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“自動(dòng)駕駛的輪胎產(chǎn)品藍(lán)圖在未來(lái)20年將進(jìn)一步發(fā)展”。倍耐力研發(fā)和Cyber輪胎副總裁皮耶安杰洛·米薩尼(Pierangelo Misani)近日就自動(dòng)駕駛輪胎的發(fā)展表示。
隨著自動(dòng)駕駛及新能源汽車的快速發(fā)展，各輪胎企業(yè)也在自動(dòng)駕駛汽車專用輪胎方面積極布局。近兩三年，自動(dòng)駕駛輪胎的宣傳火熱，頭部輪胎企業(yè)也都推出了自己的概念性產(chǎn)品，但到目前為止，尚未有一款針對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的輪胎應(yīng)用上車。
自動(dòng)駕駛時(shí)代，輪胎會(huì)變成什么樣？未來(lái)前景幾何？還有哪些技術(shù)難題？到底什么時(shí)候能應(yīng)用？
輪胎不再只是圓的
“想象一下，一旦自動(dòng)駕駛開(kāi)始普及，原先輔助我們辨別道路情況的車內(nèi)車外后視鏡、車燈等配件或許就失去了原有的作用，等待他們的結(jié)局或許是被淘汰。” 東京德勤會(huì)計(jì)師事務(wù)所合伙人周磊表示。
現(xiàn)實(shí)的確如此，攝像頭取代反光鏡片已經(jīng)成了汽車后視鏡的趨勢(shì)，雷克薩斯ES和奧迪e-tron等車型都推出了數(shù)字后視系統(tǒng)，甚至在商用車上，奔馳Actros旗艦卡車也采用了數(shù)字后視系統(tǒng)。
而應(yīng)對(duì)自動(dòng)駕駛和智能網(wǎng)聯(lián)，輪胎作為車輛與地面的接觸點(diǎn)，要應(yīng)對(duì)各種路況，就必須要做到全能。目前自動(dòng)駕駛輪胎也有很多不同的產(chǎn)品技術(shù)路線，還有例如球形、真空、橢圓形等。
2017年，米其林推出了一款代號(hào)為“Vision”的3D打印輪胎，它無(wú)需充氣且壽命超長(zhǎng)，車輛跑到報(bào)廢也無(wú)需更換輪胎，這款產(chǎn)品主打舒適、安靜，并且適用全路況的。
米其林研發(fā)部門副總裁 Terry Gettys 表示：“一旦乘客愿意將方向盤操控權(quán)交給電腦，他們也就自動(dòng)放棄了所謂的駕駛樂(lè)趣。因此，如何提高車輛的舒適程度并降低行駛噪音成了用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵部分。”
除了“Vision”，米其林還在和通用汽車共同研發(fā)“Uptis真空輪胎”，該研究終的目標(biāo)是在2024年前將這一款真空輪胎應(yīng)用到通用旗下的雪佛蘭Bolt電動(dòng)車及由該款車型作為平臺(tái)所研發(fā)的無(wú)人駕駛汽車上。
并且真空輪胎將不再需要備用輪胎、汽車千斤頂和輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等輔助工具，做到了進(jìn)一步減輕車體重量、提升節(jié)能效果等。
但其實(shí)，這種真空的輪胎并不新鮮，摩拜單車早在幾年前就已經(jīng)應(yīng)用上了。相比于真空或者鏤空的輪胎，球形輪胎更加受到關(guān)注。
2016年的日內(nèi)瓦車展上，固特異展示了一款名叫“Eagle-360”的概念輪胎，這款輪胎的特殊之處在于，它是3D打印的，而且是一個(gè)球體，并通過(guò)磁懸浮與車身連接。固特異方面認(rèn)為，球形輪胎是提供機(jī)動(dòng)性的關(guān)鍵，這種多方向輪胎可以向四面八方運(yùn)動(dòng)，從而有助于乘客安全。
Eagle-360的設(shè)計(jì)還體現(xiàn)了仿生學(xué)的元素，比如其胎面就是模仿腦珊瑚的圖案，其胎面溝槽的底部有類似天然海綿的材質(zhì)，它在干燥時(shí)比較硬，但是一旦變濕就會(huì)軟化，這樣不僅可以提升汽車的駕駛性能而且會(huì)在濕滑的路面更加安全。
相比與固特異、米其林的更為前瞻、激進(jìn)，也有一些企業(yè)如馬牌、住友等的自動(dòng)駕駛輪胎似乎更為保守。
日本住友橡膠工業(yè)預(yù)計(jì)2023年推出一款采用主動(dòng)胎面技術(shù)的新概念輪胎，可以積極改變胎面橡膠的功能，以此應(yīng)對(duì)道路狀況的變化。
德國(guó)馬牌發(fā)布的ContiSense利用內(nèi)嵌在輪胎的傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)胎紋深度和溫度，如果系統(tǒng)檢測(cè)到有任何異物刺穿胎面，輪胎內(nèi)置電路就會(huì)立即閉合，并向駕駛者和控制系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。
