仿人眼傳感器提升自動(dòng)駕駛汽車視覺性能

現(xiàn)代電子攝像頭基于傳感器而打造，當(dāng)有光照射時(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生電子信號(hào)。而人眼只有在光線變化時(shí)才會(huì)向大腦傳輸信號(hào)，在能耗和計(jì)算能力方面比電子設(shè)備更高效。

美國(guó)科學(xué)家研發(fā)了一種模仿人眼探測(cè)光線的傳感器，可以提升自動(dòng)駕駛汽車的視覺性能。新型傳感器使用一種稱作鈣鈦礦的光敏材料，其核心組件是一層涂有鈣鈦礦、甲基銨碘化鉛的絕緣玻璃層。當(dāng)放置在光線下時(shí)，鈣鈦礦會(huì)從高度絕緣轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨葘?dǎo)電。研究人員將這些玻璃層夾在電極之間，這種傳感器對(duì)光線有強(qiáng)烈的電流響應(yīng)，但如果光線沒有變化，傳感器就不會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生信號(hào)。

新材料解決燃料電池散熱問題

多國(guó)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種用于燃料電池的質(zhì)子導(dǎo)體。該導(dǎo)體以聚苯乙烯磷酸為基礎(chǔ)，可在高達(dá)200℃和無水的情況下，保持高質(zhì)子電導(dǎo)率。

燃料電池可以通過電化學(xué)過程將氫轉(zhuǎn)化為電能，而且只排放水。其面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)之一是由燃料電池放熱電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的散熱問題。磷化聚合物材料是很好的選擇，但在燃料電池工作溫度下會(huì)形成不必要的酸酐，斯圖加特大學(xué)的研究人員通過將氟成分引入聚合物中，來制備這種材料，并實(shí)現(xiàn)了可用于高溫燃料電池的膜和離聚物粘合劑。

研究人員利用磷化聚合物，開發(fā)了高溫燃料電池。將膜電極組件與LANL實(shí)驗(yàn)室的離子對(duì)配位膜集成，此種材料的燃料電池表現(xiàn)出優(yōu)異的功率密度，在H2/O2條件下為1.13 W/cm2，在160℃下可保持穩(wěn)定超過500 h。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氟有可能替代鋰用于可充電電池

氟是一種儲(chǔ)量相對(duì)豐富的輕質(zhì)元素。材料科學(xué)家們?cè)诜邪l(fā)現(xiàn)了1種潛在的鋰替代品。使用氟離子電池，可以使電動(dòng)汽車單次充電運(yùn)行1 000 km。然而，現(xiàn)有氟離子電池的循環(huán)性能較差，經(jīng)過充放電循環(huán)過程，往往會(huì)迅速降解。

研究人員采用新方法設(shè)計(jì)氟離子電池。他們發(fā)現(xiàn)2種材料均為層狀電子化合物，很容易獲得或失去氟離子，在實(shí)現(xiàn)良好循環(huán)性的同時(shí)結(jié)構(gòu)變化很小。在電子化合物中，電子駐留在晶體結(jié)構(gòu)中的特定間隙位置，這有點(diǎn)類似于離子。氟離子可以很容易地取代這些間隙電子，而不會(huì)導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形，從而實(shí)現(xiàn)可循環(huán)性。此外，由于層狀電子化合物的結(jié)構(gòu)相對(duì)開放，氟離子可以輕松地移動(dòng)或擴(kuò)散。在層狀電子化合物材料中，添加和去除氟離子可以使結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯較小的結(jié)構(gòu)變化，有助于延長(zhǎng)循環(huán)壽命。

