轮毂电机真的要来了 这下不会再有人挂科目二了

轮毂电机真的要来了 这下不会再有人挂科目二了 我呢多的不说,就只有一个问题:宝马你和深蓝到底是什么关系。。?根据现有的信息,这台车的定位或许会和宝马历史上经典的 M1 中置跑车,或者混动大 V8 XM 一样,是一台 M 部门专属的特别车型。最终定价大概也是一串看不懂的数字。但这都不是重点,大伙看这台车的轮子有没有什么不一样。诶对,它的车轮里头没有其他车上常见的刹车系统( 刹车盘 + 刹车卡钳 ),取而代之的是一坨看着有点不知道是什么玩意的银色坨坨。诸多证据表示,这些很可能就是人人都说好,但一直没在量产车上使用的轮毂电机,还是一轮一机的四电机布局。懂车的差友们一看四电机肯定要说了,咱们的比亚迪仰望、东风猛士 917 以及奔驰的电动大 G 早就已经用上了呀,有啥稀奇的。确实,用上四电机的电车已经有过不少,区别就在于,它们使用的电机大都是轮边电机,而非轮毂电机。而这俩电机其实也很好区分,轮边电机其实就像是把传统的电机做小,然后把电机们揉在一起,搞成一个 N 电机总成。像仰望的易四方四电机,其实用的就是前后各有一个双电机总成。每个总成由两个电机组成,大概长这样:它给车轮传递动力的方式也就和传统的电机差不多,需要经过减速齿轮和半轴,也就是传动轴才能让车轮转起来。轮毂电机相比之下,和常见的电机形式就不太一样了。顾名思义它的位置不是在常见的地板上,而是在车子的轮毂里头,驱动车轮,靠的则是直接把电机的转子和轮毂连接起来,就跟电风扇的电机和扇叶似的,电机转,车轮就跟着转,不需要各种复杂的传动机构。轮毂电机有啥好处呢?那可太多了,甚至很多都是颠覆性的。就比如,用上轮毂电机之后,汽车的灵活性可以获得一个巨大的飞跃。在评价一台车灵不灵活,好不好开的时候有个指标叫做转弯半径,说的就是一台车方向打死以后转个圈,外侧车轮画出来的圆的半径。这个半径越小,说明车子能在更狭小的区域里穿行,也就说明了它越好开,越灵活。现在大部分车型因为用的还是轴传动,前轮转到大概 30-40 °以后就不能再转了,角度再大要崴着脚了。所以就算是高尔夫这样超级灵活的小车,转弯半径也会在 5.5 米左右。没个十米的空档,都没法调头。所以也有很多高端车型用上了名叫后轮转向的技术,让前后车轮打出一个相反的角度,减小转弯半径。可如果用上了轮毂电机,车轮就能摆脱传动轴的限制,转到一个非常逆天的角度。就比如现代当年就往一台 Ioniq 5 里头塞过四个轮毂电机,它的方向打起来是这样的。甚至前后车轮,想咋转就咋转,转弯半径是啥?没听说过。。。咱就是说如果大伙的车上都用上轮毂电机,这侧方停车,窄车位掉头啥的还有练的必要吗,感觉我太奶来了都能轻松拿捏是把。这还没完,轮毂电机还有一个更进阶的用法,那就是替代原本的刹车系统。原理呢就和现在电车上的动能回收差不多,能在车子需要刹车的时候,把车子的动能转化成电能减速。要是遇上需要大力制动,动能回收力气不够用的情况,还能给电机反向通电,给转子一个反向的力,起到刹车减速的效果。减速的力道大不大,就全看电压强不强,卡钳有几个活塞压根不重要。并且这种 “ 赛博刹车 ” 因为不需要通过摩擦力来制动,发出的热量相比传统刹车会大幅减小,刹车过热啥的基本就不用担心了。因此几乎可以说,轮毂电机要是实装了,基本上就是对车辆操控和安全的一个超级大更新。既然轮毂电机好处这么多,那为啥大伙都不咋用呢?那当然就是新技术的通病啦,又难又贵还不稳定。就拿看着已经比较成熟的现代的 Mobis e corner 系统来说,在轮毂内部这么小的空间里,它愣是塞进了轮毂电机、刹车卡钳和刹车盘、转向机和减震器支架这么多的结构。