科技重塑汽车业

许诺

想象我们是还未掌握燃料与电的古人，车马是陆地交通唯一的依靠—良马宝驹值得几代人的精心培育。等到汽车时代来临，轮毂抓地力的提升，亦需要工匠百年的钻研。

技术的进步与迭代一直存在，不过，在现代社会，一切都大大加速。汽车作为大众消费品走进千家万户，汽车工业的蓬勃发展，催生出了令人眼花缭乱的新技术，推动着整个行业不断向前。

车灯：颜值为王

车灯之于汽车，就像明眸之于美人。

“Vision”，是全球首个可充电的3D打印轮胎，也是真正意义上的免充气轮胎。

2 0 17年6月，米其林发布了革命性的概念轮胎“Vi si o n”。这款充满未来感的精美3 D 打印轮胎免充气且环保

汽車车灯最早的功能，仅限于为行车提供照明光源，保证夜间行驶的安全。随着汽车工业的发展，车灯不再仅仅满足照明功能，外形的审美价值也愈发突出—车灯几乎决定了一款车的颜值，直接反映了该款汽车的产品定位和价格水平。

汽车刚刚出现时，车头上甚至没有照明设备，后来才出现了防止夜间迷路而把煤油头灯当车灯的做法。后来白炽灯出现，但炭丝做成的灯丝太过脆弱，禁不起路上的颠簸，人们只好转而使用乙炔作为燃料电灯。和煤油灯一样，这样的灯在雨天很容易被打湿，照明效果差，还需要携带燃料，使用极为不便。

随着汽车工业的发展，车灯不再仅仅满足照明功能，外形的审美价值也愈发突出

20世纪70年代，卤素车灯面世，其照明效果和使用成本都有明显优势，迅速成为汽车车灯的主要光源。其后，氙气灯和LED等照明效果更好、能耗更低的车灯光源开始迭代。目前，因为造价原因，LED还是主要运用在中高档汽车上，不过激光大灯又成为了新的车灯之王。

业界公认的“灯厂”是奥迪。作为一家老牌车企，奥迪拥有着业界领先的车灯设计水平。2008年，奥迪推出豪华跑车R8，配合LED大灯拿下了“灯厂”头衔。不过，2014年宝马抢先发布的旗舰电动超跑i8，成为首个搭载激光大灯的豪华跑车。

被抢占先机的奥迪，加速推动了激光大灯的落地，推出了Audi R8 LMX限量版车型。这是世界上首个配备激光照明的量产车型，全球仅有99台。

激光大灯照得更远、更亮，更具有穿透力，能够照射600米远，而LED大灯只能照射300米左右。激光具有其独有的定向发光性以及极高的亮度，每瓦的发光亮度是100流明;豪华车配置的激光大灯已经达到每瓦170流明，并且光束的发散性非常小，即使在雨雾天气里也可使驾驶员视野开阔，更早发现危险情况。

轮胎：脚踏实地

轮胎似乎是汽车上最不起眼的部分，却是汽车上非常重要的核心部件，对车辆的稳定性、行驶平顺性，起着决定性的作用。生产轮胎所耗用的橡胶，占世界耗用橡胶量的一半，可见轮胎产业的庞大。

轮胎的发展已经走过了百年历史，最早的轮胎用于牲畜动力或者人力车，是由木头或铁制造的。从古装剧或者电影上看到的种种马车、牛车都是这样。

后来，哥伦布把橡胶从美洲带到了欧洲。300多年后，人们开始用橡胶做轮胎。1845年，出生于苏格兰的土木技师R.W.汤姆生发明了充气轮胎，马车行驶的速度与稳定性都得到了很大提升。

这样的轮胎也被直接套用到新生的汽车上，并在后来形成了“斜交轮胎”和“子午线轮胎”两种结构。肉眼看上去，斜交轮胎的花纹弯曲成波浪斜线，而子午线轮胎的花纹笔直环绕。

斜交轮胎具有胎面和胎侧强度大的特点，但是舒适性较差。高速移动时摩擦力较大，因此并不适合在高速路上行驶。子午线轮胎最早由米其林公司于1946年发明。与普通斜交轮胎相比，子午线轮胎滚动阻力小，附着性能好，弹性大，缓冲力强，承载能力大，耐磨耐刺，但制造技术相对复杂，成本较高。

