電動汽車和無人駕駛汽車的塑料驅(qū)動技術(shù)進(jìn)步
業(yè)內(nèi)普遍存在這樣一種誤解,即電動汽車具有較少的零部件,尤其是運(yùn)動零部件,更易于設(shè)計和制造,因此,進(jìn)入這一細(xì)分市場的壁壘比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)要低得多,電動汽車。畢竟,任何人都可以購買一些電池和電動機(jī)并將其連接起來,冷卻非常容易,因此您不需要任何前進(jìn)氣口,制動也更簡單,因為您可以反向旋轉(zhuǎn)電動機(jī)以幫助減速,正確的?
很好,據(jù)初創(chuàng)電動汽車制造商Byton的首席技術(shù)官David Twohig所說,“電動汽車非常非常難做,而且實際上要比ICEV更具挑戰(zhàn)性。在分別開發(fā)于2010年和2012年的Nissan Leaf和姐妹車Renault Zoe的發(fā)展中發(fā)揮了關(guān)鍵作用之后,Twohig有權(quán)受到重視。拜騰由寶馬和日產(chǎn)汽車前高管共同創(chuàng)立,最近在南京建成了一家年產(chǎn)30萬輛汽車的工廠。
Twohig在陳述自己的案情時承認(rèn),任何人都可以購買電池,但是,乘員當(dāng)然也要保護(hù)電池免受諸如撞桿之類的負(fù)面影響。這就是有趣的一點(diǎn)–電池比人體更敏感,能夠“僅”吸收60 G的力,而駕駛員或乘客則只能吸收80 G的力。因此,對于材料的選擇和沖擊區(qū)的設(shè)計而言,意義重大。考慮到輕量化,由熱塑性復(fù)合材料制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)壓潰區(qū)可能是一種可行的解決方案。通過用碳纖維和玻璃纖維增??強(qiáng)的復(fù)合材料代替電池外殼的頂層和底層中使用的鋁或鋼,可以實現(xiàn)進(jìn)一步的輕量化,而碳纖維和玻璃纖維增??強(qiáng)的復(fù)合材料將首次亮相。
也許與直覺相反,電動汽車實際上更難冷卻,據(jù)Byton的Twohig稱:“電動汽車在60°C的溫度下運(yùn)行,而ICEV則在105°C上運(yùn)行,但即使是低速行駛,也需要移動大量空氣來對電動汽車進(jìn)行熱管理。 ” Twohig指出,由于沒有廢熱,電動汽車在冬季更難加熱(事實上,電池也需要加熱),而由于?T較低,因此在夏季更難冷卻(請咨詢熱力學(xué)教科書以了解原因) )。最終結(jié)果:電動汽車需要更大的進(jìn)氣口,而塑料是在車輛前部形成開口的理想材料。要啟動,應(yīng)在保險杠后面安裝四到五個無刷散熱器風(fēng)扇,為塑料部件提供更多的機(jī)會。Twohig表示:“電動汽車需要熱泵,而完善的電動汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中的組件要多出30-40%。”
轉(zhuǎn)向減速時,兩噸重的SUV EV需要1300 kW的猛力來制動,而牽引電機(jī)僅產(chǎn)生約500 KW的功率。因此,如果電池出故障,則電動汽車需要由車輛主電池供電的獨(dú)立于真空的機(jī)電制動助力器,并通過12 V系統(tǒng)提供備用電源。Twohig指出:“我們正在[在電動汽車中實現(xiàn)飛機(jī)級的冗余性。”并且,集成到電動汽車中的所有系統(tǒng)都采用了高度塑料部件。
