2012十類(lèi)最具潛力汽車(chē)技術(shù)闡述

汽車(chē)的核心價(jià)值顯然不是光鮮的外觀(guān)，抑或花哨的配置，而是最能體現科技進(jìn)步的技術(shù)亮點(diǎn)。國外汽車(chē)雜志《名車(chē)志》對2012年最具潛力的十大類(lèi)汽車(chē)技術(shù)進(jìn)行了盤(pán)點(diǎn)。

1、汽車(chē)云通信技術(shù)

目前許多汽車(chē)中都擁有聲控技術(shù)，汽車(chē)制造商為了進(jìn)一步完善其功能，紛紛將智能手機與云服務(wù)集成其中。未來(lái)的車(chē)輛間通信技術(shù)將廣泛采用云計算并將包含強大菜單功能。智能通信技術(shù)能夠幫助汽車(chē)司機在很大程度上避免交通事故的發(fā)生、規劃最經(jīng)濟的行車(chē)路線(xiàn)，甚至有些系統可以通過(guò)雷達掃描捕捉道路上的電子警察，從而通過(guò)聯(lián)網(wǎng)系統對車(chē)主做出預警。其中，ESCORT Live系統是最受車(chē)主喜愛(ài)的一種，通過(guò)其SmartCord Live連接線(xiàn)可以與iPhone或安卓手機相連，當檢測到前方限速警報、車(chē)輛事故或其它緊急情況時(shí)，它可以自動(dòng)將信息傳輸到ESCORT Live的“云”儲存里面，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通知后方司機的注意避免。

2、電動(dòng)汽車(chē)固態(tài)電池技術(shù)

隨著(zhù)節能環(huán)保話(huà)題的頻繁出現，越來(lái)越多的車(chē)企擁有自己的電動(dòng)車(chē)，豐田普銳斯、日產(chǎn)聆風(fēng)、本田飛度EV、雪佛蘭沃藍達等等。而人們最關(guān)注的是電動(dòng)車(chē)的行駛里程，而行駛里程問(wèn)題也是目前限制電動(dòng)車(chē)快速發(fā)展的重要因素之一。Sakti3與Planar Energy兩家企業(yè)致力于研發(fā)電動(dòng)汽車(chē)固態(tài)電池技術(shù)，液態(tài)鋰離子電池中的液體電解質(zhì)被固態(tài)物質(zhì)所取代，其優(yōu)勢在于穩定和高效，將更高的電壓壓縮到更小的空間里，固態(tài)鋰電池的能量密度要高于液態(tài)鋰電池許多倍，而成本則為液態(tài)鋰電池的一半甚至更低。傳統采用有機電解液的鋰離子充電電池，過(guò)度充電、內部短路等異常情況發(fā)生時(shí)可能導致電解液發(fā)熱，有自燃或爆炸的危險。全固態(tài)電池不采用液體電解液，而是采用固體電解質(zhì)，不易燃燒，其安全性可大幅提高。并且，在理想狀態(tài)下，固態(tài)時(shí)鋰的擴散速度(離子傳導率)較液體電解液時(shí)高，理論上可實(shí)現更高的輸出。

包括其制造方式在內，全固態(tài)電池可能會(huì )突破現有電池的概念。例如，因不必封入液體，可以簡(jiǎn)化電池外裝，從而能以卷對卷方式制造大面積的電池單元。此外，還可將多個(gè)電極層疊，并在電池單元內串聯(lián)，制造出12V或24V的大電壓電池單元。

3、發(fā)動(dòng)機電暈點(diǎn)火技術(shù)

和常規火花塞采用電極間的電弧打火方式不同，電暈點(diǎn)火系統在四角型尖端引起離子流動(dòng)，通過(guò)離子流引燃混合氣。為了減少有害氣體排放而廣泛推廣的EGR技術(shù)是電暈點(diǎn)火等高能點(diǎn)火系統的主要推動(dòng)力量。多次跳火、間隙跳火、渦流點(diǎn)火等點(diǎn)火策略使發(fā)動(dòng)機混合氣變得越來(lái)越稀薄，同時(shí)也變得難以點(diǎn)燃，燃燒速度慢。所以單一位置打火有很大局限性。為了保證點(diǎn)火時(shí)機的精確性，奔馳在其新款3.5升V6發(fā)動(dòng)機中采用了該電暈點(diǎn)火系統。電暈點(diǎn)火可以幫助發(fā)動(dòng)機節油10%，除此以外，幫助ECU更好地控制點(diǎn)火時(shí)機、點(diǎn)火功率和點(diǎn)火能量，還能給很多降低發(fā)動(dòng)機有害氣體排放的新技術(shù)創(chuàng )造條件。