米其林虽然以顶级餐厅评价体系闻名，但米其林公司其实是一家注册地在法国的轮胎企业。1900年，公司创办人出版了一本《米其林指南》，专供旅客在旅途中挑选餐厅。

结合最新的科技成果，米其林推出过不少“黑科技”轮胎。2017年米其林有一款概念轮胎“Vision”，是全球首个可充电的3D打印轮胎，也是真正意义上的免充气轮胎。其内部采用生物结构，确保车轮的坚固，保证行车安全;外部使用适量的橡胶，延长轮胎寿命。而且，轮胎所使用的材料还可生物降解，大大减少了深受诟病的橡胶污染问题。除此之外，轮胎还配备传感器，可联网进行智能化操作。用户能通过App检测轮胎的磨损程度、受压状态等信息，提升行驶的安全性。

也不是所有创新都能成功。米其林在2014年提出过Selfseal轮胎修复技术，在轮胎橡胶内部再增加一层胶体，即使有尖锐物品刺入，轮胎依然能正常行驶。当时宣传的效果十分惊人：直径小于6毫米的钉子扎入时，轮胎能完成永久性的自我修补，车主只要把钉子拔出来，剩下的就不用操心了。但在2020年，这项技术也没有得到主流轮胎厂商的应用—最主要的原因是，胶体的存在会导致轮胎内部失衡，影响驾驶速度与稳定性。

内燃机：重压突围

提供动力的发动机一直被誉为汽车的心脏，内燃机的轰鸣声成为了人们理解现代世界的背景音。然而在今天，面对汽车节能减排的压力和新能源汽车的挑战，内燃机汽车必须寻求更大的突破。

好在汽车工业已经储备了丰富的技术。发动机节能减排的两个主要技术路径，是“提高热效率”和“与电气化相结合”。前者旨在提高燃烧程度，减少热量损失，把燃料能源尽可能转为汽车动能;后者则希望通过分配发动机和电机工作时机，而让发动机更多地工作在低油耗的区域，同时通过制动能量回收，进一步提高能量利用率—这方面，缸内直喷、低压冷却、可变气门控制技术、集成式缸盖、涡轮增压等新技术，被运用到发动机内部，还可以采用电油混动，方法可谓百花齐放。

提供动力的发动机一直被誉为汽车的心脏，内燃机的轰鸣声成为了人们理解现代世界的背景音

丰田成为率先突破汽油发动机热效率40%的车企。

汽车工业的蓬勃发展，催生出了令人眼花缭乱的新技术，推动着整个行业不断向前

日本汽车是改良内燃车方面的佼佼者。丰田在21世纪初就开始研发高效率发动机，2003年上市的第二代丰田普锐斯的1.5升发动机（代号1NZ-FXE）的热效率达到了36.8%。

2009年，第三代丰田普锐斯搭载的1.8L发动机，热效率达到了38.5%。2016年，丰田成为率先突破汽油发动机热效率40%的车企：首先是第四代普锐斯发动机热效率达到了40%，紧接着推出全新的2.5L Dynamic Force Engine自然吸气发动机，其热效率也达到了40%，其混合动力版本的热效率高达41%。

到2019年，另一家日系车—马自达旗下的SKYACTIV-X 2.0L发动机，热效率高达43%。据悉，马自达以SKYACTIV-X 2.0L为基础的混合动力系统，热效率有望达到50%。

混合动力的改良，意味着发动机耗油量的极大减少，百公里3.3L燃油，远远低于同重量汽车百公里4L的平均水平。除了省油之外，马自达独创的火花控制压燃点火技术，也会给驾驶者带来伴随灵敏的油门响应、高扭矩输出的畅快加速感。

不过，研究者也指出了内燃机的能量转化效率的极限。2010年美国汽车研究委员会（USCAR）学术会议，综合了29位权威专家的意见，形成了《关于车用内燃机效率的总结报告》。该研究报告认为：活塞式内燃机的最大有效热效率，不考虑摩擦损失的情况下可以达到60%;经过对内燃机进行根本性改造，最大热效率可超过60%，最高有望達85%。

