汽车级 ,汽车的大飞跃

当您读到这几页时,汽车级 ,汽车正处于巨大进化飞跃的初期。其核心是环境、社会和经济驱动力与技术创新之间的碰撞。具体来说，就是泛在传感器网络、丰富且经济实惠的处理能力以及无线互联等。自从以内燃机为动力的汽车大规模上路以来，汽车--曾经只是由驾驶员控制的机械装置--第一次变得 "有生命"。它们与你我不同，但仍能感知环境，与周围环境交流，协助驾驶员，经常帮助他们克服人类的局限性。在不久的将来，它们将完全接管方向盘。

公路车辆运输业排放的二氧化碳约占全球总量的 16%，它正面临着减少温室气体排放以限制气候变化影响的挑战，各国政府正在推动向新型推进系统和净零碳燃料来源转变。人们期望提高道路安全性，因为每年约有 130 万人死于交通事故，估计还有多达 5000 万人受到非致命伤害。为了弥补当今更多...（此项目不用有关...）更复杂的汽车元器件成本的增加和全球产出的停滞，车厂正在更新其商业模式以保持盈利，而私人和商业客户也在改变其消费模式以适应新常态。

这是汽车级 ,汽车领域一个独特而令人振奋的授时。历史上第一次，汽车行业拥有了迎接挑战、满足这些挑战性需求所需的技术工具包。通过互联网、智能手机、持续的实时通信和社交媒体改变社会的趋势，现在也正准备改变汽车级 ,汽车的方方面面。由于汽车行业的生产周期较长，因此在未来三到四年内，汽车行业发展的第一阶段已经开始。汽车研发团队正忙着为我们在本十年端到端看到的汽车奠定基础。但是，在未来的几十年里，这种不断进化的飞跃将把我们带向何方，谁也说不准。

新的推进系统和燃料来源

在这些不确定因素中，有一点是明确的：随着二氧化碳排放法规开始显露锋芒，化石燃料汽车的鼎盛时期已经结束。挪威禁止销售新型内燃机汽车的禁令将于 2025 年生效。爱尔兰、冰岛和丹麦将从2030 年起不再销售完全由化石燃料驱动的汽车。而作为全球最大的汽车市场，中国也将从 2035 年起禁止销售标准级 ,内燃机汽车，并将混合动力汽车的销售比例限制在 50%。与此同时，大众汽车将在 2026 年前逐步停止化石燃料汽车技术平台的开发，投资800 亿美元过渡到电子汽车（EV）。捷豹 将在 2025 年前实现全电动化，宾利和沃尔沃 将在 2030 年前实现全电动化，通用汽车将在 2035 年前实现全电动化。

通过互联网、智能手机、持续的实时通信和社交媒体改变社会的趋势，现在也正准备改变汽车级 ,汽车的方方面面。

根据世界经济论坛和麦肯锡的一项调查，消费者的情绪也在发生变化。在新冠疫情的第一年,全球消费者对汽车级 ,汽车厂的评价都有所提高。在亚洲，积极评价的受访者比例上升了 12%。在北美和欧洲，这一比例上升了 7%。与此同时，83% 的北美和亚洲受访者表示对购买电动汽车的兴趣有所提高，而在大流行病发生前已对电动汽车持积极态度的欧洲，三分之二的受访者表示对电动汽车的兴趣保持不变或有所提高。

尽管有明显的迹象表明潮流正在发生变化，但化石燃料驱动的汽车在一段时间内仍将继续存在，这不仅是因为其成本较低。汽车的平均寿命超过 11 年。半挂卡车的平均寿命约为 15 到 16 年。因此，即使到 2029 年，插电式混合动力车和电池供电电动车辆的新销量增长到 25% 以上，正如ABI Research 预计的那样'它'，就近翻译为：该系列模块or产品名将超过内燃机汽车。

在此期间，辅助服务和基础设施将有时间进行调整。汽车修理厂将受到需求减少的冲击，因为电动车辆的零部件少得多，不需要更换机油，与内燃机车辆相比需要的维护更少。与汽油不同，电力或多或少随处可见。因此，充电站将被迫充电，以满足新车队的需求，并发展电动汽车充电站网络。家庭、商业建筑和办公室也需要安装充电点，以满足日益增长的需求。