馬牌的另一款概念輪胎CotiAdanpt的核心結(jié)構(gòu)是通過(guò)集成在車輪的微型壓氣機(jī)調(diào)整胎壓，配以可調(diào)整寬度的輪輞，從而根據(jù)不同路況調(diào)整輪胎與地面接觸塊的大小。
傳感器才是核心
“自動(dòng)駕駛輪胎基礎(chǔ)的功能是滿足安全，但深層和長(zhǎng)遠(yuǎn)的是要考慮是各種路況下的電腦反應(yīng)，輪胎再好，解決不了AI的問(wèn)題，也是沒(méi)有用的。”一位汽車行業(yè)的資深人士說(shuō)道。
不難發(fā)現(xiàn)，不管是3D打印輪胎、真空輪胎還是球形輪胎，從外形設(shè)計(jì)上看，首先都是滿足的基礎(chǔ)安全性，但考慮到未來(lái)自動(dòng)駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)，輪胎都必須參與信息數(shù)據(jù)的傳輸、處理。上述如米其林、馬牌、固特異的輪胎也都是嵌入了感應(yīng)技術(shù)，以與車機(jī)互聯(lián)傳輸信息。
“作為讓汽車的智能終端，輪胎必須更快、更完整地讀取道路信息，同時(shí)其傳感器需要同自動(dòng)駕駛的人工智能系統(tǒng)聯(lián)合。”倍耐力方面向蓋世汽車表示，所有自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的參與者，都試圖充分利用輪胎提供的信息。
固特異的IntelliGrip輪胎采用先進(jìn)的Chip-in-Tire嵌入式感應(yīng)技術(shù)，可以感應(yīng)包括路面情況以及天氣條件在內(nèi)的駕駛環(huán)境，遇到濕滑路面時(shí)，傳感器能在第一時(shí)間內(nèi)將信息傳遞給汽車，同時(shí)，先進(jìn)的主動(dòng)耐磨技術(shù)可以評(píng)估輪胎的工作狀態(tài)。
2019年的東京車展上，豐田汽車公司推出的CONCEPT-愛(ài)i Ride概念車，就率先搭載了固特異IntelliGrip輪胎，該輪胎還幫助自動(dòng)駕駛汽車收集包括道路上的其他車輛、駕駛者、行人以及城市公共設(shè)施網(wǎng)在內(nèi)的海量數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程不需要駕駛者主動(dòng)介入。
固特異“Eagle-360”球形概念輪胎的每個(gè)輪胎中的傳感器還可發(fā)送道路條件數(shù)據(jù)到其他輪胎。初步研究證明，固特異的新舊智能網(wǎng)聯(lián)輪胎均可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)距離縮短高達(dá)30%。
2020年1月，普利司通發(fā)布新一代傳感器技術(shù)，采用新一代物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)，除了追蹤輪胎充氣壓力和溫度外，此一智能應(yīng)變傳感器還可以測(cè)量輪胎使用時(shí)的動(dòng)態(tài)變化，并采用一種專有算法將智能應(yīng)變傳感器收集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為輪胎荷載和磨損信息，然后將該信息收集起來(lái)發(fā)送到云端。
2020年底，米其林宣布計(jì)劃在2023年前在其生產(chǎn)的所有汽車輪胎中加入射頻識(shí)別(RFID)芯片，以記錄數(shù)據(jù)并對(duì)車輛狀況進(jìn)行評(píng)估。
借助輪胎與車輛之間的通信，RFID技術(shù)將使高級(jí)駕輔助系統(tǒng)(ADAS)等功能更好的適應(yīng)輪胎特性。例如，輪胎在冬季與夏季需要不同的制動(dòng)特性，一旦輪胎也具備智能網(wǎng)聯(lián)功能之后，就可以更好的發(fā)揮高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的先進(jìn)功能了。
除了提高安全性，加入傳感器后的輪胎，還有更多的商業(yè)可能。
米其林將可跟蹤每條輪胎的整個(gè)生命周期，通過(guò)“預(yù)測(cè)性維護(hù)服務(wù)”提升售后效率，也可以允許對(duì)回收進(jìn)行驗(yàn)證，并且提升能源回收項(xiàng)目的效率。而隨著汽車的聯(lián)網(wǎng)程度越來(lái)越高，米其林也正在與汽車制造商合作開(kāi)發(fā)算法，探索輪胎智能化的更多可能。
5G是應(yīng)用的關(guān)鍵
