ICE（內(nèi)燃機(jī)）正在進(jìn)入衰退時(shí)期?，F(xiàn)在，很多政策制定者都在法律上限制銷售只有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的新車。所以，行業(yè)圍繞混合動(dòng)力系統(tǒng)開展了大量的活動(dòng)，即ICE和某種形式的電力輔助相結(jié)合。對(duì)于輕型混合動(dòng)力汽車，所用的電池通?？梢酝ㄟ^ICE充電。這類所謂的自動(dòng)混合動(dòng)力汽車能幫助消費(fèi)者轉(zhuǎn)向電動(dòng)汽車，同時(shí)避免了尋找電源插座給電池充電的問題。
電池電量和ICE電量的平衡決定了混合動(dòng)力的輕微程度。更大的電池和更大功率的電機(jī)的結(jié)合會(huì)使指針更傾向于天平的純電動(dòng)側(cè)面。純電動(dòng)車(BEV)不是ICE，而是完全依靠電網(wǎng)獲得能量。比如建立公共充電基礎(chǔ)設(shè)施，支持純電動(dòng)用戶體驗(yàn)。但是對(duì)于純電動(dòng)車來說，除了插電沒有別的選擇。
替代能源因此而受到開發(fā)，最有前途的方法之一是在燃料電池中使用氫，將儲(chǔ)存在氫中的能量轉(zhuǎn)化為電能。這種應(yīng)用將促進(jìn)燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展。雖然BEV和FCEV的能量?jī)?chǔ)存方式不同，但兩者都可以產(chǎn)生電力供給電機(jī)。另一項(xiàng)正在開發(fā)的技術(shù)涉及使用超級(jí)電容來儲(chǔ)存電能。超級(jí)電容器類似于電池，可以重復(fù)充放電，但內(nèi)部差異很大。超級(jí)電容器可以快速充放電，也就是說可以提供比電池更高的功率，但總能量更少。
每種技術(shù)都有其局限性。蓄電池充電需要時(shí)間，燃料蓄電池釋放能量慢，超級(jí)容器儲(chǔ)存能力低。但它們都能發(fā)電，這是電動(dòng)汽車所需要的基本燃料。也許，在不久的將來，混合動(dòng)力一詞會(huì)發(fā)展成為一種能夠結(jié)合三種技術(shù)提供適當(dāng)用戶體驗(yàn)的車輛。
續(xù)航里程不長(zhǎng)，不能快速充電，這被認(rèn)為是消費(fèi)者不愿意轉(zhuǎn)向全電動(dòng)的兩個(gè)原因。毫無疑問，汽車工業(yè)和公共部門必須克服這種不情愿。通過將電池、燃料電池和超級(jí)電容器結(jié)合起來，每種技術(shù)都可以在所需的時(shí)間和地點(diǎn)提供能量。例如，燃料電池技術(shù)與快速充電超級(jí)電容器相結(jié)合，可以提供良好的加速，從而解決里程問題。
盡管這一潛在的新混合類別的例子在今天還沒有出現(xiàn)，但它是行業(yè)未來可以追求的方向，可以基于現(xiàn)有技術(shù)。
無線化汽車設(shè)計(jì)
儲(chǔ)能不是汽車行業(yè)唯一的創(chuàng)新領(lǐng)域。汽車與通用基礎(chǔ)設(shè)施及其車載系統(tǒng)的關(guān)系越來越密切。一般來說，車輛產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。無線技術(shù)避免了支持這種互聯(lián)網(wǎng)所需布線比例的增加。
線路既昂貴又重，占用空間。另一方面，無線連接實(shí)際上沒有重量，但它確實(shí)需要精心設(shè)計(jì)，天線是系統(tǒng)中最關(guān)鍵的方面之一。由于汽車制造商在從MHz低頻到GHz高頻的范圍內(nèi)采用了更多類型的無線連接，天線設(shè)計(jì)和位置變得越來越重要。隨著5G連接進(jìn)入車輛，V2X和自動(dòng)駕駛等關(guān)鍵任務(wù)的連接將變得更加重要。支持自動(dòng)駕駛的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施將嚴(yán)重依賴無線技術(shù)，包括Wi-Fi和5G。
無線化帶來了很多挑戰(zhàn)，尤其是因?yàn)檐囕v還是主要使用大型壓制金屬面板。雖然金屬很難完全替代，但它正在發(fā)生。玻璃和塑料在汽車設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用越來越多。大多數(shù)類型的玻璃和許多塑料都能穿透無線電波。這種可穿透性是開發(fā)和使用無線連接電子系統(tǒng)的工程師的好消息。它也可以讓汽車設(shè)計(jì)師探索新的概念。例如，全玻璃屋頂越來越普遍。這種新穎的設(shè)計(jì)提供了在屋頂空間安裝天線的方案，從而順利到達(dá)玻璃孔。
隨著對(duì)無線連接需求的增加，這可能會(huì)促進(jìn)玻璃和塑料設(shè)計(jì)的新時(shí)代。當(dāng)然，這也需要平衡設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)、可維護(hù)和可回收車輛的需求。
