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仿人眼傳感器提升自動駕駛汽車視覺性能

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

美國科學家研發(fā)了一種模仿人眼探測光線的傳感器，可以提升自動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。當放置在光線下時，鈣鈦礦會從高度絕緣轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨葘?dǎo)電。研究人員將這些玻璃層夾在電極之間，這種傳感器對光線有強烈的電流響應(yīng)，但如果光線沒有變化，傳感器就不會進一步產(chǎn)生信號。

新材料解決燃料電池散熱問題

多國聯(lián)合研究團隊開發(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形成不必要的酸酐，斯圖加特大學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實驗室的離子對配位膜集成，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。

科學家發(fā)現(xiàn)氟有可能替代鋰用于可充電電池

氟是一種儲量相對豐富的輕質(zhì)元素。材料科學家們在氟中發(fā)現(xiàn)了1種潛在的鋰替代品。使用氟離子電池，可以使電動汽車單次充電運行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，往往會迅速降解。

研究人員采用新方法設(shè)計氟離子電池。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，在實現(xiàn)良好循環(huán)性的同時結(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，而不會導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形，從而實現(xiàn)可循環(huán)性。此外，由于層狀電子化合物的結(jié)構(gòu)相對開放，氟離子可以輕松地移動或擴散。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，韓國研究人員通過系統(tǒng)性實驗發(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，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計算機上運行虛擬模型電化學測試，成功演示了這種結(jié)構(gòu)，形成依賴于擴散的全固態(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、加拿大和中國香港組成的研究團隊，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，該團隊開發(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。

寶馬申請可變形汽車引擎蓋專利

寶馬向世界知識產(chǎn)權(quán)（WIPO）組織申請了一項專利，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，例如，因為電動汽車不會配備發(fā)動機，就可以將引擎蓋縮進一點。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而改變行駛中的車輛的空氣動力學性能，這一點對于越野汽車而言會特別有幫助。

新晶體材料可儲存太陽能用于汽車擋風玻璃

蘭開斯特大學研究人員發(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儲存數(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)用于汽車的擋風玻璃或建筑物表面上，利用所儲存的熱量來給玻璃除冰。

該材料基于一種“金屬有機骨架”（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期儲存能量。進一步測試顯示，這種材料可以將能量儲存至少4個月，為跨季節(jié)儲能提供了可能性。當施加外部熱量觸發(fā)其“切換”狀態(tài)時，能量會再次釋放出來，而且釋放速度非?？?，有點像直線彈回的彈簧，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”太陽能，不需要使用可移動的或電子部件，因此不會產(chǎn)生損耗。

美國推出“繭”式安全氣囊全方位保護人員安全

美國Waymo公司為其新型安全氣囊申請專利，這項專利名為“可展開乘客罩”，當發(fā)生碰撞時可以像“繭”一樣完全包覆乘車人員，提供更有效的保護。如果在車艙里再裝一個這樣的防護罩，也可以保護前面的乘客，并顯著降低在事故中受傷的風險。該系統(tǒng)還可以進一步囊括第二個座椅。安全氣囊系統(tǒng)的第二部分可以整合至第二座椅中。當發(fā)生事故時，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。這項技術(shù)概念名為流形設(shè)計（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，同時減輕模塊和系統(tǒng)質(zhì)量，提高成本效益。流形設(shè)計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大能量吸收特性的材料，從抗沖擊和抗振動方面考慮，電池實際上更加堅固。

制動轉(zhuǎn)向技術(shù)為自動駕駛汽車提供安全冗余

合資企業(yè)CNXMotion將開發(fā)一種新的制動轉(zhuǎn)向（BtS）技術(shù)，用于自動駕駛車輛或配備ADAS的車輛。BtS技術(shù)通過使用車輛的電子制動系統(tǒng)，在確保安全轉(zhuǎn)向的同時控制車速，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功能與車輛的運動控制系統(tǒng)（MCS）集成，以確定最佳前進路徑。BtS可以激活剎車，使車輛偏航，并沿著運動規(guī)劃器控制的曲率行駛。當BtS需要介入時，會有三種反應(yīng)方式。首先，BtS系統(tǒng)會檢查是否有安全的前進路徑；其次，如果沒有安全路徑，系統(tǒng)將執(zhí)行風險最小的操作，如減速和制動；最后，如果減速不夠，系統(tǒng)就會將車輛轉(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，幫助進行橫向控制。當與其他高級轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相結(jié)合時，BtS系統(tǒng)可增加額外的冗余層，進一步加強安全保護。