4、小型高增壓發(fā)動(dòng)機

現如今汽車(chē)市場(chǎng)逐步向小排量增壓化發(fā)展寶馬目前擁有1.5升3缸發(fā)動(dòng)機，將來(lái)還將推出1.0升雙缸發(fā)動(dòng)機搭載于MINI上；奔馳公司目前也擁有1.6T發(fā)動(dòng)機，搭載于GLG車(chē)型上；沃爾沃汽車(chē)也逐漸將從5缸、6缸發(fā)動(dòng)機轉變至3缸及4缸發(fā)動(dòng)機。通用的1.0升Ecotec與福特1.0升Ecoboost同樣也為小型增壓發(fā)動(dòng)機。

這類(lèi)發(fā)動(dòng)機的共同特點(diǎn)就是能夠提供與大排量發(fā)動(dòng)機相當的動(dòng)力，并且它們的體積更小、重量更輕、更具燃油經(jīng)濟性。其中最典型的Ecoboost采用曲柄連桿機構采用偏置曲軸（Offset Crankshaft）布局，活塞往復運動(dòng)所在的軸線(xiàn)的延長(cháng)線(xiàn)不經(jīng)過(guò)曲軸中心。從熱力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，能夠使燃燒更充分，而機械學(xué)角度上，可減少做功沖程期間活塞與汽缸壁的摩擦。從而有利于提高燃油經(jīng)濟型和排放環(huán)保特性；先進(jìn)分流式冷卻系統（Split Cooling System）使氣缸體（Cylinder Block）加熱早于氣缸蓋（Cylinder Head），該機制尤其在寒冷天氣下有利于節約燃油；排氣歧管和氣缸蓋采用一體化鑄件設計；“一件式”部件可降低尾氣溫度，拓寬發(fā)動(dòng)機的rpm轉速運轉范圍，優(yōu)化燃油-空氣混合比。新設計還可降低重量，提高發(fā)動(dòng)機運轉的平順性；采用典型的EcoBoost?技術(shù)，諸如渦輪增壓、燃油直噴和雙獨立可變凸輪正時(shí)Ti-VCT（Twin Independent Variable Camshaft Timing）技術(shù)。5、電動(dòng)車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)引源于無(wú)線(xiàn)電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電能，線(xiàn)圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實(shí)現電能高效傳輸的技術(shù)。奧迪、勞斯萊斯均已對該技術(shù)進(jìn)行了測試，而勞斯萊斯的測試結果表明無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的能量利用率達到90%，并且有很高的容錯率，即便線(xiàn)圈并不是完全對齊，那么充電過(guò)程依舊不會(huì )受影響。

這項技術(shù)采用無(wú)觸點(diǎn)功率轉換法，依靠磁動(dòng)態(tài)耦合或MDC方式（兩個(gè)相距4-6英寸的永磁體之間產(chǎn)生感應磁場(chǎng)）實(shí)現。在路面與車(chē)底部之間的系統發(fā)射端有一塊磁鐵，而位于車(chē)底部的接收端也具有一塊磁鐵。當一個(gè)小型電動(dòng)馬達轉動(dòng)下方的磁鐵時(shí)，上方的磁鐵受到電磁感應的影響隨之旋轉，從而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，即電能。

5、電動(dòng)車(chē)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)

無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)引源于無(wú)線(xiàn)電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電能，線(xiàn)圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實(shí)現電能高效傳輸的技術(shù)。奧迪、勞斯萊斯均已對該技術(shù)進(jìn)行了測試，而勞斯萊斯的測試結果表明無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的能量利用率達到90%，并且有很高的容錯率，即便線(xiàn)圈并不是完全對齊，那么充電過(guò)程依舊不會(huì )受影響。

這項技術(shù)采用無(wú)觸點(diǎn)功率轉換法，依靠磁動(dòng)態(tài)耦合或MDC方式（兩個(gè)相距4-6英寸的永磁體之間產(chǎn)生感應磁場(chǎng)）實(shí)現。在路面與車(chē)底部之間的系統發(fā)射端有一塊磁鐵，而位于車(chē)底部的接收端也具有一塊磁鐵。當一個(gè)小型電動(dòng)馬達轉動(dòng)下方的磁鐵時(shí)，上方的磁鐵受到電磁感應的影響隨之旋轉，從而產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，即電能。