那大伙也知道,任何体积又小又复杂的东西都不好做,还更容易坏。这套总成还得每个轮子配一个,宕机风险直接原地乘四。更要命的是,汽车上头有个叫簧下质量的指标,说的其实就是四个车轮 + 刹车系统的重量如何。簧下质量越大,就像我们跑步的鞋子越重一样,会让车子变得笨重,不好开。而现代这套系统,相当于是在原有的车轮架构里多加进去了四个电机,也就是白白增加了小 100 公斤的簧下质量,基本就约等于脚上绑着铅球跑步,能灵活才怪了是吧。所以当时在发布会上现代的负责人就说了,这玩意至少还得五年才能量产,就搞的轮毂电机还是个概念技术,短时间咱们还看不见似的。那轮毂电机的这些问题,开头的那个深蓝宝马测试车解决了吗?你别说,我研究了一下这家轮毂电机的供应商,发现好像真的有点东西。这家公司名叫 deep drive ,翻译过来叫深度驾驶。去年 3 月份,宝马的 i Venture 部门给这个缩写 DD 的公司投资了 1610 万美元,用来研发轮毂电机。测试车上用版本,大概率就是它们家用上了 “ 双转子 ” 设计的新款电机。这个电机的设计非常精简,只由内外两个转子加上中间的定子构成,一个转子负责低速时候的高扭矩,另一个管高速时的高转速。明明没有变速箱,却有着类似别家电机两档变速的能力。和现代的系统一对比就能看到,它就是小小的一个很可爱。看着就很简单可靠有没有。而为了提高电机的性能, DD 还在这个电机的定子上采用了分布式绕组。相比常见的集中式绕组,它看起来明显更加复杂,但也换来了更强的性能和更高的效率。并且为了减重, DD 完全放弃了现代那样物理的刹车系统,完全采用了我们提过的 “ 赛博刹车 ” 也就是电机制动,把轮毂电机的重量控制在了 35 公斤上下。根据 DD 自己的说法,用上这套系统的车,重量相比采用传统刹车系统其实没啥变化。又简单,又轻, DD 这么一套设计下来的结果就是,只要能给这些个轮毂电机供上电,它们几乎可以装在任何车型上。单个车轮的功率从 100 多到 250 kW 不等,车企可以按需选择。至于价格嘛从它搭载的车型:宝马 M 部门专属车型上也能大概猜到,应该是不会太便宜。但 DD 也在电机的介绍信息里说了,它们采用了更少的稀土材料来节约成本。等之后产量拉起来,或者出个性能没那么强的版本,价格肯定还能再往下走走。并且不只是宝马,像是奔驰和比亚迪此前也都有传出过消息,正在研发和投资轮毂电机有关的技术。我感觉就算是新手司机也能随便搞定侧方停车的时代,可能真的要来了。感觉油车和电车之间的距离,真的要变得越来越大了呢。 ... PC版: 手机版:

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为什么大部分电车的轮毂都比油车的更封闭,难道电车的刹车不需要散热吗,不怕极端情况热衰减造成危险吗? Will.liu的回答 全封闭的轮毂有两种作用,一种是遮丑,一种是节能。 当轮毂封闭了,自然就看不到刹车盘生锈了。 其实对于新能源车,已经不止一个消费者投诉自家的新能源车,开一段时间后刹车盘生锈严重,而之前开的燃油车就没出现这种状况,问是不是质量问题之类的。 为什么刹车盘生锈,就是因为新能源车100%都带能量回收,而能量回收就100%带制动功能,比如CRBS,无论是轻踩刹车还是松电门滑行,电机反向扭矩产生电制动力,而不用燃油车的那套摩擦刹车系统。 所以开启了动能回收后,新能源车的刹车片磨损非常轻微,在潮湿天气下,长期不用的刹车盘就容易生锈。有些新能源车企为了美观,会提供除锈功能…… 另外,这种封闭轮毂就是为了节能了。 和隐形门把手,流媒体后视镜一样,封闭轮毂比普通的轮毂风阻更小。 