2012十類最具潛力汽車技術闡述

汽車的核心價值顯然不是光鮮的外觀，抑或花哨的配置，而是最能體現科技進步的技術亮點。國外汽車雜志《名車志》對2012年最具潛力的十大類汽車技術進行了盤點。

1、汽車云通信技術

目前許多汽車中都擁有聲控技術，汽車制造商為了進一步完善其功能，紛紛將智能手機與云服務集成其中。未來的車輛間通信技術將廣泛采用云計算并將包含強大菜單功能。智能通信技術能夠幫助汽車司機在很大程度上避免交通事故的發生、規劃最經濟的行車路線，甚至有些系統可以通過雷達掃描捕捉道路上的電子警察，從而通過聯網系統對車主做出預警。其中，ESCORT Live系統是最受車主喜愛的一種，通過其SmartCord Live連接線可以與iPhone或安卓手機相連，當檢測到前方限速警報、車輛事故或其它緊急情況時，它可以自動將信息傳輸到ESCORT Live的“云”儲存里面，然后通過網絡通知后方司機的注意避免。

2、電動汽車固態電池技術

隨著節能環保話題的頻繁出現，越來越多的車企擁有自己的電動車，豐田普銳斯、日產聆風、本田飛度EV、雪佛蘭沃藍達等等。而人們最關注的是電動車的行駛里程，而行駛里程問題也是目前限制電動車快速發展的重要因素之一。Sakti3與Planar Energy兩家企業致力于研發電動汽車固態電池技術，液態鋰離子電池中的液體電解質被固態物質所取代，其優勢在于穩定和高效，將更高的電壓壓縮到更小的空間里，固態鋰電池的能量密度要高于液態鋰電池許多倍，而成本則為液態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，過度充電、內部短路等異常情況發生時可能導致電解液發熱，有自燃或爆炸的危險。全固態電池不采用液體電解液，而是采用固體電解質，不易燃燒，其安全性可大幅提高。并且，在理想狀態下，固態時鋰的擴散速度(離子傳導率)較液體電解液時高，理論上可實現更高的輸出。

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

3、發動機電暈點火技術

和常規火花塞采用電極間的電弧打火方式不同，電暈點火系統在四角型尖端引起離子流動，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技術是電暈點火等高能點火系統的主要推動力量。多次跳火、間隙跳火、渦流點火等點火策略使發動機混合氣變得越來越稀薄，同時也變得難以點燃，燃燒速度慢。所以單一位置打火有很大局限性。為了保證點火時機的精確性，奔馳在其新款3.5升V6發動機中采用了該電暈點火系統。電暈點火可以幫助發動機節油10%，除此以外，幫助ECU更好地控制點火時機、點火功率和點火能量，還能給很多降低發動機有害氣體排放的新技術創造條件。

4、小型高增壓發動機

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

這類發動機的共同特點就是能夠提供與大排量發動機相當的動力，并且它們的體積更小、重量更輕、更具燃油經濟性。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，活塞往復運動所在的軸線的延長線不經過曲軸中心。從熱力學角度來說，能夠使燃燒更充分，而機械學角度上，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濟型和排放環保特性；先進分流式冷卻系統（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，拓寬發動機的rpm轉速運轉范圍，優化燃油-空氣混合比。新設計還可降低重量，提高發動機運轉的平順性；采用典型的EcoBoost?技術，諸如渦輪增壓、燃油直噴和雙獨立可變凸輪正時Ti-VCT（Twin Independent Variable Camshaft Timing）技術。5、電動車無線充電技術

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

這項技術采用無觸點功率轉換法，依靠磁動態耦合或MDC方式（兩個相距4-6英寸的永磁體之間產生感應磁場）實現。在路面與車底部之間的系統發射端有一塊磁鐵，而位于車底部的接收端也具有一塊磁鐵。當一個小型電動馬達轉動下方的磁鐵時，上方的磁鐵受到電磁感應的影響隨之旋轉，從而產生感應電動勢，即電能。

