未来道路交通研究--欧洲(编辑修改稿)

未来道路交通研究--欧洲(编辑修改稿)内容摘要：

量 和功率密度 的提高， 以及 可靠性 和 降低成本。 电动动力总成本身 是 全 新的 东 西，如何更具成本效益和用节省材料的生产方法来生产 电动机是一个问题。 以 氢燃料 运行的 电池车 的优势是真正的零排放汽车。 从 技 术角度 ，可以 将其 视为电动车 ，它的“电池”被 燃料电池 替代或填补。 在许多应用中 的一个次要功能是，传统 电池 还 要 用来 启动 车辆和 维持 空调。 燃料电池堆在 部分 负荷 时显示出最好的效率，这将有利于在 城市 内驾驶。 堆栈只是 燃料电池动力传动效率的一部分 —— 还 要考虑到 空气系统、热管理、驾驶室 内加热/冷却、 冷启动 （ freezing of bustion water in the cell） 、电机和电力转换器 ，这些会减少整个动力传动系统效率。 在此之上， 效率 转化器 （如果使用）和 罐装燃料的 生产 效率 是 必须考虑 的。 综 合这些因素， 在所有最好的内燃机混合动力技术中，目前使用非可再生氢气的燃料电池 车辆 不 能提供出 有利于 车轮效率 （ well to wheels） 的改进。 由于燃料电池技术相对较新，高端的 基础和应用 研究的努力是必须的，以降低生产成本，提高整个能源使用效率和减少体积 和重量。 为了克服这些问题，在栈 堆 和燃料储存技术 上 的真正突破是必要的。 燃料电池汽车的市场机会 一般比几年前 预期 的要悲观 ， 它将 主要在 小范围内 应用 ，甚至2020年 以后的一段时期。 有关动力总成技术发现的总结 ： ● 2020年以后， 集成 内燃 机 （ ICengine） 将 是 动力总成 的主力； ● 具有 复合燃烧系统的 集成 内燃机 （ ICengine） 将进入 市场 ； ● 完 全可变发动机 概念及其控制，将 是发展的趋势； ● 具有先进控制和系统集成的 混合（ 内燃机 ）车辆将渗透市场 ； ●燃料电池汽车 的 应用将从 APU（辅助动力单元） 开始， 然后发展到原动力应用。 主被动安全 ：目标和突出的技术难点 被动安全： 尽管车辆安全在过去的 25 年 里 取得 了 显著改善， 但 目前死亡和受伤 的数目再加上所有相关的社会和经济成本 ， 仍然被视为 是 不可接受 的。 一种可行的“最高安全车辆”需要我们研究。 对儿童 安全运输的新 方法需要继续 发展，行李 /物品系统 的自动约束也是如此。 在汽车安全领域的一个特殊的挑战是向更小更轻、更省油 ， 以及因环境因素 推测 出 电动或混合动力 车辆使用增多 发展的 这种 趋势。 各种技术的最佳组合要求能提供给轻型车辆里的乘客类似传统汽车的保护水平。 提高被动安全 方面总的策略是碰撞 条件的影响，例如通过改善环境（如可 变形导轨），提高车辆耐撞性（如能量吸收） ，改变 人 的冲击运动（如安全带）。 新的安全概念，如所谓的“智能的”约束系统，能适应实际发生 的事故情况和特定 乘员 ，与目前的约束系统相比应能够更好地保护汽车乘员。 这些系统需要在汽车 传感器 上获得信息，并能够智能的控制约束力量水平以及如何施加到乘员身上。 进行深入 研究的先决条件是全面 有效的事故统计和调查（如建立国际事故数据库）。 除了这些技术， 能够 显著改善道路安全 的方法就是 对 驾驶员进行教育和培训 的发展 计划。 主动安全： 主动安全包含众多领域，从 前碰预警和预防到碰 后紧急救援管理。 主动安全 作为产品技术还 处于 一个起步阶段， 将对道路交通意外中的伤害产生巨大的潜在影响，既对乘员、 行人 ，也对 第三方。 最终的目标 ，常常 被看作是一种 “防事故车辆”， 当需要躲避灾祸时，它可以告 知 处在危险和干扰中的司机。 与此主题 相关的 是“ 驾驶员 支持”的问题。 这 又 是一个复杂的问题， 从简单的 预备 信息（导航，路径规划， 避免交通 堵塞 ）开始，然后 是 协助或 从驾驶员手中接管操作 （智能巡航控制、车道 跟踪、公路列队、 并最终完全自主驾驶），一个极具吸引力的命题，但面临着公众接受和法律问题 这样的 主要障碍 需要克服。 短期研究的需要（ 〜 2020 年）一般是旨在使第一代 主动安全技术稳定 成熟、 价格合理和可取的。 中期（ 〜 2020 年）需要是旨在引入 可取的和 能 负担得起的 带有 高度集成车载智能的部分 具有自我管理的车辆。 