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2018-11-27 15:11
汽车工程师 2018年6期
关键词:充电站里程电动车

3D打印联合区块链技术制造自动驾驶电动车

Yallacompare公司计划利用3D打印及基于区块链的制造技术,研发新款电动车Yallacar。

该车将成为一款具有未来主义的双门小轿车,拥有完全自动驾驶及增强现实功能。其所有部件乃至于电动机的螺母和螺栓也采用了3D打印技术。公司将在各个车轮配置2部电动机,总动力输出高达685 kW。

由于采用了轻量化材料及3D打印技术,整车质量仅为1 t。在增强现实模拟测试中,Yallacar的100 km加速时间仅为1.8 s,最高车速为380 km/h。

该款电池组的制造也采用了3D打印技术,采用塑料部件存储电能的蓄电池组可借助复杂的区块链算法实现其动力输出。该款车的续驶里程约为900 km。

Ionity公布电动车充电站新设计

Ionity正在大力研发电动车充电基础设施,并布局充电网。如今,该公司发布了新款设计,展示其未来在欧洲的电动车充电站设计布局。

该公司对其新设计做了如下描述:其外观看似漂浮状,灯箱酷似顶棚,下方则采用立式塔,使充电站的外观有点像灯塔,在夜晚中显得非常惹眼。为符合电动交通的特性,该电动车充电站呈现出开放式、亮色及暖色系空间感。此外,其结构及表面的设计简单,还采用了智能接口及坚固耐用的轻量化材料,旨在为用户提供无缝式充电体验。在Ionity图标方面,在充电过程中,可采用多种颜色表示能量流动,用于描述充电状态。

奥迪联手意设计公司推全新飞行电动车

奥迪联手意大利工程公司Italodesign,将空客的飞行出租概念车改造成半汽车半无人机的飞行车Pop.Up Next。Pop.Up Next模块化系统由双座胶囊组成,在道路上用做汽车,在交通堵塞时可通过车舱顶部的巨大无人机将车运送至目的地。乘客到达目的地后,该车即返回专用充电站。

Pop.Up系统是一款模块化的纯电动零排放概念车系统,包括一个硬壳碳纤维茧,长、宽、高分别为2.6,1.4,4.8 m,可容纳2个人。其内部主要设备为49英寸(124.5 cm)屏幕,乘客可通过语音、脸部识别、眼睛跟踪及触摸传感按钮与汽车进行互动。乘客胶囊将独立的地面模块转换成地面汽车,并依靠一个电池运行,在100 km/h的最高车速下续驶里程达130 km。类似无人机的模块长、宽、高分别为4.4,0.8,5.1 m,最高速度达120 km/h,续驶里程达50 km。该模块可将乘客转移到空中,1.8 m长的螺旋桨由160 kW的电动机驱动。

日产零排放概念车亮相日内瓦车展

日产IMxKuro零排放概念车亮相2018日内瓦车展,其采用了日产新款电动车平台,旨在实现能效最大化。该车地板采用纯平设计,使得座舱变得更为宽敞,还提升了驾驶动态性。由于其质心较低,其底盘操控性更佳。

汽车前后方各搭载1部电动机,为其提供动力,可实现全轮驱动。此外,其最大动力输出及峰值转矩分别为320 kW及700 N·m。该车采用了新型电池,可预判行驶里程数,其续驶里程在600 km以上。

该款电动车的风格兼具了精密、顺畅、亮度、大功率及动态性。

NI助斯巴鲁缩减电动车测试时间及成本

斯巴鲁采用美国国家仪器公司(NI)的硬件在环(HIL)技术,模拟电动车测试的实际道路条件,旨在降低测试时间及成本。

NI HIL模拟方案基于NI PXI产品及LabVIEW软件打造。借助HIL系统,斯巴鲁可消除环境因素,在进行整套系统的实地诊断测试前,在虚拟环境中测试汽车的内置控制器,全面提升测试效率。

借助NI PXI产品和LabVIEW,斯巴鲁能够在1~2周内完全实现定制的HIL系统,并自行开发所需的软件,这帮助其将产品采购成本降为其他解决方案的1/3左右,其软件开发成本仅为聘请了外部开发人员成本的1/6。

斯巴鲁计划在电动汽车开发的最后阶段使用该测试系统进行最终质量检查,并将其应用扩展到所有类型汽车。斯巴鲁预计,采用该系统后,人工成本和劳动时间会较常规方式缩减一半。

