2012十類最具潛力汽車技術(shù)闡述

汽車的核心價(jià)值顯然不是光鮮的外觀，抑或花哨的配置，而是最能體現(xiàn)科技進(jìn)步的技術(shù)亮點(diǎn)。國(guó)外汽車雜志《名車志》對(duì)2012年最具潛力的十大類汽車技術(shù)進(jìn)行了盤點(diǎn)。

1、汽車云通信技術(shù)

目前許多汽車中都擁有聲控技術(shù)，汽車制造商為了進(jìn)一步完善其功能，紛紛將智能手機(jī)與云服務(wù)集成其中。未來的車輛間通信技術(shù)將廣泛采用云計(jì)算并將包含強(qiáng)大菜單功能。智能通信技術(shù)能夠幫助汽車司機(jī)在很大程度上避免交通事故的發(fā)生、規(guī)劃最經(jīng)濟(jì)的行車路線，甚至有些系統(tǒng)可以通過雷達(dá)掃描捕捉道路上的電子警察，從而通過聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)車主做出預(yù)警。其中，ESCORT Live系統(tǒng)是最受車主喜愛的一種，通過其SmartCord Live連接線可以與iPhone或安卓手機(jī)相連，當(dāng)檢測(cè)到前方限速警報(bào)、車輛事故或其它緊急情況時(shí)，它可以自動(dòng)將信息傳輸?shù)紼SCORT Live的“云”儲(chǔ)存里面，然后通過網(wǎng)絡(luò)通知后方司機(jī)的注意避免。

2、電動(dòng)汽車固態(tài)電池技術(shù)

隨著節(jié)能環(huán)保話題的頻繁出現(xiàn)，越來越多的車企擁有自己的電動(dòng)車，豐田普銳斯、日產(chǎn)聆風(fēng)、本田飛度EV、雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)等等。而人們最關(guān)注的是電動(dòng)車的行駛里程，而行駛里程問題也是目前限制電動(dòng)車快速發(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(shì)在于穩(wěn)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(tǒng)采用有機(jī)電解液的鋰離子充電電池，過度充電、內(nèi)部短路等異常情況發(fā)生時(shí)可能導(dǎo)致電解液發(fā)熱，有自燃或爆炸的危險(xiǎn)。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(kuò)散速度(離子傳導(dǎo)率)較液體電解液時(shí)高，理論上可實(shí)現(xiàn)更高的輸出。

包括其制造方式在內(nèi)，全固態(tài)電池可能會(huì)突破現(xiàn)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(duì)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(nèi)串聯(lián)，制造出12V或24V的大電壓電池單元。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)電暈點(diǎn)火技術(shù)

和常規(guī)火花塞采用電極間的電弧打火方式不同，電暈點(diǎn)火系統(tǒng)在四角型尖端引起離子流動(dòng)，通過離子流引燃混合氣。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(tǒng)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(jī)混合氣變得越來越稀薄，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(jī)的精確性，奔馳在其新款3.5升V6發(fā)動(dòng)機(jī)中采用了該電暈點(diǎn)火系統(tǒng)。電暈點(diǎn)火可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油10%，除此以外，幫助ECU更好地控制點(diǎn)火時(shí)機(jī)、點(diǎn)火功率和點(diǎn)火能量，還能給很多降低發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)

現(xiàn)如今汽車市場(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(jī)，將來還將推出1.0升雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)搭載于MINI上；奔馳公司目前也擁有1.6T發(fā)動(dòng)機(jī)，搭載于GLG車型上；沃爾沃汽車也逐漸將從5缸、6缸發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變至3缸及4缸發(fā)動(dòng)機(jī)。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(jī)。

這類發(fā)動(dòng)機(jī)的共同特點(diǎn)就是能夠提供與大排量發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)膭?dòng)力，并且它們的體積更小、重量更輕、更具燃油經(jīng)濟(jì)性。其中最典型的Ecoboost采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)采用偏置曲軸（Offset Crankshaft）布局，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)所在的軸線的延長(zhǎng)線不經(jīng)過曲軸中心。從熱力學(xué)角度來說，能夠使燃燒更充分，而機(jī)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(jì)型和排放環(huán)保特性；先進(jìn)分流式冷卻系統(tǒng)（Split Cooling System）使氣缸體（Cylinder Block）加熱早于氣缸蓋（Cylinder Head），該機(jī)制尤其在寒冷天氣下有利于節(jié)約燃油；排氣歧管和氣缸蓋采用一體化鑄件設(shè)計(jì)；“一件式”部件可降低尾氣溫度，拓寬發(fā)動(dòng)機(jī)的rpm轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，優(yōu)化燃油-空氣混合比。新設(shè)計(jì)還可降低重量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)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(dú)立可變凸輪正時(shí)Ti-VCT（Twin Independent Variable Camshaft Timing）技術(shù)。5、電動(dòng)車無線充電技術(shù)

