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2021-11-23

汽车工程师 2021年6期
关键词:智能网电池车辆

基于GaN的电动汽车无线充电技术

Eggtronic推出混合无线交流电源专利技术E2WATT,可同时作为交流电源和高速无线传输系统中的发射器,从而确保能量效率和能量传输距离,其成本低于传统无线技术。传统无线设备的传输距离通常为5 mm,最大传输功率通常最高为30 W。E2WATT技术可在超过其6倍的距离(可达40 mm)内,提供高达300 W的功率。E2WATT无线技术直接由交流电源供电,无需外部电源。这种单级混合解决方案的效率显著提高,最高可达95%。

E2WATT采用了Navitas半导体公司的GaN技术。GaNFast中包括GaN开关(一种场效应晶体管),将单片集成模拟驱动电路和数字逻辑电路集成在同一芯片上,作为GaN功率器件。GaNFast电源IC的额定频率为2 MHz。运行速度快,有助于减少快速充电系统的尺寸和功率转换成本。

高强度冷冲压钢可用于EV电池外壳

先进材料开发公司(Advanced Materials Development)开发了获得专利的冷冲压用冷轧高强度钢,称为ColdStamp-Steel,可用于生产汽车的车身结构和安全部件,包括电动汽车的电池外壳。

ColdStamp-Steel的微结构中含有一个或多个马氏体、贝氏体、铁素体和残留奥氏体,其数量百分比取决于钢的成分及热处理方式。另外,还有一部分碳化物、氮化物和碳氮化物。由此产生的材料具有高强度和中等延展性。与商业冷轧钢材相比,Cold-Stamp-Steel具有更高的强度质量比。其应用包括汽车保险杠加固梁、柱、车门冲击梁、踏脚板内件和加固件、侧梁加固件、车顶框架、腰线加固件、卡扣或夹片。

ColdStamp-Steel采用电镀或热浸工艺涂层,为电池外壳应用提供了明显优势。镀铝和镀锌ColdStamp-Steel,可防止电池外壳在高达760℃的温度下发生故障,并能承受高达1 205℃的火灾风险,从而在紧急情况下为电动汽车乘客留出更多的疏散时间。

赛灵思推出新产品每瓦特AI性能是GPU的4倍

赛灵思(Xilinx,Inc.)宣布推出VersalTMAIEdge系列,旨在从边缘到终端都实现AI创新。该系列的每瓦特AI性能是GPU的4倍,计算密度是上一代自适应片上系统(SoC)的10倍,适用于下一代分布式智能系统。

Versal AIEdge自适应计算加速平台(ACAP)能够为具有最高功能安全水平的自动驾驶、协作机器人、预测工厂和医疗系统以及航空航天和国防市场的多任务载荷等广泛应用提供智能。与之前的AI引擎架构相比,该产品组合配备了AI引擎—机器学习(AIEngine-ML),能够提供4倍的机器学习算力,还集成了新型加速器RAM和增强型内存层,用于提升AI算法。

科学家发现稳定正极材料的新方法 防止电池降解和安全问题

布鲁克海文国家实验室探讨正极材料中一种名为价态梯度(valence gradient)的特性,以了解其对电池性能的影响。结果显示,价态梯度可以作为稳定高镍正极结构的一种新方法,防止出现降解和安全问题。

高镍正极具有高容量,比起现有电池材料,可以为电动汽车提供更长的续航里程。然而,在电池循环过程中,镍含量高也会导致正极材料更快地降解,出现裂缝和稳定性问题。为了解决这些结构性问题,科学家们合成了具有镍浓度梯度的材料。这些材料表现出极大的稳定性,但无法确定这是否仅仅是由浓度梯度引起的。科家们将价态梯度从浓度梯度中分离出来。在成功合成具有独立价态梯度的材料后,结合从各个设备收集到的数据,从而确认价态梯度在电池性能中发挥着关键作用。价态梯度可以“隐藏”材料中心电容更大但不太稳定的镍区域,只暴露材料表面结构更稳定的镍,这种重要的排列抑制了裂缝的形成。