捷恩斯Essentia电动概念车亮相纽约车展

捷恩斯Essentia电动概念车亮相2018纽约车展。Essentia是一款纯电动双门GT跑车,车身采用轻质碳纤维材质打造,使用一款独特的星尘灰金属漆,诠释了品牌“优雅运动”的设计美学。车身线条流畅,锐利的前鼻锥以及两侧的通风口均彰显了其空气动力学性能。新车设置于B柱的指纹控制和面部识别系统可用于开闭车门,同时其采用优雅的“蝴蝶门”开启方式。Essentia概念车将与智能家居功能集成,同时配备语音识别和新一代智能助理功能。动力方面,新车电池组以“I”型布置在中央通道而非座舱下方,其电动机0~100 km/h加速时间为3 s。

人工智能高效助力锂电池电解质开发

富士通株式会社和日本理化学研究所的联合研究小组在材料设计中应用第一原理计算与人工智能技术,对全固态锂离子电池的固体电解质组成做了预测、合成与评价试验,并进行了实际验证。结果证明,即使在较少数据下,通过与人工智能方法结合,仍可高效地找出最佳材料组成,大幅提高材料开发速度。

研究小组使用人工智能方法之一的贝叶斯推断法组合,控制第一原理计算的运算次数,对全固态锂离子电池固体电解质的3种含有锂的氧酸盐合成化合物进行了预测。结果证实,该方法能在可实现的时间内,预测高锂离子传导率的最佳组合。同时在预测的组成附近也发现了其他组成的高锂离子传导率。

锂离子传导率是固态电解质材料重要的特征之一,是主导锂电池充放电速度的因子。此次研究成果验证了利用材料模拟和人工智能方法可高效开发不漏液、不起火的锂离子电池。

晶格动力学新方法加速固态电池开发

MIT与ORNL等团队合作研发出一种全新方法来改变锂离子导体的离子迁移率和抗氧化稳定性,利用晶格动力学开发可充电电池的关键组成部分。该方法可能会加速高能固态锂电池以及其他能源储存和输送装置(如燃料电池)的开发。

在固态电池中,高离子迁移率和低反应性一般相互排斥。新方法通过固体锂离子导体晶格的方式,将其与抑制离子迁移的方式相关联,有助于发现增强型离子迁移率新材料,可支持快速充电和放电。同时,该方法可用于降低材料与电池电极的反应性。

研究人员表示,新方法可用于开发性能更好的新型材料,从而显著提高可储存的电池容量,并提高安全性。

PNNL研发新款电解液电池使用寿命翻7倍

西北太平洋国家试验室(PNNL)研发了新的电池电解液配方,旨在延长电池的使用寿命并提高电池容量,从而提升电动车的续驶里程。

研究人员向电解液内加入了氟基溶剂,锂盐将变为盐化集群,可在溶液内形成局部的球状高浓度锂盐,防止电解质遭腐蚀,从而避免易导致电池短路的锂晶枝的形成。

该电解液新构想已在试验室电池电芯上做过性能测试,电芯尺寸只有手表电池那么大。传统电解液在充放电100次后能维持其电池容量,而新研发的电解液却能经受700次充放电过程,使得电池的使用寿命翻了7倍,从而使电动车的续驶里程提升了2~3倍。

Urban Electric发布伸缩式电动车充电站

Urban Electric公司设计了一款名为UEone的可伸缩式电动车充电站,其可由应用程序操控,最大输出为5.8 kW。当使用完毕后,该设备可缩回地下,将对周边环境的影响降至最低;当该设备升起时,与同类设备的标高一致。其安装深度仅为405 mm,UEone充电站适用于英国90%以上的居民区街道。

该款充电站设计内敛,可实现电网用电需求管控功能。其采用智能电缆,与ubitricity灯柱所用设备相同。因此,居民可在UEone充电站或ubitricity灯柱处为汽车充电,为城市居民充电创建了一套新标准。

Urban Electric在每条街道上至少能布置20个充电站,旨在确保各个街道的居民均能使用电动车充电服务,无需占用专用的停车位。而对当地社区用户而言,这类充电服务是不收费的。即使Urban Electric以后对电动车充电征收服务费用,其价格也只有汽油价格的一半。