新型電極結(jié)構(gòu)可用于全固態(tài)二次電池

全固態(tài)二次電池通過固體電解質(zhì)在電池電極內(nèi)傳輸離子，與液態(tài)電解液相比更加安全，不易引發(fā)火災(zāi)。然而，韓國(guó)研究人員通過系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即使在石墨活性物質(zhì)顆粒之間，也可以傳輸離子。研究人員證實(shí)，新的電極結(jié)構(gòu)可用于僅由活性物質(zhì)和粘合劑組成的全固態(tài)二次電池，即使電極內(nèi)沒有固體電解質(zhì)添加劑，也可以表現(xiàn)出更好的性能。

研究人員通過在超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行虛擬模型電化學(xué)測(cè)試，成功演示了這種結(jié)構(gòu)，形成依賴于擴(kuò)散的全固態(tài)電極。采用該技術(shù)，電極中將不再需要固體導(dǎo)電添加劑材料；相反，電極中的活性物質(zhì)含量可增加至98 wt%，使能量密度大于常規(guī)石墨復(fù)合電極的1.5倍。

研究人員開發(fā)用于高效制氫的光催化納米纖維

由英國(guó)、加拿大和中國(guó)香港組成的研究團(tuán)隊(duì)，開發(fā)出一種光催化納米纖維，可用于高效生產(chǎn)氫氣。研究人員利用犧牲還原劑分解水，只進(jìn)行導(dǎo)電部分的還原半反應(yīng)，就可以更容易地生產(chǎn)氫氣。另外，為了解決量子產(chǎn)率低、穩(wěn)定性差和催化劑周轉(zhuǎn)率低等問題，該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種自組裝納米纖維系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用嵌段共聚物和可結(jié)晶的成核嵌段，以及含有光敏劑或鈷催化劑的成殼嵌段。在所建立的自組裝系統(tǒng)中，材料可以長(zhǎng)成穩(wěn)定的納米纖維，其中催化劑部分和光敏劑緊密相連。通過以梯度方式分布這些材料，納米纖維可以被制成類似于瓶刷的結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)度為95～3 528 nm），而不需要內(nèi)藏導(dǎo)線。使用這種結(jié)構(gòu)可利用太陽光將水轉(zhuǎn)化為氫氣。

寶馬申請(qǐng)可變形汽車引擎蓋專利

寶馬向世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)（WIPO）組織申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，該技術(shù)可以讓車輛的引擎蓋變形。該款可變形的引擎蓋具有可變形的部分，例如，可以讓引擎蓋的一部分凸起，與E46 M3和E92 M3車型上的凸起類似。此外，該引擎蓋還能夠縮進(jìn)，例如，因?yàn)殡妱?dòng)汽車不會(huì)配備發(fā)動(dòng)機(jī)，就可以將引擎蓋縮進(jìn)一點(diǎn)。該引擎蓋還配有波紋圖案，以及多層金屬，能夠通過改變金屬片的形狀進(jìn)而改變行駛中的車輛的空氣動(dòng)力學(xué)性能，這一點(diǎn)對(duì)于越野汽車而言會(huì)特別有幫助。

新晶體材料可儲(chǔ)存太陽能用于汽車擋風(fēng)玻璃

蘭開斯特大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)一種晶體材料具有捕獲太陽能的特性，并可在室溫下將能量?jī)?chǔ)存數(shù)月，再根據(jù)需要釋放熱量。它還能被制成一種薄薄的涂層，應(yīng)用于汽車的擋風(fēng)玻璃或建筑物表面上，利用所儲(chǔ)存的熱量來給玻璃除冰。

該材料基于一種“金屬有機(jī)骨架”（MOF），由碳基分子連接的金屬離子網(wǎng)絡(luò)組成，形成三維結(jié)構(gòu)。其關(guān)鍵特性在于多孔性，可通過容納其他小分子而形成復(fù)合材料。

