未来汽车之设想

频道：电子科技日期：2022-05-16 00:21:31 浏览：1240

　　汽车作为工业领域的龙头企业，带动了诸多行业的发展。反之，其他行业的发展，尤其是新技术的出现，也促进了汽车产业和技术的发展，甚至革命性的发展。

　　近几年，甚至近十几年来，汽车工业，特别是汽车技术方面，各种制造工艺、汽车整车、零部件技术已经日臻成熟，个企业之间，各个地域之间，汽车工业技术之间的差异化已经逐渐缩小，甚至这种差异日渐消失。

　　汽车企业之间所保持的技术优势逐渐消失，离开汽车本身技术方面的竞争，汽车企业之间只能限于资源整合、成本控制及营销方面的竞争。

　　然而，作者认为，这种技术之外的竞争，受外部环境因素较大，而且，伴随着如今信息化程度的提高，这种非技术性的竞争，也将象传统汽车技术竞争一样，将趋于同质化，企业之间，相同产品，差别很难体现，竞争力难以体现。

　　当然，不可否认，在非技术领域之外的竞争，也出现了一些新的创新模式，诸如借助信息化环境，提高情报信息整合，加强营销主动出击等手段，来提高汽车企业竞争力。然而，这些提升毕竟有限。就如同汽车工业技术领域，技术发展并未停止，在一些细分领域，仍不时涌现出一些新的技术。但是，这些技术进步，并不能改变整个传统汽车工业发展到遇到瓶颈这一现实。

　　当初繁华热闹的汽车城底特律，如今据闻黯然萧瑟；曾经辉煌无比的通用、福特，如今都曾遭遇破产的尴尬境地。

　　我国汽车工业自50年代引进前苏联车型，经历一段时间的自主，后来自改革开放后，以市场换技术，引进几乎所有世界汽车品牌，后来到上世纪90年代，随着汽车市场的繁荣，一批本着打破汽车神话的自主品牌创立并发展起来。如今，我们今天已经可以制造出世界一流的汽车，自主品牌也呈现百花齐放的态势，但是，不可否认的现实是，我们如今的汽车工业的发展，除了自身的艰苦奋斗，一批人的勤劳苦干之外，很大程度上是因为传统汽车工业方面，已经没有技术秘密可言，技术都趋同同质化，即使我们都是跟在其他世界汽车巨头后面发展，但是仍然有可能和这些巨头在技术上不相上下，甚至某些领域可以一决高下。

　　放眼国外汽车工业，汽车工业已经是夕阳产业的说法已经众所周知。国内，得益于近年来经济的快速发展，汽车消费的持续需求，使得中国已经成为世界第一大汽车市场，因此，在中国，汽车工业仍还如日中天，仍处于不断扩大的趋势。

　　虽然近几年，一者因为汽车企业产能不断的扩大，二来因为总体经济增速放缓，汽车工业市场已经不再像十年前那般井喷蔚为壮观，但是总的说来，因为潜在的汽车消费需求仍然存在，而且，近来，家庭升级换车和第二辆车需求也有增长的趋势，因此，可以预见在将来的5至10年左右，汽车工业可能仍处在慢速增长的阶段。

　　然而，即便如日中天，也不可避免的引来夕阳西下的时候，如上所言，即便将来几年里，汽车工业还处在增长阶段，但是增速毕竟放缓，甚至停止增长，只是持平。

　　因此，综上所言，传统汽车工业，如果不能有所突破性的革命，不可避免的将走向如今发达国家汽车工业所面临的境地，逐渐萎缩。

　　作者认为，汽车工业突破性的革命，只能是技术上出现突破性的技术，以此重建汽车工业所固有的发展模式，这样才能带来汽车工业的新生。

　　于我国汽车工业，由于目前技术的同质化，在新的技术面前，我们将和世界汽车巨头站在同一起跑线上，这将是我们取得领先的好机会。

　　在作者看来，以下三个方面将是未来汽车技术乃至整个汽车工业取得突破性革命的主要方向。这三个方面分别是新能源，新材料和电子化技术的应用。

　　一，新能源全面应用。1886年1月29日，两位德国人朱卡尔·木茨和戈特利布·戴姆乐获得世界上第一辆汽车的专利权，标志着世界上第一辆汽车诞生。自那时起，内燃机一直做为汽车的主要动力来源。石化燃料主宰着汽车动力源。由此而发展起来的动力总成，为世界上绝多数的汽车提供动力。虽然历经演变和不断的完善，不论做为汽车发动机是柴油机还是汽油机，变速箱是自动变速箱还是手动变速箱。其主要驱动力产生，都是由石化燃料在发动机缸内燃烧，膨胀做工，带动曲轴转动，通过传动装置输入至变速箱，然后经过齿轮改变速比，降速增扭，然后再通过半轴将扭矩传递给车轮，以此驱动汽车。

