四、新型车载电子装置
对整个汽车工业界都有冲击的交通事故致死现象还在继续。美国的法规规定到2012年所有的汽车车型上都必须安装电子稳定性控制(ESC)装置。人们对安装ESC系统后车辆的安全性能显著提高仍然抱有很高的期望。
紧随ESC系统发展的是汽车后置摄像头影像系统。美国每年有300人死于汽车倒车时发生的碰撞事故。典型的倒车辅助系统包含一个内嵌于后视镜中的显示装置,该显示装置能够让驾驶员看到车后视野盲区内的情况。福特公司计划在2012年在其所有车型上配置这套倒车影像辅助系统,而联邦政府则可能会在2014年或更早时间要求在美销售所有车型配备这套系统。
沃尔沃公司则在考虑另一个问题的解决方案。据统计,每年与行人相关的致死交通事故造成的伤亡人数占总交通事故死亡人数(美国每年有4000人)的10%。2011款的沃尔沃S60轿车配备了一个与图像分析软件相连的前视摄像头。这款被沃尔沃公司称为行人监测系统(PDS)的可以用来检测车辆前方道路上的行人和障碍物体。如果驾驶员对于车辆提供的图像和声音报警信息没有及时作出反应,且车辆的行驶车
速低于22mile/h(35km/h),则该系统可以使车辆在不需要驾驶员干预的情况下自动制动停车
。
虽然该系统描述为行人监测和保护,但它也可以用来避免车辆的追尾碰撞事故。PDS还可以对车道前方的其他障碍物进行检测并避免发生碰撞事故。它对于道路上快速移动目标(例如鹿)的作用效果如何,现在还不得而知。沃尔沃公司称该系统对于交叉路口交通状况的控制非常有效——在这种情况下其它车辆可能会突然闯入装备PDS系统车辆的车道前方。
汽车制造商们关注的一个热点是用户是否愿意为一些汽车新型电子设备买单。车道偏离报警、盲区监测和交叉路口交通报警等系统等技术已可以实用化,然而这些系统在实车上应用时被用户接受的程度并不高。许多用户只是完全不懂得这些系统是干什么的,以及他们为何需要这些系统。所以你往往会看到这些系统和车辆的导航系统和车身调平系统集成在一起。
五、汽车新材料
汽车产品研发的方向显然是轻量化设计。阻碍这个方向前进速度的是前些年开始兴起的汽车耐撞性要求。其中一项及侧翻耐撞性要求,就意味着需要设计强度更好的、也是更重的汽车顶棚部件。汽车耐撞性法规根据五星级耐撞测试评估的方法进行了修订,大多数的车辆在获得五星级的耐撞性评估结果前都根据新体系的要求进行了提高耐撞性的相应设计改进。
汽车轻量化最好的发展途径可能是采用新型材料及增加塑料件和铝材料制件的应用。钢依然是制造车身结构件最合适的材料。经过强度和吸能性能优化的新钢种现在已经得到了应用,将来具有广阔的使用前景。英菲尼迪公司称通过采用高强度钢该公司能将英菲尼迪M轿车的重量减轻33lbs(15kg)。最新款的日产307Z轿车据说通过在车门上使用铝而不是刚材料成功地将整车重量减轻了44lbs(20kg)。
对汽车轻量化非常有帮助的一种材料是镁。同样尺寸的镁铸件比铝铸件要轻三分之一,但二者的机械性能却非常相似。镁是地壳中储量居第八位的材料,也是居第三位的结构件金属材料(位于钢/铁和铝之后)。在汽车上采用镁材料并不新颖,保时捷、大众和BMW公司在其近来的发动机产品上都采用了镁金属制件。而新颖的是最近新型车用合金材料的开发、汽车制造成本的提高和减重的需求都将会进一步拓展镁材料在未来汽车产品开发中的应用。
镁金属材料的缺点是它需要特殊的加工处理工艺。粉末状或细条状的镁非常易燃。整体镁金属,例如压铸件所用的金属,则不易燃。尽管如此,在镁压铸件的车间内防火防电的要求还是远高于铝压铸件的制造车间。镁制件还需要采用特殊的、不同于钢或铝制件的联接工艺。
镁金属的缺点是可以克服的。采用这种金属后产生的车辆减重效果就是最大的推动力。随着更多的用于解决镁金属在铸造过程中存在问题的专用设备的建造,这种轻量化金属在汽车领域的应用将会更加广泛。
另一种广得青睐的汽车材料是碳纤维。BMW公司拟在其新款的Mega City电动汽车上大量采用这种材料。该材料将用来制造轻量化的车身板件,这些板件和使用钢或反应注射成型塑料凳传统材料制成的车身板件具有同样的耐撞性能。碳纤维材料在赛车的车身结构件中得到广泛应用,因而给人留下了高技术含量材料的印象。
铝也将继续更多地在汽车上得到应用。通用公司称克鲁兹Eco车型上配备的锻造铝车轮轮辋与钢制轮辋相比可减轻10kg的重量。奥迪和梅赛德斯奔驰公司都在其产品的车身结构件中使用了铝材料。
随着一些汽车新材料的应用,其制造使用成本和供应情况也逐渐得到关注。混合动力汽车的电池组所需要的锂金属材料主要由南美洲供应。虽然每0.45kg的价格为1美元,但是目前供应充足,够生产电动汽车所需的电池组使用。如果有一天电动汽车或混合动力汽车成为汽车行业的主流车型,那么必然会产生该材料的供应是否能够满足汽车生产需求的考量。其它一些材料,例如混合动力汽车所需的高性能磁铁制造所需的金属钕,目前已经处于供应紧缺的情况。目前该种材料的97%的供应都是来自于中国内蒙古的一座钕矿,虽然新的矿区还在开发,但是要达到投产的状态还需要相当长的时间。
结语
配备小型发动机和更高效子系统的轻量化、小尺寸轿车将是2011年及以后汽车的主流发展趋势。像Volt和Leaf这样的电动汽车是汽车节能技术发展的大趋势下主要的技术成果。然而在这些车型达到其黄金日期之前还需要进行更多的技术革新,尤其是电池组储能能力的提高。内燃机虽然需要进行大量的技术改进工作,但未来仍将是汽车产品的主流动力装置。