为啥新能源车这么在乎风阻,一个是因为电机在高速上的输出效率不仅没有发动机提升那么高,相反还降低了。 一般电机的高效输出区间是40-70公里/小时,能够有95%的效率。到了120公里/小时,效率反而会下降到90%,加上还要匀一部分功率给高负荷的电池/电机散热,输出效率可能只有85%。最后加上风阻随速度的大幅增加,所以靠电机驱动的车辆,高速能耗对比城市能耗上升明显。 而发动机在中低速的时候,只有20%的效率甚至还不到,而到了120公里/小时,好的发动机输出效率反而可以到38%左右,这个不仅抵销了高速风阻的提升,还有盈余,所以发动机的高速能耗对比城市路况会下降明显。 新能源车的风阻会明显影响续航,导致了新能源车的设计上,必须要尽可能降低风阻。加上电车的动能回收,制动系统的摩擦生热实际对比燃油车是大幅减少的,所以轮胎摩擦制动系统的散热是可以作为次一级影响来设计的。 当然,封闭轮毂对于一些动力非常强劲的纯电车,对于那些不喜欢单踏板模式的驾驶者来说也是不适合的。因为速度快了,加速度强了,深踩刹车的几率变多了,散热还是需要考虑的,否则也容易出现风火轮的情况了。 via 知乎热榜 (author: Will.liu)

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传说中便宜的Model 2:终于要来了

传说中便宜的Model 2:终于要来了 就连传了这么久的平价车型 Model 2 ( 也有叫 Model Q 的 )也有了新消息。今天一早,特斯拉发了去年四季度的财报。在财报电话会议上,老马掏了一把心窝子,把大家最关注的问题都答了个遍。咱一个一个来看哈。首先,是特斯拉有惊无险地完成了 180 万辆的销量目标。在去年,特斯拉一共交付 181 万辆,相比前一年交付的 131 万辆,增加了 38% 。尤其是当家车型 Model Y 的卖爆,这款车在 2023 年销量超过 120 万辆,就是说一个月能卖出 10 万台。之前,全球销冠的位置长期被丰田油车占领着,像 2022 年卖得最好的是卡罗拉,一共卖了 112 万辆。现在,特斯拉用一款电车打破了这个记录,关键售价还是人卡罗拉的两倍。而且 Model Y 的成功不仅是在中国,它在国外的销量是国内的 1.6 倍,从这点看,电动化在国外也开始加速了。不过,即便卖的这么好,特斯拉挣钱速度却是越来越慢了。上个季度,特斯拉的利润暴跌了 40% ,毛利率降到了 17.6% ,是这两年最低的。要知道特斯拉基本算是全球利润率最高的车企,之前他家毛利率高的时候,能到 30% 。和那时候比,现在已经掉了一大截。去年,也是特斯拉最近七年里第一次全年利润下滑。车卖得多了,毛利却变低,不用多说,这和特斯拉的大降价脱不了干系。2023 年,卷到飞起的汽车价格战,第一个带头的可就是特斯拉。而且不仅在中国,它在美国、法国、丹麦等地都在疯狂降价促销。可以说是没有最便宜,只有更便宜。这不,2024 一开年,特斯拉在中国就又降了 1-2 万,还包括去年刚改款的 Model 3 焕新版。不过不少人觉得,同行们都已经卷这样了,特斯拉这波力度不够,还有降价的空间。反正我们编辑部里准备买特斯拉的同事,是准备当个等等党了,因为他觉得特斯拉今年大概率会再降。撇开降价的老车,他们刚出来的 Cybertruck 也不太顺。马斯克当年拼死拼活,甚至睡到工厂,只为解决 Model 3 的产能地狱。谁能想到,现在 Cybertruck 又让特斯拉陷入了产能地狱,老马直接说他快要又睡在工厂里了。之前,特斯拉对 Cybertruck 的产能预估是一年 12.5 万辆。但现在他们觉得这玩意儿造着太复杂,原先的指标完不成了。