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2021-11-21 23:34
汽车工程师 2021年9期
关键词:电池汽车

全新ToF 传感器采用集成红外带通滤波器

Martin Technologies 公司推出其全新电子智能配电模块(eSPDM)智能布线技术(SMART WIRE TECHNOLOGY),为现代车辆的低压和高压接线提供了一种新颖的高效方法。该技术由智能电子配电模块组成,可创建自适应电流网络以操作车辆中的所有电气组件。eSPDM最多可减少90%的布线内容、降低每辆车的线束成本,以及显著减少质量,从而减少温室气体排放和能源消耗。此外,它还采用了获得专利的防火算法,且具有无线可重构性、自我诊断、EMI 噪声预防和预防性维护等优势。

研究人员发明新算法可以实现个性化车载聆听体验

研究人员发明出一种算法,可以使汽车内的个性化声音区域(PSZ)适应座椅位置的变化,使得驾驶员可在没有耳机情况下收听自己的音频,且不会被打断。该算法通过协调汽车舱内的不同声源,以产生具有良好音质的“亮”区和质量降低的“暗”区。通过该技术,每位乘客可在不打扰他人和不使用耳机的情况下收听自己的音频节目。PSZ 通常可通过一系列扬声器和滤波器来实现,将声学路径(传递函数)调整到汽车的所需区域。在汽车销售之前,这些阵列均可以进行创建及校准,但传递函数在车内很容易发生变化,会受到汽车温度、乘客数量或座椅位置的影响。

为解决上述问题,研究小组在车内放置了麦克风,实时检测来自不同来源的声音特征。每当声学环境发生变化(如座椅位置)时,该算法就会调整现有的滤波器。扬声器会被放置在头枕中,并计算出每个换能器的特定滤波器以重现音频信号,从而在特定区域中保持良好质量,并在其他区域大大衰减。该系统在2 个前排座椅之间可以维持30 dB 的响度差异,大致相当于与他人耳语交谈的音量。

低压驱动电路专利能够延长汽车电池的整体寿命

SigmaSense 公司宣布其新专利将保护技术扩展至低压驱动电路,特别是用于汽车应用的低压驱动电路。此种技术能够在单个引脚上并发以及连续发送和接收信号,无需多路转接器或“MUX”,采用电流和多个频率,可瞬间且连续地感知变化。

SigmaSense 的低压驱动电路能够改进电池性能和效率,还能够将电池“健康状况”的高保真数据传送至单个电芯,从而延长电池的整体寿命。通过在每个电芯上引入先进的电化学阻抗谱,瞬时阻抗读数可以解读电池的不稳定状况,并收集电池在不同变化条件下的性能数据。

将CAD 和dDSF 集成可实现减排

Jacobs Vehicle Systems 公司和硅谷公司Tula Technology 签署合作协议,以结合Tula 的动态跳过点火(Dynamic Skip Fire,DSF)控制算法,加快开发Jacobs 停缸(Cylinder Deactivation,CDA)气门驱动技术,旨在减少中型和重型车辆的一氧化二氮和二氧化碳排放,助力汽车制造商满足日益严格的环境法规。

虽然CDA 和DSF 可作为单独系统供应给动力总成制造商,但经验表明,将这2 种技术集成在一起可以为中型和重型发动机带来更多优势。采用经过良好校准的动力系统仿真工具评估低负载循环性能,可以准确捕获低负载系统运行和排放。与基准技术相比,该系统的CO2排放量减少了5%,NOx排放量减少了74%。

新技术革新汽车软件定义未来

Arm 公司宣布将提供新的软件架构和参考实施、嵌入式边缘可扩展开放架构,以及和2 个全新参考硬件平台,从而加速汽车软件定义的未来。随着车辆架构和功能的发展,当今的汽车开发人员面临众多挑战,如交付高级驾驶辅助系统、车载信息娱乐系统、电气化动力系统和自动驾驶所需的越来越多的代码复杂性。为满足不断变化的消费者需求,计算必须更加集中,因此软件变得越来越重要。由此产生的软件开发、部署和管理方式的变化意味着,云原生开发比以往任何时候都更适用于汽车开发。其中云原生开发因降低整个云基础设施行业的成本、时间和复杂性而广受关注。

