【文章內(nèi)容簡介】 量 和功率密度 的提高， 以及 可靠性 和 降低成本。電動動力總成本身 是 全 新的 東 西，如何更具成本效益和用節(jié)省材料的生產(chǎn)方法來生產(chǎn) 電動機是一個問題。 以 氫燃料 運行的 電池車 的優(yōu)勢是真正的零排放汽車 。 從 技 術(shù)角度 ，可以 將其 視為電動車 ，它的“電池”被 燃料電池 替代或填補 。在許多應用中 的一個次要功能是，傳統(tǒng) 電池 還 要 用來 啟動 車輛和 維持 空調(diào) 。燃料電池堆在 部分 負荷 時顯示出最好的效率，這將有利于在 城市 內(nèi)駕駛 。堆棧只是 燃料電池動力傳動效率的一部分 —— 還 要考慮到 空氣系統(tǒng)、熱管理、駕駛室 內(nèi)加熱/冷卻、 冷啟動 （ freezing of bustion water in the cell） 、電機和電力轉(zhuǎn)換器 ，這些會減少整個動力傳動系統(tǒng)效率 。在此之上， 效率 轉(zhuǎn)化器 （如果使用）和 罐裝燃料的 生產(chǎn) 效率 是 必須考慮 的 。 綜 合這些因素， 在所有最好的內(nèi)燃機混合動力技術(shù)中，目前使用非可再生氫氣的燃料電池 車輛 不 能提供出 有利于 車輪效率 （ well to wheels） 的改進 。由于燃料電池技術(shù)相對較新，高端的 基礎(chǔ)和應用 研究的努力是必須的，以降低生產(chǎn)成本，提高整個能源使用效率和減少體積 和重量。為了克服這些問題，在棧 堆 和燃料儲存技術(shù) 上 的真正突破是必要的。 燃料電池汽車的市場機會 一般比幾年前 預期 的要悲觀 ， 它將 主要在 小范圍內(nèi) 應用 ，甚至2020年 以后的一段時期 。 有關(guān)動力總成技術(shù)發(fā)現(xiàn)的總結(jié) ： ● 2020年以后， 集成 內(nèi)燃 機 （ ICengine） 將 是 動力總成 的主力； ● 具有 復合燃燒系統(tǒng)的 集成 內(nèi)燃機 （ ICengine） 將進入 市場 ； ● 完 全可變發(fā)動機 概念及其控制，將 是發(fā)展的趨勢； ● 具有先進控制和系統(tǒng)集成的 混合（ 內(nèi)燃機 ）車輛將滲透市場 ； ●燃料電池汽車 的 應用將從 APU（輔助動力單元） 開始， 然后發(fā)展到原動力應用 。 主被動安全 ：目標和突出的技術(shù)難點 被動安全： 盡管車輛安全在過去的 25 年 里 取得 了 顯著改善， 但 目前死亡和受傷 的數(shù)目再加上所有相關(guān)的社會和經(jīng)濟成本 ， 仍然被視為 是 不可接受 的 。一種可行的“最高安全車輛”需要我們研究。對兒童 安全運輸?shù)男?方法需要繼續(xù) 發(fā)展，行李 /物品系統(tǒng) 的自動約束也是如此 。在汽車安全領(lǐng)域的一個特殊的挑戰(zhàn)是向更小更輕、更省油 ， 以及因環(huán)境因素 推測 出 電動或混合動力 車輛使用增多 發(fā)展的 這種 趨勢。各種技術(shù)的最佳組合要求能提供給輕型車輛里的乘客類似傳統(tǒng)汽車的保護水平。 提高被動安全 方面總的策略是碰撞 條件的影響，例如通過改善環(huán)境（如可 變形導軌），提高車輛耐撞性（如能量吸收） ，改變 人 的沖擊運動（如安全帶）。新的安全概念，如所謂的“智能的”約束系統(tǒng)，能適應實際發(fā)生 的事故情況和特定 乘員 ，與目前的約束系統(tǒng)相比應能夠更好地保護汽車乘員 。這些系統(tǒng)需要在汽車 傳感器 上獲得信息，并能夠智能的控制約束力量水平以及如何施加到乘員身上。進行深入 研究的先決條件是全面 有效的事故統(tǒng)計和調(diào)查（如建立國際事故數(shù)據(jù)庫）。除了這些技術(shù)， 能夠 顯著改善道路安全 的方法就是 對 駕駛員進行教育和培訓 的發(fā)展 計劃 。 主動安全： 主動安全包含眾多領(lǐng)域，從 前碰預警和預防到碰 后緊急救援管理。