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2021-11-22

汽车工程师 2021年8期
关键词:电池车辆系统

汽车新三包规定增加电动车保障并细化权责要求

2021年7月26日,国家市场监督管理总局公布《家用汽车产品修理更换退货责任规定》的新“三包”政策,自2022年1月1日起施行。新三包规定明确了动力电池、驱动电机等电动车的核心零部件的三包规定,是与时俱进的保障汽车消费者合法权益的必要举措。

三包政策主要变化点:1、三包适用范围增加皮卡。2、三包的范围是中国境内销售。3、三包明确了进口车进口商的责任。4、三包适应新的销售代理模式。5、三包有效期自交车日开始。6、增加电动车三包项目。7、修车的备用车和补偿从第6天开始。8、三包的7天内退换车的规定落地。9、三包退换车维修时间降到30天或4次。10、退换车的使用补偿系数低于0.5%。11、车主自主选择维修保养企业是符合三包规定的。

新材料LNPTHERMOCOMP改性料可改善ADAS信号传输

随着城市化不断推动自动驾驶技术的发展,以及高级驾驶辅助系统的更广泛应用,汽车OEM和各级供应商不断寻找高性能材料,以优化当前的高频率(>75 GHz)、毫米波雷达单元。

为满足这一需求,沙特基础工业公司推出2种新材料,LNPTMTHERMOCOMPTMWFC06I和WFC06IXP改性料,分别用于开发下一代雷达装置的前后外壳盖板。这2款新型玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)牌号产品具有极低的损耗因数和介电常数,有助于支持高频雷达信号的传输。此外,它们还具有超低的翘曲度,因此设计人员能够打造全新超薄覆盖层,以改善信号传输。不仅如此,SABIC全新产品还支持高速、高精度激光焊接,提高雷达单元组装效率。在目前可用的PBT材料中,LNPTHERMOCOMPWFC06I改性料具有出色的激光传输性能。

SoLiS电池研究项目开发锂硫固态电池

2021年7月,SoLiS多层软包电芯锂硫固态电池开发(So-LiS-Development of Lithium-Sulphur Solid State Batteries in Multilayer Pouch Cells)项目启动,旨在将有前景的电池概念从基础研究转化为工业应用。

这项工作的目标是开发基于Li-S固态技术的多电极层电池电芯,并以应用型方式对其进行评估。除了加工和制造工艺,研究人员还希望,对电极的纳米和微观结构进行整体研究和优化。其挑战在于使硫与导电碳和离子导电电解质紧密接触。

智能汽车身份和访问管理系统可提高车辆安全

SIUV,即一种基于使用控制(Usage Control,UCON)和可验证凭据(Verifiable Credentials,VCs)的状态化智能汽车身份和访问管理(IAM)系统。其利用使用控制策略,根据驾驶员或应用程序的凭据或声明向其授予权限(例如部署安全气囊或限速控制),然后使用该权限来决定是通过还是拒绝访问车载资源。SIUV还持续监控主题声明、资源属性和环境条件(例如时间或位置),以便在发生更改时,系统可以重新评估策略、提供更新或相应地撤销已发布权限和使用决策。

随着汽车机械部件不断转变为数字系统,从软件的角度来看,SIUV的研究工作将对于全面保障未来智能汽车安全至关重要。

全新固态电解质材料可降低全固态锂电池成本

中国科学院中国科学技术大学的研究人员设计出一种全新固态电解质材料Li2ZrCl6(LZC),可使全固态锂电池成本更低但更有效。这种材料在50μm厚度时的原材料成本仅为1.38美元/m2,远低于文献中最便宜的氯化物系统(23.05美元/m2),且远低于确保成本竞争力的10美元/m2阈值。此外,LZC在湿度高达5%时仍保持稳定,因此不再需要像硫化物固态电解质那样在合成和储存过程中对环境具有严格要求,且大规模生产的优势已可在不牺牲氯化物固态电解质特性的情况下实现。

LZC的离子电导率高达0.81 mS/cm,且具有出色的可变形性以及可兼容4 V级阴极。Li2ZrCl6和高能量密度的单晶高镍三元正极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(即NMC811)组成的全固态电池,在200 mA/g的大电流密度下循环200圈之后容量仍高达150 mAh/g,并且在整个长循环过程中容量几乎无衰减,可与同类最好的固态电池媲美。