车辆跟踪解决方案实现高效驾驶

Profound Positioning 公司推出即时车辆跟踪解决方案,可实现持续的分米级精度,并具有成本效益,其性能满足对安全、高效驾驶的需求。无论车辆在哪里,或条件如何,车辆导航都需要快速的分米级分辨率。但达到这样的分辨率存在很多障碍,包括:由于天气条件、卫星和基站阻塞或缺乏基站基础设施而导致的连续性差;GNSS 信息错误,以及GNSS 与航位推算和其他传感器系统之间的集成不佳;成本高或价格实惠的传感器性能不佳;分辨率慢,其校正和传感器收敛有滞后时间。

Profound Positioning 设计出的即时车辆跟踪系统,克服了上述障碍,并提供了准确、具成本效益和快速的IVT 集成解决方案,充分利用了精确点定位GNSS、惯性和雷达系统的所有优势,以较低的成本提供较高的精度和连续精度。此外,此解决方案还可进行定制,可以很好地与大多数导航传感器、通信链接和数据库集成。

逆向反光材料妙用可帮助自动驾驶汽车识别交通标志

一项新研究揭示了微尺度凹界面(MCI)背后的科学原理,即此种结构能够反射光线,制造出美丽且有用的光学现象。该研究还定义了光线与MCI 之间的相互作用,未来应用可能包括帮助自动驾驶汽车识别交通标志。

该项研究的重点是一种逆向反光材料,即一种由聚合物微球构成的薄膜,被放置在透明胶带的粘性面上。微球有部分嵌在胶带中,凸出的部分就是MCI。将白光照射到该薄膜上时,会以某种方式反射,让光产生同心彩虹环。另一种情况是,用单色激光照射材料就会产生亮环和暗环图案,而红外激光的反射光也会产生由同心环构成的独特信号。由新材料制成的智能交通标志,可以为未来采用激光雷达和可视模式识别结合,为识别重要交通标志的系统提供更多信号,从而有助于提高自动驾驶汽车的安全性。

研究人员发现超离子材料适用于电池和其他能量转换装置

研究人员发现超离子材料,这是一种只有4 个原子厚度的材料,仅允许在2 维空间内研究带电粒子的运动。这些研究可能会推动发明用于各种能量转换装置的新材料。在超离子导体中,带电离子在固体材料中,可以像在电池的液体电解质中一样自由漫游,从而使固体具有异常高的离子电导率,这是导电能力的衡量标准。这种高离子电导率带来了低热导率,这意味着热量不容易通过。这2 种特性加在一起,使超离子导体成为可用于能量存储和转换设备的超级材料。对这种超离子材料的研究,也可能有助于设计新的热电材料,在发电厂、工业过程甚至汽车尾气中,将热能转化为电能。

LOKI 数据集可训练模型以预测行人与车辆的行进轨迹

研究人员最近编制了一个数据集LOKI,可用于训练能够预测路上行人和车辆行进轨迹的模型。LOKI 数据集包含数百张RGB 图像,描绘了交通中不同对象的情况。每一张图像都有相应的激光雷达点云,而且为所有交通中的对象提供了详细的逐帧标签。

该数据集具有3 种独特标签。第1 种是意图标签,表明参与者如何通过一系列动作决定达到既定目标;第2 种是环境标签,提供影响交通对象意图的环境信息;第3 种是情境标签,也可能会影响到交通对象的未来行为,如天气相关信息、道路状况、行人的性别和年龄等。研究人员在一系列测试中评估了该模型,并发现其准确性比其他先进的轨迹预测方法高出27%。未来,该模型可用于提升自动驾驶汽车的安全性与性能。

通用操作系统可大大缩短新车开发时间

Basemark 公司开发出通用操作系统Rocksolid Core OS,可为所有软件定义车辆获得许可。Rocksolid Core OS 是适用于所有汽车应用的可获许可的端到端解决方案,它结合了车规级Linux、AUTOSAR Classic 和AUTOSAR Adaptive。被许可方还将获得自动驾驶、数字仪表盘、信息娱乐和ADAS的参考应用,可根据ASIL-B 要求(适用于性能控制器)和ASIL-D 要求(适用于安全控制器)进行安全认证。

与传统平台相比,Rocksolid Core 架构所需处理器数量减少,从而可以节省电子和软件成本。此外,该公司还为OEM 提供源代码许可模式,以便客户管理自己的软件堆栈。

