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最近幾年，汽車制造商及其供應商在新興技術上投入數(shù)千億美元，希望改變汽車制造方式以及人們的出行方式。根據(jù)美國專利數(shù)據(jù)庫提供商IFI Claims patent Services數(shù)據(jù)，依照2018年至2022年專利申請的復合年增長率衡量，去年，美國增長最快的技術分類是自動駕駛汽車技術。該領域專利申請增長速度甚至超過了量子計算、機器學習和數(shù)字數(shù)據(jù)處理領域。自動駕駛技術只是汽車行業(yè)投資的一方面。麥肯錫（McKinsey）數(shù)據(jù)顯示，自2010年以來，算上車輛聯(lián)接、動力系統(tǒng)電氣化和共享出行，企業(yè)在新興汽車技術上的投入已超過5300億美元。不僅僅是傳統(tǒng)汽車制造商，零部件供應商和一些新興科技公司，也起到了推動作用。根據(jù)IFI的數(shù)據(jù)，2022年，豐田汽車和本田汽車在自動駕駛技術的專利申請數(shù)量，領先于所有其他公司，Waymo（一家研發(fā)自動駕駛汽車的公司）排名第三。以下21項創(chuàng)新汽車技術反映了不斷增長的創(chuàng)新來源。通用汽車和寶馬集團等傳統(tǒng)汽車制造商，以及采埃孚集團（ZF）和大陸集團（Continental）等供應商中堅力量都在其中。還有很大一部分來自電池公司、科技公司和初創(chuàng)公司，這些公司剛進入汽車行業(yè)，但已經(jīng)留下了不可磨滅的印記。對于一些業(yè)內人士來說，這些創(chuàng)新技術和流程仍然很陌生。但隨著創(chuàng)新推動，它們可能很快就會成為汽車核心部件。德國動力總成供應商緯湃科技（Vitesco）正在使用綠色激光，為寶馬集團大規(guī)模生產電池管理電子產品。與傳統(tǒng)的紅外激光相比，綠色激光有助于降低能源消耗。緯湃科技表示，通常情況下，銅焊接過程一般使用紅外激光，但它們很難控制，而且需要大量的能量。相比之下，綠色激光的波長比紅外激光更短，可以減少多達20%的能源消耗，從而使銅焊接過程更可控，也更高效。長期以來，麥克風一直被用于車內語音輔助功能和其他功能。但哈曼科技有限公司（Harman）開發(fā)了一種安裝在汽車外部的麥克風。在車外安裝一個麥克風，可以使車輛安全系統(tǒng)和自動駕駛功能，檢測到從應急車輛警報到駕駛員站在車外發(fā)出的口頭命令等一切信息。哈曼公司表示，這款外接麥克風是完全密封的，能夠承受各種環(huán)境的影響，而且可以“渾然一體”地整合到車輛外觀設計中。寶馬集團的i Vision Circular概念車，對行業(yè)在可持續(xù)技術方面的發(fā)展方向具有重大意義。這款小型汽車預計在2040年左右推出，完全由回收材料和生物原料制成。車身由回收鋁材制成，不使用油漆，不使用鉻；輪胎是由可持續(xù)發(fā)展的栽培橡膠制成；整個汽車的材料結合是通過新型連接技術實現(xiàn)，并且可以在后期有效地拆卸。寶馬集團已經(jīng)在敦促其供應鏈，提高回收和再利用材料的含量水平，目前其含量為30%。索尼本田移動公司打造的Afeela電動汽車，其中一項很有前途的新技術是外部“媒體條”。車燈之間有一條類似帶子的數(shù)字屏幕，可以改變顏色，并對外界發(fā)送文本信息，類似于數(shù)字電話?！懊襟w條”可以顯示天氣報告，甚至可以傳輸圖像。這個想法聽起來可能有點噱頭，但在即將到來的自動駕駛汽車時代，這種視覺提示在與其他汽車和行人交流方面將越來越重要。