2012年度十大汽車技術盤點
(中國經濟網汽車 林匯東)
2012年是汽車發展重要的一年,尤其全世界的汽車技術工程師為汽車技術的發展邁向了一個更高的臺階。這些汽車新技術既有關乎行車安全的,也有提升用車體驗的,還有各式各樣關于新能源技術的。雖然很多汽車技術在日常家庭用車中不常見,但隨著科技的發展,這些新技術被更廣泛地運用到汽車指日可待。
1通用率先采用輕質鎂金屬板材料 提升汽車燃效10%
10月份,通用汽車宣稱正在業內率先試驗應用熱成型加工工藝輕量鎂金屬板材料,該材料有望將汽車燃油經濟性提高10%之多。
該材料采用了通用專利的抗腐蝕處理技術加工,可增加該高強度材料應用范圍,更多地替代鋼材和鋁材。
通用計劃在全世界范圍內拓展輕量化汽車零部件的應用,并且尋求相關突破性技術的授權許可生產可能性。此舉旨在幫助供應商能夠有權通過該項工藝技術進行鎂金屬板材料的大規模量產,以減輕車體重量。
同樣部件,鎂金屬材料的重量會比鋁質的要輕33%,比鈦材料輕60%,比鋼質材料更輕達75%。鎂質材料的應用將有助于消費者節省燃油支出,此外也使車輛擁有更高效的燃油發動機以及電動動力系統。
利用此項技術,通用汽車已經研發出一種可投入量產的鎂金屬材料后備箱蓋內板。這種鎂金屬材料后備箱蓋已經受了多達77,000次機械撞擊以及重達250千克的墜物試驗,證明沒有任何問題。
據美國汽車材料聯盟預計,到2020年,每輛汽車材料中將會應用158.8千克的鎂來替代226.8千克鋼材和59千克鋁,使得車輛整體重量減輕15%。這樣的車身輕量化措施可實現節省燃油達9%到12%。
2.大眾藍驅技術詳解
在2012國際巴黎車展上,大眾全新高爾夫藍驅版車型登臺亮相。全新一代高爾夫藍驅版車型比老款高爾夫藍驅車型更節能更環保。大眾藍驅作為低碳節能的代表,而全新一代高爾夫藍驅版更是發揮極致。下面我們了解一下大眾藍驅技術。
● 大眾藍驅技術概述
“BlueMotion”,意為藍驅。大眾汽車以“藍驅”命名表示該技術項目致力于降低汽車的油耗與排放。“藍”(Blue)是大眾汽車商標的顏色,象征水和空氣,“驅”(Motion)則代表未來、不斷進取的汽車發展。“藍驅(BlueMotion)”體現在汽車產品上,則是代表車輛最具燃油效率同時不斷求新的標記。
大眾汽車藍驅技術涵蓋了大眾汽車所有已經或即將批量生產應用的節能、環保技術和所有相關的研發項目,是大眾汽車節能、環保產品與技術的總概念與集合體。目前大眾汽車已通過全線產品安裝TDI(渦輪增加直噴柴油發動機)、FSI(汽油直噴發動機)以及TSI(增壓直噴發動機)等類型發動機,完美地實現了駕駛享受的最大化和燃油消耗的最低化。
藍驅技術以大眾汽車已經廣泛應用于量產車型的動力總成技術(TSI、TDI、DSG)為基礎,進一步結合了眾多創新科技(如啟動停車、剎車制動能量回收、選擇性催化還原轉化器、混合動力、EcoFuel、BiFuel(雙燃料)、MultiFuel(多燃料)以及電力驅動等等),使應用了藍驅技術系列的大眾汽車車型都更加省油,更加環保。
3. 2013款福特蒙迪歐采用充氣安全帶技術
福特公司近期發布了最新的安全技術——可充氣安全帶技術。這項技術將應用在2013款歐洲版福特蒙迪歐中。
與其它安全帶相同,它也會在汽車減速時固定住乘客。不過,它的作用面積更大更厚實一些,安全帶內部包裹著一些墊層。當汽車受到強烈的沖擊時,車內安全氣囊彈出,同時沖撞的作用力也激活了安全帶內部物體形態的變化。