FEV采用“电池到模块”方法 推出创新型高性能电池系统

FEV采用“电池到模块”(cell-to-module)的方法推出一种创新型高性能电池系统,可应用于混动汽车。除成本和封装优化的T骨设计外,该模块化、高度集成的概念系统还采用创新型主动母线冷却技术,可实现最高功率密度。该电池系统功率密度高达2 kW/kg,能量为2 kW·h,且质量仅为50 kg时,可以提供功率100 kW,因此可很好地为混动汽车提供支持。

麦格纳采用创新表面元件照明技术 推动汽车设计

麦格纳采用创新表面元件照明(Surface Element Lighting)技术,为汽车设计师提供更多可能性。该技术的单个紧凑型LED面板的最小厚度仅为4 mm,可封装在狭窄空间中,并放置在极近的配置中。照明元素的周围框架可进行调整,从而创建独特的3D模板,进而使造型设计更自由。

该技术的照明动画是可定制的,可在单个元件或组中创建,包括:锁定/解锁、问候/再见、充电指示灯、启动和转向信号指示灯。此外,设计师还可以为消费者提供不同的预编程照明动画选择,以实现更高水平的个性化。

动态规划技术可提高自动驾驶车辆舒适度

日立安斯泰莫株式会社(Hitachi Astemo)宣布开发出高精度车辆路线规划技术Dynamics Planning(动态规划),专用于自动驾驶电子控制单元(ADECU)。该技术可控制L3汽车的不适摇摆和加速的算法,从而带来舒适的驾驶体验。

Dynamics Planning通过传感器收集数据,例如摄像头、使用MPU(地图位置单元)的地图数据,以及未来从基础设施数据合并的交通信息。可驾驶区域的数据会被输入到AD ECU,从而可以有效利用车道宽度绘制平缓路线、加速度变化限制的轨道,以及确保该变化平缓的路线计划。

自动驾驶车辆技术的发展不仅仅是使车辆在无驾驶员控制的情况下,安全抵达预期目的地,还需要保证驾驶过程安全、舒适且快速。随着自动化程度的不断提高,车辆舒适性变得尤为重要。

ADI扩展BMS产品组合实现持续电池监控

Analog Devices Inc(.ADI)推出满足ASIL-D功能安全等级并具有全新低功耗特定的产品系列,可实现持续电池监控。该系列进一步增强了ADIBMS平台的差异化优势,并支持包括无钴LFP(磷酸铁锂)在内的所有关键电池化学成分,可用于大众市场电动汽车和用于电池组再利用和回收的储能系统。ADI最新的BMS产品可支持多种电池单元配置,并具备创新的低功耗功能,即使车辆断电,也可以对实现持续电池监控,从而在所有条件下确保安全,同时最大程度地提高车辆的续航里程。

研究人员开发旋转控制器不会分散驾驶员的注意力

中央多功能触摸屏正越来越多地取代专用开关。虽然中央多功能触摸屏外观精致,而且生产成本更低,但在驾驶时会分散驾驶员的注意力。为了解决这一问题,科隆工业大学的一个研究协会正在开发一种智能开关元件。该研究项目旨在开发适用于多功能系统的智能旋转控制器。该控制器将配备握力和手势识别,以及触觉反馈,使单手运动可以控制大量功能。与传统的触摸屏相比,该控制器更直观,而且使用时无需目视。与语音控制相比,该控制器还可以更快地执行命令,并对环境噪声具有鲁棒性。

工业和信息化部开展车联网身份认证和安全信任试点工作

为贯彻落实《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》、《智能汽车创新发展战略》和车联网产业发展专委会第四次全体会议工作任务要求,加快推进车联网网络安全保障能力建设,构建车联网身份认证和安全信任体系,推动商用密码应用,保障蜂窝车联网(C-V2X)通信安全,工业和信息化部开展车联网身份认证和安全信任试点工作。

通知明确了关于车与云安全通信、车与车安全通信、车与路安全通信、车与设备安全通信四个试点方向的技术要求、应用场景和试点目标。其中,试点单位研发建立车云通信身份认证、数据加密等技术能力,实现各类车云通信场景下的身份认证、数据机密性和完整性保护,构建车云通信安全保障能力。

