5G會給汽車帶來什麼?這10項新技術將徹底改變我們的汽車生活

我們周圍的世界在不斷做出改變,人們在創造新科技的同時也在產生著新慾望,提出新要求。汽車行業一直是時代發展的推動者和跟隨者,汽車業變革迅速且具有可預測性,但有時又很難弄清它的前進方向。

電動汽車看起來要接管世界,汽油機和柴油機仍然是中流砥柱,氫動力則可能隨時會一鳴驚人。同時自動駕駛在漸漸成熟,車機互聯技術也在緊跟時代潮流。許多新技術不斷被創造和驗證,並有望在未來幾年內在汽車行業內普及。

5G將給汽車帶來什麼?

5G會給汽車帶來什麼?這10項新技術將徹底改變我們的汽車生活

1G開始於20世紀90年代,隨後2G帶來了短信,3G帶來了互聯網瀏覽,4G則使其更快。如今5G近在眼前,不難猜測它將給移動通信網絡帶來什麼。

汽車製造商正在努力開發更快的車機網絡,例如5G技術所需的硬件已被整合到大眾汽車的新MEB EV平臺中,同時哈曼這樣的供應商也在開發技術,允許車輛通過智能城市指揮中心獲取緊急情況和與其他服務相連,共享信息。

哈曼還致力於開發被稱為交通信號燈速度優化建議的技術,以幫助司機根據紅綠燈信息調整時速,此外還有交通違規和道路指示牌提醒、道路施工警告等等。(聽起來似乎高德導航都能做到啊?)

研究公司Gartner預測,到2020年全球將有6000萬輛聯網汽車,在接下來的四年內則將達到2.2億輛。5G網絡的峰值理論傳輸速度可達每秒數十Gb,是4G網絡傳輸速度的數百倍。

除了跟城市網絡擁有更好的連接性帶來更快的道路信息共享外,5G技術對車機娛樂系統的功能提升也是可預見的,視頻播放甚至實時在線遊戲將給乘客帶來更多樂趣。

輪胎也將變得更聰明

輪胎製造商有時會提出古怪的概念,但業界一直吹捧的一個想法是智能輪胎的價值,人們希望輪胎可以傳達它們的實時狀況和磨損狀態。

日本輪胎製造商Falken(飛勁)已經預覽了一款智能輪胎,由液態法呢烯橡膠(LFR)製成,可以幫助輪胎保持更長時間的高效工作。該公司聲稱其溼抓地性能可在12,000英里(19312.128公里)內保持一致,耐磨性提高51%。此外,Active Tread技術可感知道路狀況並檢測潮溼和低溫,使胎面適應條件。

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美國Goodyear(固特異)則在17年推出過智能輪胎的試驗性產品,旨在與賽車團隊分享磨損、溫度和胎壓等數據。這種技術在未來更廣泛的應用可能是與自動駕駛系統的交互,實時傳遞車輛的抓地力水平。

德國大陸集團也在為馬牌試驗智能輪胎和嵌入式傳感器。駕駛員有時會低估輪胎的重要性,新技術有望提高抓地力,減少磨損並提高安全性。

更快的充電速度

慕尼黑工業大學的科學家不久前開發了一種巧妙的實驗室測試程序,利用該程序能更快地為電動汽車所依賴的鋰離子電池充電。

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鋰離子電池在本質上是不能快充的,充電過快的情況下電池容易受到損壞。在大倍率充電條件下,正極材料的晶格容易受到破壞,負極石墨片層同樣也可能受到損害,這些因素都將加速容量的衰減,從而嚴重影響動力電池使用壽命。因此,嵌入式反應的本質特徵決定了鋰離子電池並不適合高倍率充電。研究結果已經證實,快充快放模式下單體電池的循環壽命將大幅下降,並且在使用後期電池性能顯著衰減。唯一可以快充的是鈦酸鋰電池(LTO),但其能量密度很低,不適合長續航要求的電動車。

