汽车技术在行业内的趋势

ICE（内燃机）正在进入衰退时期。现在，很多政策制定者都在法律上限制销售只有内燃机驱动的新车。所以，行业围绕混合动力系统开展了大量的活动，即ICE和某种形式的电力辅助相结合。对于轻型混合动力汽车，所用的电池通常可以通过ICE充电。这类所谓的自动混合动力汽车能帮助消费者转向电动汽车，同时避免了寻找电源插座给电池充电的问题。
电池电量和ICE电量的平衡决定了混合动力的轻微程度。更大的电池和更大功率的电机的结合会使指针更倾向于天平的纯电动侧面。纯电动车(BEV)不是ICE，而是完全依靠电网获得能量。比如建立公共充电基础设施，支持纯电动用户体验。但是对于纯电动车来说，除了插电没有别的选择。
替代能源因此而受到开发，最有前途的方法之一是在燃料电池中使用氢，将储存在氢中的能量转化为电能。这种应用将促进燃料电池电动汽车的发展。虽然BEV和FCEV的能量储存方式不同，但两者都可以产生电力供给电机。另一项正在开发的技术涉及使用超级电容来储存电能。超级电容器类似于电池，可以重复充放电，但内部差异很大。超级电容器可以快速充放电，也就是说可以提供比电池更高的功率，但总能量更少。
每种技术都有其局限性。蓄电池充电需要时间，燃料蓄电池释放能量慢，超级容器储存能力低。但它们都能发电，这是电动汽车所需要的基本燃料。也许，在不久的将来，混合动力一词会发展成为一种能够结合三种技术提供适当用户体验的车辆。
续航里程不长，不能快速充电，这被认为是消费者不愿意转向全电动的两个原因。毫无疑问，汽车工业和公共部门必须克服这种不情愿。通过将电池、燃料电池和超级电容器结合起来，每种技术都可以在所需的时间和地点提供能量。例如，燃料电池技术与快速充电超级电容器相结合，可以提供良好的加速，从而解决里程问题。
尽管这一潜在的新混合类别的例子在今天还没有出现，但它是行业未来可以追求的方向，可以基于现有技术。
无线化汽车设计
储能不是汽车行业唯一的创新领域。汽车与通用基础设施及其车载系统的关系越来越密切。一般来说，车辆产生的数据量呈指数级增长。无线技术避免了支持这种互联网所需布线比例的增加。
线路既昂贵又重，占用空间。另一方面，无线连接实际上没有重量，但它确实需要精心设计，天线是系统中最关键的方面之一。由于汽车制造商在从MHz低频到GHz高频的范围内采用了更多类型的无线连接，天线设计和位置变得越来越重要。随着5G连接进入车辆，V2X和自动驾驶等关键任务的连接将变得更加重要。支持自动驾驶的数据基础设施将严重依赖无线技术，包括Wi-Fi和5G。
无线化带来了很多挑战，尤其是因为车辆还是主要使用大型压制金属面板。虽然金属很难完全替代，但它正在发生。玻璃和塑料在汽车设计和制造中的应用越来越多。大多数类型的玻璃和许多塑料都能穿透无线电波。这种可穿透性是开发和使用无线连接电子系统的工程师的好消息。它也可以让汽车设计师探索新的概念。例如，全玻璃屋顶越来越普遍。这种新颖的设计提供了在屋顶空间安装天线的方案，从而顺利到达玻璃孔。
随着对无线连接需求的增加，这可能会促进玻璃和塑料设计的新时代。当然，这也需要平衡设计更经济、可维护和可回收车辆的需求。
一般来说，电动汽车在机械上比内燃机简单。这种简单性意味着它可以设计得更持久，更容易维护和高度回收。然而，电动汽车中的电子系统将更加多样化，在自动驾驶时将更加复杂。功耗、功率和电子系统之间的平衡将发生变化，这也可能影响储能系统的类型。
自动驾驶引起的思考。
塑造汽车设计、所有权和未来使用的另一个主要趋势是自动驾驶。所有权与自动驾驶的关系越来越强。许多人认为第一批自动驾驶汽车将是出租车和拼车。这个理论可以用经济学来解释:自动驾驶电动车的购买成本很高，但运行成本很低。因此，为了获得回报，车主需要提高利用率。
大多数私人拥有的车辆大部分时间都停在某处。也就是说，每英里的本非常高。另一方面，出租车和其他服务车辆大部分时间都在运营。提高利用率可以降低每英里的成本。如果这个成本有加成，就像出租车一样，会变成正投资回报。
这里一个激动人心的研究领域是自动飞行电动出租车。听起来像科幻小说，但是发生了。有意义的原因是充分的，尤其是很多旅程很短，在拥挤的城市。飞越城市可以减少道路拥堵。目前，几个试点项目正在运行，成为现实需要数百万美元的研究资金。进入第三维对自动驾驶具有重要意义。即使在低空，天空也没有道路、建筑或行人。天空给了自动驾驶汽车很大的自由，唯一的障碍就是其他飞机。
进入第三维会增加对可靠无线连接的需求。默认情况下，无线技术是全方位的。现代系统更具辨别性——射频能量可以通过相控阵天线和MIMO出)来引导射频能量，尽可能提高可用带宽。覆盖范围也可能是一个考虑因素。城市陆地基础收发器可能永远不会远离5G基站或等效基站，但空中车辆的分布会更、更分散。障碍物越少，无线信号应该传播得越远，干扰和多径失真就越少。空中车辆也会影响系统设计。
支持汽车创新
无线连接和天线设计等基础技术可以支持汽车行业的创新。宽禁带半导体开关是另一种技术。这是碳化硅、氮化镓等技术能产生真正影响的地方。
宽禁带半导体通常比普通硅器件更有效。其使用对电源系统的设计有很大影响。受影响的中央系统包括电池管理系统、车载充电器和车外充电器。电源逆变器用于将电池(或类似产品)的DC电转换成交流电，然后驱动电机。这些系统的效率直接影响行驶范围。开发人员可以通过使用更高的开关频率来实现更高的效率。提高频率对开关电路中使用的无源元件和磁元件具有设计意义:一般来说，它们可以变小，无论是规模还是价值。开关器件本身也在缩小尺寸，因为它可以在更高的温度下工作。因此，可以获得一个小系统。
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