一般來說，電動(dòng)汽車在機(jī)械上比內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)單。這種簡(jiǎn)單性意味著它可以設(shè)計(jì)得更持久，更容易維護(hù)和高度回收。然而，電動(dòng)汽車中的電子系統(tǒng)將更加多樣化，在自動(dòng)駕駛時(shí)將更加復(fù)雜。功耗、功率和電子系統(tǒng)之間的平衡將發(fā)生變化，這也可能影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型。
自動(dòng)駕駛引起的思考。
塑造汽車設(shè)計(jì)、所有權(quán)和未來使用的另一個(gè)主要趨勢(shì)是自動(dòng)駕駛。所有權(quán)與自動(dòng)駕駛的關(guān)系越來越強(qiáng)。許多人認(rèn)為第一批自動(dòng)駕駛汽車將是出租車和拼車。這個(gè)理論可以用經(jīng)濟(jì)學(xué)來解釋:自動(dòng)駕駛電動(dòng)車的購(gòu)買成本很高，但運(yùn)行成本很低。因此，為了獲得回報(bào)，車主需要提高利用率。
大多數(shù)私人擁有的車輛大部分時(shí)間都停在某處。也就是說，每英里的本非常高。另一方面，出租車和其他服務(wù)車輛大部分時(shí)間都在運(yùn)營(yíng)。提高利用率可以降低每英里的成本。如果這個(gè)成本有加成，就像出租車一樣，會(huì)變成正投資回報(bào)。
這里一個(gè)激動(dòng)人心的研究領(lǐng)域是自動(dòng)飛行電動(dòng)出租車。聽起來像科幻小說，但是發(fā)生了。有意義的原因是充分的，尤其是很多旅程很短，在擁擠的城市。飛越城市可以減少道路擁堵。目前，幾個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目正在運(yùn)行，成為現(xiàn)實(shí)需要數(shù)百萬美元的研究資金。進(jìn)入第三維對(duì)自動(dòng)駕駛具有重要意義。即使在低空，天空也沒有道路、建筑或行人。天空給了自動(dòng)駕駛汽車很大的自由，唯一的障礙就是其他飛機(jī)。
進(jìn)入第三維會(huì)增加對(duì)可靠無線連接的需求。默認(rèn)情況下，無線技術(shù)是全方位的。現(xiàn)代系統(tǒng)更具辨別性——射頻能量可以通過相控陣天線和MIMO出)來引導(dǎo)射頻能量，盡可能提高可用帶寬。覆蓋范圍也可能是一個(gè)考慮因素。城市陸地基礎(chǔ)收發(fā)器可能永遠(yuǎn)不會(huì)遠(yuǎn)離5G基站或等效基站，但空中車輛的分布會(huì)更、更分散。障礙物越少，無線信號(hào)應(yīng)該傳播得越遠(yuǎn)，干擾和多徑失真就越少?？罩熊囕v也會(huì)影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
支持汽車創(chuàng)新
無線連接和天線設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)技術(shù)可以支持汽車行業(yè)的創(chuàng)新。寬禁帶半導(dǎo)體開關(guān)是另一種技術(shù)。這是碳化硅、氮化鎵等技術(shù)能產(chǎn)生真正影響的地方。
寬禁帶半導(dǎo)體通常比普通硅器件更有效。其使用對(duì)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很大影響。受影響的中央系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)、車載充電器和車外充電器。電源逆變器用于將電池(或類似產(chǎn)品)的DC電轉(zhuǎn)換成交流電，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這些系統(tǒng)的效率直接影響行駛范圍。開發(fā)人員可以通過使用更高的開關(guān)頻率來實(shí)現(xiàn)更高的效率。提高頻率對(duì)開關(guān)電路中使用的無源元件和磁元件具有設(shè)計(jì)意義:一般來說，它們可以變小，無論是規(guī)模還是價(jià)值。開關(guān)器件本身也在縮小尺寸，因?yàn)樗梢栽诟叩臏囟认鹿ぷ?。因此，可以獲得一個(gè)小系統(tǒng)。
作為汽車、國(guó)防和航空航天行業(yè)的供應(yīng)商，國(guó)巨集團(tuán)在幫助OEM廠商開發(fā)可靠的解決方案方面有著豐富的應(yīng)對(duì)上述所有挑戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)。盡管以上提到的一些方案是推測(cè)性的，但是許多挑戰(zhàn)是真實(shí)的。汽車工業(yè)的發(fā)展方向需要正確的使能技術(shù)，這就是眾多供應(yīng)商能夠發(fā)揮積極作用的地方。