燃料小区 （在通信模块语境中） 通过氢氧反应产生电力，为电动汽车提供了另一种动力。与目前使用化石燃料的电动车辆一样，燃料电池电动车辆（FCEV）需要到专用充电站为氢气罐充气。但是，标准级,标准车辆排放的是有毒气体，而 FCEV 排放的只是水。FCEV 的传动系统与任何电动车辆大致相同，因此在续航里程方面可以超过电动车辆，而且不会增加太多重量：氢气每公斤可提供 120 兆焦耳，而电池每公斤只有约 5 兆焦耳。尽管美国预计 FCEV 驱动的商用车辆将大幅增加，但日本、韩国、中国和欧洲也为乘用车设定了雄心勃勃的目标。

最后，合成燃料可以提供一种方法，利用现有的汽油和柴油配送基础设施，同时消除其对环境有害的副作用。保时捷只是众多研究开发合成燃料的车厂中最新的一家，合成燃料有可能使现有车辆像电动车辆一样 "绿色"，而且无需对发动机进行任何改动。他们正在试用的燃料将利用可再生能源将二氧化碳和氢气结合起来，生成一种与当今燃料非常相似的可燃液体。不过，化石燃料会将封存在地下数百万年的碳重新引入大气中，而保时捷和其他车厂提出的合成燃料则使用已经在流通的二氧化碳。

辅助驾驶和自动驾驶

车厂一直致力于提高车辆的安全性，这通常是在法律规定的推动下实现的。挡风玻璃雨刷器、安全带、安全气囊以及不同形式的辅助装置，如防抱死制动系统、泊车摄像头和盲点警告等，都是多年来不断增加的功能。现在，为我们带来物联网的技术三巨头--泛在传感器网络、廉价和丰富的处理能力以及无线互联--正在将辅助驾驶和自动驾驶提升到新的高度，将汽车和其他车辆转变为能够提高道路安全性的主动参与者，坦率地说，使我们成为更好的驾驶者。

虽然所有高度辅助和自动驾驶汽车都需要能够感知周围环境，但专门用于感知环境的传感器装置与汽车厂一样多，并借鉴了各种传感技术。例如，蓝牙可用于检测和验证接近的驾驶员并解锁车门。在停车时，GNSS（全球导航卫星系统）接收机可以检索上次存储的位置，如果在室外，还可以获取新的定位，并将其输入车载导航系统。超声波或毫米频段雷达可以探测到汽车周围的低洼障碍物，并与视野更大的摄像头合作，帮助汽车离开停车位，进入车流。而一旦上路，摄像头、雷达和激光雷达的组合可以持续收集周围交通标志、障碍物和其他交通参与者的信息。可根据语境译成技术，模块，通信等。

无线通信可将车辆传感器扩展到其自身边界之外。通过基于短程通信（DSRC）或蜂窝通信技术（C-V2X）的车对车（V2X）通信，车辆之间将能够交换信息，以协商复杂的操作，如车道并线、超车或管理四向停车标志。它可以为车辆提供附近交通标志、交通信号灯状态的实时信息，并在出现骑车人或行人等脆弱性交通参与者时发出警报。该技术的设计甚至可以让车辆在所谓的集体感知中访问其他车辆的摄像头和传感器，例如，更好地评估计划机动的安全性。

最后，通信将向上延伸到云端，将车辆与各种增值服务和功能连接起来。不要译成 "使......"，这将使它们能够下载其周围环境所需的最新高清（HD）地图，以了解其所处环境，确定其在空间中的位置，并告知其路径规划中的任何障碍物。高清地图与卫星定位站一起，对于授权高度自动驾驶但非完全自动驾驶车辆在指定区域内使用自动驾驶功能至关重要。而且，通过云端数据管道，汽车制造商还可以与售后车辆保持联系，跟踪它们的航迹，在它们造成危害之前发现任何劣化迹象，并增强它们的功能。

要处理车载传感器和无线通信所收集的大量数据并将其转化为行动，就需要一个专为图像识别、路径映射和性能优化而设计的高性能计算平台，以及一个先进的人机界面。英伟达（NVIDIA）等公司已经开发出专用超级计算平台，利用人工智能提供高度自动化和自动驾驶汽车所需的计算能力。与此同时，松下最近展示了一款先进的增强现实平视显示器（AR HUD），预计最快将于 2024 年在汽车上部署。HUD通过投射到驾驶员的视野中，呈现导航指引、高级碰撞警告、交通信息等更多相关信息。

