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汽车“自清洁”:我有我的洁癖

文|七号 - 宋

人类的生活总是朝着更快更舒适的方向进步。因为不想走路,发明了轿子;因为轿子只是让人替代自己走路且晃荡得厉害,人类发明了牛车、马车;因为牛马太慢,人类发明了汽车。

汽车发展至今,自动驾驶大有帮助人类解决驾驶工作的意思,驾驶员会被彻底解放,多出来的通勤时间可以看书、打游戏、睡觉、看电影……这才是移动的家嘛。

可如果只是替代驾驶,移动的家进化并不够完整。你看华为的全屋智能家居方案,最繁杂的家务活都能让机器干了,所以汽车是不是也应该自己干家务活呢?

原来汽车外饰有这么多自清洁技术

1. 大灯自动清洗技术

夜晚和光线昏暗中行驶,空气中的雨水和尘埃会明显降低照明,对于安全驾驶有不小隐患。

大灯自动清洗可在车灯出现污垢时,将水和清洗剂从外部高压喷射到大灯的配光镜上,经过清洗的大灯可以提高下雨、下雪和扬尘时路面的能见度。对于没有大灯清洗功能的车型,驾驶员就只能下车用毛巾等物件去手动清洗。

2. 雨刮器

最早的雨刮器需要手动刮水,1903 年,一位名叫玛丽 · 安德森的女性发明了最早的手动雨刷器,这种雨刷需要驾驶员一边驾车行驶,一边转动雨刷擦玻璃。

现在常见的电动雨刮器是间歇式雨刷,关于它的诞生大家可以看看经典电影《天才闪光》,这种雨刮器就像人眨眼一样,挡位多,适合多种雨情。

现在的雨刮器又进一步,智能雨刷控制器可以通过感应汽车挡风玻璃上的降雨情况自动调整刮雨速,省去了手动调整雨刷速度的麻烦。

不过,以上还不算是完全自主化的自清洁,需要驾驶员将汽车控制在某一状态。不得不说工程师的脑洞很大,从材料和机械角度,未来的外饰自清洁技术还会更强大。

1. 车漆自清洁技术

日产推出过一款 Ultra-Ever Dry(超级干)材料,它可喷涂在车身外侧,保证汽车行驶通过水坑和泥坑后溅出的水和泥不会附着在车身上。这种材料有防污效果,关键原因是其与液体的接触角为 160-175 度,要知道现在已经量产应用,很火热的汽车憎水玻璃,水滴与玻璃的接触角也只能做到 110 度以上。

不过关于超级干材料,在其他领域已经被质疑耐用性不足。车漆这种极为强调耐用性的车规级材料能不能持续好用更是非常重要。举例来说,车漆要经过耐磨、耐石子冲击、耐温度、高压水冲洗、耐光照等一系列测试。

以日产 NES M0141 6.2.8 标准为例,油漆件需要通过耐磨测试,采用磨耗机对油漆板表面进行干磨和湿磨各 5000 次,要求无基材露出或油漆面暴露。

这种测试考虑到了油漆件需要经常经过布料揉搓清洗,超级干材料因为喷涂在油漆件表面,未经过烘烤等工艺,与漆面的附着力不够(而且清漆表面很光滑,也不容易附着),所以超级干材料很难通过这种测试,只能通过多次喷涂,保证使用功效。

2. 激光雨刷技术

2021 年,特斯拉公司在美国专利商标局注册通过一项高科技专利——激光雨刷。激光雨刷和传统雨刷不同,采用完全自动化,装置会自行启动,无须像传统的雨刮器那样要驾驶员手动下达指令。