主動安全 作為產(chǎn)品技術(shù)還 處于 一個起步階段， 將對道路交通意外中的傷害產(chǎn)生巨大的潛在影響，既對乘員、 行人 ，也對 第三方。最終的目標 ，常常 被看作是一種 “防事故車輛”， 當需要躲避災禍時，它可以告 知 處在危險和干擾中的司機 。 與此主題 相關(guān)的 是“ 駕駛員 支持”的問題。這 又 是一個復雜的問題， 從簡單的 預備 信息（導航，路徑規(guī)劃， 避免交通 堵塞 ）開始，然后 是 協(xié)助或 從駕駛員手中接管操作 （智能巡航控制、車道 跟蹤、公路列隊、 并最終完全自主駕駛），一個極具吸引力的命題，但面臨著公眾接受和法律問題 這樣的 主要障礙 需要克服 。 短期研究的需要（ ? 2020 年）一般是旨在使第一代 主動安全技術(shù)穩(wěn)定 成熟、 價格合理和可取的。中期（ ? 2020 年）需要是旨在引入 可取的和 能 負擔得起的 帶有 高度集成車載智能的部分 具有自我管理的車輛 。對于長期（ 2030 后）的重點是成功地 過渡到 完全 自治系統(tǒng)。 因此， 處于 設(shè)想期間的研究課題將是： ●自適應被 動安全系統(tǒng)，以確保所有類型 車輛 乘客的安全 ； ●主動安全和智能車輛系統(tǒng) —— 傳感、處理、 網(wǎng)絡 ； ●道路 車輛的 互感； ●先進的 駕駛輔助； ● 總線 技術(shù)， 使自動駕駛 。 內(nèi)外部噪音 ：目標和突出的技術(shù)難點 在降噪方面， FURORE 只注重車輛技術(shù) 而不是 全面的整體分析（包括基礎(chǔ)設(shè)施、 景觀規(guī)劃，交通管理等） 。降低 外部噪聲的主要技術(shù) 必須 反映降噪 主題的 優(yōu)先排名 ：輪胎、引擎、排 氣和進氣系統(tǒng) 以及 車輛的行駛狀況。 對于靜音 輪胎的進一步發(fā)展 來說 ，對噪音的產(chǎn)生機制有更深入的了解是必需的，盡管在這一領(lǐng)域 有 已有的 知識和正在進行的研究活動。為了減少發(fā)動機的噪音，一種方法 是 將發(fā)動機（和 變速箱 ） 本身或車輛的發(fā)動機艙 完整密封 。在這兩種情況下 ，先進的 、成熟的對封裝體 的熱 量 控 制 ，克服任何熱平衡問題 是必須考慮的 。 在臨界運行條件下，如冷啟動和熱車階段、低怠速、部分負荷條件和高負荷加速 ， 我們還需要 進一步的研究 以改善燃燒噪聲的控制。 車輛外部噪聲的領(lǐng)域內(nèi)， 進排氣系統(tǒng)的管 口 排放噪音，適合主動有源噪聲控制的應 用 ，它 也可能 適用于輪胎噪音。然而，在這一領(lǐng)域可以提供高效、可靠、 可生產(chǎn) 的和低成本 解決方案的技術(shù)還有待 繼續(xù) 開發(fā)。 同樣的，可用于發(fā)動機、變速箱及其他汽車零部件等承載結(jié)構(gòu)的高阻尼材料，和為了優(yōu)化和低噪運行的可替代動力系統(tǒng)（不含內(nèi)燃機）和動力傳動智能管理同樣也有待繼續(xù)開發(fā)。 仿真技術(shù)的進一步發(fā)展， 必須成為未來 研究活動的一部分，以便更精確地模擬物理過程，并增加預測結(jié)果的準確性。 對于 整車和相關(guān)的噪聲源的噪聲排放行為以及個別車輛部件的噪音和振動行為 ，我們需要改進的模擬仿真方法 。研究活動 必須繼續(xù) 以便 開發(fā)新的或改進 車輛噪音 輻射 的 測試方法， 這 能以比現(xiàn)行方法更好的方式 反映實際的交通狀況。 道路車輛的車 內(nèi)噪聲 （和振動） 問題， 是很不同于 外部噪音的 ， 由于其 主要驅(qū)動力不是來自立法，而是來自客戶和制造商的要求這個 意義上說 。車內(nèi)噪聲方面不能獨立于其他重要的車輛 性能來看待，如被動安全、車輛的操控性、油耗、熱舒適性、耐用性、通訊和娛樂等 。有了這些 性能 參數(shù)，這 就 會導致 設(shè)計要求的沖突 。 車內(nèi)噪聲的主要來源是燃燒、滾動和空氣動力 噪音。