無線充電技術(shù)引源于無線電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電能，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振，實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g(shù)。奧迪、勞斯萊斯均已對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，而勞斯萊斯的測(cè)試結(jié)果表明無線充電技術(shù)的能量利用率達(dá)到90%，并且有很高的容錯(cuò)率，即便線圈并不是完全對(duì)齊，那么充電過程依舊不會(huì)受影響。

這項(xiàng)技術(shù)采用無觸點(diǎn)功率轉(zhuǎn)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(yīng)磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)。在路面與車底部之間的系統(tǒng)發(fā)射端有一塊磁鐵，而位于車底部的接收端也具有一塊磁鐵。當(dāng)一個(gè)小型電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)下方的磁鐵時(shí)，上方的磁鐵受到電磁感應(yīng)的影響隨之旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即電能。

5、電動(dòng)車無線充電技術(shù)

無線充電技術(shù)引源于無線電力輸送技術(shù)，利用磁共振在充電器與設(shè)備之間的空氣中傳輸電能，線圈和電容器則在充電器與設(shè)備之間形成共振，實(shí)現(xiàn)電能高效傳輸?shù)募夹g(shù)。奧迪、勞斯萊斯均已對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試，而勞斯萊斯的測(cè)試結(jié)果表明無線充電技術(shù)的能量利用率達(dá)到90%，并且有很高的容錯(cuò)率，即便線圈并不是完全對(duì)齊，那么充電過程依舊不會(huì)受影響。

這項(xiàng)技術(shù)采用無觸點(diǎn)功率轉(zhuǎn)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(yīng)磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)。在路面與車底部之間的系統(tǒng)發(fā)射端有一塊磁鐵，而位于車底部的接收端也具有一塊磁鐵。當(dāng)一個(gè)小型電動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)下方的磁鐵時(shí)，上方的磁鐵受到電磁感應(yīng)的影響隨之旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即電能。

6、熱能轉(zhuǎn)化電機(jī)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車中燃油的三分之一均通過排氣管以廢熱的形式排放或輻射掉。本田與寶馬通過在渦輪增壓器或廢氣渦輪發(fā)電機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電能吸收再利用。寶馬目前的研究成果是在發(fā)電機(jī)上利用塞貝克效應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)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(dǎo)致了熱電偶的產(chǎn)生，熱電偶是現(xiàn)在廣泛用于測(cè)量溫差的裝置。但是，這種效應(yīng)也可以應(yīng)用于發(fā)電機(jī)，熱偶發(fā)電機(jī)只能將6％-8％的熱能轉(zhuǎn)化為電能，不過將來隨著新材料的研發(fā)，會(huì)使轉(zhuǎn)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)間停用汽車的交流發(fā)電機(jī)，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(yīng)用于生產(chǎn)線的汽車中。

7、八速及九速變速箱

隨著人們車輛性能和舒適度要求的提升，變速箱檔位也變得越來越多。保時(shí)捷911采用了7速手動(dòng)變速箱；采埃孚開發(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(xiàn)代汽車將研發(fā)10速變速箱，或?qū)⒋钶d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(shì)在于，尺寸、重量上與6速自動(dòng)變速箱相當(dāng)；更寬泛的齒比范圍提供了更平順的駕駛感受和經(jīng)濟(jì)性；緊湊、高效的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了更高的換擋效率。

8、汽車輪胎胎壓自控技術(shù)

政府及行業(yè)研究結(jié)果顯示，輪胎充氣不足會(huì)導(dǎo)致燃油經(jīng)濟(jì)性下降2.5%和3.3%。對(duì)于普通輪胎來說，輪胎內(nèi)部氣體會(huì)通過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(zhǎng)時(shí)間維持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎氣壓。

胎壓自控技術(shù)的基本原理是：當(dāng)軟管被圓柱體滾壓過時(shí)，軟管內(nèi)的空氣會(huì)隨著圓柱體滾壓的方向流動(dòng)。

根據(jù)上述的基本原理，固特異的工程師把軟管設(shè)計(jì)到胎體結(jié)構(gòu)中。輪胎滾動(dòng)時(shí)由于車身的重力導(dǎo)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(tǒng)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(zhuǎn)動(dòng)來不斷地為輪胎充氣，保持輪胎的標(biāo)準(zhǔn)氣壓。為保持輪胎氣壓的恒定以及防止輪胎氣壓過充，固特異在輪胎里面安裝了一個(gè)小的機(jī)械閥門。