　　而新能源汽车，主要以电动汽车为代表，因为电机技术及电控技术的发展，将电力直接驱动车轮成为可能，这将彻底颠覆传统汽车以机械传动为主的驱动系。因此更加高效的能量转换和驱动传动，更加便捷和细腻的驱动控制，能给驾驶者带来更为全面地驾驶体验。而且，由于，因此将使整车动力系易于监控，使得主动安全技术能有更大的实施空间，从而提高整车的安全性能。

　　在目前种种新能源车类型中，诸如混合动力，纯电动汽车及其它类型的汽/柴油替代燃料类型等新能源汽车中，作者认为，纯电动汽车将是未来汽车的主要选择。当然，作为纯电动汽车的主要动力源，又有各种蓄电池、超级电容、燃料电池等。

　　对于混合动力，作者认为其只是作为传统内燃机向纯电动车的一个过渡产品。它既弥补了目前纯电动车里程不足，动力不够的缺点，又弥补了目前石化燃料发动机汽车带来的排放问题。但是从另一方面看，它没有完全解决排放问题，也不能完全像传统汽车那样提供充沛的动力，而且，在一辆车内布置两套动力系统，增加了整车技术难度，带来可靠性不高，而且成本居高不小的缺点。因此，作者认为随着纯电动车续航里程的增加和高效电机的推出，混合动力汽车必然退出历史舞台。

　　作者之所以看好纯电动汽车，基于以下几点：

　　1）动力源：能量电量来源丰富；煤电、风力电、潮汐、太阳能、核电等，都可以作为电力的来源。虽然煤炭等石化燃料面临萎缩和环保的问题，核电面临安全问题，潮汐、太阳能等受环境制约较大，但是这些问题随着技术的提升，一方面自身的问题可能得以减少，效能等得以提升，另一方面，新型能源还不断在涌现，也能弥补这方面的不足。

　　2）环保：虽然电力产生也会带来污染，但是因为电力可以集中产生，并且来源广泛，对于电力产生时的污染，可以进行集中处理。而不是像传统汽车那样边使用，边污染，分散，不易控制，成本高；

　　3）易于未来汽车的发展，以电力为驱动，使得整车电源获得更为便捷，控制系统及传动系统更易于实现电气电子数字化，便于传感器的介入，易于获得实时数据；实现整车状态可检测、可主动介入；对于安全等性能都有很大的扩展空间。

　　在众多的纯电池汽车中，在作者看来，将来燃料电池（Fuel Cell）汽车将有可能是未来汽车的主要动力源。作者的判断依据几下几点：

　　相比较目前各种蓄电池，诸如铅酸电池，锂电池等，毕竟存在容量有限，续航里程不足的问题，这也是目前诸多电动汽车消费者比较看重的问题。要提高续航里程，不得不提高电池容量，这又不得不增加电池体积，使整车重量上升，部分能源抵耗在了车辆自重问题上。而燃料电池，氢气可以借鉴部分目前液化气助力内燃机汽车做法，更换方便，便于提升汽车续航里程。消费者不用担心电量耗尽不得不花上几个小时甚至十几个小时的充电过程；

　　作为能量产生燃料的氢气来源广泛，易于大规模的利用。而且，燃料电池排放最终为水及热量（需要详细一点的燃料电池描述于此）

　　目前已经有燃料电池商用的例子，在技术上，燃料电池技术实现可能性比较大。

　　当然，燃料电池汽车的广泛应用，还面临着诸多挑战。氢气来源虽然广泛，但是目前提纯氢气的成本还比较高，而且本身氢气的提纯也需要大量的电源等能量，其最终能量转化效率还存在疑问。（需要详细一点的燃料电池描述于此）

　　二，新型材料的广泛应用。近几十年来，随着新材料的不断涌现，其在工业上的应用越来越普及。新型材料的应用，使得将来的产品更为轻便、安全或环保，或兼而有之。新型材料所特有的性能，也使得现代产品的实现工艺更为多样化。

