2012十类最具潜力汽车技术阐述

2013-05-20 16:52:29来源: 盖世汽车网

      汽车的核心价值显然不是光鲜的外观,抑或花哨的配置,而是最能体现科技进步的技术亮点。国外汽车杂志《名车志》对2012年最具潜力的十大类汽车技术进行了盘点。

1、汽车云通信技术

      目前许多汽车中都拥有声控技术,汽车制造商为了进一步完善其功能,纷纷将智能手机与云服务集成其中。未来的车辆间通信技术将广泛采用云计算并将包含强大菜单功能。智能通信技术能够帮助汽车司机在很大程度上避免交通事故的发生、规划最经济的行车路线,甚至有些系统可以通过雷达扫描捕捉道路上的电子警察,从而通过联网系统对车主做出预警。其中,ESCORT Live系统是最受车主喜爱的一种,通过其SmartCord Live连接线可以与iPhone或安卓手机相连,当检测到前方限速警报、车辆事故或其它紧急情况时,它可以自动将信息传输到ESCORT Live的“云”储存里面,然后通过网络通知后方司机的注意避免。

2、电动汽车固态电池技术

      随着节能环保话题的频繁出现,越来越多的车企拥有自己的电动车,丰田普锐斯、日产聆风、本田飞度EV、雪佛兰沃蓝达等等。而人们最关注的是电动车的行驶里程,而行驶里程问题也是目前限制电动车快速发展的重要因素之一。Sakti3与Planar Energy两家企业致力于研发电动汽车固态电池技术,液态锂离子电池中的液体电解质被固态物质所取代,其优势在于稳定和高效,将更高的电压压缩到更小的空间里,固态锂电池的能量密度要高于液态锂电池许多倍,而成本则为液态锂电池的一半甚至更低。传统采用有机电解液的锂离子充电电池,过度充电、内部短路等异常情况发生时可能导致电解液发热,有自燃或爆炸的危险。全固态电池不采用液体电解液,而是采用固体电解质,不易燃烧,其安全性可大幅提高。并且,在理想状态下,固态时锂的扩散速度(离子传导率)较液体电解液时高,理论上可实现更高的输出。

      包括其制造方式在内,全固态电池可能会突破现有电池的概念。例如,因不必封入液体,可以简化电池外装,从而能以卷对卷方式制造大面积的电池单元。此外,还可将多个电极层叠,并在电池单元内串联,制造出12V或24V的大电压电池单元。

3、发动机电晕点火技术

      和常规火花塞采用电极间的电弧打火方式不同,电晕点火系统在四角型尖端引起离子流动,通过离子流引燃混合气。为了减少有害气体排放而广泛推广的EGR技术是电晕点火等高能点火系统的主要推动力量。多次跳火、间隙跳火、涡流点火等点火策略使发动机混合气变得越来越稀薄,同时也变得难以点燃,燃烧速度慢。所以单一位置打火有很大局限性。为了保证点火时机的精确性,奔驰在其新款3.5升V6发动机中采用了该电晕点火系统。电晕点火可以帮助发动机节油10%,除此以外,帮助ECU更好地控制点火时机、点火功率和点火能量,还能给很多降低发动机有害气体排放的新技术创造条件。

4、小型高增压发动机

 

 

      现如今汽车市场逐步向小排量增压化发展宝马目前拥有1.5升3缸发动机,将来还将推出1.0升双缸发动机搭载于MINI上;奔驰公司目前也拥有1.6T发动机,搭载于GLG车型上;沃尔沃汽车也逐渐将从5缸、6缸发动机转变至3缸及4缸发动机。通用的1.0升Ecotec与福特1.0升Ecoboost同样也为小型增压发动机。

      这类发动机的共同特点就是能够提供与大排量发动机相当的动力,并且它们的体积更小、重量更轻、更具燃油经济性。其中最典型的Ecoboost采用曲柄连杆机构采用偏置曲轴(Offset Crankshaft)布局,活塞往复运动所在的轴线的延长线不经过曲轴中心。从热力学角度来说,能够使燃烧更充分,而机械学角度上,可减少做功冲程期间活塞与汽缸壁的摩擦。从而有利于提高燃油经济型和排放环保特性;先进分流式冷却系统(Split Cooling System)使气缸体(Cylinder Block)加热早于气缸盖(Cylinder Head),该机制尤其在寒冷天气下有利于节约燃油;排气歧管和气缸盖采用一体化铸件设计;“一件式”部件可降低尾气温度,拓宽发动机的rpm转速运转范围,优化燃油-空气混合比。新设计还可降低重量,提高发动机运转的平顺性;采用典型的EcoBoost™技术,诸如涡轮增压、燃油直喷和双独立可变凸轮正时Ti-VCT(Twin Independent Variable Camshaft Timing)技术。5、电动车无线充电技术

