颠覆你的想象,未来的汽车是什么样的?

文章来源:弗戈工业在线 发布时间:2015-07-22
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作者在高校图书馆查阅资料时发现,国内的汽车教科书在谈到汽车的历史和未来时,大部分作者都一致认为,汽车产业经过100多年的发展后,技术已经非常成熟,几乎没有改进的空间,因此汽车已经是夕阳产业,学汽车专业也是没有前途的职业。

随着科技的发展,人类对汽车的设想正在发生着巨大的变化。2000年以前,作者在高校图书馆查阅资料时发现,国内的汽车教科书在谈到汽车的历史和未来时,大部分作者都一致认为,汽车产业经过100多年的发展后,技术已经非常成熟,几乎没有改进的空间,因此汽车已经是夕阳产业,学汽车专业也是没有前途的职业。近年来,随着中国汽车市场的高速发展,中国成为全球最大的汽车市场,同时汽车电子和车联网技术在汽车行业渗透率的增加,汽车产业正在发生着巨大的变化,电喷发动机、自动变速箱和电子稳定系统等系统的广泛应用,导致汽车电子化程度逐年提升,现在再也没有人提“汽车是夕阳产业”的观点了。人类对未来的汽车充满了期望。

未来的汽车是怎样的?谈起未来的汽车是什么样子,大多数人会联想到智能汽车和无人驾驶。没错,但是不全面。如果要给未来的汽车一个完整的定义,就必须按照互联网和生态系统的方法来分析未来汽车的商业模式。随着移动互联网、云计算和大数据技术的普及,未来的汽车将成为互联网的入口,或者是生态系统的载体,而不是一个简单的交通工具,这就像现在的手机不是简单的通讯工具一样。

汽车全部联网

联网是未来产品的发展趋势。近年来,智能手机、智能电视、智能家居纷纷联网,用户可以通过电脑、手机和平板实现远程监控功能,进一步通过收集设备的使用数据,分析用户的消费习惯和个人爱好。在这一大的发展趋势下,汽车也会走上联网的道路。通过车联网技术,车主可以监控的汽车的实时位置,遥控汽车预先启动空调,遥控闪灯鸣笛帮助车主找车,远程开启车门实现交付车辆。另外车主在驾驶过程中通过车联网获取外部实时交通信息,实时调整行车线路。相关公司通过车联网收集汽车的行驶轨迹,运用大数据技术,生成实时交通信息。汽车制造商可以采集汽车的油耗和里程数据,分析当地车主的驾驶习惯,进一步优化产品设计,扩大销路和市场份额。

根据GSMA预测,2015年全球超过20%的销售车辆将装备嵌入式(前装)车联网设备,超过50%以上的销售车辆将通过手机或嵌入式设备连网,到2025年每一辆新车都会连入网络,其中2018年市场空间达400亿欧元,是2012年的3倍。这一市场预测数据显示了未来车联网的巨大市场和前景。因此国内外互联网和通讯公司纷纷投巨资涉足车联网行业,目前,苹果的CarPlay已经上市,已经将手机操作系统iOS映射到汽车屏幕上,形成CarPlay系统已经搭载在沃尔沃汽车上。谷歌建立了开放汽车联盟OAA进军车联网市场,其车载系统Android Auto计划搭载在本田的新车上。微软也在美国CES消费电子展会发布了Windows in the Car。中国的互联网巨头百度、阿里和腾讯也纷纷进军车联网行业,例如最近百度联合哈曼推出车联网解决方案CarLife。

汽车联网的发展趋势也可以通过手机的发展历史得到验证。虽然汽车在发展历史、市场价格和生命周期存在巨大差异。但是他们的移动特性和市场规律却存在惊人的相似。上世纪九十年代,最早的第一代手机出现,由于体积大被称为“大哥大”,采用模拟信号通信。第二代手机采用蜂窝信号通讯,体积大大缩小,但是只有打电话和发短信功能。当时的明星机型是摩托罗拉和诺基亚。如果手机只是局限于打电话和发短信,那么2014年全球智能手机销售收入也不会达到3739亿美元。2014全球汽车销量预计达到8500万辆,由于石油资源短缺和全球环境恶化的制约,汽车销量在逐年放缓。由于互联网和电商的便利性,消费者对私家车的需求在下降,人们在家里就可以实现购物消费和娱乐。因此,车联网可以改变汽车是夕阳产业的命运,让汽车焕发出第二次青春。联网的汽车可以成为未来车主的移动生活空间。

