車展啟示錄：汽車上的科技將何去何從
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
作為一臺車，其結構簡單一些講無外乎就是那幾個部分：車身、底盤、發(fā)動機、傳動、內(nèi)飾。當今街上跑的這些常見車型已然把這幾點研究透徹，而不斷推陳出新的技術也在一步步改變著這些部分的結構與理念。這時候可能有人會問：理念？除了結構，傳統(tǒng)車結構方面的很多理念也會隨著科技進步而改變嗎？
而若說到這樣的改變，相信大家對未來汽車的技術發(fā)展方向就更加關心了。別著急，我們一步步來，先從車輛的心臟：發(fā)動機看起。
● 心之所向——發(fā)動機技術
從本屆車展看，各家車企在發(fā)動機領域的創(chuàng)新依舊，而與往屆存在較大不同的是，本次車展的一些車企們更傾向于嘗試很多新鮮結構，一改以傳統(tǒng)發(fā)動機為基礎的技術升級，甚至于說，這是一種發(fā)動機方面的變革都不為過。
當然，也并不是所有發(fā)動機都有這么大革命性的改變，主流技術的大面積普及也是今年車展所能看到的方向。而若說到主流，時下依舊是汽油發(fā)動機的天下，那么這一部分，我們先從傳統(tǒng)汽油發(fā)動機說起。
可能在十幾年前，大眾和三菱的這一做法確實比較前衛(wèi)：一改在進氣歧管內(nèi)進行噴油的方式，改在缸內(nèi)直接噴射，實現(xiàn)熱效率的提高，并普及到量產(chǎn)車上（若單從歷史角度來說，其實早在上世紀50年代就有了直噴汽油車，只不過當年技術并不成熟，也未得到普及）。與歧管噴射相比，直噴的噴射壓力大，霧化效果好，噴射控制更靈活精準，但也因多次噴射過程中，可能存在多次噴射中，某一次噴射的部分油霧僅起到了散熱作用，故在某些工況下并不省油。
技術層面上講，實現(xiàn)這一舉措從原理上并不難，柴油發(fā)動機早就用上這樣的結構了（當然，柴油發(fā)動機是壓燃式，實現(xiàn)起來相對簡單），但因為其需要依托一套高壓噴油裝置，并且高油品要求和如何控制排放都成為了其發(fā)展道路上的難題，直到近年來人們將直噴和歧管噴射混合在一起，實現(xiàn)雙噴射，這一問題也算是找尋到了未來發(fā)展中的解決方案。
而在歷經(jīng)十余年的演變過后，這項技術早已不是當年那個“只能吃細糧的黑科技直噴發(fā)動機”了，隨之而來的是由于技術成熟而實現(xiàn)的大面積普及。有一句話說：技術是要依托于需求而發(fā)展。的確，直噴技術配合小排量+小慣量渦輪的舉措，加之國內(nèi)外正在普及的集成化理念和混合歧管噴射的直噴系統(tǒng)，這一切都是在為同一個目標：日漸嚴苛的排放標準。
環(huán)境改變生活，在工業(yè)化發(fā)展的現(xiàn)代社會中，空氣污染絕對是全球一同亟待解決的問題，身處北京的我對此必然是感觸頗深，如果有一股清風吹走霧霾，那這一天給自己放個假都合適。那么為解決這一問題，很多國家是通過限制車輛排量的舉措和提高排放測試難度，鼓勵小排量車和新能源車發(fā)展，從而治理空氣環(huán)境。姑且先不說這種解決方法的合理性，從某種角度上講確實讓小排量渦輪直噴發(fā)動機如魚得水，大面積普及這些技術也就不足為奇了。
國內(nèi)的這種發(fā)展趨勢已成主流，但不代表所有車企都在走這條道路。觀致與科尼賽克的合作就為汽油發(fā)動機的未來發(fā)展提供了一條新思路：取消凸輪軸設計，改用油壓與氣壓配合的控制單元控制執(zhí)行氣門的開閉與升程高低。單從結構上看，取消凸輪軸而采用新結構控制，一定程度上能夠看出未來發(fā)動機技術是要重點依靠電子控制領域，簡化機械結構，讓更多的機械設計轉變?yōu)楹唵蔚耐ㄟ^電子控制單元來代替。并且改用電磁閥實現(xiàn)原凸輪軸所完成的功能，可以實現(xiàn)更精準的控制正時與升程，優(yōu)化空燃比，讓一臺歧管噴射發(fā)動機的熱效率同直噴發(fā)動機一樣好，并且還有很好的減重效果。