如今的公共充電樁以高速率充電,直到電池電量達到80%,由於上述原因會自動退回到更慢的速率,以免損壞電池,這也是電動車續航不足的一個原因。

慕尼黑的科學團隊打造了一個能精確模擬電池的玻璃,通過使用電子順磁共振光譜(EPR)的過程,科學家可以準確觀測到電池內部電鍍的積累。科學家能借此更準確地預測嵌入式反應的進行並降低快速充電期間保護電池所需的餘量。

簡而言之,以前由於鋰離子電池的特性,快充至80%就得改為慢充以保護電池,如今由於電池內部反應的可被觀測,可以人為地快充至90%(打個比方)再改為慢充,也就表現為更快的充電速度了。

通過模擬器技術帶來更強大的駕駛輔助

車輛在道路上可能遭遇的情形是複雜多變的,事實上不可能設置和測試每個可能的場景,甚至去想象它們可能是什麼,因為那要耗費可能100年的時間。

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如今最新的模擬器技術可以在很短的時間內調查大量可能的場景來解決問題,並以閃電般的速度對其進行處理。常見的做法是利用安裝在車上的各式各樣傳感器,在汽車行駛過程中隨時來感應周圍的環境,收集數據,進行靜態、動態物體的辨識、偵測與追蹤,並結合導航儀地圖數據,進行系統的運算與分析,從而預先讓駕駛者察覺到可能發生的危險,有效增加汽車駕駛的舒適性和安全性。

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結果是車輛可以擁有更可靠、更能應付現實駕駛情況的駕駛輔助系統,諸如自主緊急制動(AEB)、高級駕駛輔助系統(ADAS)等

氫燃料電池捲土重來

在尋找內燃機的可持續替代品的過程中,電池供電的電動車表現最為活躍。

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但是,21世紀後逐漸失勢的氫燃料電池電動車(FCEV)很有可能會捲土重來。2017年,極具影響力的加利福尼亞燃料電池合作伙伴(CaFCP)發佈了“2030年願景”,詳細說明計劃在2030年之前將100萬個FCEV帶到公路上,並由1000個戰略性加氫站提供支持。

CaFCP聲稱該計劃將使石油燃料消耗減少2.63億升,相應的氮氧化物減排量將達到390萬噸,預計將減少排放270萬噸溫室氣體。

1.2千克的氫燃料含有與1加侖汽油相當的能量,氫燃料電池的效率將是內燃機的兩倍。目前氫燃料的問題是其本身很昂貴,現在每公斤15.6美元(105元人民幣左右),但隨著需求量的增加和資源分配的改善,在未來幾年內氫燃料的成本可以迎來大幅下跌。

FCEV的優點是其尾氣排放的是水和熱,加氫與傳統汽車加油一樣簡單並且需要大約相同的時間,而且續航里程也相似。

輕度混動的趨勢已不是秘密

如果輕混技術要真正發揮作用,那麼它需要馬上普及到大多數車上,而不是如今部分車商用來營銷的獨特徽章。

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48V技術使得輕混車的整車和零件成本比混合動力汽車低很多。該技術的要點是裝配一個加強型皮帶驅動的起動發電機(BiSG)代替傳統的起動機和交流發電機,將傳統汽車變成MHEV。MHEV有一個小型48V電池為電動發電機供電並接受電荷,現有的12V架構與它並行運行,以便與現有的12V設備兼容。

如今只有奔馳、寶馬等豪華品牌的部分高端車型在使用該技術,如果技術成熟,它理應下放到更廣泛的車型上去。

自動駕駛解放雙手

自動駕駛技術的發展成果在近些年不斷得到展示,上文中的5G技術、模擬器技術、智能輪胎技術也有望加快自動駕駛技術的真正到來。

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現階段,作為輔助駕駛性質的低級別自動駕駛已經出現在少量高端車型上,而越來越多國家的立法者也表達出了儘快消除自動駕駛汽車法律障礙的興趣。比如英國在2018年更改了法律,允許車輛在公路上使用類似遙控停車這樣的設備。