隨著Level 3自動駕駛成為現(xiàn)實，日產汽車、梅賽德斯-奔馳等汽車制造商都在研究這一概念。通常情況下，擋風玻璃遮陽板可以阻擋刺眼的陽光。但通用汽車想到了一種更全面的技術，無論白天還是黑夜，都可以控制眩光，那就是自動調暗擋風玻璃。通用汽車已經(jīng)提交了一份自動調光的專利申請，該專利可以防止駕駛員在夜間被迎面而來的遠光燈刺眼。該系統(tǒng)將檢測迎面而來的車頭燈的亮度，如果超過一定的閾值，擋風玻璃的一部分將自動變暗。這項技術可以減少司機的注意力分散，使前方道路更加清晰。這項專利創(chuàng)新并不一定會發(fā)展到大規(guī)模量產，但通用汽車開發(fā)玻璃功能的想法表明，汽車制造商正在重新考慮其最基本部件的設計。全球素食主義的興起和素食食品的銷售，引發(fā)了一個汽車技術問題：為什么素食主義者要坐在牛皮汽車座椅上？很多車型豪華內飾都配有真皮座椅。但產品開發(fā)人員現(xiàn)在正推廣他們所謂的“純素皮革”的類似特性。這個名字本身就激怒了皮革行業(yè)的供應商，因為純素皮革根本不是皮革。日本的Ultrafabrics控股公司一直在為特斯拉提供純素內飾材料。洛杉磯材料供應商von Holzhausen用經(jīng)過處理的竹子生產一種非皮革材料，它柔軟如小羊皮，可用于手袋、鞋子和家具。現(xiàn)在，該公司正準備將其應用于汽車座套。零部件供應商正在推出新的司機監(jiān)控系統(tǒng)，它將監(jiān)控司機的頭部位置、眼睛和身體，以更好地確定他們是否分心或昏昏欲睡。隨著自動駕駛功能的興起，這類系統(tǒng)可能會變得更加普遍和復雜。加拿大供應商巨頭麥格納國際開發(fā)了一種基于攝像頭的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成在汽車的后視鏡中。使用紅外傳感器，可以觀察駕駛分心的跡象，并向司機發(fā)送音頻或視覺警報，讓他們重新關注道路。先進的新系統(tǒng)將監(jiān)測疲勞的面部表情和眼皮下垂。隨著汽車制造商重新審視汽車制造所需材料，雪鐵龍品牌提出了一種用于屋頂?shù)男录夹g：紙板。根據(jù)雪鐵龍的說法，萌發(fā)這一想法是由于車頂通常占車輛重量的很大一部分。去年，雪鐵龍推出了Oli概念車，其車頂就由回收硬紙板制成，官方稱其堅固程度足以承受一兩個成年人的重量。雪鐵龍與供應商巴斯夫（BASF）合作，在玻璃纖維加強板和涂有聚氨酯樹脂之間，用紙板制作了蜂窩狀夾層結構，并涂上聚氨酯樹脂，重量只有同等重量的鋼板車頂?shù)囊话搿?/span>豐田汽車2021年在賽車上部署了氫燃料發(fā)動機，開辟了新天地。從那之后，該公司不斷改進清潔燃燒動力系統(tǒng)，并將其推廣為追求碳中和的電池電動汽車的替代品。氫燃料發(fā)動機并不是氫燃料電池技術，豐田汽車提出的動力系統(tǒng)是內燃機，但它們燃燒的是氫氣而不是汽油。潛在的好處是，它們能夠搭載在內燃機部件上，而且在極端溫度和重載下有更好的性能。但障礙依然存在，尤其是缺乏燃料基礎設施。豐田汽車尚未設定將這一概念商業(yè)化的時間表。然而，供應商已經(jīng)在排隊幫助實現(xiàn)這一目標。隨著汽車設計師們重新思考如何布局汽車內部，并尋找使汽車更安全的方法，一種新的安全氣囊技術獲得了一席之地，它被安裝在汽車頂部。采埃孚集團自2014年開始供應“頂棚安全氣囊”產品。據(jù)報道，福特汽車已經(jīng)為一種新的車頂安全氣囊設計申請了美國專利。這種想法仍在不斷發(fā)展。安全氣囊從車頂向下部署，位于乘客和儀表盤之間，這可能會使儀表盤安全氣囊變得多余，為新類型的顯示器或功能騰出空間，從而為車輛提供更大的設計靈活性，還為乘客座位提供了更大的靈活性。