上面提到的固特異胎壓自控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上并不復(fù)雜，而胎壓自控技術(shù)作為一項(xiàng)方便車主用車以及確實(shí)能提高車輛操控性以及燃油經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)，非常具有潛力。

9、通用eAssist混動(dòng)系統(tǒng)

電動(dòng)汽車對(duì)稀土元素的依賴非常嚴(yán)重，為了緩解該現(xiàn)狀，通用發(fā)布了eAssist微混系統(tǒng)，別克君越上已經(jīng)搭載了這套系統(tǒng)，在2014款別克君威上也將搭載這套系統(tǒng)。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(tǒng)主要由通用的2.4SIDI（LAF）缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)、改進(jìn)的6速自動(dòng)變速箱、最大功率達(dá)15千瓦（20.4馬力）的助力電機(jī)/發(fā)電機(jī)、115V的鋰離子電池和混合動(dòng)力系統(tǒng)的控制模塊構(gòu)成。

而在這套系統(tǒng)中主要發(fā)揮“節(jié)能”角色的就是前面提到的15千瓦的電動(dòng)機(jī)，它在這里身兼三職，需要根據(jù)車輛的工況切換“起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)/助力電機(jī)”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(jī)，而作為助力電機(jī)時(shí)，它能夠輸出11.2千瓦（15馬力）的最大功率、可在1000rpm的轉(zhuǎn)速下（電機(jī)轉(zhuǎn)速）提供最高107?！っ椎呐ぞ兀囕v的最高扭矩可以達(dá)到347?！っ椎乃?，堪比通用的2.0T直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。智能啟停：車輛在短時(shí)停止的狀態(tài)下關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，依靠115V鋰離子電池組為車輛的用電設(shè)備提供電能（關(guān)于空調(diào)的疑問見后文），當(dāng)車輛需要啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，之后正常行駛。

減速斷油/制動(dòng)能量回收：車輛在一些特定的減速工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)將自動(dòng)斷油以節(jié)省燃料，接近停止時(shí)，電動(dòng)機(jī)將承擔(dān)起驅(qū)動(dòng)車輛的角色，實(shí)現(xiàn)車輛啟停的平滑過渡。在減速中一旦駕駛者踩下油門踏板，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)回到正常工作狀態(tài)。

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

助力加速：在車輛需要急加速的情況下（控制模塊根據(jù)油門踏板動(dòng)作等參數(shù)自動(dòng)判斷），電動(dòng)機(jī)通過皮帶向曲軸提供額外的扭矩，以此承擔(dān)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，減少發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)阻力和負(fù)擔(dān)，達(dá)到減少燃油消耗的目的。

10、碳纖維材料的應(yīng)用

碳纖維材料由F1賽車上逐漸引入到普通乘用車中，它具有超輕、超高強(qiáng)度的特性。無論應(yīng)用在懸架上、發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)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(shù)量。采埃孚工程師利用玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺代替鑄鋁材料作為發(fā)動(dòng)機(jī)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(qiáng)，并且100%可回收。

采埃孚塑料發(fā)動(dòng)機(jī)支架采用模塊化架構(gòu)，根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，能夠相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)形狀上做出改變以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)艙的結(jié)構(gòu)。工程師認(rèn)為，發(fā)動(dòng)機(jī)支架在車輛中扮演著重要角色，它作為發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛的連接元件，能夠防止發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)傳導(dǎo)至車輛其他部位，此外還起到抑制發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的作用。最重要的一點(diǎn)，它保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)位置穩(wěn)定，尤其在顛簸路況。

?？怂固祭w維發(fā)動(dòng)機(jī)蓋

福特福克斯上采用的碳纖維發(fā)動(dòng)機(jī)蓋強(qiáng)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(fù)合材料的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋結(jié)構(gòu)特殊，在兩塊碳纖維板的中間夾著一層泡沫塑料，這么設(shè)計(jì)的理由是，萬(wàn)一撞擊到了行人的頭部，對(duì)其造成的傷害能夠盡可能的減到最小，并且該發(fā)動(dòng)機(jī)蓋在假人頭部撞擊測(cè)試中表現(xiàn)良好。