科学家研发高效节能设备，汽车节油量最高达329L100km

当下，世界范围内的汽车数量不断增多，加剧了燃油资源、环境污染以及人们出行需求等方面的矛盾。

一直以来，人们不断地探索可替代的再生资源。但不可忽视的是，太阳能、风能等能源具有自身的局限性和不确定性，制约着它们目前尚不能被大规模地应用。

为提高汽车的燃油效率，中国科学院深圳先进技术研究院与北京璞墨科技有限公司、南京师范大学团队合作，设计了一种基于共振原理的高效节油设备。

这是一款可实现节油的外挂型节能设备，并能够用于物流企业、运输车队、个体车主等。

为检测该节油器的性能，研究人员将它在主流品牌车辆进行测试。根据节油效率结果，在 1500-3500km 的测试区间，主流品牌车辆的燃油效率都获得了 6.15%-11.16% 的有效提升。

从节油量来看，以 100km 为单位最多可节省 3.29L，具有较高的可靠性。

与此同时，他们还通过设计原理的理论分析得出结论：在一定的适应周期后，节油效率将逐步提高，最终实现稳定最佳值。

近日，相关论文以《基于共振原理的节油器设计及应用》（Design and Application of Fuel Saver Based on Resonance Principle）为题，发表在由中国科学院深圳先进技术研究院、科学出版社主办的 Journal of Integration Technology[1]。

图丨相关论文（来源：Journal of Integration Technology）

那么，如何实现提高燃料燃烧效率、减小燃料损失，实现节省燃料的呢？

根据该论文，研究人员重点集中在燃料的粒子层面，通过波能和共振原理提出一种脉冲技术和自矢量复位技术，从而产生特定的波形，减小燃料分子之间的黏性。

需要了解的是，利用共振原理的必要条件是，最大限度地提高燃料粒子晶格结构强烈振动时的振幅。

在该研究中，通过将燃料粒子多方向向量结构重置成单一向量结构，来去除金属表面累积的电荷，以此提高晶格结构强烈振动的大小。

（来源：Journal of Integration Technology）

研究人员在对影响粒子自旋的因素分析后，设计出一种特定的能量波进行自旋操控，利用电磁场对粒子的自旋状态进行控制。

为增强粒子的自旋矢量，在经过对原子振动方向的基本改造后，该课题组利用向底层原子内的粒子赋予强大的能量。这样，新形成的定向粒子能够在不需要外部能源供应的条件下长期维持。

通过这种特定频率的复合振动波传递波能，引起燃油、金属部件和整车的各类分子所携带的电子运动状态由振动转变为旋转，使摩擦引力的效果降低，汽车燃料消耗减少，最终实现节油的效果。

（来源：Journal of Integration Technology）

在这种新方法中，研究人员构建了对重型载重卡车的波能节油系统，包括控制主机和波能发射器。

该系统利用震动波干涉整车，尤其是燃油与动力系统中特定分子的电子，能够产生以下三方面的效果：

第一，降低燃油分子之间的黏性；第二，改善整车中关键部件间的摩擦力；第三，减少整车和外界的阻力，从而实现节省燃油、改善驾乘的目标。

总体来说，该团队提出一种基于波能和共振原理的节能方法，在不改变车辆发动机和整车设计的前提下，使用外置设备产生能量波，让车辆节油成为可能。

同类研究的重点往往集中在内燃机改进、燃料替换，以及基于发动机物理构造改进或提升的节油器。

与之不同，研究人员基于对燃料损耗及燃烧效率低的研究，提出在燃料的基本粒子层面对结构进行改造的方案，设计并产生特定波形，利用降低燃料分子之间的黏性，来提高内燃机的燃烧效率，最终减少汽车燃油消耗实现节油。

以这种创新方法为准则，该课题组开发了基于共振原理的节油器。据相关资料，节油率在 5% 以上的节油器即具有良好的市场号召力。在该研究中，节油器所能达到的最高节油率为 11.16%。

此外，该技术不局限于应用在包括汽车、火车、轮船、航空等在内的运输行业，还有望通过对能量波应用的深入研究，在更广泛的半导体、生物、医疗等领域具有应用潜力。

参考资料：

1.Qu LX,Luo W,Shao J,et al.Design and application of fuel saver based on resonance principle [J].Journal of Integration Technology,2024,13(1):19-29. DOI:10.12146/j.issn.2095-3135.20230703001

运营/排版：何晨龙

“聪明的车”加快驶入居民生活 深圳自动驾驶开放近千公里 车路云一体化应用提速

位于深圳坪山区的湾区智能网联试验场。 深圳特区报记者 耿超逸 摄

深圳新闻网2024年7月15日讯（深圳特区报记者 方慕冰）车辆在“智慧的路”上驰骋，车路协同系统预判到车流量，即将变红的信号灯，巧妙地延时转绿，让人不禁感叹，灯也会等车了……近日，“车等灯”到“灯等车”的画面在深圳从科幻照进现实。

记者连日来采访发现，自动驾驶小巴从高铁站开出、无人配送车试点运营、无人驾驶环卫车上岗作业……随着应用场景全面开花，智能网联汽车正加快“驶入”普通居民生活。作为国家智能网联汽车“车路云一体化”应用试点城市，深圳部分区域已开放智能网联乘用车“车内无人”商业化试点，车路协同在行政区全域加速落地，智能网联汽车测试道路开放近千公里，整个上下游产业链生机盎然。

给车和路装上“眼睛”和“嘴巴”