另外,试点目标还提到,实现基于身份认证和加密技术的车与设备通信应用,包括用户手持移动智能终端的车辆远程控制、车辆信息查询、安全预警等应用,无钥匙进入、车载设备互联等车载短距无线通信应用,以及新能源汽车充电应用等。

工业和信息化部对《关于加强车联网卡实名登记管理的通知》征求意见

工信部公开征求对《关于加强车联网卡实名登记管理的通知(征求意见稿)》的意见。其中提出,道路机动车辆生产企业应按照行业主管部门有关要求,负责本企业生产、销售车辆所载车联网卡的实名登记工作;应建立严格的车联网卡采购、使用、实名登记等管理制度,建设车联网卡实名登记管理平台,与电信企业共同做好车联网卡实名登记工作;应建立健全用户信息保护制度,对其收集的车联网卡实名登记信息严格保密,并采取有效的技术措施和其他必要措施,确保车联网卡登记信息安全,防止信息泄露、毁损、丢失及违规使用;等等。

团体标准《智能网联汽车数据共享安全要求》报批公示

该标准规定了智能网联汽车数据安全共享模型与规范,主要包括数据源分类、数据级别划分、数据安全处理等内容,并基于这些内容,给出共享模型数据的存储结构,明确车辆各数据所对应的类型及安全级别,保障数据传输的合理、准确。对数据安全隐私级别进行分级、对数据内容进行分类,有利于稳步推进汽车行业数据的开放与共享,为智能网联汽车数据产业链上的各方提供参考与借鉴,推动构建汽车大数据的开放生态,更好地发挥汽车行业数据中所蕴涵的价值。

《智能网联汽车创新应用路线图》核心成果在京发布

路线图系统梳理了我国主要智能网联汽车应用场景,分析了智能网联汽车应用发展现状与趋势。在此基础上,进一步梳理不同场景下智能网联汽车创新应用所面临的核心问题与挑战,及面向2030年的创新发展目标,提出创新发展实现路径。

路线图结合各场景应用特点,围绕政策法规、道路测试、基础设施、关键技术、商业模式等维度梳理智能网联汽车创新应用所面临的主要问题,为相关部门决策、企业商业化部署提供参考。

路线图研判,到2030年,智能网联汽车各类场景应用将覆盖我国主要城市,成为交通运输重要组成部分,逐步形成商业化运行;汽车与交通、信息通信等产业深度融合,新型产业生态基本建成。

针对不同场景预期发展目标,梳理实现路径,重点梳理不同场景下的功能定义、法规标准、测试等方面需求,进一步为智能网联汽车准入和产品管理形成有效参考。

日产推出超材料声学解决方案以减少NVH

有多种材料可以减少汽车中的噪音、振动和不平顺性(NVH)。但往往会带来一种可量化弊端——增加质量。超材料与传统NVH方案相比,其成本更低。超材料介质是一种人造宏观复合材料,具有三维蜂窝状结构。因为单元组件之间的局部相互作用,能够提供抑制或重定向不需要的声波的优异性能。这种超材料的隔音效果能达到传统解决方案的4倍。作为一种简单的包裹在塑料薄膜中的网格状结构,这种材料能够减少500~1 200 Hz的宽频噪音,这些噪声通常来源于路面或传动系统。实验显示,这种超材料可以将驾驶舱内的背景噪声从70 dB降至60 dB以下。

奥迪计划推出快速充电中心

奥迪针对高端电动出行开发快速充电概念——奥迪充电中心。立方体构成了奥迪充电中心的基础。灵活的立方体可以像集装箱一样,容纳充电桩及用于储能的二手锂离子电池,并满足各种技术需求。利用所拆卸开发车辆中的二次模块,不仅赋予电池可持续性新用途,而且具有辅助储存直流电的优势。这将有助于简化基础设施,不必再使用高压线路和高成本变压器。在充电中心内,基于高达2.45 MW·h的中间存储,6个充电站仅需400 V高压连接,即可提供300 kW的输出功率。每个立方体的功率输出最低为11 kW,足以连续为3个总容量为2.45 MW·h的存储模块供电,并可整夜为其充电。