汽车业向电动车转型轻量化推动铝业发展

业内人士透露,在汽车业向电动车转型这一大背景趋势的推动下,铝业从中获益匪浅。

在动力总成制造方面,欧洲及亚洲所遇到的变动幅度最大,因为其产品或将极大地依赖于铝材。就整个汽车行业而言,车身件中铝材用量将持续增多,这主要是受到电动车的驱动,前者注重轻量化战略,要么在保留同款电池的情况下延长续驶里程,要么采用规格较小的电池,而铝材的应用恰好有助于轻量化设计。

电气化将对再生铝供需平衡造成冲击。对铝型材市场而言,预计电动车的使用量及消耗量将呈现增长态势,但竞争会很激烈,因为市场碎裂化程度高。

目前,纯电动车的铝型材平均含量约为65 kg/辆,像Karma等车型,其数值已升至280 kg/辆。

印度2家公司合作e2o电动车项目

印度电动汽车公司Mahindra Electric与Zoomcar公司开展合作,未来将在德里的Zoomcar平台上推出100辆马恒达e20电动车。

该车型搭载了一款电动机,由一块48 V锂离子电池驱动,其最大功率及峰值转矩分别为18.4 kW及53 N·m。而其P8改款电动机的最大动力输出及峰值转矩分别为29.4 kW及91 N·m,动力输出更高。在充电时,可采用16 A的插头连接汽车,完成充电操作。此外,其快充模式将电量从耗尽状态充至满额状态,耗时为1.5 h。

该款车型还搭载了一款后视摄像机及电动助力转向装置,配备了陡坡辅助、再生制动及Mahindra Electric的Revive功能(当电池处于低电量时,将为汽车延长10 km的续驶里程)。该车型的最高车速为85 km/h,充满电后,其续驶里程高达140 km。

别克电动概念车发布续驶里程达600 km

别克在2018北京车展上发布了Enspire纯电动概念SUV。该车采用别克eMotion电驱技术,其搭载新一代模块化高性能纯电动驱动系统。最大输出功率达410 kW,0~97 km/h加速时间为4.0 s。单次充电续驶里程可达595 km,适合长距离交通出行。此外,模块化设计的电池组具备充分的柔性,可以适应不同级别车型以及满足不同续驶里程的需求,充电40 min可以达到80%的电量。

内饰方面,该车采用纯数字仪表盘以及中央触摸显示屏,还配备了增强现实抬头显示系统。概念车首次创新引入5G超高速网络概念以及高级人工智能系统,将全面对接智能驾驶与互联生态的高度普及化。

瑞典修建充电公路电动车边开边充电

瑞典修建了一条长2 km的道路,路上嵌入了电轨,电动汽车需要在轨道上放下一个可移动的连接臂来充电,从而实现边开车边充电。当汽车偏离轨道时,充电臂会自动断开。“动态充电”只会在汽车行驶时将电力输送给汽车。该系统甚至可以计算出消耗的电量,并将其记入具体的汽车和用户。

对道路和汽车来说,比起架空电线系统,充电铁轨和连接臂更容易安装。该公路系统预计花费100万英镑/km,比建造城市电车线路便宜50倍。有了这样的道路,汽车制造商就可以在电动汽车上安装更小的电池,解决了电动汽车的续驶难题。

车牌竞拍等政策为电动车推广创建良好环境

据报告,2017年中国国内电动车销量为57.9万辆,实行燃油车限令的6座城市(北京、上海、深圳、天津、杭州和广州)的电动车销量占比为40%,更是占到全球电动汽车销量的21%,其销量增幅是中国国内平均增幅的2~4倍,相较于政府及汽车共享公司,个人用户的购车比例比其他地方高。

在中国,为汽油车申请车牌往往要耗费数年时间,需要出高价抢拍牌照,若购买一辆电动车,则免费获得车牌号,获得的时间也要快上许多。

未来还有更多的城市将采取燃油车限令,中国致力于确定一个内燃机车禁售时间表,期望到2025年,纯电动车、插电式混动车及燃料电池车在新车销量中的占比达到20%。

中国的许多小城市也在试图推广电动车,广西省柳州市允许电动车在客车车道上行驶,并优先为电动车车主提供停车位。

荷兰科学家开发新款环保电动汽车

荷兰艾恩德霍芬理工大学的研究人员开发了一款环保电动汽车。该车设有2个座位,车身、结构零件及内部装饰等大部分组件均采用可生物降解的塑胶聚乳酸和麻纤维复合材料制造,而这些材料是以甘蔗为原料制成。研究人员把复合材料板材组装起来,制成汽车底盘和框架等结构部件,涂料亦使用对环境负荷较小的材料。据称,若把该车埋在泥土中,超过90%的零部件均能降解。