蘋果獲抬頭顯示器新專利

近日，蘋果公司獲得一項與車輛抬頭顯示器（HUD）相關(guān)的專利。該抬頭顯示器采用全息光學元件，可將圖像投射到乘客一側(cè)的擋風玻璃或車輛側(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組合器，該合成器可將顯示信息導(dǎo)向用戶。此種光學組合器可以是全息或衍射光學元件，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壓縮機

德國Vibracoustic公司為電動壓縮機推出一種創(chuàng)新解耦系統(tǒng)，適用于現(xiàn)代純電動和插電式混合動力汽車。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載電動壓縮機的噪聲和振動過大問題。

設(shè)計團隊通過優(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，并實現(xiàn)了在快速充電期間，將靜止狀態(tài)壓縮機的噪聲降至最低等目標，還進行了全面的彈性體模擬和測試，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，讓使用壽命達到最大化。通過這種方法，Vibracoustic可以根據(jù)具體應(yīng)用單獨選擇材料，并針對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駕駛汽車

韓國與澳大利亞的大學教授共同研發(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)測解決方案可實時測量輪胎徑向載荷

美國傳感器技術(shù)公司Cerebrum在2019年推出實時胎面花紋深度監(jiān)測產(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荷測量功能?？赏ㄟ^實時監(jiān)測胎面花紋深度和輪胎負載，使被動的輪胎故障排除轉(zhuǎn)為主動的預(yù)防性服務(wù)。

其胎面花紋深度監(jiān)測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。隨著徑向輪胎負荷監(jiān)測功能的推出，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，Cerebrum可以通過云進行分析，從而可從任何位置對整個車隊進行遠程監(jiān)控?；趯χ悄茌喬サ那逦私?，駕駛員和自動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。

利用碳殼保護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，但在甲醇從負極向正極傳遞的過程中，這種反應(yīng)會導(dǎo)致鉑催化劑降解，影響電池運行。

韓國科學家提出一種創(chuàng)新解決方案，通過相對簡單的方法，將封裝在碳殼內(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”到達鉑催化劑，而較大的甲醇分子無法通過。碳殼能夠起到分子篩的作用，選擇所需要的反應(yīng)物。使其可以真正到達催化劑的位置，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)航里程延長至600～800 km

中國香港的教授團隊，為鋰硫電池（Li-S）提出了一種新穎的陰極設(shè)計概念，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，電動汽車的續(xù)航里程可延長至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。另一個挑戰(zhàn)是需要在減少電池電解質(zhì)總量的同時，保證電池擁有穩(wěn)定的性能。

為了解決上述問題，教授團隊與國際研究人員合作，提出了一種陰極設(shè)計概念，將硫均勻地嵌入到高度定向的大孔中，同時該大孔內(nèi)部嵌有豐富分活性位點，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為電動汽車研發(fā)充電解決方案

近日，電力與自動化技術(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)性電動汽車（EV）充電解決方案。此次合作將利用ABB的能源存儲解決方案以及市場領(lǐng)先的DC（直流）電動汽車快速充電器以及AFC Energy的零排放、高效率氫燃料電池，從而實現(xiàn)一個完全自動化的高功率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)測表明，到2040年，路上將有近5億輛電動汽車，占所有新乘用車銷量的58%，而且全球47%的車隊將是電動化車隊。因此，在電網(wǎng)存在連接限制的情況，保證此類電動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

特斯拉的全自動駕駛（FSD）測試版已于2020年10月向有限數(shù)量的用戶發(fā)布。在一系列更新中，有一項新功能：增強現(xiàn)實（AR）視圖。在啟用AR視圖后，特斯拉車主可以實時看到汽車所感知的細節(jié)。

隨著這一高級駕駛輔助系統(tǒng)的發(fā)布，特斯拉還推出了新的可視化系統(tǒng)，可以顯示車輛實時“看到”的內(nèi)容。然而，這種視覺效果只是系統(tǒng)實時處理進程中的一小環(huán)。與特斯拉AR視圖中的選項類似，F(xiàn)SD測試版中可訪問的設(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、成本低和壽命長等優(yōu)勢。鐵和鋁是性價比較高的可持續(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的表征技術(shù)，探討NFA的原子和微觀結(jié)構(gòu)，以及電化學性質(zhì)發(fā)現(xiàn)：這些正極經(jīng)歷的電化學反應(yīng)與鈷基正極類似，同時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)幫助自動駕駛汽車識別弱勢道路使用者

澳大利亞科學家采用合作感知（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，并及時避開跑步的行人。

CPM允許智能交通系統(tǒng)（ITS）站點，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，也可保護弱勢道路使用者。

CPM使智能汽車能夠突破車載感知傳感器的物理和實際限制，同時，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，對于人工駕駛的聯(lián)網(wǎng)車輛而言，CPM還具有一項優(yōu)勢，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。