      无线充电技术引源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。奥迪、劳斯莱斯均已对该技术进行了测试,而劳斯莱斯的测试结果表明无线充电技术的能量利用率达到90%,并且有很高的容错率,即便线圈并不是完全对齐,那么充电过程依旧不会受影响。

      这项技术采用无触点功率转换法,依靠磁动态耦合或MDC方式(两个相距4-6英寸的永磁体之间产生感应磁场)实现。在路面与车底部之间的系统发射端有一块磁铁,而位于车底部的接收端也具有一块磁铁。当一个小型电动马达转动下方的磁铁时,上方的磁铁受到电磁感应的影响随之旋转,从而产生感应电动势,即电能。

5、电动车无线充电技术

      无线充电技术引源于无线电力输送技术,利用磁共振在充电器与设备之间的空气中传输电能,线圈和电容器则在充电器与设备之间形成共振,实现电能高效传输的技术。奥迪、劳斯莱斯均已对该技术进行了测试,而劳斯莱斯的测试结果表明无线充电技术的能量利用率达到90%,并且有很高的容错率,即便线圈并不是完全对齐,那么充电过程依旧不会受影响。

      这项技术采用无触点功率转换法,依靠磁动态耦合或MDC方式(两个相距4-6英寸的永磁体之间产生感应磁场)实现。在路面与车底部之间的系统发射端有一块磁铁,而位于车底部的接收端也具有一块磁铁。当一个小型电动马达转动下方的磁铁时,上方的磁铁受到电磁感应的影响随之旋转,从而产生感应电动势,即电能。

6、热能转化电机

 

 

      据统计,汽车中燃油的三分之一均通过排气管以废热的形式排放或辐射掉。本田与宝马通过在涡轮增压器或废气涡轮发电机将热能转化为电能吸收再利用。宝马目前的研究成果是在发电机上利用塞贝克效应将热能转化为电能,两块邻接的金属上加上温差时,产生了小的电压。这导致了热电偶的产生,热电偶是现在广泛用于测量温差的装置。但是,这种效应也可以应用于发电机,热偶发电机只能将6%-8%的热能转化为电能,不过将来随着新材料的研发,会使转化效率大大提高。使用能产生更多电能的更好的热电材料,有可能在某个时间停用汽车的交流发电机,这种方法进行热电发电可以减少大约5%的燃料消耗。该技术的发明者里克特博士希望该技术能够在2013年应用于生产线的汽车中。

7、八速及九速变速箱

      随着人们车辆性能和舒适度要求的提升,变速箱档位也变得越来越多。保时捷911采用了7速手动变速箱;采埃孚开发出8速、9速变速箱,目前路虎极光中已搭载了9速变速箱。现代汽车将研发10速变速箱,或将搭载在下一代雅科仕和劳恩斯中。

      其中采埃孚9速变速箱的优势在于,尺寸、重量上与6速自动变速箱相当;更宽泛的齿比范围提供了更平顺的驾驶感受和经济性;紧凑、高效的设计实现了更高的换挡效率。

8、汽车轮胎胎压自控技术

 

 

      政府及行业研究结果显示,轮胎充气不足会导致燃油经济性下降2.5%和3.3%。对于普通轮胎来说,轮胎内部气体会通过轮胎与轮圈接触的位置或者气嘴渗漏。有研究表明,普通轮胎每月会降低胎压0.1Bar。而配置有胎压自控技术的轮胎,则能够长时间维持标准的轮胎气压。