這些MOF材料的孔中充滿了可以大量吸收光的偶氮苯分子，可形成一種張力結(jié)構(gòu)。狹窄的MOF孔隙將偶氮苯分子困在其應(yīng)變形狀中，因此可以在室溫下長(zhǎng)期儲(chǔ)存能量。進(jìn)一步測(cè)試顯示，這種材料可以將能量?jī)?chǔ)存至少4個(gè)月，為跨季節(jié)儲(chǔ)能提供了可能性。當(dāng)施加外部熱量觸發(fā)其“切換”狀態(tài)時(shí)，能量會(huì)再次釋放出來，而且釋放速度非?？?，有點(diǎn)像直線彈回的彈簧，由此提升熱量，用于加熱設(shè)備的其他材料。該材料可直接捕獲“免費(fèi)”太陽能，不需要使用可移動(dòng)的或電子部件，因此不會(huì)產(chǎn)生損耗。

美國(guó)推出“繭”式安全氣囊全方位保護(hù)人員安全

美國(guó)Waymo公司為其新型安全氣囊申請(qǐng)專利，這項(xiàng)專利名為“可展開乘客罩”，當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)可以像“繭”一樣完全包覆乘車人員，提供更有效的保護(hù)。如果在車艙里再裝一個(gè)這樣的防護(hù)罩，也可以保護(hù)前面的乘客，并顯著降低在事故中受傷的風(fēng)險(xiǎn)。該系統(tǒng)還可以進(jìn)一步囊括第二個(gè)座椅。安全氣囊系統(tǒng)的第二部分可以整合至第二座椅中。當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，安全氣囊迅速打開，其第二部分和第一部分可以在座椅周圍形成局部包圍，以減少人員受傷的可能性。

全新技術(shù)概念可生產(chǎn)任意形狀電池

德國(guó)電池系統(tǒng)制造商Voltabox提出全新技術(shù)概念，幾乎可以生產(chǎn)任意形狀的鋰離子電池。這項(xiàng)技術(shù)概念名為流形設(shè)計(jì)（FSD），采用固化塑材來封裝電池。

這一技術(shù)旨在為電池成型帶來靈活性，同時(shí)減輕模塊和系統(tǒng)質(zhì)量，提高成本效益。流形設(shè)計(jì)基于自固化和最終尺寸穩(wěn)定的塑料，可以更好地適應(yīng)安裝空間。全新的整合方式也可以將電池安裝至車體的特定區(qū)域，也有可能實(shí)現(xiàn)電芯到系統(tǒng)，甚至電芯到車體的方式。

該方法支持使用各種類型的電芯。由于特殊的外殼概念和具有強(qiáng)大能量吸收特性的材料，從抗沖擊和抗振動(dòng)方面考慮，電池實(shí)際上更加堅(jiān)固。

制動(dòng)轉(zhuǎn)向技術(shù)為自動(dòng)駕駛汽車提供安全冗余

合資企業(yè)CNXMotion將開發(fā)一種新的制動(dòng)轉(zhuǎn)向（BtS）技術(shù)，用于自動(dòng)駕駛車輛或配備ADAS的車輛。BtS技術(shù)通過使用車輛的電子制動(dòng)系統(tǒng)，在確保安全轉(zhuǎn)向的同時(shí)控制車速，增加了另一層冗余。在緊急情況下，即使不使用轉(zhuǎn)向盤，該技術(shù)也可以電子控制車輛轉(zhuǎn)向，并持續(xù)控制直到車輛安全靠邊或停止。

BtS功能與車輛的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（MCS）集成，以確定最佳前進(jìn)路徑。BtS可以激活剎車，使車輛偏航，并沿著運(yùn)動(dòng)規(guī)劃器控制的曲率行駛。當(dāng)BtS需要介入時(shí)，會(huì)有三種反應(yīng)方式。首先，BtS系統(tǒng)會(huì)檢查是否有安全的前進(jìn)路徑；其次，如果沒有安全路徑，系統(tǒng)將執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)最小的操作，如減速和制動(dòng)；最后，如果減速不夠，系統(tǒng)就會(huì)將車輛轉(zhuǎn)向路邊，或者讓車輛完全停下來。傳統(tǒng)上，轉(zhuǎn)向控制是管理車輛的橫向控制，而BtS則可以通過制動(dòng)，幫助進(jìn)行橫向控制。當(dāng)與其他高級(jí)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相結(jié)合時(shí)，BtS系統(tǒng)可增加額外的冗余層，進(jìn)一步加強(qiáng)安全保護(hù)。