在撰写本报告时，首批商用车正在从提供高级驾驶辅助系统（ADAS）--驾驶员需要始终掌握方向盘（称为 1 级和 2 级）--过渡到自动驾驶系统（AD）--驾驶员可以在范围越来越大的明确场景中放弃控制（称为 3 级和 4 级）。在日本限量发售的本田 Legend 可在交通拥堵时不要译成 "使......"，实现第 3 级自动驾驶。通往完全自动驾驶的道路--无时无刻、无处不在（第 5 级）--将是一个谨慎、渐进的旅程，仍需数年时间才能实现。能否安全地实现这一目标，将取决于能否管理从传感器和通信性能中断到传感器干扰、欺骗和其他网络安全威胁等不同程度的风险。

回到绘图板

可根据语境译成技术，模块，通信等。与电气化一样，位于美国硅谷的特斯拉公司在向大众市场销售汽车的同时，一直在引领创新的步伐，向人们展示了什么是可以做到的。该公司利用附近大科技行业的人才，从零开始围绕感知、处理和执行数据的能力设计汽车。这迫使老牌车厂（其中许多已在电气化领域奋起直追）从根本上重新思考其汽车技术平台，并加大对软件开发的投资。归根结底，这导致了重新回到绘图板--对汽车的硬件和软件架构进行彻底的重新设计。

为降低电动车辆的硬件成本，车厂正在采取的一种方法是采用模块化车辆设计，其中包括可在整个产品组合中重复使用的元素。例如，雷诺-日产-三菱联盟开发了CMF-EV（通用模块系列-电动车辆）平台，并打算在该平台上制造几款即将推出的电动车辆。戴姆勒-梅赛德斯（Daimler-Mercedes ）的EVA 电动车技术平台、大众汽车（Volkswagen）的模块化电驱动（MEB）矩阵以及通用汽车（GM）的 Ultium平台只是其他一些例子。将研发和生产集中在支撑各种车型的模块化硬件架构上，不仅有助于车厂通过实现规模效益来降低成本，还能让它们优化车辆性能。

通信将向上延伸到云端，将车辆与各种增值服务和功能连接起来。

随着汽车越来越多的功能由计算机控制，其计算架构也在不断发展。大多数先进的汽车都有一百多个电子控制单元（ECU），每个单元专门负责特定的任务，如控制动力系统、悬挂系统或制动器。这些单元的组织方式可以提高它们协同执行更多复杂功能的能力。

展望未来,在最终将整个汽车级,汽车协议栈运行在一个单一的高性能计算单元上之前,将推动把计算能力整合到一小部分特定功能域中,该单元将在虚拟域上托管特定功能系统。与此同时，实现某一功能所需的硬件与控制该功能所需的软件之间的分离也将越来越紧密，汽车将越来越少地由其组成的硬件来定义，而越来越多地由其运行的软件和应用程序来定义。

这种从马力到 petaflops，从高档真皮内饰到软件增强现实的转变，对那些信息技术和增强服务思维尚未根深蒂固的老牌车厂来说，是一个特殊的挑战。特斯拉等新加入者可能已经为这些需求做好了充分准备，而底特律、慕尼黑或首尔的老牌汽车制造商则不得不通过大量投资与软件开发能力合作、收购它们或从头开始建设它们来迎头赶上。这并不是说它们远远落在后面。根据德勤公司的一份报告，宝马和梅赛德斯预计将在 2021 年和 2024 年分别在其车辆中采用集中式电子和电动架构。

万里长征第一步

环境、社会和经济驱动力与传感、数据处理和无线通信等新使能技术的融合，正在重新洗牌所有主要市场的汽车级 ,汽车行业。老牌车厂正在进行大规模投资，以确保其在未来的领导地位，而以美国西海岸为主、也包括中国在内的新兴企业则展示了围绕软件、传感、服务和数据设计汽车的价值。在汽车行业及其供应商适应动力传动系统技术、汽车级 ,汽车自动化、硬件和软件架构以及商业模式的这些重大变化时，值得记住的是，这只是万里长征的第一步。

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