以科尼賽克和觀致合作的發(fā)動機為例，當發(fā)動機取消凸輪軸和傳統(tǒng)配氣正時之后，發(fā)動機上部體積得到明顯縮減，缸蓋部分可以減小50%之多，而整體質量也可以下降30%。
由機械轉為電子化，這樣做的好處更多是為了簡化結構、減重，并在反應時間與精準控制方面均有優(yōu)勢，也同樣因為對電子控制的依賴性越來越大，未來的發(fā)動機技術很有可能將不再比拼機械結構，轉而比拼電子控制邏輯這一領域。
大面積依托電子控制技術并簡化機械結構的未來發(fā)動機技術，將極有可能成為未來發(fā)動機發(fā)展方向的主流趨勢。我們猜測：發(fā)動機結構將會越來越簡單，通過不同電子控制程序的調(diào)整，實現(xiàn)不同的控制邏輯，讓發(fā)動機做到不同的輸出特性。
筋骨之道——傳動系統(tǒng)技術
從汽車的角度來說，實現(xiàn)高效高輸出，一方面是要靠心臟（發(fā)動機）的優(yōu)秀運轉效能，另一方面，空有一身力氣使不出來也會成為動力發(fā)揮的阻礙。從這一角度講，一套高效傳動系統(tǒng)才能使得好發(fā)動機最大化發(fā)揮其應有的能力，正所謂“好馬配好鞍”便是這一道理。
在傳動系統(tǒng)方面，汽/柴油車領域僅僅是依賴于如何優(yōu)化變速箱和減小傳遞損耗等這樣的手段提高傳動效率。當然實現(xiàn)這一目的的方法不唯一，有些車企是采用更換原變速箱形式實現(xiàn)優(yōu)化傳動系統(tǒng)，也就是使用不一樣的變速箱，包含無級變速箱（簡稱CVT）和雙離合器變速箱（簡稱DCT）在內(nèi)的諸多形式也是各有優(yōu)劣，就現(xiàn)在的技術而言，實現(xiàn)起來也并不困難。
那么話又說回來了，既然傳統(tǒng)發(fā)動機需要依靠變速箱去實現(xiàn)“減速增扭”的效果，那么效率上的優(yōu)化確實是重中之重了。從本次車展上看，國內(nèi)外各大車企對變速箱的優(yōu)化有著各自獨到的理解，但從大類來說，總體分為兩個方向。
一部分車企選擇采用雙離合器變速箱方案，在換擋過程中可以實現(xiàn)不中斷動力輸出的快速換擋，達到高效快速傳遞動力的需求，但在舒適性上存在一些問題；而還有一些車企采用更多擋位的傳統(tǒng)自動變速箱（簡稱AT）方案，通過細化傳動比（細化到線性變化的傳動比就是CVT無級變速箱的理念了，但結構上會有較大區(qū)別），讓發(fā)動機工況近乎時刻保持相對最佳，達到發(fā)動機效能的高效發(fā)揮，但大多數(shù)AT在換擋時間方面略遜一籌，而大部分采用鋼帶或鏈條傳動的傳統(tǒng)CVT，由于其鋼帶與帶輪壓緊的方式可能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，在這兩者之間出現(xiàn)磨損，故其在承受扭矩方面是一短板。
以上兩套方案在很大一定程度上都是基于對傳統(tǒng)車輛的開發(fā)，并且在傳動優(yōu)化方面，并未跳出變速箱這個圈子。有一個大趨勢我們都可以感受得到：鑒于對環(huán)境保護的需要，未來將是EV純電動車和Hybrid混合動力車的主力市場。這兩種有電機參與工作的車，不僅在發(fā)動機方面影響了未來發(fā)展方向，在傳動系統(tǒng)方面亦是如此。
在本次車展中，雷克薩斯展現(xiàn)出了其對混合動力方面的新想法，不僅從動力總成入手，還要保證好不容易高效輸出的動力不讓傳動系統(tǒng)毀于一旦。雷克薩斯LC 500h采用了一套行星齒輪E-CVT變速箱并串聯(lián)一臺4AT的自動變速箱，可以模擬出10速的擋位。雷克薩斯不辭辛苦地開發(fā)這套復雜的復合變速箱，其實僅僅為了一個目的：讓傳動效率、傳動比覆蓋和運動換擋感受并存，并且可以很好地匹配混合動力總成。