多光谱车辆碰撞预警系统专利

Foresight公司宣布,其“多光谱车辆碰撞预警系统(multi-spectral vehicular systemfor providing pre-collision alerts)”专利已获得专利商标局的批准。该项新专利技术涉及多光谱汽车视觉系统,该系统由一对立体红外传感器,以及一对立体可见光传感器组成。该视觉系统包含数据融合模块,可融合从红外光和可见光通道接收的数据,从而实现准确的障碍物检测和距离估算。此外,2个立体通道互相融合,可检测角落处的情况,尤其是在恶劣的天气条件和低光照条件下,同时还可减少错误警报。该系统还配备自动校准模块,无论立体摄像头配置或位置如何,都能保持校准,从而创建准确、持续的深度感知。

V2G充电服务比标准充电器快50%

电力集团(EDF)通过其子公司DREEV与日产合作,在英国推出一项支持车辆到电网(V2G)技术的全新商业充电服务。这意味着企业可以消耗低碳能源来支持电网,同时推进其净零和脱碳目标,并降低成本。

该公司开发的V2G技术,支持双向能量流动,包括在电力最便宜的时候,为电动汽车的电池充电,以及将多余能量回售至电网。EDF的V2G商业解决方案包括:提供和安装双向连接紧凑型11 kW充电器,并整合DREEV的技术。根据电池类型,能够在3.5 h内为日产LEAF充满电。与标准充电器相比,要快50%。通过专门的DREEM智能手机应用程序,可以设定车辆的驾驶能量需求,实时跟踪其充电状态,并随时控制充电。

新混合材料可提高锂硫电池性能

为满足全球不断增长的能源需求,并实现可持续发展,可充电电池变得非常必要,但并非所有的可充电电池都能实现可持续发展。冲绳科学技术大学院大学的研究人员致力于优化可充电电池中的锂硫电池。

与目前市场上的锂离子电池相比,锂硫电池可以储存的能量更多,具体来看,就是使用锂离子电池的电动汽车1次充电可以行驶300 km,而锂硫电池可实现续航里程达500 km。但锂硫电池实现商业化的主要挑战是其中间产物非常容易溶解。在电池的构建过程中,硫与锂会发生反应生成产物。该过程共分为2个阶段,其中第1阶段中的生产产物为多硫化锂,该产物很容易溶解为多硫化物,从而损害电池性能,进而缩短电池寿命。为优化电池,多硫化锂需要尽快转化为最终产品,Li2S2或Li2S。为此,研究人员使用了2种不同的材料,分别是TiO2,以吸收不需要的多硫化物,以及TiN,以加速吸收过程。使用这2种材料混合,可以很好地改善电池性能。

这些材料非常敏感。为最大限度地提高电池的效率,研究人员进行了纳米级研究,并发现通过采用10 nm的TiN和5 nm的TiO2,可以更快更多地吸收多硫化物,从而大大提高电池性能,进而使所需充电时间更短、充电间隔更长且整体寿命更长。为了更加确定,研究人员将电池运行了200次循环,发现其效率几乎相同。

钢外壳电池平台可适应不同电池和车辆

博坦德和奥钢联钢铁公司联合开发了一款带有钢制外壳的可扩展电池平台。通过其钢制外壳,可轻松有效地适应不同的电池尺寸。此外,钢制外壳作为中心元素,承担了多项功能,例如通过抗碰撞和防火来保护电池电芯,通过适当的钢组合优化质量,以及经济有效的钢概念。

该平台符合ECE-R100标准,可集成各种电池模块和电子元件。与铝相比,钢结构可以在更加紧凑的情况下,提供同等刚度和强度。因此,可以更加有效地利用安装空间,提升电池系统的能量密度。更重要的是,钢材可以多次循环,而不影响品质。钢外壳还具有另一个优势,生产钢外壳组件产生的CO2排放量,约为铝的1/8。

利用燃料电池产生的废热可解决汽车内部加热问题

基于现实的模拟研究表明,可以使用燃料电池产生的废热来加热卡车驾驶舱,并且不会产生不必要的电力损失。在低温条件下,利用废能加热车辆驾驶舱,可将燃料电池的效率提高到75%。燃料电池在运行过程中产生能量,同时也产生热量,这些热量可用于其他目的。在寒冷天气中,使用燃料电池的废热,不会影响车辆续航里程,相反会提高车辆效率。

