科技重塑汽車業(yè)

許諾

想象我們是還未掌握燃料與電的古人，車馬是陸地交通唯一的依靠—良馬寶駒值得幾代人的精心培育。等到汽車時(shí)代來(lái)臨，輪轂抓地力的提升，亦需要工匠百年的鉆研。

技術(shù)的進(jìn)步與迭代一直存在，不過(guò)，在現(xiàn)代社會(huì)，一切都大大加速。汽車作為大眾消費(fèi)品走進(jìn)千家萬(wàn)戶，汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，催生出了令人眼花繚亂的新技術(shù)，推動(dòng)著整個(gè)行業(yè)不斷向前。

車燈：顏值為王

車燈之于汽車，就像明眸之于美人。

“Vision”，是全球首個(gè)可充電的3D打印輪胎，也是真正意義上的免充氣輪胎。

2 0 17年6月，米其林發(fā)布了革命性的概念輪胎“Vi si o n”。這款充滿未來(lái)感的精美3 D 打印輪胎免充氣且環(huán)保

汽車車燈最早的功能，僅限于為行車提供照明光源，保證夜間行駛的安全。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車燈不再僅僅滿足照明功能，外形的審美價(jià)值也愈發(fā)突出—車燈幾乎決定了一款車的顏值，直接反映了該款汽車的產(chǎn)品定位和價(jià)格水平。

汽車剛剛出現(xiàn)時(shí)，車頭上甚至沒(méi)有照明設(shè)備，后來(lái)才出現(xiàn)了防止夜間迷路而把煤油頭燈當(dāng)車燈的做法。后來(lái)白熾燈出現(xiàn)，但炭絲做成的燈絲太過(guò)脆弱，禁不起路上的顛簸，人們只好轉(zhuǎn)而使用乙炔作為燃料電燈。和煤油燈一樣，這樣的燈在雨天很容易被打濕，照明效果差，還需要攜帶燃料，使用極為不便。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，車燈不再僅僅滿足照明功能，外形的審美價(jià)值也愈發(fā)突出

20世紀(jì)70年代，鹵素車燈面世，其照明效果和使用成本都有明顯優(yōu)勢(shì)，迅速成為汽車車燈的主要光源。其后，氙氣燈和LED等照明效果更好、能耗更低的車燈光源開始迭代。目前，因?yàn)樵靸r(jià)原因，LED還是主要運(yùn)用在中高檔汽車上，不過(guò)激光大燈又成為了新的車燈之王。

業(yè)界公認(rèn)的“燈廠”是奧迪。作為一家老牌車企，奧迪擁有著業(yè)界領(lǐng)先的車燈設(shè)計(jì)水平。2008年，奧迪推出豪華跑車R8，配合LED大燈拿下了“燈廠”頭銜。不過(guò)，2014年寶馬搶先發(fā)布的旗艦電動(dòng)超跑i8，成為首個(gè)搭載激光大燈的豪華跑車。

被搶占先機(jī)的奧迪，加速推動(dòng)了激光大燈的落地，推出了Audi R8 LMX限量版車型。這是世界上首個(gè)配備激光照明的量產(chǎn)車型，全球僅有99臺(tái)。

激光大燈照得更遠(yuǎn)、更亮，更具有穿透力，能夠照射600米遠(yuǎn)，而LED大燈只能照射300米左右。激光具有其獨(dú)有的定向發(fā)光性以及極高的亮度，每瓦的發(fā)光亮度是100流明;豪華車配置的激光大燈已經(jīng)達(dá)到每瓦170流明，并且光束的發(fā)散性非常小，即使在雨霧天氣里也可使駕駛員視野開闊，更早發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況。

輪胎：腳踏實(shí)地

輪胎似乎是汽車上最不起眼的部分，卻是汽車上非常重要的核心部件，對(duì)車輛的穩(wěn)定性、行駛平順性，起著決定性的作用。生產(chǎn)輪胎所耗用的橡膠，占世界耗用橡膠量的一半，可見(jiàn)輪胎產(chǎn)業(yè)的龐大。

輪胎的發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了百年歷史，最早的輪胎用于牲畜動(dòng)力或者人力車，是由木頭或鐵制造的。從古裝劇或者電影上看到的種種馬車、牛車都是這樣。