安全帶前部邊緣處是一種特殊的織物材料,在受到強烈沖擊時被撕裂從而充入空氣,空氣由座位中隱藏的壓縮空氣容器提供,通過安全帶內部的小型管道將空氣在40毫秒內充入安全帶,使其完全膨脹。傳統安全帶受力面積太小,可能在保護乘客的同時挫傷其頸部皮膚,甚至壓迫肋骨,而充氣式安全帶則更好的保護了頭部和頸部,更大的接觸面積也減輕了乘客胸腔承受的壓力。
由于充氣式安全帶成本較高,所以僅用在后排座位上,因為那里在汽車受到碰撞時受傷幾率比較高。
4.新馬自達6采用i-ACTIVSENSE安全技術
馬自達公司近日推出了i-ACTIVSENSE汽車安全技術,將搭載于新馬自達6上。它是基于馬自達Proactive Safety技術上改進得到的,該系統能夠幫助駕駛者預防交通事故,或者是在事故發生后盡量減少傷害。i-ACTIVSENSE包含的多項安全技術:
駕駛輔助
雷達巡航控制(MRCC):檢測與前車的相對速度和相對距離,系統自動控制車速使車輛與前車保持安全距離,長時間在高速公路上行駛的駕駛者不必時刻保持緊張,達到緩解壓力的作用。
危險識別
前方障礙報警系統(Forward Obstruction Warning):檢測前方物體,在事故還沒發生之前就預警駕駛者,使其能夠采取回避行動或制動措施。
車道偏離警告系統(Lane Departure Warning System):檢測路面上的車道標線,當司機無意識的偏離車道時發出警告。
后車監控系統(Rear Vehicle Monitoring):檢測后視鏡盲點中出現的車輛,包括側方和后方,提醒司機潛在的危險。
遠光燈控制系統(High-Beam Control System):檢測迎面的車輛,并自動切換調節遠光燈與近光燈,目的為了不讓本車燈光對對方造成眩目,減小了事故發生的概率。
自適應前照明系統(Adaptive Front-lighting System):夜間行駛時根據車速、方向盤的旋轉角度控制車燈,在事故容易發生的彎道處最大限度的提高照明質量。
防撞/傷害減免
智能制動輔助系統(Smart Brake Support):在時速15公里/時以上,系統檢測到前方即將發生的碰撞時系統自動剎車減少碰撞的傷害程度。
智能城市制動系統(Smart City Brake Support):在時速4-30公里/時的速度范圍內,檢測到前方即將發生的碰撞時自動剎車。
自動加速控制系統:當前方有障礙物而駕駛者還繼續加速時,系統會自動抑制發動機的輸出功率并且發出警報。
5.奧迪A8將車距控制與Stop & Go功能有機結合
如果將雷達傳感器獨立開來,其技術潛力已經差不多被挖盡。因此奧迪在自適應巡航控制系統(ACC)上推出了多傳感器監控車輛四周的系統——結合雷達、影像和超聲波系統。這種聯網化的系統還包括Stop & Go功能,進一步擴展了遠程控制系統。慕尼黑的德國聯邦陸軍大學對這種極端敏感、與安全息息相關的駕駛輔助系統進行了各種項目的測試。 基于雷達的遠程控制系統已經在市場上推廣并得到應用,其原因就是目前傳感器性能得到了提高,控制算法也正在發展。
另外,預先制動輔助系統也發揮了作用。即使沒有激活自適應巡航控制(ACC)功能,這些有助于提高安全性的功能都能夠在碰撞發生時有效保護車內人員。
ACC系統還增強了預先路面響應的安全輔助功能,新一代ACC系統選擇最合適的控制算法,還將駕駛習慣和Stop & Go功能納入考慮范圍中,整體功能有了進一步的提升。
聯網的環境傳感器
就單單雷達傳感技術而言,幾乎已經沒有潛力可以挖掘了。因此奧迪ACC系統首次采用了多傳感器的方式來監視周圍環境,結合了雷達、影像和超聲波系統。