改进车载车道偏离警报系统或可实现商业化

为评估车辆相对于其在道路上航向的横向偏移,许多当前可用的LDWS依赖于检测路面标记的摄像头来确定车道位置。但是,标记可能会退化,且在恶劣天气下,条纹和其他标记还可能会被遮挡。基于摄像头的系统也可能会添加GPS技术,其他系统则还会使用高分辨率数字地图和先进的GPS技术。这些系统可能非常准确,但也很昂贵,通常仅用于豪华车。

研究人员打算使用广泛可用且价格低廉的数据源来确定车辆的横向位移。为了避免使用低分辨率的RRH地图来评估车辆的横向偏移,研究人员开发出一种增强型LDWS,可以从车辆过去在同一条道路上行驶的位置数据中提取给定道路的RRH。研究人员设计出新算法,成功地从车辆过去的轨迹中生成了准确的RRH,将误报的发生率基本降低至零。只要车辆在该道路上曾行驶过,该系统就可以发出准确警报,但如果是第一次行驶,则无法发出警报。为了解决这个问题,研究人员开发出一种替代方法,通过与同一道路上其他汽车的车辆对车辆(V2V)通信来确定RRH。

经过对采用新算法的系统进行多次现场测试,该系统可以及时准确地检测到100多次变道,且没有误报。评估V2V握手协议的道路测试表明,从附近车辆接收RRH数据的车辆中的新LDWS能够准确检测车道偏离。该项目使用标准GPS技术成功开发了车载LDWS。此外,研究人员还设计出一种具有直接短程通信的V2V通信协议,以便在需要时从另一辆车获取RRH。

太阳能+储能可满足每年80%的电动汽车电力需求

太阳能工业协会研究显示,对于一辆年行驶里程达到14 000 km的电动汽车来说,一个7 kW的太阳能光伏(PV)系统加上7 kW·h的家用电池,可以为其提供80%的电力需求。即使没有储能,电动汽车驾驶员也可以大量利用太阳能。例如,如果系统功率为7 kW,但没有电池,则太阳能发电可以在1年内满足车辆39%的电力需求。EUPD认为,太阳能+储能解决方案,可以大大降低充电成本。

3 Ah锂金属固态电池将能量容量提高100倍

SakuúCorporation公司宣布,已开发出3 Ah锂金属固态电池,将电池的能量容量提高了100倍,体积能效提高了12倍以上,其性能等同或超过当前的锂离子电池。这种一代电池包含30个子电芯,采用锂金属和专有打印陶瓷隔膜。其设计使用当前的行业标准正极材料,未来可以支持更高电压的正极,能够产生多达25%的能量。这种新电池非常适合消费者、航空和出行应用,在安全性和能量密度方面具有优势。

三星电机宣布开发出2种多层陶瓷电容器(Multi-Layer Ceramic Capacitor,MLCC),主要用于自动驾驶汽车必备的高级驾驶辅助系统。自动驾驶汽车为了使各种芯片快速接收信号,需要可靠的能源(电力)供应以及消除信号噪声。但随着组件数量的增加,安装空间越来越不足,因此需要小尺寸和大容量的MLCC。

三星电机新MLCC产品与以往产品相比,容量相同,但表面积减少了64%。此外,新产品可安装于车辆电子控制单元的信号端,以消除周围的信号噪声并准确传递信号。新产品的弯曲强度是标准的2倍,可预防在行驶过程中受到冲击和振动而损坏,提高了产品的可靠性。

三部门联合印发《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》

工业和信息化部、公安部、交通运输部3部门近日联合印发《智能网联汽车道路测试与示范应用管理规范(试行)》,旨在加快制造强国、科技强国、网络强国、交通强国建设,推动汽车智能化、网联化技术应用和产业发展,规范智能网联汽车道路测试与示范应用,自2021年9月1日起施行。《规范》主要包括总则,道路测试与示范应用主体、驾驶人及车辆、道路测试申请、示范应用申请、道路测试与示范应用管理、交通违法与事故处理及附则等7个章节。