激光雨刷将设置在引擎盖的凹槽,当监测到前挡风玻璃有脏污时,通过激光热量和震动脉冲,使玻璃上的脏东西蒸发物化。激光线犹如《星球大战》里的激光剑,非常酷炫。

由于碎屑的大小、位置不同,这套控制电路以及相关的算法需具备自主学习能力,通过传感器的反馈进行自我校准,以应对各种变化。

3. 自动驾驶传感器自清洁技术

相比于以上两种,自动驾驶技术的安全等级还要更高。要知道一只虫子撞到前感知设备上,就可能形成 25 毫米的障碍物。如果污渍在镜头上停留超过 30 秒,将很难通过正常的清洗将其恢复到 100%," 一叶障目 " 对一辆正在高速行驶的自动驾驶汽车很危险。

针对这个难题,就像是大灯清洗技术一样,法雷奥车规级 SCALA 激光雷达(第三代产品)配置了清洗设备。而且它比大灯清洗技术更智能,通过传感器端配置算法判断镜头是否太脏,可伸缩喷头可对传感器表面清洗,冬天还可以提供加热功能进行除霜除雪。

内饰自清洁,

汽车再也不用花钱做保养

车辆在长时间停车后,车舱内有害气体会逐渐挥发,主动座舱清洁技术可在上车之前进行车内外空气流通,减少有害物质。在夏季高温暴晒之后,车内温度极高,刚进车内后人体会感到非常不适,主动座舱清洁技术还可将外部新鲜空气引入,快速降温。

更进一步的,还有些主动座舱清洁技术具有实时监控功能。像沃尔沃 XC60 的 CZIS 主动座舱清洁系统,会实时监控车内污染数值并通过云端服务传输数据,在中控屏上即时显示车内 PM 2.5 数值,必要时会开启空气净化系统,保障车内空气安全。

汽车内饰的自清洁目前主要集中在空气系统上,未来的内饰自清洁技术还能更进一步。

不久前,通用汽车向美国专利商标局提交了一份专利申请:全自动驾驶出租车和乘用车的自清洁模块化地板系统。看起来就像是机场里面的平面扶手电梯一样,地板能移动,并且能自动收集垃圾。

该专利是一种类似于传送带的自清洁地板系统,分为向上和向下两部分。汽车使用时,向上部分会用作驾驶室的地板,会收集所有可能掉落的垃圾。汽车不使用时,地板会旋转使得向上部分变成向下,将所有垃圾带走,并将垃圾落入地板下方的收集箱中。

汽车动力系统自清洁技术

1. 排放自清洁技术

颗粒捕捉器 DPF(Diesel Particulate Filter)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。

颗粒捕集器可过滤尾气中的烟尘颗粒,以控制车辆排放。以长城炮为例,保持车子发动机转速 2000 转,车辆排放控制系统会自动清洁颗粒捕集器,无需人工干预。

2. 新能源电池自清洁技术

太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片,它只要被满足一定照度条件的光照度,瞬间可输出电压及在有回路的情况下产生电流。

灰尘在太阳能电池板表面的堆积会降低太阳能电池板的透光率,降低太阳能电池板的效率。特别是在强灰尘区域,降低会非常明显。曾经就有机构在埃及的强污染农业区做过研究,发现 30 天后,玻璃平板太阳能辐射透射率损失了 27% 之多。

关于这项技术并不是空穴来风,在太阳能电池领域一直有研究。比如从自清洁涂层角度出发,提升自清洁能力。

除了材料手段,未来还可能有机械手段。特斯拉的激光雨刮技术就有可拓展能力,在特斯拉的专利上也提到,他们可以将它应用到太阳能电池板的清洁上。特斯拉就曾计划在 Model 3 车顶上布置太阳能电池板,Cybertruck 电动皮卡也在申请了可伸缩太阳能车厢盖专利,未来该厢盖会作为选装件出售。到底是脑洞还是炫酷科技,可以期待下。

总结

如果你想知道工业技术集大成化的产品是什么,请关注汽车;如果你想知道工业技术能如何脑洞,请关注汽车。汽车不过发展一百多年,但变化竟如此巨大。作为一个移动通勤工具,它的自动化程度越来越高,未来甚至有可能连打扫这种最烦人的活都能自行完成。这样的自清洁技术,谁能不爱呢。