丰田将回收混动和电动汽车电池 用于存储可再生能源

丰田汽车与燃料采购企业Jera合作,将电动汽车和混动汽车的旧电池转变为可再生能源的电力存储系统。此次合作的目标是创建一种新技术,从而通过组合不同种类的电池,使蓄电池运行效率更高。该系统预计将主要用于存储由发电厂通过太阳能、风能和其他可再生能源生产的电力。这种发电厂的发电量受天气影响较大。通过与可再生能源发电厂连接,该储能系统可以根据供需水平的变化,灵活存储和供应电力。

TIFluid Systems推出新型集成式热歧管组件

TIFluid Systems宣布推出用于电动汽车冷却液管理的创新技术——集成式热歧管组件(Integrated Thermal Manifold assembly,ITMa)。该组件可提供一体式、轻质、吹塑成型的塑料歧管,从而优化复杂的生产线设计,并取代用于下一代EV加热和冷却的热循环多管束总成。这种单件吹塑塑料歧管具有显著的价值:改善流动性能以提高效率;减少部分和最终车辆装配的零件数量;减轻质量并降低投资工具成本。

除了ITMa冷却剂外,TI Fluid Systems进一步集成“流体承载”、“流体存储”(冷却剂储罐膨胀罐)、“流体温度控制”(热交换器/传感器)和“流体输送”(泵)的潜力,从而创建非常紧凑的模块解决方案。这些集成式热模块化总成类似于当前的燃油输送模块,非常适合每个OEM车辆或应用,并可以针对多种热回路的不同系统类型进行设计。

多射程XRR芯片专为ADAS、ARAS和自动驾驶设计

Vayyar Imaging推出了多射程XRR芯片,这是一种射程为0~300 m的单一RFIC(射频集成电路)芯片,专为乘用车、卡车和摩托车设计。该前沿平台由48天线MIMO(多输入多输出)阵列支持,为众多安全应用提供高精度雷达成像,且无需外部处理器。

XRR芯片可在单芯片平台上提供多种功能,支持数十种ADAS、ARAS和自动驾驶功能,使得车辆无需多个昂贵传感器,从而可减少成本、复杂性、硬件、软件、功耗、布线和集成工作。

多射程XRR芯片可区分分道标志、路缘石和停放的车辆等静态障碍物,以及不同类型的弱势道路使用者、移动的车辆和其他危险。在停车场等低速环境中,XRR芯片的uSRR(超短程雷达)和SRR(短程雷达)传感支持高级泊车辅助,可扫描车辆周围的行人和障碍物。在开阔的道路上,MRR(中程雷达)和LRR(远程雷达)功能支持各种ADAS和自动驾驶应用,如变道辅助、自适应巡航控制、盲点检测、碰撞预警、交叉交通预警和自动紧急制动。

碰撞预警系统 保护弱势道路使用者

大陆正与德国电信合作开发系统,旨在为联网汽车、骑行者,和其他弱势道路使用者发送碰撞预警。该碰撞预警系统基于卫星定位、加速度传感器、移动通信和云计算。车辆通过移动通信,将其位置和加速度值传送至云端。骑行者通过智能手机,将其位置信息发送至云端。系统会计算车辆和骑行者未来5 s内的路径,如果即将发生碰撞,就会向其终端用户设备发送警告。为了确保这些信息尽快发送至道路使用者,系统会使用移动网络中距离可能发生碰撞的位置最近的云计算机,技术人员称之为多访问边缘计算。

智能系统可估算车辆的动态行为并提高车辆稳定性

马德里卡洛斯三世大学(UC3M)的研究人员开发出一种智能系统,可估算车辆的动态行为并提高其稳定性。这将有助于优化汽车防滑和侧翻控制系统的性能,并避免潜在的交通事故发生。

该研究项目的创新特点是设计了一个“观察者”,可基于由事件激活的通信结构并与神经网络相结合,为具有传输延迟的网络诱导控制系统实时估算车辆的侧滑角和侧倾角。为估算这两个角,该“观察者”使用了多数量产车中已有传感器的测量值,降低其测量成本。这些传感器可以提供方向盘旋转和侧倾或行驶速度的相关信息,从而估算出侧滑角和侧倾角。该设备还采用人工智能工具,即神经网络来评估车辆的非线性行为,并对结果进行初步估算。

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