5、電動車無線充電技術

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

這項技術采用無觸點功率轉換法，依靠磁動態耦合或MDC方式（兩個相距4-6英寸的永磁體之間產生感應磁場）實現。在路面與車底部之間的系統發射端有一塊磁鐵，而位于車底部的接收端也具有一塊磁鐵。當一個小型電動馬達轉動下方的磁鐵時，上方的磁鐵受到電磁感應的影響隨之旋轉，從而產生感應電動勢，即電能。

6、熱能轉化電機

據統計，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，產生了小的電壓。這導致了熱電偶的產生，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電機，熱偶發電機只能將6％-8％的熱能轉化為電能，不過將來隨著新材料的研發，會使轉化效率大大提高。使用能產生更多電能的更好的熱電材料，有可能在某個時間停用汽車的交流發電機，這種方法進行熱電發電可以減少大約5％的燃料消耗。該技術的發明者里克特博士希望該技術能夠在2013年應用于生產線的汽車中。

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。保時捷911采用了7速手動變速箱；采埃孚開發出8速、9速變速箱，目前路虎極光中已搭載了9速變速箱。現代汽車將研發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速變速箱的優勢在于，尺寸、重量上與6速自動變速箱相當；更寬泛的齒比范圍提供了更平順的駕駛感受和經濟性；緊湊、高效的設計實現了更高的換擋效率。

8、汽車輪胎胎壓自控技術

政府及行業研究結果顯示，輪胎充氣不足會導致燃油經濟性下降2.5%和3.3%。對于普通輪胎來說，輪胎內部氣體會通過輪胎與輪圈接觸的位置或者氣嘴滲漏。有研究表明，普通輪胎每月會降低胎壓0.1Bar。而配置有胎壓自控技術的輪胎，則能夠長時間維持標準的輪胎氣壓。

胎壓自控技術的基本原理是：當軟管被圓柱體滾壓過時，軟管內的空氣會隨著圓柱體滾壓的方向流動。

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。輪胎滾動時由于車身的重力導致胎體輕微變形，從而壓縮軟管吸入空氣。空氣的入口是傳統的輪胎氣嘴。胎壓自控技術就是巧妙地利用了輪胎受壓變形和輪胎轉動來不斷地為輪胎充氣，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充，固特異在輪胎里面安裝了一個小的機械閥門。

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

9、通用eAssist混動系統

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

而在這套系統中主要發揮“節能”角色的就是前面提到的15千瓦的電動機，它在這里身兼三職，需要根據車輛的工況切換“起動機/發電機/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牛·米的扭矩起動發動機，而作為助力電機時，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牛·米的扭矩，車輛的最高扭矩可以達到347牛·米的水平，堪比通用的2.0T直噴發動機。智能啟停：車輛在短時停止的狀態下關閉發動機，依靠115V鋰離子電池組為車輛的用電設備提供電能（關于空調的疑問見后文），當車輛需要啟動時，電動機直接帶動發動機起動，之后正常行駛。

減速斷油/制動能量回收：車輛在一些特定的減速工況下，發動機將自動斷油以節省燃料，接近停止時，電動機將承擔起驅動車輛的角色，實現車輛啟停的平滑過渡。在減速中一旦駕駛者踩下油門踏板，發動機便會回到正常工作狀態。

在車輛制動或滑行等工況下，發動機曲軸通過皮帶輪帶動發電機（前面提到的三職一身的電動機）發電，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（控制模塊根據油門踏板動作等參數自動判斷），電動機通過皮帶向曲軸提供額外的扭矩，以此承擔發動機的負荷，減少發動機運轉阻力和負擔，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賽車上逐漸引入到普通乘用車中，它具有超輕、超高強度的特性。無論應用在懸架上、發動機缸體上或是輪轂上，均能起到良好的改善效果。

采埃孚玻璃纖維發動機支架

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動機支架外殼材料，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。

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

福克斯碳纖維發動機蓋

福特福克斯上采用的碳纖維發動機蓋強度是鋼鐵的5倍，硬度是鋼鐵的兩倍，而重量卻只有鋼鐵的三分之一，這點正好符合福特想為福克斯減重340千克的要求。這款碳纖維復合材料的發動機蓋結構特殊，在兩塊碳纖維板的中間夾著一層泡沫塑料，這么設計的理由是，萬一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，并且該發動機蓋在假人頭部撞擊測試中表現良好。