对于长期（ 2030 后）的重点是成功地 过渡到 完全 自治系统。 因此， 处于 设想期间的研究课题将是： ●自适应被 动安全系统，以确保所有类型 车辆 乘客的安全 ； ●主动安全和智能车辆系统 —— 传感、处理、 网络 ； ●道路 车辆的 互感； ●先进的 驾驶辅助； ● 总线 技术， 使自动驾驶。 内外部噪音 ：目标和突出的技术难点 在降噪方面， FURORE 只注重车辆技术 而不是 全面的整体分析（包括基础设施、 景观规划，交通管理等）。 降低 外部噪声的主要技术 必须 反映降噪 主题的 优先排名 ：轮胎、引擎、排 气和进气系统 以及 车辆的行驶状况。 对于静音 轮胎的进一步发展 来说 ，对噪音的产生机制有更深入的了解是必需的，尽管在这一领域 有 已有的 知识和正在进行的研究活动。 为了减少发动机的噪音，一种方法 是 将发动机（和 变速箱 ） 本身或车辆的发动机舱 完整密封。 在这两种情况下 ，先进的 、成熟的对封装体 的热 量 控 制 ，克服任何热平衡问题 是必须考虑的。 在临界运行条件下，如冷启动和热车阶段、低怠速、部分负荷条件和高负荷加速 ， 我们还需要 进一步的研究 以改善燃烧噪声的控制。 车辆外部噪声的领域内， 进排气系统的管 口 排放噪音，适合主动有源噪声控制的应 用 ，它 也可能 适用于轮胎噪音。 然而，在这一领域可以提供高效、可靠、 可生产 的和低成本 解决方案的技术还有待 继续 开发。 同样的，可用于发动机、变速箱及其他汽车零部件等承载结构的高阻尼材料，和为了优化和低噪运行的可替代动力系统（不含内燃机）和动力传动智能管理同样也有待继续开发。 仿真技术的进一步发展， 必须成为未来 研究活动的一部分，以便更精确地模拟物理过程，并增加预测结果的准确性。 对于 整车和相关的噪声源的噪声排放行为以及个别车辆部件的噪音和振动行为 ，我们需要改进的模拟仿真方法。 研究活动 必须继续 以便 开发新的或改进 车辆噪音 辐射 的 测试方法， 这 能以比现行方法更好的方式 反映实际的交通状况。 道路车辆的车 内噪声 （和振动） 问题， 是很不同于 外部噪音的 ， 由于其 主要驱动力不是来自立法，而是来自客户和制造商的要求这个 意义上说。 车内噪声方面不能独立于其他重要的车辆 性能来看待，如被动安全、车辆的操控性、油耗、热舒适性、耐用性、通讯和娱乐等。 有了这些 性能 参数，这 就 会导致 设计要求的冲突。 车内噪声的主要来源是燃烧、滚动和空气动力 噪音。 被动降噪涉及 的 许多 解决方法已 在 外部噪声 方面讨论过 ，如本 底噪声屏蔽、 先进的 底座悬置 和创新 型高阻尼低重量材料， 静音 轮胎 等。 不过， 仅仅通过使用这类材料的解决方案 要 取得重大突破 这将是困难的，尤其是在“品牌”层次的 声音设计 上。 主动降噪技术进行 研究和发展 已 超过十年，但到目前为止，在车辆设计 上的成功应用仍然非常有限。 材料层次上取得 的进步，为实现低成本 、 高性能和 可靠的传动 方案，甚至将结构材料集成到智能元件中 ， 都是具有很大 潜力 的。 特别是 这里提到的轻量化设计、主动控制可能是实现可接受的噪音行为的唯一解决方案。 考虑到 声“品牌”，有 源噪声控制提供了一个直接的解决方案，使得可调目标功能得以实现。 在少于 18 或 24 个月这样一个设计周期里 实现我们所需要的性能 的真正挑战，需要在最初设计阶段的严格的工程化性能的前处理和 一个联系到多学科的最优化 ，这 在所要求的精度和速度上还是不大可能的。 总之，最重要 的研究 领域 将是： ● 安静 的轮胎，路面 /轮胎互动 感应 ●新的阻尼材料 ●有源噪声控制 ●交通噪声控制的整体解决办法 车辆结构 ：目标和突出的技术难点 由于增加了不少舒适性和安全性方面设备，近几年车辆重量有所增加，将来轻量化将成为最重要的议题之一。 所有研究都显示出车重与油耗之间有直接联系。 降低车重，无论在零部件上还是整体上都是一项确实地累积措施并且总是 有利的。 轻量化设计可以通过集中在材料使用和车辆构架这些不同方法上来达到。 这里我们谈到的可能性必须由全盘的视角来逐步实现。 所以 车架和壳体结构的不同复合 材料 的应用 ，如钢材、铝和塑料，这是需要评估的，将所有的相关标准考虑在内。 这意味着除了技术实现外，生命周期 分析 也必须考虑。 