這是特斯拉工廠里一種新奇的金屬鑄造技術——“一體式鑄造技術”，它即將成為一個熱門的行業(yè)趨勢。“一體式鑄造技術”使用比普通工廠更大的壓力機來制造巨大的單個汽車零件，這種技術目前正在沃爾沃推廣，可能很快就會出現(xiàn)在梅賽德斯-奔馳和蔚來汽車上。這種新方法允許汽車裝配商生產單個大型鋁制品，例如汽車的整個后部結構。在過去，需要幾十個甚至100多個鑄件，所有鑄件都需要焊接在一起。沃爾沃估計，與傳統(tǒng)的大型鋁制車身部件組裝方式相比，這項新技術有望節(jié)省75%的時間。全新起亞EV9三排純電動跨界車有一大特點是：可旋轉的第二排座椅。它可以旋轉著臉朝后，與第三排的人面對面。它們還可以轉向側面，直接面向門口，讓乘客更容易進出。這項技術的進步在于座椅如何嵌入車輛，它使用靈活的底座取代了傳統(tǒng)的前后調整固定的滑軌。旋轉座椅曾被稱為殘疾人專用的車輛裝備，但起亞的應用為每個人提供了新的操作自由。EV9并不是第一個提供旋轉座椅的，現(xiàn)代汽車的Staria小貨車也提供旋轉座椅。電動汽車沒有尾氣排放，要歸功于一種從車載電池組流向電機的強電流。但這種電流也為車載系統(tǒng)提供動力，如果車輛在碰撞中癱瘓，對急救人員或車內人員來說可能是致命的——這就是為什么電動汽車需要一個電池中斷器——這樣電流就可以立即關閉，車輛就不再帶電了。停止電流對保護救援人員和車內其他電力系統(tǒng)至關重要。其中一項技術，稱為Pyrotechnic電池斷開技術，由底特律供應商均勝安全系統(tǒng)公司生產。該組件是一個小的圓柱形部件，當激活時，它隔斷從電動汽車電池組中傳導電流的母線，從而斷開電流。在不到一秒的時間里，這個小設備可以停止2000到16000安培的電流，最高電壓可達800伏特。這足以支持未來的電動汽車和大型商用車應用。隨著軟件和電子產品在汽車中的重要性呈指數(shù)級上升，芯片制造商和供應商正在投資一種名為“芯片集成系統(tǒng)”（system on a chip）的新興半導體類別。芯片集成系統(tǒng)允許多個車輛功能在單個芯片上運行，而不是將這些功能分散在不同的電子控制單元組中。該技術將減少汽車必須攜帶的電子控制器的數(shù)量，這意味著更低的制造成本和復雜性。半導體制造商和包括高通、英偉達和英特爾等在內的科技公司都在大舉投資于芯片集成系統(tǒng)。德國供應商大陸集團等傳統(tǒng)汽車公司也在參與進來，今年早些時候，大陸集團和芯片系統(tǒng)開發(fā)商Ambarella達成協(xié)議，共同開發(fā)自動駕駛技術的新系統(tǒng)。中國汽車制造商開創(chuàng)了一種新的磷酸鐵鋰化學技術，可能會降低短里程電動汽車的成本。起初，全球競爭對手對此并不在意，他們堅持采用業(yè)界可靠的電動汽車電池鋰離子標準。但更廣泛的行業(yè)不再忽視這種新化學物質的成本和安全效益。由于這些磷酸鐵鋰電池的配方以鐵為主要成分，因此它們比鋰離子電池便宜得多，而鋰離子電池需要鎳、鈷和錳等昂貴的材料。磷酸鐵鋰電池還可以在較低的溫度下運行，減少了安全隱患。福特汽車現(xiàn)在也相信這一點。該公司表示，預計今年將成為第一家，在美國同時使用鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池的汽車制造商。豐田汽車也已開始涉足磷酸鐵鋰電池，將其應用于其首款面向中國的專用電動汽車——bZ3。說到純電動駕駛時，業(yè)界最新的口頭禪是四個輪子比兩個輪子好。隨著電動汽車數(shù)量不斷膨脹，全輪驅動是必備的高端產品。