雙雷達系統:首次采用雙遠程雷達系統(77GHz)。兩個遠程雷達單元安裝在前保險杠霧燈的位置,而霧燈集成到了主前照燈單元中,成為全天候照明系統(all-weather light)。為了確保在極度寒冷的條件下也能運行,雷達的鏡頭可以加熱。雙雷達系統的優點是其更大的水平掃描角度,約為40°,還能融合兩個傳感器的數據。
攝像系統:如果選擇安裝ACC系統,那么同時也會在風窗玻璃的區域安裝一個單眼攝像頭。這個攝像頭主要用于道路指引、照明控制和限速顯示。ACC系統特有的一個新功能是基于圖像處理算法的車輛和障礙物識別。
超聲波傳感器:用于停車輔助功能的超聲波傳感器經過了優化,與ACC系統在各方面結合。當ACC系統激活時,在前保險杠的四個傳感器調整到一個特殊的擴充域模式,感應范圍幾乎增大一倍。
駛離(drive-off)監控
研發工程師將ACC的算法進行延伸,ACC系統對車輛從靜止到駛離時的雷達、影像和超聲波傳感器信息進行評估。各種傳感器和控制單元通過Flexray和CAN車載網絡系統實現聯網。
駛離監控算法的任務就是識別可能的障礙,但是目前還存在著局限性,那就是兩個雷達傳感器只能檢測到1~1.5m以外的物體。不過這個缺陷可以得到一定程度的補償,通過考慮內部質量測量,計算前方物體是障礙物的概率。而視頻圖像處理的優勢在于,特別是在靜止環境中,移動的物體可以非常快速而可靠地被偵測到,比如在靜止的兩輛車中間走過的行人。
視頻圖像對可能的障礙物進行識別,其它測定值則轉入ACC主控制單元。在車輛正前方的近距離區域由超聲波傳感器系統覆蓋,偵測范圍達到前方4m,還包括與前方車距的側面。停車輔助控制單元不停將測距信息傳送到主ACC控制單元。奧迪公司開發的測量軟件會測定超聲波所探測到的前方可能的障礙物。
ACC的Stop & Go和駛離輔助功能
新一代的ACC系統帶Stop & Go功能和駛離輔助功能,加入控制和顯示的概念并得到了優化。該系統將適用范圍最大化,也可以自行從邊緣狀態中調整過來。比如在A8的應用上,駕駛者甚至可以在極慢速的狀態下激活ACC系統,并選擇想要的速度和距離。另外無論車輛是在靜止狀態下,還是前方有車的情況下,都可以激活ACC系統。
而在道路擁堵的狀態下,如果搭載ACC系統的車輛自動停止,系統依然保持激活的狀態,駛離輔助等待前方車輛再次開始駛離。如果停止狀態僅為2~3s,A8便會自動開始駛離。如果停止時間較長,比如遇到紅燈的情況下,駕駛者可以通過將控制桿拉到“Resume”或踩下加速踏板來重置該系統的程序。在此與上一代ACC系統進行一個對比。在使用上一代系統時,駕駛者需要保持前方車輛能夠被偵測到的狀態,只有前方車輛開始移動后才能激活駛離輔助功能,這就常常導致兩車間拉開數米的距離。如今奧迪A8搭載的ACC系統就允許駕駛者在前方車輛開始移動的前15s激活駛離輔助,即當駕駛者看到信號燈轉綠,前方車輛準備前行的時候就可以激活駛離輔助。相對上一代系統加長到15s的時間就是通過駛離監控功能實現的。如果兩車間隔中有障礙物存在,駕駛者會收到可視信號和聲音信號要求其控制車輛。于是駕駛者就有更多的時間來應對碰撞的風險,處理車輛間距的問題。
6.起亞推出第二代Uvo Eservices信息系統
起亞美國公司于本次洛杉磯車展上推出了其第二代Uvo Eservices娛樂信息系統,這款系統將搭載于2014款起亞索蘭托車型上。
智能手機應用的加入使車載信息通訊功能更加強大,駐車定位器和車輛關系管理系統等免去了月租費;UVO eServices集成了一系列的安全性配置例如911報警連接,以及增強版的路邊輔助系統;