甚至有分析师给出了预测, Cybertruck 在 2024 年上半年只能生产 1 万辆左右。搞这么慢,确实是这车里新东西不少。比如它的 4680 电池,大圆柱、干法电极这些都是之前没有人做过的,前些年良品率一直是提不上去。实在没辙了,只能在最开始的版本上做了一些制造工艺上的妥协。根据晚点的报道,为了提高 4680 产量,特斯拉打算从中国电池厂里买一些正极极卷,运到美国作为电池原料。但是这种做法更多是无奈之举,因为正极极卷作为电池生产中的一种原材料,运输要求很高,而且不能单独存放很久,都得走空运。正常来说,一般电池大厂都是卖电芯,正极本来就是电芯的一个部分,不会单独拿出来卖。就跟你去饭馆里要找后厨买块肉一样,人家肯定不能干。所以现在特斯拉先找二线电池厂碰碰,看看生意能不能这么做,但具体怎么买,买多少,还不好说。现在看来,特斯拉手里握着的超过 200 万的 Cybertruck 订单,还得好几年才能交完。国内关注这车的小伙伴也别纠结,因为行人保护法规的原因,这车一时半会儿是进不了中国市场的。除了上面这些有点难搞的事儿,特斯拉还是有一些好消息值得说说。比较亮眼的就是储能业务了, 2023 年,特斯拉储能装机总量达到了 14.7 GWh ,是 2022 年的两倍以上,利润更是几乎翻了四倍。而且马斯克估计, 2024 年这一块的产能还会从 20 GWh 增至 40 GWh 。老马不止一次说过,储能业务的收入增长率将超过汽车业务。特斯拉储能业务也没咋进中国,但是储能这个方向,咱国内车企也没有落下。据我所知,比亚迪就在积极部署这一块。此外,特斯拉的新车也有了进展。在大伙儿非常关心的下一代电动车也就是更便宜的 “ Model 2 ” 上,老马终于放料了。之前有各种关于这款车的消息被曝出来,售价 2.5 万美元左右,代号 “ Redwood ” 等等。这次,马斯克没说什么具体信息,但他表态了:2024 年会专心工作在下一代低价车型的推出上,目标在2025 年量产。图为外媒假想图对于这款车,他的期待也很高,甚至说 “ 相信特斯拉下一波增长浪潮将由下一代汽车平台启动 ” 。有一说一,从抢市场的角度来看,特斯拉这款车早就该推出来了。Model 3/Y 本来已经当上了紧凑型车的标杆,如果特斯拉在 3/Y 之后立马顺势整一个,这连环杀手锏可不是把大伙儿抓得牢牢的。但它偏偏去整了个贼不好弄的 Cybertruck ,然后马斯克还去收购推特,打造他的 X 平台。结果 Cybertruck 难产,X 也把老马死死拽住。现在终于想起来,要搞搞大伙儿买得起的车了。而从这次特斯拉的财报整体来看,虽然数据没那么漂亮,但特斯拉的地位还是在的。别的不说,特斯拉去年全年研发费用到了历史新高,大概是 284 亿人民币,这相当于多家造车新势力研发费用之和。不过大伙儿也看得见,现在的电车市场已经比 Model 3/Y 刚推出来那会儿,卷得不知道到哪里去了。国内车企几乎在每个细分市场,都疯狂推新品。等 Model 2 再出来,市场的竞争激烈程度只会有增无减。再说了,我们的车企也在往外走,去年中国成为了全球最大出口国,电车出海增长得贼拉猛。连马斯克都在财报会议上称赞中国车企,说如果没有关税和贸易壁垒,咱这帮人会摧毁大部分其他汽车公司。看人家这话说的,脖子哥是非常赞同。就怕特斯拉自己的车,多少也会被伤到。到时候 Model 2 能不能把实现他们制定的目标,真的不好说咯。 ... PC版: 手机版:

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科学家制成“世界上最纯净的硅” 量子计算机真的要来了吗?