后來(lái)，哥倫布把橡膠從美洲帶到了歐洲。300多年后，人們開始用橡膠做輪胎。1845年，出生于蘇格蘭的土木技師R.W.湯姆生發(fā)明了充氣輪胎，馬車行駛的速度與穩(wěn)定性都得到了很大提升。

這樣的輪胎也被直接套用到新生的汽車上，并在后來(lái)形成了“斜交輪胎”和“子午線輪胎”兩種結(jié)構(gòu)。肉眼看上去，斜交輪胎的花紋彎曲成波浪斜線，而子午線輪胎的花紋筆直環(huán)繞。

斜交輪胎具有胎面和胎側(cè)強(qiáng)度大的特點(diǎn)，但是舒適性較差。高速移動(dòng)時(shí)摩擦力較大，因此并不適合在高速路上行駛。子午線輪胎最早由米其林公司于1946年發(fā)明。與普通斜交輪胎相比，子午線輪胎滾動(dòng)阻力小，附著性能好，彈性大，緩沖力強(qiáng)，承載能力大，耐磨耐刺，但制造技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，成本較高。

米其林雖然以頂級(jí)餐廳評(píng)價(jià)體系聞名，但米其林公司其實(shí)是一家注冊(cè)地在法國(guó)的輪胎企業(yè)。1900年，公司創(chuàng)辦人出版了一本《米其林指南》，專供旅客在旅途中挑選餐廳。

結(jié)合最新的科技成果，米其林推出過(guò)不少“黑科技”輪胎。2017年米其林有一款概念輪胎“Vision”，是全球首個(gè)可充電的3D打印輪胎，也是真正意義上的免充氣輪胎。其內(nèi)部采用生物結(jié)構(gòu)，確保車輪的堅(jiān)固，保證行車安全;外部使用適量的橡膠，延長(zhǎng)輪胎壽命。而且，輪胎所使用的材料還可生物降解，大大減少了深受詬病的橡膠污染問(wèn)題。除此之外，輪胎還配備傳感器，可聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行智能化操作。用戶能通過(guò)App檢測(cè)輪胎的磨損程度、受壓狀態(tài)等信息，提升行駛的安全性。

也不是所有創(chuàng)新都能成功。米其林在2014年提出過(guò)Selfseal輪胎修復(fù)技術(shù)，在輪胎橡膠內(nèi)部再增加一層膠體，即使有尖銳物品刺入，輪胎依然能正常行駛。當(dāng)時(shí)宣傳的效果十分驚人：直徑小于6毫米的釘子扎入時(shí)，輪胎能完成永久性的自我修補(bǔ)，車主只要把釘子拔出來(lái)，剩下的就不用操心了。但在2020年，這項(xiàng)技術(shù)也沒(méi)有得到主流輪胎廠商的應(yīng)用—最主要的原因是，膠體的存在會(huì)導(dǎo)致輪胎內(nèi)部失衡，影響駕駛速度與穩(wěn)定性。

內(nèi)燃機(jī)：重壓突圍

提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)一直被譽(yù)為汽車的心臟，內(nèi)燃機(jī)的轟鳴聲成為了人們理解現(xiàn)代世界的背景音。然而在今天，面對(duì)汽車節(jié)能減排的壓力和新能源汽車的挑戰(zhàn)，內(nèi)燃機(jī)汽車必須尋求更大的突破。

好在汽車工業(yè)已經(jīng)儲(chǔ)備了豐富的技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排的兩個(gè)主要技術(shù)路徑，是“提高熱效率”和“與電氣化相結(jié)合”。前者旨在提高燃燒程度，減少熱量損失，把燃料能源盡可能轉(zhuǎn)為汽車動(dòng)能;后者則希望通過(guò)分配發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)工作時(shí)機(jī)，而讓發(fā)動(dòng)機(jī)更多地工作在低油耗的區(qū)域，同時(shí)通過(guò)制動(dòng)能量回收，進(jìn)一步提高能量利用率—這方面，缸內(nèi)直噴、低壓冷卻、可變氣門控制技術(shù)、集成式缸蓋、渦輪增壓等新技術(shù)，被運(yùn)用到發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，還可以采用電油混動(dòng)，方法可謂百花齊放。