汽车将成为移动互联网和电商的重要入口

汽车结构的复杂性导致车主在使用过程中会产生大量的有价值数据,例如发动机的油耗、温度和压力等工作状态,这些信息可以帮助修理厂监控汽车的健康状态,为车主设计个性化汽车保养方案,进一步衍生出吸引车主的市场产品。但是传统的汽车是一个信息孤岛,汽车4S店和汽车制造商都难以获取车主的使用汽车产品的全生命周期数据,道路救援公司和保险公司的传统业务流程导致交通事故的理赔流程处理缓慢。因此尽快建立一个基于云计算和大数据的汽车生态系统成为当务之急。

在未来的汽车生态系统中,汽车的健康状态和汽车后市场的服务产品将存储在云上,加入生态系统的成员将根据响应的权限使用自己需要的数据。车主在开车过程中可以方便地找到附近的餐馆、加油站和4S店,同时使用移动支付技术方便地付款。未来加油站和高速公路收费流程都将自动完成,车主到加油站加油不需要刷油卡或信用卡,因为他的汽车内部已经安装了RFID设备,车主只要在车内点击“确认”按钮,就能够实现支付功能。目前在手机行业已经将NFC技术应用到地铁和超市的收费支付中。

目前智能手机的生态系统构架已经初步完成,用户可以使用手机App完成地图导航、网上购物、团购、订餐、规划旅行计划的功能。近年传统的PC电脑的市场份额不断下滑,平板电脑和手机的飞速发展,显示了未来的生态系统,现在手机的通话和短消息功能已经弱化,用户80%的时间都在玩微信、刷微博和看视频等。未来汽车的交通工具的本质功能也会弱化,汽车可以解决车主出行过程中的一切需求,未来汽车的屏幕将像手机一样具备应用商店,车主根据自己的需要安装多个商家的App应用,汽车将取代智能手机的功能,成为汽车后市场和出行的重要O2O入口。

目前,在中国在汽车上应用物联网技术实现移动消费的成功案例是电子不停车收费系统ETC(Electronic Toll Collection),在汽车挡风玻璃上安装感应卡并预存费用,通过收费点时便不用人工缴费,也无须停车,通行费将从卡中自动扣除。这种收费系统每车收费耗时不到两秒,其收费通道的通行能力是人工收费通道的5到10倍。目前ETC系统正在与建设银行合作,实现无需预存款,当月公路通行费直接从绑定的建行信用卡扣除功能。由于具有不接触快速缴费特性,从技术角度来讲,ETC系统同样可以用于加油站缴费和停车场缴费的场景中。

无人驾驶成为未来汽车的标准配置

近年来驾驶辅助ADAS技术的快速发展和商业化,已经帮助汽车已经实现了部分自动驾驶功能。例如自适应巡航系统可以解放驾驶员的双脚,不用踩加速踏板和制动踏板,汽车自动尾随前车行驶。车道偏移系统将通过摄像头监控道路交通标志,保持汽车不会跑离车道,到汽车方向将要离开车道时,电动转向系统将提前调整汽车回到车道。另外还有碰撞避免或预碰撞系统、夜视系统、自适应灯光控制、行人保护系统、自动泊车系统、交通标志识别、盲点探测、驾驶员疲劳探测、下坡控制系统等功能,已经在逐步取代驾驶员对汽车的操控功能。

无人驾驶成为未来汽车的标准配置,未来的汽车将有人工驾驶和无人驾驶两种模式,当驾驶员希望体验驾驶乐趣时,汽车可以解除各种自动控制功能,在驾驶员的操纵下行驶。如果车主没有时间开车,或者处于疲劳状态,希望在到达目的地的途中进行休息,系统可以切换到无人驾驶模式。驾驶员可以在高速行驶的汽车内用车载电脑办公,开视频电话会议,欣赏电影视频,或者闭目休息。

各大国际汽车制造商已经开发出自动驾驶或无人驾驶的汽车,在进行公路试验。很多公司已经宣布无人驾驶汽车的上市时间表。例如2012年4月通用汽车宣布,到2017年将以凯迪拉克品牌推出限定在高速公路上行驶的自动驾驶汽车。通用正在开发结合了自动调整车速和保持车道的半自动驾驶技术“Super Cruise”,可以在某些特定的驾驶条件下,让车辆自动完成按车道行驶、制动以及速度控制等操作,可以减轻驾驶员在高速公路长途驾驶以及路面拥堵的情况下的工作负荷。“Super Cruise”技术目前仍处于实际道路测试及评估阶段,预计2020年前在部分凯迪拉克量产车型上率先投入使用。量产后的卡迪拉克自动驾驶汽车能够在汽车专用道路上行驶时,不用握方向盘。