该车形状复杂的曲线部件使用3D打印技术,而重要零件采用蜂窝结构,取得与钢铁和普通塑胶近似的强度和稳定性的同时,质量得以减轻。车身质量仅为350 kg,不足轻型汽车的一半。其最高车速约100 km/h,最长行驶距离为240 km,适合在城市使用。

Nidec ASI发布新款EV超快速充电器

日本Nidec ASI公司发布了新款超快速充电器,只需不到15 min,就能为电动车充入近80%的电量,确保汽车的续驶里程达到500 km,同时将对电网的影响控制在最小范围内。

若采用并联方式,该设备可为2辆电动车充电;若采用串联方式,可为3辆电动车充电。其能效高达95%,这主要得益于其紧凑型设计。此外,该设备还能实现其他扩展服务,可满足电动车市场内各企业的分布需求。

Nidec ASI充电系统可从电网及太阳能等可再生能源处获取电量,可实现双向充电,即系统不仅能为电动车充电,还能将电动车的电量输送至电网,维持电网的电力平衡。

复古纯电动车Luka EV发布轻量化+轮毂电动机

捷克电动车初创企业MW Motors展示了一款轻量化复古型纯电动车,该车由轮毂电动机提供驱动力。公司为4个车轮各安装了1个轮毂电动机,最大动力输出为50 kW(4×12.5 kW)。轮毂电动机由一块很小的蓄电池(21.9 kW·h)供电,其续驶里程可达300 km。该车属于小型双座版车型,总质量只有815 kg。公司宣称,可从该款车型中找到所有现代新车型所能提供的各种功能。

Chakratec研发快充技术充电只需5~10 min

Chakratec公司研发了一款独特的创新型储能技术,所用动力电池采用了飞轮概念。这类kinetic电池可实现大功率能源供给,使用寿命为20多年,可完成数万至数十万次充放电。

直至今日,电动车的快充技术需要大功率电气连接,该方式通常成本较高、操作复杂、配电网络基础设施的升级流程耗时较长。

kinetic电池的运用使得电动车快充设备的部署配置变得十分简单,且可部署到任意位置,从而整合各类能源,将运营成本压至最低。Chakratec研发的充电流程所需的电流流量特别大,充电时间只需 5~10 min。

当汽车驶入充电站后,即使kinetic电池的电量耗尽,只需将电能快速充入汽车,就能将电池电量迅速填满。由于充放电及高功率等限制,传统的化学电池无法实现该快充应用。

改善EV续驶里程新方法

大多数电动汽车(EV)都使用宝贵的电池电力驱动操作恒温系统,其结果是汽车续驶里程因此降低50%~60%。在汽车工程师协会(SAE)WCX会议上提出了解决该问题的2种方法。

1)增加热储存。汉森系统公司为某电动车的供暖系统增加了一套储热系统,在该车的加热系统中增加了2个冷却剂回路和热交换器。当汽车充电时,加热器开启并储存热量;汽车运行期间,加热器关闭。此种状态下,系统将从电机/电子冷却回路中收集废热。

2)减少加热系统带来的其他负荷。国际可再生资源实验室希望通过减少热负荷的方式将EV的续驶里程增加20%左右。该研究以2辆插电式混合动力车为试验对象。其中一辆未做任何修改,另一辆配备了创新热还原包。改装后的汽车包含一系列旨在降低恒温负荷的组件,包括电热挡风玻璃、太阳能反光玻璃和太阳能发光涂料、驾驶员周围的受热表面、门玻璃除雾器和恒温座椅。测试期间,加热挡风玻璃能使用0.1 kW·h的电量在6 min内清除冰块。相比之下,未经改装的汽车需花19 min使用2.6 kW·h的电量。此外,改装车系统可在15 min内实现乘客舒适度,而未改装的汽车需耗时29 min。改装车的续驶里程增加了11.4%,空调能源使用量减少了23.7%。

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