利用強大的POI數據庫配合導航系統給用戶提供了出色的網絡服務。
UVO eServices娛樂信息系統將配備聲控導航功能,這項系統的核心在于“eServices”通信功能,它是通過一個智能手機應用程序給駕駛者提供車載信息通信連接服務,包括導航、車況檢測與診斷以及更多附加的功能。UVO對聲音的辨別能力很強,響應速度快,通過聲控或觸控能夠播放音樂文件以及使用免提電話功能。
“UVO系統是起亞公司的一大技術突破,也預示著起亞致力于給用戶提供輕松、簡便、安全的車載信息娛樂服務。”起亞車輛諒解工程主設計師Henry Bzeih表示。起亞是業界首個使用基于應用程序的遠程信息處理技術的制造商,美國目前有50%的人使用智能手機,該技術的目標是使車主充分的體驗連接功能、服務功能和信息通知功能。此外,系統中增加了緊急援助、診斷信息功能,例如我們的停放的車輛定位器來創建用戶友好體驗,超過了人們的期望。
上一代UVO具有的功能在第二代中同樣得到了延續,包括免提電話和聲控播放功能(CD、廣播、USB、媒體播放器)以及Digital Jukebox。通過UVO eServices,用戶能夠通過聲控的方式操作車內的導航系統,UVO eServices還增強了911報警連接、道路輔助、車況自動診斷/手動診斷、eServices指南等。這些應用大部分都是智能手機上的應用,并且都是免費的。
先進的語音識別技術讓UVO eServices的許多功能操作起來更加的簡便,包括車中的語音導航系統。USB連接功能讓用戶能夠在車載Digital Jukebox中播放移動設備中的音樂文檔。大小為8英寸的顯示屏操作簡便,車后部攝像頭收集到的畫面也將在該屏幕上顯示。基于POI數據庫的網上地圖功能,系統可以記錄用戶最常去的幾大地點,給下次行至相同地點提供方便。另外,UVO eServices能夠與iPhone手機系統兼容,而安卓系統則將在2013年第二季度完成兼容性整合。
7.豐田開發出全球最高效電動車燃料電池
豐田公司近期開發出一款新型高效燃料電池,準備于2015年推出。豐田表示該電池組的能量密度為3千瓦/升,為當今全球輸出功率密度最高的電池。與豐田公司上一代燃料電池FCHV-adv相比,新電池組的體積減小了一半,功率密度增加了一倍。其中核心的技術在于電極的形成材料,具體而言,就是把鉑基催化劑的微粒經過冷凝壓縮到只有幾微米的直徑,從而提升效能。鉑基催化劑具有以下特點:
1.金屬載量高:燃料電池載鉑催化劑中,鉑載量高達20wt%-80wt%。
2.微粒直徑指標要求高:微粒直徑為納米級,在載體上均勻分布,在不同的催化反應下,所要求的粒子直徑大小也不同。
3.雜質含量低:影響催化活性的雜質(如氯離子)含量一般在300ppm以下。
除此以外,豐田同時在開發氟基碳氫聚電解質膜為正極材料的電池,目前尚未決定采用哪種電解質薄膜,這種電池采用鈦合金同來制成燃料電池的金屬隔板。
燃料電池組包括幾百個電池單元,一個升壓轉換器和一個輔助裝置。由于其體積很小,電池組可以被安放在前排座椅的底部,而升壓轉換器則能被安置在前排兩個座位之間。
8.天合公司推出安全帶牽引技術
天合汽車安全系統公司近日推出一款新的汽車安全帶技術,會有一個裝置將安全帶牽引到易于夠著的位置,這項技術能夠幫助乘客在系上安全帶的過程中牢牢的抓住它防止滑脫。