目前国外汽车厂家研制的无人汽车已经在中国道路上进行路试。2015年3月,一辆沃尔沃V60在北京六环高速公路上测试“完全自动驾驶”技术,它准备了7台雷达、5枚摄像头、一部激光扫描器、16个遍布车身的超声波传感器,以及一个高速计算机处理系统。沃尔沃自动驾驶汽车可 以毫无死角地侦测路面上发生的一切,并瞬间完成变道、避让、减速、刹停等动作。而在此过程中,驾驶者的双手可以完全离开方向盘,去接听电话、操作中控台甚 至阅读报刊。这辆沃尔沃V60以70公里的时速向前行驶。突然,驾驶者在方向盘左侧的一个按钮上轻压了两秒,并松开了双手。他不时地拿起水杯喝水、把手放到脑后休息,甚至转过身与后排乘客交谈。沃尔沃V60无人驾驶样车造价约100万瑞典克朗(约合72.3万元人民币),预计大规模量产后成本还会进一步下降,而且这个价位在中国市场前景看好,因此沃尔沃V60很可能是第一辆在中国市场销售的无人汽车。

智能交通将对行车安全提供重要支持

智能交通提供交通流量、交通事故和道路维修等实时信息,可以帮助汽车驾驶员选择一条用最短时间或最短路径到达目的地的路径,进一步达到疏导交通流量的目的。在美国、欧洲和日本等发达国家,政府投入了大量的资金建立智能交通基础设施,有一些大型的跨国公司像Garmin和TomTom等为汽车提供导航和车联网产品,他们在大量的历史数据基础上,为在道路上开车的驾驶员提供信息服务。作者曾经在美国和德国体验过带有车联网系统的汽车,这些车联网系统提供的指路服务(Turn-by-turn)十分精准,能够及时预报前方的交通事故和道路施工新闻,帮助驾驶员提前避开交通拥挤路段,安全地到达目的地。目前国内的导航系统精度较低,作者在上海、深圳和广州开车时,明明已经到达转弯路口,但是导航地图却显示路口还有30余米,如果继续前行,驾驶员则会错过准确的路口。

智能交通的另外一个功能是提供车车通讯V2V和车路通讯V2X服务,实现高速公路的不停车收费、停车场的感应收费功能,缩短汽车的通行时间。另外V2V功能可以帮助汽车实现自动驾驶功能,汽车通过与前方汽车和道路旁边安装的无线电设备进行通讯,可以与前车保持安全距离,及时了解前方道路的情况,例如前方道路是否堵车或是否有湿滑路段,这样驾驶员提前选择最优路径和驾驶模式,从而保证行驶安全。

未来的汽车是免费的

当上述技术在汽车行业大规模普及时,具备联网功能的无人驾驶汽车价格不会比现在的汽车贵,很可能是免费的。未来汽车生态系统的运营商会像卖手机套餐一样卖汽车,他们主要卖的是服务,汽车只是服务的载体和生态系统的入口。可以想象得到的汽车生态系统套餐将包括汽车保养、汽车美容、洗车、停车、高速公路通行费、道路救援、加油、实时交通信息和数据通讯流量等服务,车主根据自己的需求选择不同的套餐。每种套餐都会绑定几种不同级别的车型供车主选择,甚至用户还可以选择二手车套餐,它将比新车获得更大的优惠幅度。

未来汽车生态系统行业将诞生几家类似中国移动和中国电信这样的大型集成商,他们将汽车销售、后市场等相关资源整合,设计成商业套餐。届时,所有消费者买车只能在几家集成商那里买车,因为买到的车内含有各种车生活的服务。如果消费者单单买一辆裸车,他将寸步难行,因为所有加油站或者充电站都与集成商绑定,不支持现金消费。没有集成商的账号的汽车,就像没有软件的计算机。

电动汽车是未来的主流车型

随着石油资源的日益减少和空气质量的逐渐恶化,电动汽车受到全球所有汽车制造商的重视。2014年全球电动汽车的销量超过30万辆,对比2013年的20万辆销量,增长速度达到50%。2014年全球电动汽车(含纯电动汽车和插电式混合动力汽车)销量达到31.8万辆,其中日产聆风纯电动汽车以6.1万辆的销量排名第一,特斯拉以3.2万辆的成绩排名第三,比亚迪秦以1.5万辆的销量排名第7,吉利旗下的康迪K10电动汽车以1万辆的销量排名第10,另外进入前20名的中国制造电动汽车有奇瑞QQ3、众泰E20、北汽E150/E20和比亚迪e6四款电动汽车。