超声波回收方法可回收80%的电池材料

法拉第研究所的研究人员开发了一种可从废弃电动汽车电池中回收材料的新方法。这种新工艺使用超声波将有价值材料从电极中分离出来。研究人员表示,与目前的分离方法相比,这种方法回收材料的纯度更高。

该团队开发了一种超声波分层技术,可分离冲击电极上的活性材料,留下原始铝或铜。该工艺可以有效去除石墨烯和锂镍锰钴氧化物(NMC)。结果显示,与传统回收方法相比,通过这一技术回收的材料具有高纯度,而且可能更便于制造新电极。

目前的分层回收技术通过在批处理浸渍过程中使用浓缩酸。新型超声波技术是一种连续进料工艺,并且使用水或稀酸作为溶剂,因此更加环保,操作成本更低。比起目前的批量分层技术,可在既定时间内分离出100多倍的电极材料。研究团队测试了4种常见类型的电池,结果显示均可达到同等效率。

超声波预警系统以检测锂离子电池中的危险情况

现有电池管理系统在发生火灾或其他危险前的几分钟或几秒钟,才会发出警报,往往来不及阻止危险发生。泰坦公司的预警系统使用经过验证的超声波技术,可以实时检测异常和有害的电池状况,并在发生危险的前几小时或几天内,生成可操作警告。该公司表示,对于NMC、LMO和LFP电池来说,其超声波系统可以实时检测荷电状态(SOC)和健康状态(SOH),并提供99%的准确率。

充满电的电池更硬,锂离子在负极中,声速比电池充电不足的时候快。泰坦公司可以在电池寿命的所有阶段,以99%的精确度测量SOC,无论施加的电流是多少,因为SOC与负极中实际存在的锂离子的数量相对应。

脱手检测用ECU支持自动驾驶辅助系统

阿尔卑斯阿尔派株式会社开发出脱手检测(hands-off detection)ECU,可通过识别驾驶员对方向盘握力的变化为自动驾驶系统提供支持。

随着汽车行业CASE(互联、自动驾驶、共享及电动汽车)技术创新不断加快,在自动驾驶领域,可在特定条件下,保持车道并自动跟随前车行驶的无人驾驶辅助系统正在不断被普及。搭载这些功能的汽车需要检测和评估驾驶员的驾驶状态,从而确保安全驾驶,并在自动挡和手动挡之间安全切换。其中一项功能是脱手检测,可判断驾驶员握住方向盘的状态,并与其他系统交互,评估驾驶员状态,从而安全地在驾驶员控制和系统控制模式间切换。随着自动驾驶辅助系统不断完善,安全功能也越来越重要。在判断何时在自动驾驶辅助和手动驾驶间切换时,需要对行驶状态和驾驶员的驾驶姿势进行持续检测,以确保安全。当判断无人驾驶辅助不宜继续时,则需要立刻提醒驾驶员解除辅助,并敦促其立即恢复至手动驾驶。因此,安全保证需要更精确地检测驾驶员对方向盘握力的各种变化。

新虚拟传感器解决方案防止车辆完全辗过物体

Tactile Mobility推出了runover virtual sensor(碾压虚拟传感器)解决方案,可使车辆实时确定被撞物体,从而防止完全碾压。自动驾驶汽车和配备ADAS的车辆中的runover virtual sensors可向车辆发送信号,在不同行车阶段提醒车辆和驾驶员,从而帮助减少人员伤亡。这一新的虚拟传感器将使车辆能够感知道路,检测道路上各种不同高度、大小、形状和材料的物体,如人体、道路碎片和其他物体,识别轮胎下的材料类型,并在最初发生碰撞时,发出警报,防止车辆完全辗过物体而导致致命事故。

电动汽车用制冷剂可将续航里程提高50%

大金工业株式会社开发一种可用于电动汽车的制冷剂,可将续航里程提升高达50%。空调依靠压缩制冷剂所产生的热量,来加热和冷却车内的空气。大金新制冷剂的沸点约为零下40℃,比传统产品低10~15℃,从而减少压缩能量。该公司表示,对于在市区行驶并运行空调的电动汽车来说,有了新制冷剂,一辆在充满电后可以续驶200 km的汽车,能够额外行驶100 km。

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