被動降噪涉及 的 許多 解決方法已 在 外部噪聲 方面討論過 ，如本 底噪聲屏蔽、 先進的 底座懸置 和創(chuàng)新 型高阻尼低重量材料， 靜音 輪胎 等。 不過， 僅僅通過使用這類材料的解決方案 要 取得重大突破 這將是困難的，尤其是在“品牌”層次的 聲音設(shè)計 上 。 主動降噪技術(shù)進行 研究和發(fā)展 已 超過十年，但到目前為止，在車輛設(shè)計 上的成功應用仍然非常有限。材料層次上取得 的進步，為實現(xiàn)低成本 、 高性能和 可靠的傳動 方案，甚至將結(jié)構(gòu)材料集成到智能元件中 ， 都是具有很大 潛力 的 。特別是 這里提到的輕量化設(shè)計、主動控制可能是實現(xiàn)可接受的噪音行為的唯一解決方案 。 考慮到 聲“品牌”，有 源噪聲控制提供了一個直接的解決方案，使得可調(diào)目標功能得以實現(xiàn) 。 在少于 18 或 24 個月這樣一個設(shè)計周期里 實現(xiàn)我們所需要的性能 的真正挑戰(zhàn)，需要在最初設(shè)計階段的嚴格的工程化性能的前處理和 一個聯(lián)系到多學科的最優(yōu)化 ，這 在所要求的精度和速度上還是不大可能的 。 總之，最重要 的研究 領(lǐng)域 將是： ● 安靜 的輪胎，路面 /輪胎互動 感應 ●新的阻尼材料 ●有源噪聲控制 ●交通噪聲控制的整體解決辦法 車輛結(jié)構(gòu) ：目標和突出的技術(shù)難點 由于增加了不少舒適性和安全性方面設(shè)備，近幾年車輛重量有所增加，將來輕量化將成為最重要的議題之一。 所有研究都顯示出車重與油耗之間有直接聯(lián)系。降低車重，無論在零部件上還是整體上都是一項確實地累積措施并且總是 有利的。輕量化設(shè)計可以通過集中在材料使用和車輛構(gòu)架這些不同方法上來達到。這里我們談到的可能性必須由全盤的視角來逐步實現(xiàn)。所以 車架和殼體結(jié)構(gòu)的不同復合 材料 的應用 ，如鋼材、鋁和塑料，這是需要評估的，將所有的相關(guān)標準考慮在內(nèi)。這意味著除了技術(shù)實現(xiàn)外，生命周期 分析 也必須考慮。 主要的技術(shù)領(lǐng)域是實現(xiàn)更小的和更靈活的車輛概念，所有車輛裝備可能的小型化， 同時用來優(yōu)化裝配和重量的 不帶機械裝置的總線系統(tǒng) （ Xbywire） ， 用以支持車身模態(tài)和復合材料設(shè)計的 連接和接合技術(shù)， 和支持高度模塊化的 車架結(jié)構(gòu)。 此外，在設(shè)計過程的早期階段 就需要考慮再循環(huán)和改善分解等所有必要的技術(shù)。 對汽車撕碎的殘渣的后處理，不同材料類型的妥善分離，回收材料的質(zhì)量檢驗（參照新材料的特性）都是大問題。決策者們意識到這樣一個矛盾是非常重要的： 用高性能材料來減少汽車重量的需求，這些高性能材料往往不容易回收 和在標準車輛上期望達到的回收限額，這兩者之間的矛盾。進一步的先決條件是，在車輛安全性上的妥協(xié)折衷都是不允許的。 總結(jié)，車輛結(jié)構(gòu)中最重要的研究領(lǐng)域是： ● 輕量化概念車 ● 先進的混合材料車輛結(jié)構(gòu) ● 新改進的回收方法 結(jié)論 道路運輸技術(shù)歷來遵循一個循序漸進的 路線，由許多小的步驟結(jié)合起來，在可靠性、安全性、舒適性、性能和對環(huán)境影響方面，取得了顯著和卓越的進步。這項研究得出結(jié)論認為，這種循序漸進的途徑，通過戰(zhàn)略性重點研究推動了“快車道”的步伐，使得滿足 2020年及以后的挑戰(zhàn)處在有利位置。 在 2020年及以后，我們將增加多種不同的推進系統(tǒng)技術(shù)，但內(nèi)燃機仍將占據(jù)主導地位。最重要的，獨立于推進系統(tǒng)或燃料的未來情景 之外的 其它環(huán)節(jié)盡可能的節(jié)約能源也是必備的。 