科学家制成“世界上最纯净的硅” 量子计算机真的要来了吗? (来源:《自然?通讯材料》官网截图)尽管量子计算领域的研究成果往往晦涩难懂,但量子计算机和量子这个概念却在生活中频繁出现(比如名梗:遇事不决量子力学)。那么,量子计算究竟是什么?量子计算机真的可能实现吗?有没有可能用生活中的概念去尝试理解它们?为了让大家对量子计算有一个初步的了解,我们这里尽可能地以通俗化、具象化的语言来跟大家聊聊量子计算的那些三五事儿。量子计算(机)究竟是解决什么问题的?与经典计算不同,量子计算遵循量子力学规律,它是能突破经典算力瓶颈的新型计算模式。量子计算机以量子比特为基本运算单元,所谓的量子比特,是与经典比特作为区分。量子计算的发展历程(来源:国际商业机器公司 IBM)以上句子看起来很难理解,我们这里逐句拆解进行讲述。量子计算,看到对于这种冠有“量子”title 的名词,我们很难不将其与量子力学联系起来。自然而然,这种基于量子力学原理的计算方式与传统的经典计算有着本质的不同。具体来说,在经典计算中,信息是通过二进制数字(bits)来表示的,这种二进制数字或为 0 或为 1,类似一个只有开和关两个状态的“开关”。然而,量子计算打破了这一传统,信息是通过另一种方式即量子比特(qubits)来表示的,这种量子比特可以同时处于 0 和 1 的状态,也就是一种叠加态(这里可以参考薛定谔老先生那只既死又活的神奇猫咪)。除此之外,量子比特之间还可以存在某种特殊的关联,称为量子纠缠,这更类似一个可以处于多个状态的“开关旋钮”。经典信息(左)与量子信息(右)(来源:本源量子)凭借其独特的特性,量子计算机便能够利用量子比特进行计算,并且计算能力可以实现指数级爆炸式增长(这是因为 r 个量子比特可以承载 2r 个状态的叠加态,从而在每次计算中实现 2r 倍的计算量。相比之下,经典计算机需要 2r 个经典比特才能实现同样的算力)。因此量子比特在计算某些特定数学问题方面更胜一筹,这就意味着量子计算机可以纵横并重塑各个领域,突破目前阻碍任何涉及量子力学的极限。量子计算机是否可以实现?要想实现量子计算,目前主流的技术路线包括超导、离子阱、半导体、光学、量子拓扑等(其中,超导和离子阱的发展最为迅速)。目前来看,每种技术路线都有其优缺点,尚未有哪种路线能够完全满足实用化的要求。实现量子计算的主要技术路线(来源:《2023 全球量子计算产业发展展望》)量子计算机利用量子比代替传统计算机中的二进制比特,通过量子叠加和量子纠缠实现计算能力的飞跃。量子计算机的概念最早可以追溯到 20 世纪 80 年代,美国物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)提出了利用量子系统模拟其他量子系统的想法。1994 年,美国计算机科学家彼得·秀尔(Peter Shor)提出了一个量子算法,能够高效地分解大数,这一算法展示了量子计算机在解决特定问题上具有潜在优势。量子计算机的发展历程 (来源:日经中文网)进入 21 世纪以来,量子计算机的研制已成为全球科技前沿的重大挑战之一。国际商业机器公司(IBM)、谷歌(Google)、英特尔(Intel)等国际知名科技公司以及多所大学都在量子计算领域投入了大量资源。2019 年,美国谷歌公司研制出 53 个量子比特的计算机“悬铃木”,在全球首次实现量子优越性,他们宣称实现了“量子霸权”(量子处理器在特定任务上的表现超过了当时最先进的经典超级计算机)。值得注意的是,中国在量子计算领域也取得了重大进展。2020 年,中国科学技术大学潘建伟院士团队构建了 76 个光子的量子计算原型机“九章”,使中国成为全球第二个实现量子优越性的国家。