      胎压自控技术的基本原理是:当软管被圆柱体滚压过时,软管内的空气会随着圆柱体滚压的方向流动。

      根据上述的基本原理,固特异的工程师把软管设计到胎体结构中。轮胎滚动时由于车身的重力导致胎体轻微变形,从而压缩软管吸入空气。空气的入口是传统的轮胎气嘴。胎压自控技术就是巧妙地利用了轮胎受压变形和轮胎转动来不断地为轮胎充气,保持轮胎的标准气压。为保持轮胎气压的恒定以及防止轮胎气压过充,固特异在轮胎里面安装了一个小的机械阀门。

      上面提到的固特异胎压自控系统在结构上并不复杂,而胎压自控技术作为一项方便车主用车以及确实能提高车辆操控性以及燃油经济性的技术,非常具有潜力。

9、通用eAssist混动系统

      电动汽车对稀土元素的依赖非常严重,为了缓解该现状,通用发布了eAssist微混系统,别克君越上已经搭载了这套系统,在2014款别克君威上也将搭载这套系统。eAssist属于轻度混合动力,在新君越上,这套油电混合动力系统主要由通用的2.4SIDI(LAF)缸内直喷发动机、改进的6速自动变速箱、最大功率达15千瓦(20.4马力)的助力电机/发电机、115V的锂离子电池和混合动力系统的控制模块构成。

      而在这套系统中主要发挥“节能”角色的就是前面提到的15千瓦的电动机,它在这里身兼三职,需要根据车辆的工况切换“起动机/发电机/助力电机”的角色,它能够以15千瓦(20.4马力)的最大功率和150牛·米的扭矩起动发动机,而作为助力电机时,它能够输出11.2千瓦(15马力)的最大功率、可在1000rpm的转速下(电机转速)提供最高107牛·米的扭矩,车辆的最高扭矩可以达到347牛·米的水平,堪比通用的2.0T直喷发动机。智能启停:车辆在短时停止的状态下关闭发动机,依靠115V锂离子电池组为车辆的用电设备提供电能(关于空调的疑问见后文),当车辆需要启动时,电动机直接带动发动机起动,之后正常行驶。

      减速断油/制动能量回收:车辆在一些特定的减速工况下,发动机将自动断油以节省燃料,接近停止时,电动机将承担起驱动车辆的角色,实现车辆启停的平滑过渡。在减速中一旦驾驶者踩下油门踏板,发动机便会回到正常工作状态。

      在车辆制动或滑行等工况下,发动机曲轴通过皮带轮带动发电机(前面提到的三职一身的电动机)发电,向锂离子电池组和车辆蓄电池充电

      助力加速:在车辆需要急加速的情况下(控制模块根据油门踏板动作等参数自动判断),电动机通过皮带向曲轴提供额外的扭矩,以此承担发动机的负荷,减少发动机运转阻力和负担,达到减少燃油消耗的目的。

10、碳纤维材料的应用

      碳纤维材料由F1赛车上逐渐引入到普通乘用车中,它具有超轻、超高强度的特性。无论应用在悬架上、发动机缸体上或是轮毂上,均能起到良好的改善效果。

      采埃孚玻璃纤维发动机支架

      采埃孚的新型悬架采用模塑塑料,减轻了材料重量和组件数量。采埃孚工程师利用玻璃纤维增强聚酰胺代替铸铝材料作为发动机支架外壳材料,在重量上减轻了25%。此外,前者在抗腐蚀性方面较铝材更强,并且100%可回收。

      采埃孚塑料发动机支架采用模块化架构,根据不同的发动机结构,能够相应的在结构形状上做出改变以适应发动机舱的结构。工程师认为,发动机支架在车辆中扮演着重要角色,它作为发动机与车辆的连接元件,能够防止发动机的振动传导至车辆其他部位,此外还起到抑制发动机噪声的作用。最重要的一点,它保证发动机运行时位置稳定,尤其在颠簸路况。

      福克斯碳纤维发动机盖

      福特福克斯上采用的碳纤维发动机盖强度是钢铁的5倍,硬度是钢铁的两倍,而重量却只有钢铁的三分之一,这点正好符合福特想为福克斯减重340千克的要求。这款碳纤维复合材料的发动机盖结构特殊,在两块碳纤维板的中间夹着一层泡沫塑料,这么设计的理由是,万一撞击到了行人的头部,对其造成的伤害能够尽可能的减到最小,并且该发动机盖在假人头部撞击测试中表现良好。

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编辑:陈盛锋 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2013/0520/article_7187.html
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