　　新型材料在汽车工业领域的应用更为突出。首先，新型材料可以替代某些资源濒临枯竭的材料。从而使得其应用局限性得以打破，使之更为广泛的应用于汽车产品；其次，改良材料的应用。改良材料，也是因为材料结构或其性能本身发生改变，从而避免过去该材料的某些缺点，或是性能的大幅提升；再有是随着新型材料的诞生，其本身性能所带来的新的应用，能给汽车产品增加更多新特性。

　　笔者认为，新型材料应用的最大变化在于两个方面。一，因为新材料本身的特性，其将影响传统汽车的制造工艺，使得传统汽车制造工艺发生翻天覆地的变化。诸如新型材料的涌现，将使得3D打印产品的性能更加完善，使用领域也更为广泛。这将改变传统汽车的制造工艺，使得某些，诸如不够环保，或者成本高昂，或者成品率低下的某些工艺得以被取代。还有，诸如各种不断涌现的复合材料，很可能逐步取代过去全钢铁压制成型的工艺。传统制造工艺的全面进步或者是颠覆，可能带来汽车产业布局的重新洗牌。3D打印等为代表的新型工艺，使得将来个性化产品的比列进一步扩大。过去大批量成规模的，然而产品趋于雷同的生产模式，将得以改变。

　　由于新型材料应用的而带来的另一个显著的变化，笔者认为，将会是在汽车设计过程中的彻底颠覆。

　　首先，因为新型材料的固有特性，使得我们在设计新的汽车产品时，必须考虑如何将新型材料应用到我们的汽车产品中，使之发挥最大经济价值，优良性能得以充分实现。这可能使得我们的设计过程，将不同于以往传统汽车的设计过程。

　　其次，因为新型材料提供了丰富的性能选择。使得传统汽车的构造，诸如空间布置、各个系统的设计等，都可能发生翻天覆地的变化。再加之新能源和电子技术的全面应用，可能使得将来汽车构造的设计完全不同于传统汽车的构造。空间更大、更安全、更舒适、更多功能、性能更优越、更为经济环保的设计，很多时候在传统汽车可能看来是鱼翅熊掌不可兼得，但是在将来汽车设计上，因为新型材料的应用，过去某种设计上的局限，可能会因为新型材料等技术的应用而突破。这使得将来汽车设计，给设计师更多发挥空间，更少的固有技术或工程技术输入限制。个性化的设计，满足更细化市场的需求的设计，将日新月异。甚至将来某一天，设计师热河天马行空的想法，因为新型材料的应用，这些皆有可能。

　　第三，因为新型材料的大量涌现，使得整车设计研发的过程将发生显著变化，研发周期将缩短，成本也将显著下降。

　　总之，因为汽车产品包含了钢铁、复合材料、树脂材料、橡胶、玻璃、纺织品等诸多各种不同材料的应用，而新型材料的应用，也必将首先和大量的体现在汽车产品的应用中。

　　三，电子技术的全面应用电子技术在整车的全面应用，将体现在两个方面：

　　首先，整车固有的汽车电子系统的全面提升。汽车从最终的点火、照明，到后来收音机、空调，再到ABS,EPS,等，几乎近年来所有的汽车技术突破，都和汽车电子息息相关。这足以证明电子技术将在将来汽车中所占比例越来越大，越来越重要。现有电子技术，主要应用在整车传感器数据采集，并将数据通过CAN等技术传输至车载EPU进行数据分析处理，然后发出指令只各个执行机构，实现对整车状态的监控及控制。虽然目前电子技术在整车的应用越来越普遍。但是，笔者认为，目前电子技术在汽车上的应用还不够。若将来新能源，特别是随着纯电动汽车应用的深入，电子技术的应用，特别是线控技术的应用将进一步提升，以为传统汽车靠机械传动控制和驱动的机构，将逐步被电子电器机构所取代。当然，谁说将来就一定是线控技术呢？待无线技术的日臻成熟，各个模块化之间通讯也许不用CAN之类的技术了，线束在整车上的比重不会上升，反而下降。