“如今這項技術主要應用于小轎車和敞篷車中,因為這些車的B柱相對別的車來說更靠后,駕駛者不太容易夠到安全帶。目前還沒有在4門和5門車型中應用,不過天合公司已經有向這些車型拓展的趨勢。” 天合公司的高級工程經理Uwe Class評論道,最新統計數據顯示,全球人口正趨向老齡化,而這項技術對這個年齡段的人群有很大幫助。作為一家汽車安全公司,我們很樂意提醒人們在開車時系好安全帶。”
裝置安裝在B柱的高度調節器上。當駕駛者坐上座位時,裝置將安全帶牽引到一個手容易夠到的位置。而當駕駛者抓住安全帶時,這個裝置又會回到原來的位置。這個裝置可以很輕松的就安裝到B柱上。
這個裝置最多可以將安全帶向前牽引300毫米,具體依據車型而定。天合公司預計將在2016年前將此裝置投入生產。
9.Avago開發出電動車用光頻隔離器
常規車輛向油-電混合動力汽車、純電動汽車的轉變在電路和子系統方面仍存在很多技術挑戰。具體包括:瞬間的極高溫度等諸多因素。當今,混合動力汽車和純電動汽車發展迅速,今后還會有許多車輛采用線控系統,這都要求車輛電子系統必須能夠不出差錯地運行,并消除電力噪聲、瞬時放電、靜電放電等現象的影響。
光頻隔離器作為一個可靠的解決方案,能夠在電池組、傳動系統、娛樂設施等子系統上實現較為徹底的電氣隔離和抗干擾度。電機驅動子系統由電池組提供能源,通常由交流-直流轉換器、多種傳感器、和光耦合器(見圖一)組成。交流-直流轉換器時常會在300伏的高壓下工作,這就要求在它和其他低壓系統之間必須采用許多隔離手段,防止高電壓進入低壓系統。
電池組將其輸出傳遞到交直流轉換器,后者是電動機動力總成的一部分。光頻隔離器在交直流轉換器和轉換器門驅動控制機構之間、傳感器和控制電路之間提供高壓隔離。
10.采埃孚9速自動變速箱揭秘
當大多數汽車還在向著“8AT”的時代邁進時,擁有8速自動變速器最大市場份額的ZF(采埃孚)已經推開了“9AT”時代的大門。而且,這臺9速變速器不同于ZF的縱置8AT,它是一臺橫置變速器。要知道乘用車市場份額的75%都來自橫置前驅車型,如此大的市場當然會讓ZF心動了,但是,這臺代號為9HP的自動變速器要如何讓人心動呢?
“9速”不代表更大更重----尺寸、重量均與6速自動變速器相當
“9速變速器?”這可是6速變速器擋位數量的1.5倍!體積怎么辦?重量怎么辦?采埃孚當然不會做一臺又大又笨重的“9速”變速器,工程師們就在6速變速器需要的那點空間里做出了能提供9個前進擋位的變速器,而且并不比6速變速器笨重(目前主流的橫置6速自動變速器含油液的重量大概在80-95千克之間)。
從目前9HP已有的兩個型號來看,輸入扭矩280牛?米以下的9HP28可能主要匹配1.4T、1.6T乃至2.0T之類的中小排量增壓發動機或者3.0升排量以下的自然吸氣發動機,而9HP48則用來與2.0T及以上的渦輪增壓發動機、3.0升以上排量更大的自然吸氣發動機組成搭檔。
這樣一來,所有的車輛升級為9AT將變得非常簡單,不需要重新設計發動機艙的結構和尺寸,就可以直接容納新的9速變速器。由于重量也沒有什么變化,所以車輛的前后重量分配、懸架調校等等都幾乎不需要重新調整,對于廠商而言升級的成本大大降低,而汽車產品的競爭力將會大大提高,想必這一點就足夠會讓眾多整車廠商心動了。從尺寸來看,9HP變速器即便是匹配到小型車上也沒有問題,而緊湊型車和中型車無疑將是9HP的主攻方向。
從ZF自己的分析對比圖片來看,9HP不僅在重量上毫不吃虧,反而還具有一定的優勢,在同樣扭矩級別的液力自動變速器當中,9HP重量更輕,比如9HP28,含油液重量僅78千克,要知道在重量上天生占有優勢的大眾和福特的兩臺干式雙離合變速器也不過72-73千克的水平。(以上信息整理來源于網絡)