“您已进入测试路段，前方有行人请注意……”近日，记者来到位于深圳坪山区的湾区智能网联试验场，在测试车辆上感受深圳车路云一体化最新发展情况。

一辆普通的比亚迪电车，一个看似简单的平板，却能通过雷达感知及算法运作，以三维建模形式展现周边车辆及整体路况，画面中一条淡蓝色的“水波”提示着行驶路线，根据信号灯、行人和来车提前预警驾驶员，在远程驾驶和自动驾驶时确保行车安全。

车路云一体化是什么？面对记者的疑惑，深圳坪山智能网联交通测试示范平台网络运维工程师梁帮帮说，通过先进的信息技术将车辆与道路基础设施紧密连接起来，实现信息的全面共享和处理及全局协同感知、决策与控制。

“高科技藏在路边的设备里。”他指着路灯杆上安装的路侧单元说，这些摄像头、毫米波雷达、激光雷达等，能给车和路装上“眼睛”和“嘴巴”，“告诉”你的车前面所通过道路及周边的情况，不仅可以辅助自动驾驶，为智能网联车辆提供实时交通信息，还能为缓解交通拥堵提供新的解决方案。

“过去只有单车智能，但只能看到前方200米内或周边情况，当遇到超视距或者视野盲区等情况，就有很大风险，但车路协同能让路面上行驶的所有汽车都更安全智能。”在试验场的后台控制大厅里，深圳市湾区智联技术服务有限公司测试服务部部长李德海表示，如果说单车智能是车辆“个人智慧”，车路协同就是“群策群力”，实现面上对车辆的管控和调度能力。

中国工程院院士、清华大学教授李骏认为，单车智能可以通过发挥“车路云一体化”的优势，将未知场景转化为已知场景，进一步提升自动驾驶汽车驾驶性能和自动驾驶安全性。同时，“车路云一体化”系统提供数据规模和数据类型，通过获取路侧场景数据，对车端数据形成有力补充，开发出更高质量的自动驾驶人工智能模型。

城市级车路协同率先突破

事实上，随着智能网联汽车产业发展飞速，深圳早就抢占新质生产力发展先机。

“聪明的车”方面，深圳已初步实现了功能型无人车常态化、多元化场景运营试点。仅以坪山区为例，累计开通近40条无人配送车示范线路，已有46辆无人配送车获批上路，开展城市配送服务。今年2月，龙华首个自动配送车公开道路测试试点启动，测试首先在大浪时尚小镇周边道路展开，龙华市民有望用上自动配送车提供的30分钟生鲜食杂送达服务。

“智慧的路”方面，在比亚迪路和坪山大道南段，这里已完成13个路口的改造，挂载了60台网联摄像机、11台鱼眼相机，14台毫米波雷达，5套RSU路侧设备以及6台综合数据仓。随着近日全市智能网联汽车道路测试与示范应用第六批开放道路的推出，截至目前，深圳自动驾驶开放道路里程已达到944公里，其中包括高快速道路67公里。其中，坪山区自动驾驶全域开放道路达440公里，当中包含143个智能化的入口的改造，以及6大类80多个智能网联汽车的场景。通过这些场景以及智能网联汽车的监测平台，可以实时地对通行的车辆进行监测，确保周边居民出行安全。

坪山区发展和改革局党组书记、局长黄堃表示，今年坪山区将完成车路云一体化项目基础设施的主体建设，加强与整车及前、后装终端企业在车路协同自动驾驶等领域的合作，推动首批有条件自动驾驶车辆量产、上路、运营，深度开发利用车联网数据，打造城市级车路协同商业化应用场景。

深圳“车路云一体化”版图正在不断扩大。市交通局有关负责人说，在坪山建设成为深圳车路云网图先行示范区后，将逐步向其他区域拓展。在建设周期上，分为三个阶段分步实施，第一阶段以坪山区、宝安区、南山区全域为基础，第二阶段向福田全域、罗湖区、深汕特别合作区、龙华区、龙岗区和光明区等区域拓展，第三阶段向盐田区和大鹏新区拓展，实现试点全域覆盖。

深企抢跑新赛道

车路云一体化，正在打开一个全新的赛道，众多上下游企业，争抢这一万亿级的风口。

深企已然占得先机。目前，深圳智能网联汽车相关企业近460家，基本形成覆盖车路云上下游环节的智能网联汽车产业生态，包括比亚迪、华为等一批领军企业。今年前5个月，仅坪山区新能源和智能网联汽车规上企业总产值超1200亿元。

记者调研中发现，去年7月，比亚迪集团不仅获全国首张高快速路有条件自动驾驶（L3级）测试牌照，还在坪山区的智能网联改造中负责建设22个路口及8个路段，通过部署路侧RSU、网联摄像机、毫米波雷达等，运用算法实现路口及路段的全方位交通态势感知，可实现近60个V2X场景的预警。

负责路口建设的硬件企业不止比亚迪一家。深圳市金溢科技股份有限公司负责坪山81个路口的建设，首创“摄像机+雷达+射频”多源融合感知，具备全域、全时、全量交通感知能力。

“强大的云”方面，深企深度参与。深圳市四维图新科技有限公司提供一套集数据引擎、空间服务为一体的专网地图服务平台，以支撑各业务系统对地图服务的需求，同时采集高精度地图，能够满足自动驾驶汽车在行驶过程中多种需要，并对135个路口和比亚迪路进行三维重建，生成静态场景环境。

“试点联合体成立代表转入汽车生产制造和应用层面，特别是9家使用主体企业的加入，意味着智联网联汽车逐步转入应用端。”深圳市都市交通规划设计研究院副院长董威说，“深圳具有天然的优势，可以发挥百度、腾讯等科技企业的带头作用，把企业过去在智能网联汽车、智能化训练中积累下来的丰富数据和经验，加快运用在车路协同的商业化应用上。”

（深圳特区报）

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