6、熱能轉化電機

據統計，汽車(chē)中燃油的三分之一均通過(guò)排氣管以廢熱的形式排放或輻射掉。本田與寶馬通過(guò)在渦輪增壓器或廢氣渦輪發(fā)電機將熱能轉化為電能吸收再利用。寶馬目前的研究成果是在發(fā)電機上利用塞貝克效應將熱能轉化為電能，兩塊鄰接的金屬上加上溫差時(shí)，產(chǎn)生了小的電壓。這導致了熱電偶的產(chǎn)生，熱電偶是現在廣泛用于測量溫差的裝置。但是，這種效應也可以應用于發(fā)電機，熱偶發(fā)電機只能將6％-8％的熱能轉化為電能，不過(guò)將來(lái)隨著(zhù)新材料的研發(fā)，會(huì )使轉化效率大大提高。使用能產(chǎn)生更多電能的更好的熱電材料，有可能在某個(gè)時(shí)間停用汽車(chē)的交流發(fā)電機，這種方法進(jìn)行熱電發(fā)電可以減少大約5％的燃料消耗。該技術(shù)的發(fā)明者里克特博士希望該技術(shù)能夠在2013年應用于生產(chǎn)線(xiàn)的汽車(chē)中。

7、八速及九速變速箱

隨著(zhù)人們車(chē)輛性能和舒適度要求的提升，變速箱檔位也變得越來(lái)越多。保時(shí)捷911采用了7速手動(dòng)變速箱；采埃孚開(kāi)發(fā)出8速、9速變速箱，目前路虎極光中已搭載了9速變速箱?，F代汽車(chē)將研發(fā)10速變速箱，或將搭載在下一代雅科仕和勞恩斯中。

其中采埃孚9速變速箱的優(yōu)勢在于，尺寸、重量上與6速自動(dòng)變速箱相當；更寬泛的齒比范圍提供了更平順的駕駛感受和經(jīng)濟性；緊湊、高效的設計實(shí)現了更高的換擋效率。

8、汽車(chē)輪胎胎壓自控技術(shù)

政府及行業(yè)研究結果顯示，輪胎充氣不足會(huì )導致燃油經(jīng)濟性下降2.5%和3.3%。對于普通輪胎來(lái)說(shuō)，輪胎內部氣體會(huì )通過(guò)輪胎與輪圈接觸的位置或者氣嘴滲漏。有研究表明，普通輪胎每月會(huì )降低胎壓0.1Bar。而配置有胎壓自控技術(shù)的輪胎，則能夠長(cháng)時(shí)間維持標準的輪胎氣壓。

胎壓自控技術(shù)的基本原理是：當軟管被圓柱體滾壓過(guò)時(shí)，軟管內的空氣會(huì )隨著(zhù)圓柱體滾壓的方向流動(dòng)。

根據上述的基本原理，固特異的工程師把軟管設計到胎體結構中。輪胎滾動(dòng)時(shí)由于車(chē)身的重力導致胎體輕微變形，從而壓縮軟管吸入空氣?？諝獾娜肟谑莻鹘y的輪胎氣嘴。胎壓自控技術(shù)就是巧妙地利用了輪胎受壓變形和輪胎轉動(dòng)來(lái)不斷地為輪胎充氣，保持輪胎的標準氣壓。為保持輪胎氣壓的恒定以及防止輪胎氣壓過(guò)充，固特異在輪胎里面安裝了一個(gè)小的機械閥門(mén)。

上面提到的固特異胎壓自控系統在結構上并不復雜，而胎壓自控技術(shù)作為一項方便車(chē)主用車(chē)以及確實(shí)能提高車(chē)輛操控性以及燃油經(jīng)濟性的技術(shù)，非常具有潛力。

9、通用eAssist混動(dòng)系統

電動(dòng)汽車(chē)對稀土元素的依賴(lài)非常嚴重，為了緩解該現狀，通用發(fā)布了eAssist微混系統，別克君越上已經(jīng)搭載了這套系統，在2014款別克君威上也將搭載這套系統。eAssist屬于輕度混合動(dòng)力，在新君越上，這套油電混合動(dòng)力系統主要由通用的2.4SIDI（LAF）缸內直噴發(fā)動(dòng)機、改進(jìn)的6速自動(dòng)變速箱、最大功率達15千瓦（20.4馬力）的助力電機/發(fā)電機、115V的鋰離子電池和混合動(dòng)力系統的控制模塊構成。