蘋果獲抬頭顯示器新專利

近日，蘋果公司獲得一項(xiàng)與車輛抬頭顯示器（HUD）相關(guān)的專利。該抬頭顯示器采用全息光學(xué)元件，可將圖像投射到乘客一側(cè)的擋風(fēng)玻璃或車輛側(cè)窗。

傳統(tǒng)抬頭顯示器的安裝位置具有限制性，比如與車輛側(cè)窗不兼容，不符合反射定律，從而導(dǎo)致顯示器從側(cè)窗反射的光無法順利到達(dá)用戶的視野范圍。蘋果的抬頭顯示器可在更大范圍內(nèi)為乘員顯示信息，包括生成顯示信息的顯示單元，以及位于車窗的光學(xué)組合器，該合成器可將顯示信息導(dǎo)向用戶。此種光學(xué)組合器可以是全息或衍射光學(xué)元件，也可以是成角度的反射器陣列，如嵌入在折射率匹配材料中的微鏡。

創(chuàng)新解耦解決方案適用于汽車電動(dòng)壓縮機(jī)

德國(guó)Vibracoustic公司為電動(dòng)壓縮機(jī)推出一種創(chuàng)新解耦系統(tǒng)，適用于現(xiàn)代純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車。這一全新解決方案幫助汽車工程師克服諸多NVH挑戰(zhàn)，以平衡熱管理與高負(fù)載電動(dòng)壓縮機(jī)的噪聲和振動(dòng)過大問題。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)通過優(yōu)化軸承剛度和位置消除了行駛過程中產(chǎn)生的內(nèi)部噪聲和振動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)了在快速充電期間，將靜止?fàn)顟B(tài)壓縮機(jī)的噪聲降至最低等目標(biāo)，還進(jìn)行了全面的彈性體模擬和測(cè)試，以找到理想的橡膠復(fù)合物。然后，利用專有軟件來調(diào)整橡膠組件的幾何形狀，以充分降低磨損，讓使用壽命達(dá)到最大化。通過這種方法，Vibracoustic可以根據(jù)具體應(yīng)用單獨(dú)選擇材料，并針對(duì)特定要求量身定做隔離組件，包括減輕質(zhì)量和優(yōu)化成本等。

超緊湊布里淵激光器適用于自動(dòng)駕駛汽車

韓國(guó)與澳大利亞的大學(xué)教授共同研發(fā)了一款超小型、低功耗、低噪聲的布里淵（Brillouin）激光器。可用于自動(dòng)駕駛汽車。

布里淵激光器是一種基于布里淵散射，可生成并放大激光的裝置。布里淵散射是一種光和介質(zhì)相互作用而產(chǎn)生聲波，并將其散射的現(xiàn)象。此種布里淵激光器，使用一種硫化合物玻璃代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，使其性能最大化。硫化合物玻璃的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，很難蝕刻。為此，研究小組開發(fā)了一種新的制造技術(shù)，通過形成一種易于處理的硅氧化物結(jié)構(gòu)，并在其上沉積一種硫代化合物玻璃，自發(fā)形成了一種高性能光學(xué)器件。

研究人員利用此技術(shù)在半導(dǎo)體芯片的硫化合物玻璃上，打造了微光學(xué)設(shè)備形式高性能布里淵激光器。而且，該激光器的泵浦能量比以往記錄低100倍以上。