日產汽車的e-4ORCE技術，證明了新技術的好處。雙電機系統(tǒng)，一個在前面，另一個在后面，管理所有四個輪子的動力，提供高扭矩，精準操縱和穩(wěn)定性。相對于內燃機汽車，電子馬達控制提供更快的響應和適應。接受全輪驅動的車型列表正在增長。任何不提供這種功能的高檔競爭者，可能很快就會發(fā)現(xiàn)自己在電動汽車市場失去吸引力。芝加哥電池材料初創(chuàng)公司NanoGraf在硅陽極方面押下重注，以大幅提高鋰離子電池的密度，將適用于電動汽車和消費電子產品等各種產品。該公司去年推出了新的18650電池，稱其為“世界上能量密度最高的鋰離子電池”。它比業(yè)界領先的電池效率高出20%。硅陽極到目前為止還沒有被廣泛采用，因為它們會膨脹并可能損壞電池。但這項新興技術現(xiàn)在正吸引行業(yè)關注。今年2月，NanoGraf表示，已在超額認購的B輪融資中籌集了6500萬美元，美國國防部和能源部已經(jīng)提供資金，助其啟動這一創(chuàng)新產品的生產。無論激光雷達系統(tǒng)有多么有前途，在汽車行業(yè)還是有很多批評的聲音，批評人士質疑這種強大的遙感技術與攝像頭和雷達相比成本高且復雜。但一個新的游戲規(guī)則改變者是固態(tài)激光雷達系統(tǒng)的發(fā)展，這種系統(tǒng)可以大規(guī)模生產，并摒棄傳統(tǒng)激光雷達的旋轉鏡和電機。MicroVision和Ouster等公司正在開發(fā)固態(tài)激光雷達裝置，這種裝置相對簡單、固定和獨立，便于維修、更換和安裝。支持者認為，固態(tài)激光雷達設計最終將使激光雷達得到更廣泛的應用。德國零部件供應商采埃孚集團開發(fā)了一項新技術——加熱式安全帶，它可以在寒冷的早晨為司機的身體加熱，更大的作用是為電動汽車提供更持久的電池里程。這種安全帶將導體編織到他們的織物中，在幾分鐘內即可加熱到高達104度。采埃孚表示，除了讓司機保持溫暖，加熱式安全帶還可以增加電池續(xù)航時間，讓乘客在自己的區(qū)域立即升溫，而不是為整個機艙啟動車輛的加熱系統(tǒng)——這種做法會消耗電池電量。駕駛者已經(jīng)逐漸習慣了用觸摸屏取代中控臺上方的旋鈕，但汽車方向盤上仍然有笨重的按鈕和滾輪。為了避免這種情況，汽車設計師正在尋求為方向盤集成更高科技的開關，使其性能類似iPhone，并提供更多的功能，這就要求供應商重新設計方向盤。例如，均勝安全系統(tǒng)公司（Joyson）推出了一款單件、無間隙方向盤套，將使汽車制造商能夠增加基于觸控的多功能控制，同時消除按鈕、桿和其他使駕駛員前方區(qū)域雜亂的物體。這家供應商表示，通過在制造方向盤時，將控制系統(tǒng)集成到方向盤中，未來的方向盤可能會更平坦，讓駕駛者的視野更清晰，在內飾設計中也不會那么突兀。在未來三到四年內，所有在美國銷售的汽車和卡車都將被要求安裝一項被動安全裝置，該裝置可以判斷司機是否醉酒，然后阻止他們駕駛。這一規(guī)定出于2021年底的《基礎設施投資和就業(yè)法案》，要求汽車制造商和供應商致力于開發(fā)技術以滿足監(jiān)管要求。全球傳感器、化學品和醫(yī)療設備生產商Asahi Kasei正在研發(fā)嵌入駕駛艙內的傳感器，將司機呼出的氣體中的酒精分子與天然二氧化碳分離。但對于所有感興趣的供應商來說，仍有一些問題需要解決，包括供應商研發(fā)成本增加；消費者可能會面臨新的保險問題；虛假的呼吸讀數(shù)可能會成為法律上的雷區(qū)等。
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