雖說看似十全十美了，但萬物皆有利弊，這樣復雜的一套變速箱可靠性究竟如何？雖然我個人而言很信賴雷克薩斯的品控，但結構如此復雜的情況下還能保證嗎？
混合動力不僅改變了動力單元與變速箱，也改變了驅動形式：“混動四驅”這樣的概念便是一種正在逐步成為主流的驅動結構?；旌蟿恿Φ母拍钗覀儾荒吧?，在傳統(tǒng)汽/柴油發(fā)動機的基礎之上，合并電驅動力系統(tǒng)，實現(xiàn)動力互補的效果，降低油耗，提高驅動效率。而混動四驅這樣的結構其實并不復雜，而且早在10年前的雷克薩斯RX 400h上便有類似的結構。這種混動四驅可以依托于汽油車的前驅平臺做開發(fā)，是很多廠商開發(fā)混動SUV比較主流的方法。確實，本來SUV市場就正熱，結合上混動四驅這樣簡單見效的技術，節(jié)能高效，何樂而不為呢？逐漸從小眾成為一種主流也是理所應當。
但這也不代表十全十美。同發(fā)動機電子控制化一樣，這套混動四驅結構同樣依賴于復雜的控制邏輯，也就是回歸到了電子控制問題：如何配合好汽油發(fā)動機驅動的前軸端與電機驅動的后軸端，是未來考驗各大廠商的一個難題。現(xiàn)階段而言，在一些中低端產(chǎn)品中，采用的方式同電子限滑差速器的道理類似，也就是車身穩(wěn)定系統(tǒng)的衍生功能，通過車身穩(wěn)定系統(tǒng)對車輪剎車，阻止打滑，而在前后軸端的驅動配合方面，似乎每家廠商的控制邏輯都不太一樣。
這確實為我們的未來提供了一些新思路：不僅僅是四驅系統(tǒng)混動化、傳動效率高效化等，復合變速箱也提供給我們了一些啟發(fā)，在難以兼顧的情況下，為何不把它們?nèi)诤显谝黄鹉兀?/div>
腦部開發(fā)——電子化與自動駕駛
既然說到了未來科技，那電子技術主導已然是大勢所趨，越來越多的傳統(tǒng)機械零部件結構將被更電子化的零部件所替代，在未來，駕駛將成為一件更簡單的事情。
其實汽車電子化這一概念，并不是什么新興產(chǎn)物。在20世紀車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)（簡稱ESC）的普及便能看出，車輛未來的發(fā)展勢必離不開與電子系統(tǒng)的關系，從ESC到如今的各種高階駕駛輔助系統(tǒng)和車內(nèi)的各項科技舒適配置，每一次進步，都在詮釋著“科技改變未來”這一句話。
在本次車展當中，如果你僅僅看到了越來越大的中控臺屏幕和越來越集成化的功能配置，那你就“圖樣圖森破”了。其實在很多駕控體驗方面，高度電子化改進也在悄然進行當中。比如我們本次有幸專訪到了賓利董事會負責技術領域的羅爾夫·弗萊徹先生，與他交流了在未來電子化領域發(fā)展上的一些看法。
雖說從單一品牌角度去看待電子化發(fā)展進程不夠全面，但從廣義方面去展望，強化電子化基礎領域（也就是車用電源）和讓電腦去控制復雜機械操作（電子輔助主動調(diào)節(jié)機械部件運作）這兩個方向而言，對于每一家車企都將是未來的必經(jīng)之路。從純機械化過渡到電子機械化，這種轉變需要電子技術與機械結構的配合一同實現(xiàn)，以便完成輔助操控與駕駛方向的變革。
這也就是說明了，對于一些品牌來說，致力于發(fā)展電子化去完善操控體驗，而不是將這種樂趣抹殺，會成為未來的一種方向，諸如電子渦輪（可以保證持續(xù)穩(wěn)定的進氣壓力，使得發(fā)動機初段輸出更線性，彌補傳統(tǒng)渦輪帶來的渦輪延遲問題）和主動懸架系統(tǒng)在內(nèi)的諸多電子化改革，其實都是為了更容易讓駕駛者體驗到駕控樂趣。