輪胎監(jiān)測(cè)解決方案可實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎徑向載荷

美國(guó)傳感器技術(shù)公司Cerebrum在2019年推出實(shí)時(shí)胎面花紋深度監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。2020年其創(chuàng)新的智能輪胎解決方案增加了徑向輪胎負(fù)荷測(cè)量功能。可通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)胎面花紋深度和輪胎負(fù)載，使被動(dòng)的輪胎故障排除轉(zhuǎn)為主動(dòng)的預(yù)防性服務(wù)。

其胎面花紋深度監(jiān)測(cè)解決方案在多種輪胎和車輛類型中均具有小于1 mm的精度。隨著徑向輪胎負(fù)荷監(jiān)測(cè)功能的推出，該公司正為特殊應(yīng)用推出額外的接收器和傳感器，用戶只需通過軟件更新，就可獲取該功能。通過車載接收器，如智能手機(jī)，Cerebrum可以通過云進(jìn)行分析，從而可從任何位置對(duì)整個(gè)車隊(duì)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。基于對(duì)智能輪胎的清晰了解，駕駛員和自動(dòng)駕駛汽車可以更好地做出合理的決策，以提高性能、效率和安全。

利用碳?xì)けＷo(hù)鉑催化劑提升甲醇燃料電池性能

直接甲醇燃料電池（DMFC）可以在室溫下利用甲醇發(fā)電，但在甲醇從負(fù)極向正極傳遞的過程中，這種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鉑催化劑降解，影響電池運(yùn)行。

韓國(guó)科學(xué)家提出一種創(chuàng)新解決方案，通過相對(duì)簡(jiǎn)單的方法，將封裝在碳?xì)?nèi)的鉑納米顆粒制成催化劑。這種外殼可以形成幾乎無法穿透的碳網(wǎng)絡(luò)，并且由于氮缺陷而形成很小的開口。氧作為DMFC中的主要反應(yīng)物之一，可以通過這些“孔”到達(dá)鉑催化劑，而較大的甲醇分子無法通過。碳?xì)つ軌蚱鸬椒肿雍Y的作用，選擇所需要的反應(yīng)物。使其可以真正到達(dá)催化劑的位置，防止鉑核發(fā)生不良反應(yīng)。新型帶殼催化劑的性能優(yōu)于商用鉑催化劑，并且具有更高的穩(wěn)定性。

鋰硫電池新陰極可讓續(xù)航里程延長(zhǎng)至600～800 km

中國(guó)香港的教授團(tuán)隊(duì)，為鋰硫電池（Li-S）提出了一種新穎的陰極設(shè)計(jì)概念，可提升下一代電池的性能。鋰硫電池的能量密度可超過500 Wh/kg，明顯優(yōu)于鋰離子電池的極限能量密度300 Wh/kg。在由鋰硫電池供電時(shí)，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程可延長(zhǎng)至600～800 km。然而關(guān)鍵問題之一是鋰硫電池的多硫化物穿梭效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鋰被腐蝕和電池陰極材料泄漏，從而縮短電池使用壽命。另一個(gè)挑戰(zhàn)是需要在減少電池電解質(zhì)總量的同時(shí)，保證電池?fù)碛蟹€(wěn)定的性能。

為了解決上述問題，教授團(tuán)隊(duì)與國(guó)際研究人員合作，提出了一種陰極設(shè)計(jì)概念，將硫均勻地嵌入到高度定向的大孔中，同時(shí)該大孔內(nèi)部嵌有豐富分活性位點(diǎn)，以緊緊地吸附多硫化物，消除穿梭效應(yīng)以及鋰金屬腐蝕影響，從而提升了該電池的能量密度。