普华永道预测,2020年全球新能源汽车产量将达600万辆,其中电动汽车产量将达到100万辆。目前发展电动汽车的阻力主要是电池、电控、电机的成本过高,他们占据了纯电动汽车40%的制造成本。另外随着人类不断发现新的石油资源,全球石油价格增长相对缓慢,导致电动汽车的优势不明显,消费者缺乏购买电动汽车的热情。

但是能源和环保的发展趋势决定了电动汽车是未来的主要交通工具。预计到2020年,电池、电控、电机成本将会下降40-50%左右,电池的成本在2015-2020年间减少约40%。未来的电动汽车的能源将逐渐由以锂电池为主过渡到氢燃料电池。同时电动汽车具有结构简单和维护方便的先天优势,随着电池能量密度的提高和体积的缩小,电动汽车将由现在在内燃机汽车平台改装进化到一种全新的优化结构。未来内燃机汽车将成为市场上的超级豪华车,数量极少。

3D打印、众筹和外包生产实现个性化汽车的量身定做

随着3D打印技术的广泛应用,用3D打印机制作汽车零部件已经开始应用。这种新的方法对比传统的用模具制作零件的方法,具有工艺简单,制作时间短,成本低等优势,是未来实现小批量商业化生产的发展趋势。随着消费者对汽车个性化需求的增加,未来的汽车将会像房子一样实现个性化“装修”功能,未来的汽车的车身外观和内饰都可以根据用户的个性化需求,在电脑里设计好数字模型,然后在3D打印机上打印出来。

这种个性化汽车价格不会昂贵,它根据车主的需求,将选择一些通用的底盘,底盘的种类包括舒适型、运动型、越野型等。将3D打印出来的车身通过标准接口与底盘集成。制作这种个性化汽车的公司由于采用了预先通过网络众筹的金融手段集资、通过电商在全球市场采购,大大降低了公司的注册资金和生产规模。这种个性化汽车公司只需要一个小车间,通过简单的生产线就可以将外包生产的汽车零件组装成一辆一辆的个性化汽车,通过物流网络直接送到消费者家里。

世界上第一款采用3D打印零部件制造的电动汽车于2014年11月在美国芝加哥国际制造技术展览会上亮相,整个制造过程仅用了44个小时。辛辛那提公司提供的大幅面增材制造3D打印机,碳纤维增强ABS塑料的熔融沉积速度可达到每小时40磅,能够打印3英尺×5英尺×10英尺的零部件。2015年3月,中国首台3D打印概念汽车在海南三亚市发布,这辆概念汽车由三亚思海三维技术有限公司开发研制,“土豪金”色车身部分是运用复合材料3D打印而成,重约500公斤,其余为组装配件,该车通过电力驱动。

结论

相信大家都不会忘记2010年上海世博会上,通用汽车与上汽集团联合制作的10分钟的四维立体电影“2030, 行!”,它就很好地展示了未来智能汽车的自动驾驶功能给人们生活带来的便利。2014年,通用汽车公司在北京车展发布了雪佛兰EN-V 2.0电动联网概念车的设计效果图,这是通用汽车在2010年上海世博会上发布的创新电动联网概念车EN-V的下一代产品。

通用汽车中国公司总裁兼总经理甘文维(Kevin Wale)表示:“通过设计雪佛兰EN-V 2.0,我们希望构建一个模块化架构,以此为基础可以灵活地开发一款既可以人工驾驶又可以实现更复杂的、全自动驾驶模式的联网车型。”

其实未来的无人驾驶汽车的成本很可能比现在的汽车要低,主要原因是未来的汽车都是在智能交通系统ITS提供信息的指导下行驶,开车的安全性非常高,就像是现在的飞机一样,因为现在的大部分飞机都是无人驾驶的,飞行员只是对飞机状态起监控左右,以备处理应急情况。由于安全性非常高,因此未来的汽车可以大量采用轻量化的复合材料,汽车的转向柱等零件将被取消,仪表台上的很多按钮也被简化,大部分操作可以通过语音控制、手势控制或者触摸屏幕实现。特斯拉汽车就是未来汽车的一个范例,它的仪表台上的大部分按钮都被17英寸的可触屏取代了。

作者介绍:张翔,工学博士、副研究员,独立汽车咨询顾问,在汽车行业工作十余年。主要研究汽车行业的热点技术,包括车联网、OBD、互联网汽车、汽车电商、智能汽车、无人驾驶、智能交通、新能源汽车、P2P租车和互联网专车等。迄今已经发表80余篇文章。目前已经与机械工业出版社签约,计划今年下半年出版新书《未来的汽车》。

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