而在這套系統中主要發(fā)揮“節能”角色的就是前面提到的15千瓦的電動(dòng)機，它在這里身兼三職，需要根據車(chē)輛的工況切換“起動(dòng)機/發(fā)電機/助力電機”的角色，它能夠以15千瓦（20.4馬力）的最大功率和150?！っ椎呐ぞ仄饎?dòng)發(fā)動(dòng)機，而作為助力電機時(shí)，它能夠輸出11.2千瓦（15馬力）的最大功率、可在1000rpm的轉速下（電機轉速）提供最高107?！っ椎呐ぞ?，車(chē)輛的最高扭矩可以達到347?！っ椎乃?，堪比通用的2.0T直噴發(fā)動(dòng)機。智能啟停：車(chē)輛在短時(shí)停止的狀態(tài)下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機，依靠115V鋰離子電池組為車(chē)輛的用電設備提供電能（關(guān)于空調的疑問(wèn)見(jiàn)后文），當車(chē)輛需要啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機直接帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機起動(dòng)，之后正常行駛。

減速斷油/制動(dòng)能量回收：車(chē)輛在一些特定的減速工況下，發(fā)動(dòng)機將自動(dòng)斷油以節省燃料，接近停止時(shí)，電動(dòng)機將承擔起驅動(dòng)車(chē)輛的角色，實(shí)現車(chē)輛啟停的平滑過(guò)渡。在減速中一旦駕駛者踩下油門(mén)踏板，發(fā)動(dòng)機便會(huì )回到正常工作狀態(tài)。

在車(chē)輛制動(dòng)或滑行等工況下，發(fā)動(dòng)機曲軸通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)發(fā)電機（前面提到的三職一身的電動(dòng)機）發(fā)電，向鋰離子電池組和車(chē)輛蓄電池充電。

助力加速：在車(chē)輛需要急加速的情況下（控制模塊根據油門(mén)踏板動(dòng)作等參數自動(dòng)判斷），電動(dòng)機通過(guò)皮帶向曲軸提供額外的扭矩，以此承擔發(fā)動(dòng)機的負荷，減少發(fā)動(dòng)機運轉阻力和負擔，達到減少燃油消耗的目的。

10、碳纖維材料的應用

碳纖維材料由F1賽車(chē)上逐漸引入到普通乘用車(chē)中，它具有超輕、超高強度的特性。無(wú)論應用在懸架上、發(fā)動(dòng)機缸體上或是輪轂上，均能起到良好的改善效果。

采埃孚玻璃纖維發(fā)動(dòng)機支架

采埃孚的新型懸架采用模塑塑料，減輕了材料重量和組件數量。采埃孚工程師利用玻璃纖維增強聚酰胺代替鑄鋁材料作為發(fā)動(dòng)機支架外殼材料，在重量上減輕了25%。此外，前者在抗腐蝕性方面較鋁材更強，并且100%可回收。

采埃孚塑料發(fā)動(dòng)機支架采用模塊化架構，根據不同的發(fā)動(dòng)機結構，能夠相應的在結構形狀上做出改變以適應發(fā)動(dòng)機艙的結構。工程師認為，發(fā)動(dòng)機支架在車(chē)輛中扮演著(zhù)重要角色，它作為發(fā)動(dòng)機與車(chē)輛的連接元件，能夠防止發(fā)動(dòng)機的振動(dòng)傳導至車(chē)輛其他部位，此外還起到抑制發(fā)動(dòng)機噪聲的作用。最重要的一點(diǎn)，它保證發(fā)動(dòng)機運行時(shí)位置穩定，尤其在顛簸路況。

?？怂固祭w維發(fā)動(dòng)機蓋

福特?？怂股喜捎玫奶祭w維發(fā)動(dòng)機蓋強度是鋼鐵的5倍，硬度是鋼鐵的兩倍，而重量卻只有鋼鐵的三分之一，這點(diǎn)正好符合福特想為?？怂箿p重340千克的要求。這款碳纖維復合材料的發(fā)動(dòng)機蓋結構特殊，在兩塊碳纖維板的中間夾著(zhù)一層泡沫塑料，這么設計的理由是，萬(wàn)一撞擊到了行人的頭部，對其造成的傷害能夠盡可能的減到最小，并且該發(fā)動(dòng)機蓋在假人頭部撞擊測試中表現良好。