“雖然這些高新的概念理想很豐滿，但是目前還沒(méi)有一個(gè)真正的應(yīng)用。”上述資深業(yè)內(nèi)人士說(shuō)道，“而這主要是因?yàn)槌杀竞屯ㄐ攀芟?rdquo;。
蓋世汽車發(fā)現(xiàn)，雖然前幾年關(guān)于球形輪胎、真空輪胎、蜂窩輪胎等全新概念的自動(dòng)駕駛輪胎大為火熱，但近兩年，幾乎所有從輪胎企業(yè)都更加務(wù)實(shí)的從傳統(tǒng)汽車輪胎與新技術(shù)改造著手。
如2020年11月，住友橡膠宣布的通過(guò)監(jiān)測(cè)胎壓數(shù)據(jù)和接收輪胎故障維修信號(hào)，成功開(kāi)發(fā)出支持4級(jí)自動(dòng)駕駛汽車(基于交通基礎(chǔ)設(shè)施的高度自動(dòng)駕駛)的遠(yuǎn)程胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，雖然技術(shù)先進(jìn)，但據(jù)了解，大多數(shù)輪胎企業(yè)也都有類似的研究。
倍耐力也將自己的研發(fā)方向鎖定在了電動(dòng)車輪胎技術(shù)Elect和Cyber輪胎上，并不斷精進(jìn)。
在今年年初的媒體溝通會(huì)上展示了其ELECT™電動(dòng)車輪胎技術(shù)和倍耐力內(nèi)部自修補(bǔ)技術(shù)，前者旨在適應(yīng)電動(dòng)車高扭矩特性，提供強(qiáng)大的抓地力和低滾動(dòng)阻力、同時(shí)具有噪音排放低的特點(diǎn)，后者能夠確保被外物刺扎的輪胎在不漏氣的情況下繼續(xù)行駛，提升駕乘安全。
韓泰輪胎的研發(fā)還只側(cè)重在改善輪胎性能，其研發(fā)出的 "虛擬配方設(shè)計(jì)系統(tǒng)( The Virtual Compound Design system)"，主要是通過(guò)人工智能(AI)分析來(lái)預(yù)測(cè)輪胎配方特性，以此得到材料的優(yōu)化組合方案，進(jìn)而優(yōu)化輪胎性能，同時(shí)可將研發(fā)周期縮短50%。
“以馬牌兩個(gè)技術(shù)為例，相比之下，ContiSense還好，ContiAdapt系統(tǒng)離現(xiàn)實(shí)還有很大的距離要走，它包含了智能可變輪輞、智能集成氣泵以及各種傳感器在內(nèi)的多種技術(shù)，這都不是容易的事。”一位輪胎工程師向蓋世汽車表示。
“即便是在技術(shù)上能夠?qū)崿F(xiàn)，但在成本上根本無(wú)法讓人接受，畢竟輪胎是一種消耗品，再怎么耐損，它的相對(duì)損耗也是較大的，像ContiAdapt概念輪胎超越了輪胎的概念，而是一種物聯(lián)網(wǎng)智能輪胎系統(tǒng)。”上述工程師說(shuō)道。
上述業(yè)內(nèi)分析人士也表示，在車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的大生態(tài)中，具有感知能力的自動(dòng)駕駛輪胎跟攝像頭、雷達(dá)傳感器等屬性相似，其作用都是在感知、處理、計(jì)算，自動(dòng)駕駛汽車需要連接到邊緣計(jì)算服務(wù)和云計(jì)算，以便實(shí)時(shí)做出決策，并將分析結(jié)果發(fā)送回其制造商，從而實(shí)現(xiàn)性能的持續(xù)改進(jìn)。
但這也就對(duì)信息的傳輸、共享所耗時(shí)間，也就是傳輸速度有很高的要求，不過(guò)目前，自動(dòng)駕駛好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境5G通信技術(shù)尚未普及。
作為第一個(gè)將輪胎接入5G網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)，倍耐力也坦承：“輪胎是可以探知道路潛在危險(xiǎn)的部件，如水坑或冰面，如果輪胎可以收集和傳輸這些信息，信息共享所耗時(shí)間便可以極大程度地縮短。從目前來(lái)看，將此項(xiàng)技術(shù)真正應(yīng)用于日常生活還為時(shí)過(guò)早，因?yàn)槭滓氖?G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的成熟，然后將由汽車制造商來(lái)主導(dǎo)進(jìn)程。”
對(duì)于自動(dòng)駕駛的前景，倍耐力表示：“自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展基于越來(lái)越復(fù)雜的用例，產(chǎn)品藍(lán)圖在未來(lái)20年還將進(jìn)一步發(fā)展，可能涉及人工智能、傳感器融合和5G技術(shù)。”
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