主要的技术领域是实现更小的和更灵活的车辆概念，所有车辆装备可能的小型化， 同时用来优化装配和重量的 不带机械装置的总线系统 （ Xbywire） ， 用以支持车身模态和复合材料设计的 连接和接合技术， 和支持高度模块化的 车架结构。 此外，在设计过程的早期阶段 就需要考虑再循环和改善分解等所有必要的技术。 对汽车撕碎的残渣的后处理，不同材料类型的妥善分离，回收材料的质量检验（参照新材料的特性）都是大问题。 决策者们意识到这样一个矛盾是非常重要的： 用高性能材料来减少汽车重量的需求，这些高性能材料往往不容易回收 和在标准车辆上期望达到的回收限额，这两者之间的矛盾。 进一步的先决条件是，在车辆安全性上的妥协折衷都是不允许的。 总结，车辆结构中最重要的研究领域是： ● 轻量化概念车 ● 先进的混合材料车辆结构 ● 新改进的回收方法 结论 道路运输技术历来遵循一个循序渐进的 路线，由许多小的步骤结合起来，在可靠性、安全性、舒适性、性能和对环境影响方面，取得了显著和卓越的进步。 这项研究得出结论认为，这种循序渐进的途径，通过战略性重点研究推动了“快车道”的步伐，使得满足 2020年及以后的挑战处在有利位置。 在 2020年及以后，我们将增加多种不同的推进系统技术，但内燃机仍将占据主导地位。 最重要的，独立于推进系统或燃料的未来情景 之外的 其它环节尽可能的节约能源也是必备的。 基于内燃机和传统燃料的动力总成技术 上 的充足的科研投入 ，保证 了 欧洲汽车业在全球的竞争力，并减少对能源的依赖和改 善环境。 全新技术的研究，必然附加地促进环境的可持续发展和能源安全。 除了所需要的技术研究，只有在生产、分配和存储等方面的改进， 才能使得基于动力传动系统的燃料电池和氢成为有竞争力的选择。 整车重量对于燃油消耗和安全的问题是至关重要的。 对新材料和生产工艺，包括回收利用技术的深入研究是必要的。 主动和被动安全显示出极大的研究潜力，需要以结合的方式提供最好的结果。 这同样适用于噪音：未来汽车技术的重点集中在路面 /轮胎相互作用、发动机、排气和进气系统和车辆的行驶条件。 先进的仿真技术是必要的，用来建立基本详细的知识， 以便更精确地模拟物理过程，并增加预测结果的准确性。 一个全面的系统的方法，集中了关注的利益相关者（基础设施、汽车制造商、研究机构等）和有关的科学领域（材料、电子、信息通讯等）， 将带来 卓越的技术进步。 特殊技术和共性技术，以及开发工具和平台的整合，将 带来 更好、更快、更便宜的研究成果，最终，关键性的加强是欧洲公路运输部门的可持续发展。 总结： ● 在内燃机和传统燃料基础上的 动力总成技术演进方面的研究投资是必要的，从而保证欧洲汽车行业的全球竞争力，同时减少能源的依赖和改善环境。 ● 在全新技术的研究 上，必须具有额外的促进环境和能源安全的可持续进步。 ● 减少能源消耗措施的重要性，需要被 高度重视 ，独立于未来推进系统或燃料预想设定。 ● 一个全面的系统方法，结合特殊的和共性技术，以及开发工具及平台，将 带来 更好、更快、更便宜的研究成果。 2 介绍 FURORE 的背景 在未来 30 至 50 年 内 个人交通仍将是欧洲地面运输的主要支柱， 由 经济持续增长和欧洲共同体 的扩大可以预见，个人流动将进一步增加。 人口流动在生活质量的评价中占有很突出的地位并 已经成为一个经济增长的需要。 然而， 一个更为便捷的 个人 流动 和组织 运输 需要 被提及，这会产生一个平衡的运输模式。 为了弥补个 人 道路 交通的增加，对环境，能源资源，以及个人 健康和安全的负面影响， 一种对 未来汽车的综合研究的方法是至关重要的。 车辆和燃料的新技术的引进，将减少对环境的的关注。 欧盟委员会的责任 就是 鼓励和 支持研究 开发更有效的 ， 少污染和 安全的 车辆。 完成这个的最重要的 依据是 RTD 的欧洲框架计划。 以一个敏感的方式指导对未来社会需要的研究， 需要 对那些能引进或者阻止新公路技术引进的很多因素有 很好 的 理解。 立法和政策制定者需要不同的独立的信息来源，使他们可以 概括 可能是由新技术的引进 引 起 全球环境变化。 一项新技术的突破需要许多有利 的 因素 ，一个发展进化也比任何一个革命性的方式更有机会。 必须的基础设施和其他实质方面有时很少关心到。 另一方面完全新技术的时机决不能被低估并且非常有必要对使目标明确的不同的可能的方法开放， 即使他们是非常 有抱负 和危险 的。 所以这样的结果需要 在研究开发中有充分的投入。 在欧洲共同体环境下，这些技术对环境经济和 社会情况 有 可持续。