2021 年,潘建伟院士团队及合作者成功研制了 113 个光子的“九章二号”和 66 比特的“祖冲之二号”量子计算原型机,使中国成为在光学和超导两条技术路线上都实现量子优越性的国家。2023 年,潘建伟院士团队及合作者又成功构建了 255 个光子的量子计算机原型机“九章三号”,在求解特定数学问题时,比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍,比“九章二号”速度提升了一百万倍。可以说,中国在量子计算领域已处于国际领先地位。“超纯硅”具体是怎么回事?硅是一种常见的半导体材料,广泛应用于现代电子技术中。硅基量子计算是量子计算领域的一个重要分支,它利用硅材料的特性来实现量子比特的存储和操作。具体来说,在硅基量子计算中,硅中的电子可以被限制在微小的区域内,形成所谓的量子点。这些量子点可以作为量子比特,用于存储和处理量子信息。硅基量子计算具有许多潜在的优势,包括与现有半导体工艺的兼容性(指的是其绝大多数工艺与传统的半导体工艺兼容,易于和半导体行业对接)、较长的相干时间(指的是量子比特保持其量子特性的时间)以及可扩展性(增加量子比特数目,以实现大规模量子计算),这使得它们更适合于量子计算。硅量子计算登上《自然》封面 。图片来源:《自然》杂志在经典计算抑或是量子计算,都需要具有规则晶体结构的高纯度硅,这是因为非晶硅充满悬空键、氧分子和其他杂质,导致其电性能不佳。然而,从自然界中直接提取的硅存在一个不可忽视的问题,即它包含三种稳定的同位素:硅-28(28Si)、硅-29(29Si)和硅-30(30Si)。其中,硅-29 约占硅的 4.68% ,其原子核携带非零核自旋,会通过偶极相互作用对用于编码量子比特的电子自旋造成干扰。而硅-30 仅占硅的 3.09% ,含量少且电子自旋与核自旋之间的相互作用较大。这使得只有硅-28 被认为是较为理想且纯净的量子计算材料。因此,尽可能减少硅-29 和硅-30 的影响是提升量子计算性能的关键。为了解决这一问题,研究团队利用聚焦离子束技术,从一种名叫 P-NAME 聚焦离子束系统中将一束聚焦且高速的纯硅-28 离子射向硅片,通过植入硅-28 来消耗自然硅中的硅-29 ,从而将硅-29 的比例从 4.68% 最高降至0.00023%(2.3ppm),将-30 的比例从3.09%最高降至0.00006%(0.6ppm)。随后,他们通过两步退火工艺,将植入后的非晶态重新结晶,恢复了硅片的晶体结构。该技术不仅能实现这种极端的硅-28 富集,还避免引入可能干扰量子比特的其他杂质。聚焦离子束同位素富集 Si-28 原理图(来源:《自然·通讯材料》杂志)为了验证植入效果,研究者们采用了纳米级二次离子质谱(NanoSIMS)分析(这是一种能够精确测量样品中不同同位素比例的技术)。通过分析发现,研究者们确认了植入区域中硅-29 的残留浓度显著降低,并且没有引入额外的杂质,如碳(C)和氧(O)等。此外,透射电子显微镜(TEM)分析进一步证实了植入体积的非晶态特性以及退火后的单晶相外延再结晶。这些结果表明,通过聚焦离子束技术可以在硅晶片中实现高纯度的硅-28 富集区域,为量子比特的稳定性提供了保障。这种技术制造的“超纯硅”有望在新材料设计、人工智能、能源存储以及物流制造等领域为整个社会带来革命性变革。该项目的联合导师、墨尔本大学的戴维-贾米森(David Jamieson)教授表示,他们下一步将证明该种材料能够同时维持许多量子比特的量子相干性。“悟源”系列超导量子计算机(来源:本源量子)这项杰出的工作不仅向人们展示了科学界在量子材料制备领域的进步,也为量子计算的实用化和规模化铺平了道路。随着量子技术的不断... PC版: 手机版:

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