ABB合 作AFC Energy為電動(dòng)汽車研發(fā)充電解決方案

近日，電力與自動(dòng)化技術(shù)制造商ABB與AFC Energy公司合作，為電網(wǎng)受限的區(qū)域研發(fā)下一代高功率可持續(xù)性電動(dòng)汽車（EV）充電解決方案。此次合作將利用ABB的能源存儲(chǔ)解決方案以及市場(chǎng)領(lǐng)先的DC（直流）電動(dòng)汽車快速充電器以及AFC Energy的零排放、高效率氫燃料電池，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)完全自動(dòng)化的高功率EV充電系統(tǒng)，為電網(wǎng)連接受限的區(qū)域提供端到端高功率充電解決方案。

有預(yù)測(cè)表明，到2040年，路上將有近5億輛電動(dòng)汽車，占所有新乘用車銷量的58%，而且全球47%的車隊(duì)將是電動(dòng)化車隊(duì)。因此，在電網(wǎng)存在連接限制的情況，保證此類電動(dòng)汽車擁有合適的充電基礎(chǔ)設(shè)施將成為關(guān)鍵。

特斯拉駕駛輔助套件新增AR視圖功能

特斯拉的全自動(dòng)駕駛（FSD）測(cè)試版已于2020年10月向有限數(shù)量的用戶發(fā)布。在一系列更新中，有一項(xiàng)新功能：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）視圖。在啟用AR視圖后，特斯拉車主可以實(shí)時(shí)看到汽車所感知的細(xì)節(jié)。

隨著這一高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的發(fā)布，特斯拉還推出了新的可視化系統(tǒng)，可以顯示車輛實(shí)時(shí)“看到”的內(nèi)容。然而，這種視覺效果只是系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理進(jìn)程中的一小環(huán)。與特斯拉AR視圖中的選項(xiàng)類似，F(xiàn)SD測(cè)試版中可訪問的設(shè)置非常廣泛。其中還涉及一些尚未發(fā)布的功能。后續(xù)版本將包括眾多備受關(guān)注的有趣功能，以及對(duì)Autopilot和FSD的潛在優(yōu)化。

新型無鈷正極有望提高鋰離子電池能量密度

美國(guó)研究人員開發(fā)了全新系列正極，有望取代目前鋰離子電池中常用的昂貴鈷正極。新型正極名為NFA（鎳、鐵和鋁基正極）。這種材料是鎳酸鋰的衍生物，可用于制造鋰離子電池的正極，并具有充電速度快、能量密度高、成本低和壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。鐵和鋁是性價(jià)比較高的可持續(xù)性環(huán)保材料，用鐵和鋁取代部分鎳，以增強(qiáng)正極穩(wěn)定性。

研究人員通過中子衍射、穆斯鮑爾光譜和其他先進(jìn)的表征技術(shù)，探討NFA的原子和微觀結(jié)構(gòu)，以及電化學(xué)性質(zhì)發(fā)現(xiàn)：這些正極經(jīng)歷的電化學(xué)反應(yīng)與鈷基正極類似，同時(shí)能夠提供足夠高的比容量，以滿足電池的能量密度要求。

CPM技術(shù)幫助自動(dòng)駕駛汽車識(shí)別弱勢(shì)道路使用者

澳大利亞科學(xué)家采用合作感知（也稱集體感知）信息技術(shù)（CPM），可幫助聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)駕駛汽車（CAV）看到角落的行人，甚至是被建筑物遮擋的行人，并及時(shí)避開跑步的行人。

CPM允許智能交通系統(tǒng)（ITS）站點(diǎn)，或智能路邊單元（IRSU），使用V2X通信技術(shù)與他人共享本地感知信息。這種技術(shù)不僅提高了駕駛員的安全性，也可保護(hù)弱勢(shì)道路使用者。

CPM使智能汽車能夠突破車載感知傳感器的物理和實(shí)際限制，同時(shí)，CPM服務(wù)和V2X通信還能提升感知質(zhì)量和魯棒性，降低車輛成本。此外，對(duì)于人工駕駛的聯(lián)網(wǎng)車輛而言，CPM還具有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，即無需為車輛加裝傳感器和相關(guān)處理單元，就能提供感知能力。