与之相对应的，是电池动力的高效。燃料电池，理论上的能量转化效率可达90%以上，目前实际效率也已达到60%。且补充氢气燃料速度也很快，目前最大的制约是氢气补给站点过少，随着未来网点的完善，内燃机的优势恐怕也将被大大削弱。

智能化：未来方向

汽车技术不断进步，但汽车的销售量却在走下坡路。2019年全球乘用车总销量为6434万辆，同比下降6%。同时，汽车电气化市场却不断扩大，一方面表现在新能源汽车市场的迅速扩大，另一方面表现在汽车电子元素变得越来越重要。

新能源、5G、高性能芯片等其他领域技术的突破，已经深深地影响了其他行业。由于汽车工业的封闭性，这波浪潮在近年才开始让汽车格局重新洗牌。无论如何，汽车的电气化已是大势所趋。

从前我们夸耀流线型的车身设计、炫酷的车灯和强劲的发动机，而在未来我们要通过车载智能系统的好坏，来判断一辆车的质量高低了。

电气化要实现的最大两个功能，是自动驾驶和车联网。在高速行驶的车流中做出自动驾驶动作，在远离汽车的地方实现精确操控，这首先需要大量传感器收集车身信息，其次还要有高速无延迟的网络传输信息。传输信息依靠5G正在变为现实，而车身信息的收集和统一处理，则意味着颠覆性的改变。

2019年全球乘用车总销量为6434万辆，同比下降6%。

从硬件上看，一台汽车的信息组件包括车身内部的信息线路和各种传感器、处理器，要达到智能水平，数量需要爆发式增长。像十年前比亚迪F3的控制器数量为12个，线束长度789米，现在，唐EV的控制器数量为55个，线束长度2650米。

2017年，特斯拉Model 3发布，吹响了汽车信息化改革的号角

2007年奥迪Q7和保时捷卡宴的总线长度已经超过6公里，对应重量超过70公斤。如果继续沿用分布式架构，在智能驾驶时代，线束重量可达100公斤。这就要求对传统汽车的电子控制系统彻底推倒重来，否则无法胜任庞大的信息处理强度和载重需求。

同时，智能驾驶也需要开发底层操作系统和大量配套软件。有分析者预言，汽车将成为软件开发量最大的单一产品—开发一个车用OS，代码超过3亿行，远超手机和PC操作系统。

在强手如云的汽车企业中，除了携带“硅谷基因”的特斯拉，目前还没有谁能够真正适应智能化浪潮。

提到特斯拉，大众都第一时间想到电动汽车，除此之外，它还是一款真正的智能汽车。2017年特斯拉Model 3发布，吹响了汽车信息化改革的号角。

Model 3使用CCM（中央计算模块）整合驾驶辅助系统（ADAS）和信息娱乐系统（IVI）两个模块，其他域的功能由左右车身控制模块负责，结合FSD（全自动驾驶计算机）服务，彻底刷新了大众对汽车的认识。

可以自动变道、自动泊车—包括倒车入库和停在两车之间、智能召唤—让汽车从停车场自动开到车主身边，更可以在高精度地图的支持下，实现到目的地的自动驾驶。

相比于传统汽车冗杂的车内线路，特斯拉Model 3的线束只有1.5公里长，采用全新技术和材料的Model Y甚至能将线束长度缩短至100米。从利润率和销售量来看，Model 3的表现也优于任何一款同等价位的传统汽车。

搅局者并不仅仅是特斯拉，通信巨头华为也已经布局“智能网联汽车”，其5GT-Box技术已应用于北汽新能源ARCFOXα-T和上汽荣威MARVELR。车载巴龙5000芯片也已经进入广汽新能源AionV，这是全球首款量产5G车，已于今年4月27日开启预售。

汽车行业发生的变化，不亚于2010年后“功能手机”向“智能手机”的转变，汽车正在由传统的出行工具向未来的移动终端转换。在自动驾驶和车联网唱主角的时代，芯片、通信和AI等技术，正成为造车的新壁垒。这些新技术又将如何重塑汽车工业？且让我们拭目以待。