新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法解读

近日,工业和信息化部、科技部、生态环境部、商务部及市场监管总局联合发布了《新能源汽车动力蓄电池梯次利用管理办法》。该办法包括总则、梯次利用企业要求、梯次产品要求、回收利用要求、监督管理和附则6 个章节,主要内容如下:一是总则,明确管理原则、适用范围及相关企业责任,提出部门协同监管要求,支持技术创新。二是梯次利用企业要求,对企业的技术开发、管理制度建设、产品质量保证及溯源管理等作出规定。三是梯次产品要求,对产品设计试验、编码及包装运输等作出规定,确定建立梯次产品自愿性认证制度。四是回收利用要求,梯次利用企业要建立报废梯次产品回收体系,确保报废梯次产品规范回收与合规处置。五是监督管理,明确县级以上地方工业和信息化、市场监管、生态环境及商务主管部门监管职责,发挥社会监督及专家委员会的支撑作用。

全新SerDes IC 和电源管理IC适用于ADAS 系统

罗姆公司宣布推出全新SerDes IC 和电源管理IC,适用于高级驾驶辅助系统中车载卫星摄像头模块。最新产品不仅解决了模块的小型化和低功耗问题,还具有低电磁噪声等特性,可缩短开发时间。

罗姆将SerDes IC 与用于摄像头的新型PMIC 相结合。这2 种产品都利用扩频功能来降低EMI,因此简化了降低EMI 的工作。SerDes IC 会根据视频分辨率优化传输速率,与普通产品相比,可将功耗降低27%。同时,其内置扩频功能可将EMI 峰值降低20 dB,而集成的视频残留检测功能可通过检测冻结图像提高整个ADAS的可靠性。用于摄像头的电源管理IC 旨在优化管理所有主要制造商的CMOS 图像传感器的电源系统。该PMIC 允许使用单个IC 设置电压和控制序列,将安装面积减少41%,并有助于实现车载摄像头模块的小型化。此外,摄像头PMIC 热量集中分配电路可以配置,从而能够抑制热量产生,实现78.6%的高转换效率,进而降低功耗。

新型浸入式电池冷却系统加快电动汽车充电速度

马勒公司以浸入式冷却为关键技术,开发了一种新型电池冷却系统,能够加快电动汽车的充电速度。在充电期间,新系统能够显著降低电池的最高温度,同时使整体温度分布更加均匀。该系统另一优势在于减缓电池老化,提高安全性。另外,浸入式冷却大大缩短了电动汽车的充电时间。因此,电池可以更小,从而降低电动汽车的成本,并提高资源效率。

自动驾驶分级国标正式出台

国家推荐标准《汽车驾驶自动化分级》(GB/T 40429—2021)正式出台,将于2022 年3 月1 日正式实施。该标准从动态驾驶任务、最小风险状态、最小风险策略等多角度考量,将汽车自动驾驶划分为0 到5 级。日常中使用的车道居中辅助、自适应巡航等功能均被划分为驾驶自动化(部分驾驶辅助)1 级。

此外,标准还明确了各级别下驾驶员应承担的驾驶责任,比如在开启自适应巡航控制功能后,驾驶工作需要驾驶员与驾驶自动化系统共同完成,驾驶员还应承担突发事件探测与响应的责任,并在需要时介入动态驾驶任务,以确保车辆与乘客的安全。值得注意的是,从3 级自动驾驶开始,目标和事件探测和响应的对象从驾驶员变为了系统,动态驾驶任务后援也从驾驶员变为了动态驾驶任务后援用户。这意味着,在有条件自动驾驶情况下,已允许驾驶员脱手,只需要在必要时接管驾驶。

首个我国牵头的汽车功能安全国际标准获批立项

近日,ISO/TR 9968《道路车辆 功能安全 新能源汽车可充电储能系统的应用》获批正式立项,这是首个由我国牵头的汽车功能安全领域ISO 国际标准项目。

新能源汽车可充电储能系统起火引起的安全事故,近年来成为行业关注热点,也成为全球性技术难题。此次ISO/TR 9968 顺利立项,将从功能安全技术的角度为降低新能源汽车起火等安全事故提供方案,填补国际标准空白,也标志着我国专家在功能安全这一国际标准中最受关注、影响最大的领域之一取得突破性进展。

最新SiFAB 硅纤维阳极电池技术

Unifrax 公司推出其最新产品SiFABTM硅纤维阳极电池技术。SiFAB 具有独特的高容量性能结构,可显著提高锂离子电池系统的能量密度,并已成功通过40%以上的硅负载增量测试。