著名的EV OEM的工程師已經(jīng)解決了這些挑戰(zhàn),好消息是市場上有許多精心設(shè)計的EV。壞消息是,由于工程師們忙于解決這些基本問題,因此EV駕駛體驗與駕駛ICEV基本上是相同的。“該行業(yè)沒有時間引入新的體驗,并且電動汽車內(nèi)飾與過去50年基本相同,包括最初開發(fā)的用于覆蓋變速箱和傳動系統(tǒng)的熟悉的中央控制臺。
然而,拜頓計劃通過定于今年晚些時候在發(fā)布的M-Byte SUV來徹底改變電動汽車內(nèi)飾。該車的主要功能將是一塊巨大的48英寸顯示屏,而不僅僅是一個大屏幕。Twohig保證,面部識別,駕駛員和乘客的觸覺控制以及手勢控制將通過傳感器和功能性塑料薄膜實現(xiàn),但仍然會有一些按鈕。
Twohig預(yù)測,在未來的自動駕駛汽車中,數(shù)據(jù)能力將比驅(qū)動能力更為重要。數(shù)據(jù)將比過度轉(zhuǎn)向更為重要。[OEM]需要考慮人們在車上會做什么。”
電信基礎(chǔ)設(shè)施中使用的塑料也將在下一代汽車的自主性和數(shù)據(jù)傳輸中發(fā)揮關(guān)鍵作用。案例分析:福特汽車公司()互汽車平臺和產(chǎn)品總監(jiān)Ryan McGee指出,所有福特汽車都將在2022年開始為所有車型配備蜂窩車輛對所有產(chǎn)品(CVTE)。自動駕駛汽車,例如連接到交通信號燈或街道上的行人。這些對安全性至關(guān)重要的功能將得到塑料的支持,這些塑料的性能已在4G和最終5G電信網(wǎng)絡(luò)中得到證明。
CVTE可以實現(xiàn)意圖共享,例如,如果駕駛員踩剎車,像大篷車一樣進(jìn)行協(xié)同駕駛,如果可以確定交通信號燈的時機(jī),則可以提高交通效率,并提高態(tài)勢感知能力,例如當(dāng)行人在人行橫道上時安全或降低能耗。
索尼最近在拉斯維加斯舉行的消費(fèi)電子展(CES)上也強(qiáng)調(diào)了未來的安全和室內(nèi)技術(shù)。這家電子公司的Vision-S裝有33個傳感器,包括12個攝像頭,三個固態(tài)激光雷達(dá)傳感器以及將近20個雷達(dá)和超聲波傳感器組成的陣列,以確保汽車在自主模式下安全。紅外(IR)透明樹脂是光學(xué)LiDAR組件的關(guān)鍵要求。
“電動汽車以其“靜音”駕駛特性而聞名,因此需要專用的絕緣解決方案,這些解決方案必須能夠減少傳遞到乘客艙中的滾動和風(fēng)噪聲,”聲學(xué)與熱能市場與銷售主管Kay Kosar說道。 FoamPartner的歐洲解決方案(A&TS)。“與此同時,需要進(jìn)行廣泛的隔熱處理,以最大程度地減少加熱和空調(diào)消耗的電池電量,從而最大程度地延長行駛里程。”
FoamPartner與瑞士出行智囊團(tuán)Rinspeed合作開發(fā)了MetroSnap概念車。MetroSnap具有“滑板”底盤和用于乘客和貨物運(yùn)輸?shù)目焖俑鼡Q上層建筑或“吊艙”。它利用復(fù)合材料,鋼和3D打印的組件以及先進(jìn)的導(dǎo)航和安全設(shè)備,包括激光雷達(dá)傳感器和線控驅(qū)動系統(tǒng)。室內(nèi)設(shè)計利用了最先進(jìn)的材料工程技術(shù),包括FoamPartner的輕質(zhì)隔熱泡沫技術(shù)。
考慮到電池和電動機(jī)的位置盡可能低,以降低重心,因此電動汽車適合滑板概念。這個概念可能會導(dǎo)致汽車供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,在這種情況下,能夠進(jìn)行安全可靠設(shè)計的動力傳動系統(tǒng)專家可能會將這些平臺推銷給在電子,美學(xué)車身和室內(nèi)設(shè)計方面具有專業(yè)知識的第三方,例如,索尼和索尼麥格納