提供動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)一直被譽(yù)為汽車的心臟，內(nèi)燃機(jī)的轟鳴聲成為了人們理解現(xiàn)代世界的背景音

豐田成為率先突破汽油發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率40%的車企。

汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，催生出了令人眼花繚亂的新技術(shù)，推動(dòng)著整個(gè)行業(yè)不斷向前

日本汽車是改良內(nèi)燃車方面的佼佼者。豐田在21世紀(jì)初就開始研發(fā)高效率發(fā)動(dòng)機(jī)，2003年上市的第二代豐田普銳斯的1.5升發(fā)動(dòng)機(jī)（代號(hào)1NZ-FXE）的熱效率達(dá)到了36.8%。

2009年，第三代豐田普銳斯搭載的1.8L發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率達(dá)到了38.5%。2016年，豐田成為率先突破汽油發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率40%的車企：首先是第四代普銳斯發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率達(dá)到了40%，緊接著推出全新的2.5L Dynamic Force Engine自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其熱效率也達(dá)到了40%，其混合動(dòng)力版本的熱效率高達(dá)41%。

到2019年，另一家日系車—馬自達(dá)旗下的SKYACTIV-X 2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)，熱效率高達(dá)43%。據(jù)悉，馬自達(dá)以SKYACTIV-X 2.0L為基礎(chǔ)的混合動(dòng)力系統(tǒng)，熱效率有望達(dá)到50%。

混合動(dòng)力的改良，意味著發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量的極大減少，百公里3.3L燃油，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同重量汽車百公里4L的平均水平。除了省油之外，馬自達(dá)獨(dú)創(chuàng)的火花控制壓燃點(diǎn)火技術(shù)，也會(huì)給駕駛者帶來(lái)伴隨靈敏的油門響應(yīng)、高扭矩輸出的暢快加速感。

不過(guò)，研究者也指出了內(nèi)燃機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率的極限。2010年美國(guó)汽車研究委員會(huì)（USCAR）學(xué)術(shù)會(huì)議，綜合了29位權(quán)威專家的意見(jiàn)，形成了《關(guān)于車用內(nèi)燃機(jī)效率的總結(jié)報(bào)告》。該研究報(bào)告認(rèn)為：活塞式內(nèi)燃機(jī)的最大有效熱效率，不考慮摩擦損失的情況下可以達(dá)到60%;經(jīng)過(guò)對(duì)內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行根本性改造，最大熱效率可超過(guò)60%，最高有望達(dá)85%。

與之相對(duì)應(yīng)的，是電池動(dòng)力的高效。燃料電池，理論上的能量轉(zhuǎn)化效率可達(dá)90%以上，目前實(shí)際效率也已達(dá)到60%。且補(bǔ)充氫氣燃料速度也很快，目前最大的制約是氫氣補(bǔ)給站點(diǎn)過(guò)少，隨著未來(lái)網(wǎng)點(diǎn)的完善，內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)恐怕也將被大大削弱。

智能化：未來(lái)方向

汽車技術(shù)不斷進(jìn)步，但汽車的銷售量卻在走下坡路。2019年全球乘用車總銷量為6434萬(wàn)輛，同比下降6%。同時(shí)，汽車電氣化市場(chǎng)卻不斷擴(kuò)大，一方面表現(xiàn)在新能源汽車市場(chǎng)的迅速擴(kuò)大，另一方面表現(xiàn)在汽車電子元素變得越來(lái)越重要。

新能源、5G、高性能芯片等其他領(lǐng)域技術(shù)的突破，已經(jīng)深深地影響了其他行業(yè)。由于汽車工業(yè)的封閉性，這波浪潮在近年才開始讓汽車格局重新洗牌。無(wú)論如何，汽車的電氣化已是大勢(shì)所趨。

從前我們夸耀流線型的車身設(shè)計(jì)、炫酷的車燈和強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)，而在未來(lái)我們要通過(guò)車載智能系統(tǒng)的好壞，來(lái)判斷一輛車的質(zhì)量高低了。

電氣化要實(shí)現(xiàn)的最大兩個(gè)功能，是自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)。在高速行駛的車流中做出自動(dòng)駕駛動(dòng)作，在遠(yuǎn)離汽車的地方實(shí)現(xiàn)精確操控，這首先需要大量傳感器收集車身信息，其次還要有高速無(wú)延遲的網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。傳輸信息依靠5G正在變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而車身信息的收集和統(tǒng)一處理，則意味著顛覆性的改變。

