阴极材料泄漏，从而缩短电池使用寿命。另一个挑战是需要在减少电池电解质总量的同时，保证电池拥有稳定的性能。

为了解决上述问题，教授团队与国际研究人员合作，提出了一种阴极设计概念，将硫均匀地嵌入到高度定向的大孔中，同时该大孔内部嵌有丰富分活性位点，以紧紧地吸附多硫化物，消除穿梭效应以及锂金属腐蚀影响，从而提升了该电池的能量密度。

ABB合 作AFC Energy为电动汽车研发充电解决方案

近日，电力与自动化技术制造商ABB与AFC Energy公司合作，为电网受限的区域研发下一代高功率可持续性电动汽车（EV）充电解决方案。此次合作将利用ABB的能源存储解决方案以及市场领先的DC（直流）电动汽车快速充电器以及AFC Energy的零排放、高效率氢燃料电池，从而实现一个完全自动化的高功率EV充电系统，为电网连接受限的区域提供端到端高功率充电解决方案。

有预测表明，到2040年，路上将有近5亿辆电动汽车，占所有新乘用车销量的58%，而且全球47%的车队将是电动化车队。因此，在电网存在连接限制的情况，保证此类电动汽车拥有合适的充电基础设施将成为关键。

特斯拉驾驶辅助套件新增AR视图功能

特斯拉的全自动驾驶（FSD）测试版已于2020年10月向有限数量的用户发布。在一系列更新中，有一项新功能：增强现实（AR）视图。在启用AR视图后，特斯拉车主可以实时看到汽车所感知的细节。

随着这一高级驾驶辅助系统的发布，特斯拉还推出了新的可视化系统，可以显示车辆实时“看到”的内容。然而，这种视觉效果只是系统实时处理进程中的一小环。与特斯拉AR视图中的选项类似，FSD测试版中可访问的设置非常广泛。其中还涉及一些尚未发布的功能。后续版本将包括众多备受关注的有趣功能，以及对Autopilot和FSD的潜在优化。

新型无钴正极有望提高锂离子电池能量密度

美国研究人员开发了全新系列正极，有望取代目前锂离子电池中常用的昂贵钴正极。新型正极名为NFA（镍、铁和铝基正极）。这种材料是镍酸锂的衍生物，可用于制造锂离子电池的正极，并具有充电速度快、能量密度高、成本低和寿命长等优势。铁和铝是性价比较高的可持续性环保材料，用铁和铝取代部分镍，以增强正极稳定性。

研究人员通过中子衍射、穆斯鲍尔光谱和其他先进的表征技术，探讨NFA的原子和微观结构，以及电化学性质发现：这些正极经历的电化学反应与钴基正极类似，同时能够提供足够高的比容量，以满足电池的能量密度要求。

CPM技术帮助自动驾驶汽车识别弱势道路使用者

澳大利亚科学家采用合作感知（也称集体感知）信息技术（CPM），可帮助联网自动驾驶汽车（CAV）看到角落的行人，甚至是被建筑物遮挡的行人，并及时避开跑步的行人。

CPM允许智能交通系统（ITS）站点，或智能路边单元（IRSU），使用V2X通信技术与他人共享本地感知信息。这种技术不仅提高了驾驶员的安全性，也可保护弱势道路使用者。

CPM使智能汽车能够突破车载感知传感器的物理和实际限制，同时，CPM服务和V2X通信还能提升感知质量和鲁棒性，降低车辆成本。此外，对于人工驾驶的联网车辆而言，CPM还具有一项优势，即无需为车辆加装传感器和相关处理单元，就能提供感知能力。