基于內(nèi)燃機和傳統(tǒng)燃料的動力總成技術(shù) 上 的充足的科研投入 ，保證 了 歐洲汽車業(yè)在全球的競爭力，并減少對能源的依賴和改 善環(huán)境。全新技術(shù)的研究，必然附加地促進環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和能源安全。除了所需要的技術(shù)研究，只有在生產(chǎn)、分配和存儲等方面的改進， 才能使得基于動力傳動系統(tǒng)的燃料電池和氫成為有競爭力的選擇。整車重量對于燃油消耗和安全的問題是至關(guān)重要的。對新材料和生產(chǎn)工藝，包括回收利用技術(shù)的深入研究是必要的。 主動和被動安全顯示出極大的研究潛力，需要以結(jié)合的方式提供最好的結(jié)果。這同樣適用于噪音：未來汽車技術(shù)的重點集中在路面 /輪胎相互作用、發(fā)動機、排氣和進氣系統(tǒng)和車輛的行駛條件。先進的仿真技術(shù)是必要的，用來建立基本詳細的知識， 以便更精確地模擬物理過程，并增加預測結(jié)果的準確性。 一個全面的系統(tǒng)的方法，集中了關(guān)注的利益相關(guān)者（基礎(chǔ)設(shè)施、汽車制造商、研究機構(gòu)等）和有關(guān)的科學領(lǐng)域（材料、電子、信息通訊等）， 將帶來 卓越的技術(shù)進步。特殊技術(shù)和共性技術(shù)，以及開發(fā)工具和平臺的整合，將 帶來 更好、更快、更便宜的研究成果，最終，關(guān)鍵性的加強是歐洲公路運輸部門的可持續(xù)發(fā)展。 總結(jié)： ● 在內(nèi)燃機和傳統(tǒng)燃料基礎(chǔ)上的 動力總成技術(shù)演進方面的研究投資是必要的，從而保證歐洲汽車行業(yè)的全球競爭力，同時減少能源的依賴和改善環(huán)境。 ● 在全新技術(shù)的研究 上，必須具有額外的促進環(huán)境和能源安全的可持續(xù)進步。 ● 減少能源消耗措施的重要性，需要被 高度重視 ，獨立于未來推進系統(tǒng)或燃料預想設(shè)定。 ● 一個全面的系統(tǒng)方法，結(jié)合特殊的和共性技術(shù)，以及開發(fā)工具及平臺，將 帶來 更好、更快、更便宜的研究成果。 2 介紹 FURORE 的背景 在未來 30 至 50 年 內(nèi) 個人交通仍將是歐洲地面運輸?shù)闹饕е?由 經(jīng)濟持續(xù)增長和歐洲共同體 的擴大可以預見，個人流動將進一步增加。人口流動在生活質(zhì)量的評價中占有很突出的地位并 已經(jīng)成為一個經(jīng)濟增長的需要 。 然而， 一個更為便捷的 個人 流動 和組織 運輸 需要 被提及，這會產(chǎn)生一個平衡的運輸模式。 為了彌補個 人 道路 交通的增加，對環(huán)境，能源資源，以及個人 健康和安全的負面影響， 一種對 未來汽車的綜合研究的方法是至關(guān)重要的 。 車輛和燃料的新技術(shù)的引進，將減少對環(huán)境的的關(guān)注 。 歐盟委員會的責任 就是 鼓勵和 支持研究 開發(fā)更有效的 ， 少污染和 安全的 車輛 。完成這個的最重要的 依據(jù)是 RTD 的歐洲框架計劃 。 以一個敏感的方式指導對未來社會需要的研究， 需要 對那些能引進或者阻止新公路技術(shù)引進的很多因素有 很好 的 理解 。 立法和政策制定者需要不同的獨立的信息來源，使他們可以 概括 可能是由新技術(shù)的引進 引 起 全球環(huán)境變化 。 一項新技術(shù)的突破需要許多有利 的 因素 ，一個發(fā)展進化也比任何一個革命性的方式更有機會。必須的基礎(chǔ)設(shè)施和其他實質(zhì)方面有時很少關(guān)心到。另一方面完全新技術(shù)的時機決不能被低估并且非常有必要對使目標明確的不同的可能的方法開放， 即使他們是非常 有抱負 和危險 的。所以這樣的結(jié)果需要 在研究開發(fā)中有充分的投入。 在歐洲共同體環(huán)境下，這些技術(shù)對環(huán)境經(jīng)濟和 社會情況 有 可持續(xù)