未来汽车“智造”三方向:新能源、轻量化、智能性

李浩晨

在能源逐渐短缺以及汽车保有量激增的大背景下,未来汽车将如何发展成为人们关注的焦点。而未来汽车发展的趋势在技术的推进下也已经变得越来越明确——新能源、轻量化以及智能性。在这三大方向里,相互包含了安全、节能、环保、舒适等方面的功能。【欢迎参与征文:颠覆与创新 畅谈未来汽车

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一、新能源

传统燃油汽车排放的废气会对自然环境造成一定的破坏,加上化石资源的有限性,因此新能源要满足清洁性和易取性。锂离子动力电池作为目前新能源汽车主流的动力来源,受限于能量密度的瓶颈,在未来必然会被其他材料和新能源所取代。

从现状来看,对未来新能源的趋势主要集中在氢能源和太阳能这两种能源上面。氢能源一般意义可以指氢燃料电池,具有比能量高、工作寿命长、大功率供电等优点。该类型汽车续驶里程可以与燃油汽车相当。但同样受限于材料及成本,需要积极开发低铂或非铂催化剂、价廉且适用于高温环境的替代膜以及寻找合适的储氢材料。

太阳能可以说是相对意义上的永恒动力,但目前对太阳能应用在汽车上的研究大多在概念阶段。要想使太阳能汽车得到普及化,还有很多问题需要克服,比如太阳能收集使用过程中的不稳定性、分散性,并且容易受气候、环境影响。最重要的是太阳能收集转换装置的低效率、高成本。

新能源是未来汽车动力来源的趋势不可逆转,也许是燃料电池,也许是太阳能,但最终是哪种能量来源,在未来科学技术发展中谁也不可预知。

二、轻量化

轻量化的趋势是要求汽车满足更安全、更节能、更环保、更舒适等方面要求的必然。不仅汽车的可靠性和安全性受汽车所用材料的影响,同样能源节约和环境保护也会受到影响。

在降低使用费用和提高燃料消耗效率上,已有实践证明可以通过采用高强度合金材料、轻金属材料及工程塑料等来减轻总体质量来实现目的。因为质量轻的汽车意味着节能效率更高。一般新能源汽车轻量化主要从动力系统和车身系统进行突破。比如德国德累斯顿工业大学曾开发了一款由特殊的电驱系统以及高强度钢和CFRP复合车身材料构成的纯电动概念车InEco,整车的总质量不到900 kg。

还有,可以通过将高强度的铝制车身框架结构与超轻全塑车身的优势进行组合使用在汽车上,乘驾人员的安全性能够得到有效地提高。另外,铝制车身的一个好处就是可以实现回收再利用,达到了又一个能源节约和环境保护的目的。因此可以预见钢铁在汽车上的使用量将会减少,像铝及复合类材料的使用将会上升,可回收的新材料将会被大力推广。

汽车轻量化技术一般包括结构设计、轻量化材料和制造工艺这三个主要方面。对轻量化技术进行系统化和集成化,可以认为是未来汽车结构轻量化技术的发展方向。

三、智能性

在汽车智能性上,新智能技术层出不穷。

比如智能玻璃,影像显示玻璃作为其中一种,可以直接在玻璃上可显示相关的图像和数据,能保证驾驶员视线不用随时观察仪表盘。还有夜视系统,通过该系统可以将物体发出的热量转换成为人类肉眼可见的图像,结合智能玻璃显像功能让夜间驾驶变得安全可控。

像无人驾驶技术,将驾驶员的双手解放出来从事其他工作及其他娱乐活动等。并且系统的实时计算可以避免人为操作的失误。还可以通过自我学习功能,不断学习过去驾驶经验去适应新的驾驶环境。

在汽车与汽车、汽车与交通环境之间实现通信,即所谓车联网和智能交通系统,借助诸多功能和措施进一步提高驾驶及交通安全。

最后,未来汽车的造型会随着技术工艺发展而进行个性化定制,各式各样的新奇车型成为可能。因此未来汽车的最终趋势是在不断更加环保节能、智能安全的过程中成为具备迥异个性的移动智能终端。

作者:李浩晨

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