通过2021 年高级测试,SiFAB 已经证明:其可逆容量大于1 000 mAh/g,质量能量密度比石墨提高20%;在各种电极配方中均具有强大的性能,可为电池制造商和原始设备制造商提供设计灵活性;具有经验证的高达4C 的高倍率充放电性能以及45℃高温性能;具有高硅负载和最小体积膨胀的稳定循环;SiFAB 进入现有的制造过程;SiFAB 已成功应用于标准制造场景中的卷对卷工艺。

双电层效应新方法改善全固态电池

科学家们发明出一种全新方法,可以评估全固态电池的固体电解质中的双电层效应。新方法围绕使用氢化金刚石和固体锂基电解质制成的场效应晶体管(FET)展开。FET 是一种三端晶体管,其中源极和漏极之间的电流可以通过在栅极上施加电压来控制。凭借FET 的半导体区域中产生的电场,该电压可控制电子或空穴的密度。通过利用这些特性并使用化学惰性的金刚石通道,科学家们排除了影响通道导电性的化学还原氧化效应,发现由于EDL 效应积累的静电荷才是必要原因。

因此,科学家们在金刚石电极上进行了霍尔效应测量,该测量仅对材料表面上的带电载流子敏感。科学家使用不同类型的锂基电解质,并对它们的成分如何影响EDL 进行了研究。经过分析,科学家发现了EDL 效应的一个重要方面,即该效应由界面附近的电解质组成决定。如果电解质材料允许发生电荷补偿的还原氧化反应,则EDL 效应可以被大大抑制。

自动驾驶卡车搭载热像仪测试

智加科技宣布与Teledyne FLIR 公司合作,共同探索在智加科技的Level 4 自动驾驶技术使用的传感器堆栈中添加热像仪。智加科技采用多模式传感器方法,并使用激光雷达、摄像头和雷达,为搭载自动驾驶技术的卡车提供360°全景视野。与传统卡车相比,当前系统可提供更高的安全性,若添加热像仪,可增加另一层感知,这对于在低能见度和高对比度条件下的重型卡车十分有效。可能环境包括:夜间、阴影、黄昏或日出;阳光直射或大灯眩光;由于环境条件出现的雾或烟雾等恶劣场景。根据配置,热像仪可在250 m 的距离内检测到行人并进行分类,比典型前大灯的覆盖范围更远。热像仪还可以提供车辆周围的另一层感知,特别是当车辆倒车或被后方车辆超车时非常有效。

深度现实显示屏 可取代汽车仪表盘

WayRay 公司推出了新型深度现实显示屏系统,可以采用新型沉浸式全息显示屏取代传统的汽车仪表盘,而该全息显示屏可以展示距离不同的虚拟图像的不同部分。WayRay 的新一代全息True AR 显示屏能够将整个挡风玻璃变成一个虚拟世界,其中有关车辆、导航、信息娱乐系统以及周围环境的信息会被展示出来,同时还能与现实世界完美融合。

该款深度现实显示屏能够展示距离不同的虚拟图像的不同部分,含有近场信息,能够提供所有必要的仪表盘元素,并展示在让驾驶员眼睛舒适的距离内,便于驾驶员在城市或高速公路上行驶时“查看”。还包括沉浸式True AR 多深度平面,充满了地面导航、信息娱乐系统以及游戏内容等AR 应用。此种突破性功能进一步减少了虚拟图像与真实世界之间的差异误差,可以带来更加沉浸式的安全用户体验。

南洋理工大学开发“抗短路层”可防止电池起火

南洋理工大学的材料科学家开发了一种防止电池内部短路的方法,这是锂离子电池起火的主要原因。在大多数锂离子电池火灾中,起因在于锂枝晶积聚。当电池充电时,枝晶穿透电池正负极之间的隔板,从而造成短路并引起火灾。为了防止发生短路现象,该校的教授及其团队发明了一种额外的“抗短路层”,可将其覆于隔板上,以阻止枝晶接触正极。当锂离子电池工作时,在充放电循环过程中,锂离子必须在正负极之间移动。然而,对于当前的商用锂离子电池来说,这意味着枝晶形成是无法避免的。为了阻止枝晶形成,研究人员决定利用其固有性质,在隔板上额外涂覆一层导电材料,以便这些枝晶与之接触。一旦枝晶形成连接,就无法再继续生长,从而阻止其影响另一侧。

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