除了電子化機械結構的一些問題之外，而從另一個角度來講，高度電子化的車輛在實現(xiàn)一些電子安全輔助功能方面，也要比電子化程度低的汽車更加容易實現(xiàn)。舉個例子，想要實現(xiàn)車道保持功能，勢必要牽扯到轉向的問題，既然要讓其能夠自主依靠電子驅動，實現(xiàn)轉向功能，那么電子助力轉向為基礎的轉向系統(tǒng)勢必要更加容易開發(fā)出這一功能。
而在另一個領域——自動駕駛方面，其實完全可以理解成為是電子技術進步的一次匯總。想要實現(xiàn)自動駕駛，首先得需要讓車有認知意識（通過各種傳感器實現(xiàn)）、判斷意識（通過電腦判斷邏輯實現(xiàn)）和執(zhí)行意識（主動電子控制實現(xiàn)）三方面完成。這三方面都屬于高度依賴于電子控制技術，而并不是簡單的通過復雜機械就可以完成的邏輯過程。
讓電腦去代替駕駛者，從本次車展中的一些展臺展品上，我們也能看到這一未來趨勢在實現(xiàn)上的一些想法。對于法雷奧和博世這些零件企業(yè)來說，他們要做到的不僅僅是完成這些高精尖傳感器的量產(chǎn)化，以解決成本給自動駕駛領域帶來的影響，更重要的是要在現(xiàn)有的技術水平下，實現(xiàn)如何去讓這些安全輔助系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)協(xié)同配合，完成自動駕駛操作。
就現(xiàn)階段而言，高階的輔助駕駛系統(tǒng)其實已經(jīng)能夠完成很多簡單工況的自動駕駛功能，只是在從高端車型下放技術方面，還有很多成本問題問題方面需要解決。并且無人駕駛與自動駕駛在概念上還是有一定差異：自動駕駛是指車輛可以自主行駛，實現(xiàn)自主判斷與執(zhí)行操控，在一些需要人為介入的情況下還得依靠駕駛者本身；而無人駕駛是完全讓汽車自主判斷操控，沒有人為介入操作的概念。所以上圖中所提到的長安無人駕駛，實際上在現(xiàn)階段僅僅能算作是一種自動駕駛的實驗，但其進步是毋庸置疑的。
除了現(xiàn)階段的自動駕駛還暫且實現(xiàn)不了復雜工況的正確判斷之外，在這背后還有一個很重要的問題需要考慮：法律問題。究竟一套自動駕駛系統(tǒng)能不能算作是一位駕駛者？當出現(xiàn)事故的情況下，究竟該如何去定責？在這一問題上來說，一方面有待于法律的完善（其實現(xiàn)在已經(jīng)有很多國家正在擬定自動駕駛的相關法律，而美國內(nèi)華達州、加州和佛羅里達洲已經(jīng)為此立法），但另一方面也需要各大車企與零配件廠商的協(xié)同配合。配合？這方面怎么去配合呢？其實也很簡單：如果讓車輛之間實現(xiàn)交流，這件事不就解決了？想要實現(xiàn)交流，車與車之間的互聯(lián)網(wǎng)建立也是未來發(fā)展的重點之一。
通過本次車展在電子技術方面的參觀，電子機械化、自動駕駛與車聯(lián)網(wǎng)的建立，這三方面一定是未來發(fā)展的重要趨勢。三方面是一種相輔相成的關系，并且不僅僅是國外企業(yè)在這三個方面極為重視，國內(nèi)的很多車企也在緊鑼密鼓地研發(fā)當中。
編輯點評：
在本次車展當中，技術領域的展示不僅看到了各大廠商對于技術的不同理解，也看到了一些未來發(fā)展的大方向：電子控制領域。無論從發(fā)動機、傳動系統(tǒng)還是電子化進程，電子控制領域的重要性在未來汽車研發(fā)過程中將成為主導，而一切依賴于此的技術升級，甚至于將在未來改變我們的用車習慣。這不是什么異想天開，如果你細心觀察，其實它們已經(jīng)悄然發(fā)生了。
關鍵詞：
車展啟示錄汽車科
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