談論內燃機的消亡還為時過早

內燃機的問題在於它效率不高,只能將汽油或柴油中不到三分之一的能力轉換為機械能,縮小規模和渦輪增壓則有助於提高效率。

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小排量渦輪增壓內燃機已經因沒有更好替代品而大行其道。內燃機為了進一步提高效率正越來越複雜,例如電子液壓氣門控制技術,可變凸輪軸正時,可變截面渦輪,雙渦輪增壓,集成排氣歧管和智能油泵等等。

歐洲最新的WLTP排放明確給出了柴油機和汽油機的排放標準,但公眾對柴油機的看法仍然受到關注。但實驗表明,目前最新的WLTP標準柴油機在排放上已經比一些老式汽油發動機更加清潔。

模塊化平臺造車普及

模塊化平臺造車的概念已經在許多大的汽車製造集團內部流行開來,PSA集團擁有EMP2高效模塊化平臺和最新的CMP共用模塊化平臺,大眾也在不久前推出了專用EV生產的MEB平臺。

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模塊化平臺如今風靡一時,該技術也將成為未來汽車工業發展的關鍵,因為它簡化了生產,更快地形成規模經濟,同時能更便捷的引入車型變種,擴充產品線。

模塊化平臺就像樂高,可以使用不同的組合構建各種各樣的東西,但具有相同的組件。與平臺相比,模塊化架構是一種更進一步的做法,共享組件但有一些差異,例如同一車型的更大版本。以捷豹路虎的D7a鋁合金架構為例,通過模塊化架構,大號SUV的F-Pace、星脈和小號轎車XE擁有了直接的血緣關係。

模塊化造車會是一種更好的設計和製造汽車的方式,它意味著不用每次都從頭再來。

更好的觸屏體驗和開發中的全息投影

頗具諷刺意味的是,旨在簡化車機控制的技術在操作體驗上卻變得更糟,但觸摸屏侵入汽車市場,取代按鈕已經成為必然的趨勢。

20世紀90年代,隨著汽車獲得更多功能,車廂中微小按鈕的擴散已經失控,隨著智能手機的出現和大多數人的新生活方式,設計師認為他們有了答案。

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目前大多數觸摸屏的問題在於沒有觸覺反饋,無法感受到正在觸摸的東西,這就會迫使司機將目光轉移到屏幕上去。如今一些車廠如奧迪、保時捷等和一些配件廠如大陸、博世都在努力讓觸摸屏擁有更出色的機械反饋。大陸的3D Haptic觸摸屏具有引導通道功能,可以幫助引導屏上操作,並在按下按鈕時以脈衝或振動的方式形成觸覺反饋。

增強現實(AR)技術是人們在進一步開發的技術,大眾汽車展示了一款3D全景增強現實系統,將全息菜單與ID Vizzion概念車的手勢控制相結合使用,不過用戶還得帶上一個專用的3D眼鏡。

5G會給汽車帶來什麼?這10項新技術將徹底改變我們的汽車生活

在最新的A級上,奔馳與哈曼合作開發的MBUX信息娛樂平臺也引入了增強現實(AR)的車載導航系統。

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AR-HUD的概念也提出已久,最初從飛機的抬頭顯示系統得到靈感,加上增強現實技術的發展,將各種相關信息的虛擬圖像投影到擋風玻璃上,科技感和便利性都能得到突破。目前包括寶馬、本田、大陸、哈曼、偉世通、WayRay等企業的AR-HUD項目都在研發階段,且取得了一定成果。

5G會給汽車帶來什麼?這10項新技術將徹底改變我們的汽車生活

結語

肯定還有許多文章中沒有提及的技術在不久的將來可能得到普及,比如用屏幕取代後視鏡等等。2019年,許多未來科技已經孕育甚至嶄露頭角,同時還有大量腦洞需要挖掘,大量難題需要攻克。

作為消費者而言,除了安心等待科技產品的到來外,也要創造一個有利於科技創新的輿論場,合理和積極表達自己的需求和願景,少些抹黑,多些激勵。希望我們所愛的汽車越來越友好,越來越強大,越來越懂我們。


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