2019年全球乘用車總銷量為6434萬(wàn)輛，同比下降6%。

從硬件上看，一臺(tái)汽車的信息組件包括車身內(nèi)部的信息線路和各種傳感器、處理器，要達(dá)到智能水平，數(shù)量需要爆發(fā)式增長(zhǎng)。像十年前比亞迪F3的控制器數(shù)量為12個(gè)，線束長(zhǎng)度789米，現(xiàn)在，唐EV的控制器數(shù)量為55個(gè)，線束長(zhǎng)度2650米。

2017年，特斯拉Model 3發(fā)布，吹響了汽車信息化改革的號(hào)角

2007年奧迪Q7和保時(shí)捷卡宴的總線長(zhǎng)度已經(jīng)超過(guò)6公里，對(duì)應(yīng)重量超過(guò)70公斤。如果繼續(xù)沿用分布式架構(gòu)，在智能駕駛時(shí)代，線束重量可達(dá)100公斤。這就要求對(duì)傳統(tǒng)汽車的電子控制系統(tǒng)徹底推倒重來(lái)，否則無(wú)法勝任龐大的信息處理強(qiáng)度和載重需求。

同時(shí)，智能駕駛也需要開發(fā)底層操作系統(tǒng)和大量配套軟件。有分析者預(yù)言，汽車將成為軟件開發(fā)量最大的單一產(chǎn)品—開發(fā)一個(gè)車用OS，代碼超過(guò)3億行，遠(yuǎn)超手機(jī)和PC操作系統(tǒng)。

在強(qiáng)手如云的汽車企業(yè)中，除了攜帶“硅谷基因”的特斯拉，目前還沒(méi)有誰(shuí)能夠真正適應(yīng)智能化浪潮。

提到特斯拉，大眾都第一時(shí)間想到電動(dòng)汽車，除此之外，它還是一款真正的智能汽車。2017年特斯拉Model 3發(fā)布，吹響了汽車信息化改革的號(hào)角。

Model 3使用CCM（中央計(jì)算模塊）整合駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）和信息娛樂(lè)系統(tǒng)（IVI）兩個(gè)模塊，其他域的功能由左右車身控制模塊負(fù)責(zé)，結(jié)合FSD（全自動(dòng)駕駛計(jì)算機(jī)）服務(wù)，徹底刷新了大眾對(duì)汽車的認(rèn)識(shí)。

可以自動(dòng)變道、自動(dòng)泊車—包括倒車入庫(kù)和停在兩車之間、智能召喚—讓汽車從停車場(chǎng)自動(dòng)開到車主身邊，更可以在高精度地圖的支持下，實(shí)現(xiàn)到目的地的自動(dòng)駕駛。

相比于傳統(tǒng)汽車冗雜的車內(nèi)線路，特斯拉Model 3的線束只有1.5公里長(zhǎng)，采用全新技術(shù)和材料的Model Y甚至能將線束長(zhǎng)度縮短至100米。從利潤(rùn)率和銷售量來(lái)看，Model 3的表現(xiàn)也優(yōu)于任何一款同等價(jià)位的傳統(tǒng)汽車。

攪局者并不僅僅是特斯拉，通信巨頭華為也已經(jīng)布局“智能網(wǎng)聯(lián)汽車”，其5GT-Box技術(shù)已應(yīng)用于北汽新能源ARCFOXα-T和上汽榮威MARVELR。車載巴龍5000芯片也已經(jīng)進(jìn)入廣汽新能源AionV，這是全球首款量產(chǎn)5G車，已于今年4月27日開啟預(yù)售。

汽車行業(yè)發(fā)生的變化，不亞于2010年后“功能手機(jī)”向“智能手機(jī)”的轉(zhuǎn)變，汽車正在由傳統(tǒng)的出行工具向未來(lái)的移動(dòng)終端轉(zhuǎn)換。在自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)唱主角的時(shí)代，芯片、通信和AI等技術(shù)，正成為造車的新壁壘。這些新技術(shù)又將如何重塑汽車工業(yè)？且讓我們拭目以待。