　　其次，信息化技术的要求，必将推进整车电子技术应用的进一步深入。如果说，上面第一个方面是以整车自身为一个封闭系统，电子技术在整车这个封闭系统里完成信息采集、分析和应用。那么这里所提到的信息化技术，则是将整车作为一个个体，与外部信息化网络的通讯和信息交换。如今，随着信息化技术，特别是无线通讯技术的迅猛发展，各种移动终端层出不穷。可以肯定的是，汽车将来也必定成为一个轮子上的移动终端。通过通讯网络，将汽车个体接入整个的信息化网络。一方面，汽车接收外界信息，为整车及乘坐汽车人提供各种便捷的信息化服务；另一方面，整车的各种性能技术参数也将实时的传入到信息化网络，或传输给整车数据云端，以监测整车行驶状态，提供必要远程技术支持；或传输个整个交通网络，给周边其他的移动汽车终端，提供导航或自动驾驶等信息输入。

　　不得不说的是，以上两个方面的描述，主要是指电子技术硬件方面的全面应用。当然，要使得电子电器能发挥全面地功能，与之适应的软件系统也必不可少。软硬件的相互促进，也将加快电子技术的全面应用，包括在汽车产品上的应用。通过近一二十年电子技术的发展，我们不难发现，新的电子硬件技术的发展，也带来了相应软件系统的不断升级换代；而软件系统的升级换代，又促使更像技术，包括电子硬件的加速升级换代。

　　电子技术在整车的全面应用，好处是显然可见的。不论从安全系统、控制系统、舒适娱乐系统，都将得益于汽车电子技术的全面应用。如在第一方面提到的，电子技术的全面应用，也将使整车更加轻量化，或者整车将会有更多地空间，以容纳更多的扩展功能。

　　综上所叙，新能源、新材料和电子技术的全面应用，其相互促进，其某一方面的突破和发展，也必将带来另外两个方面的突飞猛进。新能源的应用，必然要求更多的电子技术的应用，因为其特性，也给电子技术在整车上的全面应用提供了更好的基础环境，使得更多的电子技术的实施成为可能；另一方面，电子技术的全面应用，也为新能源在汽车领域中的快速实施提供了保障。而新材料的使用，将使得整车结构更轻质化，并且给新能源和电子技术在整车上的布置和应用提供更大发展空间。新材料本身对促进新能源和电子技术的提升，也起着决定性的作用。诸如新能源和电子技术中主要部件的突破，都起着重要的作用。诸如电池电芯，电机主要部件，新式传感器等，目前很多的瓶颈也许将会在新材料的应用中得以突破。

　　如今，我国汽车工业已不可避免的处在转型寻求突破的阶段。有人说，新能源汽车的到来是我国汽车工业取得领先的一个好契机。因为对于全世界汽车工业来讲，新能源汽车，尤其是电动车，都是一个新兴的技术领域，大家处在同一起跑线上。

　　近几年来，随着世界各汽车企业，类似于Tesla，Volt等新型电动车产品的不断推出，可以发现，发达汽车工业国家的发展水品似乎又已经超过我们，他们的出发点更高。笔者认为，他们出发点高，除了他们之前的技术积累之外，还在于他们在新型材料和电子技术方面的领先，他们也善于在未来汽车发展之始，便将新型材料、电子技术、新能源纳入综合考虑。这样不仅为他们提供的更多更广泛的解决方案，也使得他们在发展电动车技术本身起点就高于了我们。

　　反观我们自己，现在各个新能源汽车企业，似乎更强调于新能源(电池)的发展，而忽略了诸如电机、线控系统以及其他方面的发展。而因为仅局限于电池的发展，使得我们进步，特别是突破性的技术发展还不大。

　　因此，笔者认为，我们也必须将新能源，新材料，新技术三者结合起来，一起考虑。而不再仅仅局限于某一方面。

　　首先，我们必须制定长远的规划，抛弃在现有传统汽车上进行改造，电机替换发动机，电池替换邮箱的做法，从整体去考虑，重新设计将来汽车，将新材料和电子技术等一并纳入考虑；

　　其次，制定清晰的系统标准，避免重复建设造成资源浪费。前不久，李克祥总理访问德国达成电动汽车充电接口标准，我认为很有必要。这样可以使得我们抢占先机，避免我们不同车企之间在这一问题上的重复建设和资源浪费。当然，在我们可见的未来，标准的制定也可能限制了将来的技术突破。因此，我们要在现有知识积累的基础上，不断的更新和完善我们的标准；

　　再者，基于以上两点，对重点瓶颈领域的攻关。诸如电池、电机、电控系统、新型材料应用等进行重点通关，取得一批领先技术和专利。

　　最后，很重要的一点，我们必须从全盘全局去考虑将来汽车工业的发展。综合将来交通、基础设施的规划，为未来汽车发展创造有利条件。