编者按: 本文最初发表于 Automotive Dive,该媒体已与 WardsAuto 合并,为您带来更全面的行业报道。如需了解最新资讯, 免费订阅我们的每日新闻通讯.

科技正在改变汽车行业,全球各国政府纷纷通过补贴、税收和法规鼓励电动汽车的普及,以减少气候污染和化石燃料的使用。此外,人工智能的快速发展以及消费者对更安全、更便捷汽车和卡车的需求,促使汽车制造商和供应商开发自动驾驶能力和基于软件的车辆架构。 

因此,现代汽车正变得越来越像带轮子的智能手机,能够接收空中软件更新,并在高速公路上提供免提驾驶体验。

随着技术的快速演进,汽车制造商必须在满足客户需求和期望的同时,适应不断变化的行业格局。以下是一些有望重塑汽车行业的趋势。

 

福特 F-150 Lightning 皮卡停在福特 Rouge 电动汽车中心的生产线上。
福特 F-150 Lightning 皮卡停在密歇根州福特 Rouge 电动汽车中心的生产线上。
Bill Pugliano 通过 Getty Images 提供
 

电动汽车将简化制造流程,但劳动力和供应链问题隐现

与传统汽车和卡车相比,电动汽车的零部件数量大幅减少,因此最终将比内燃机车辆更容易制造,这有望降低生产成本。 

此外,这些组件高度模块化,更容易在不同车型之间共享。再加上机器人技术的应用,随着时间和技术的进步,装配线只会变得更加高效,未来组装电动汽车所需的工人可能会更少。 

根据经济政策研究所2021年的一份报告, 经济政策研究所到2030年,国内电动汽车销量增长50%可能会导致约7.5万个汽车行业工作岗位消失。电动汽车转型 已经激怒了 美国汽车工人联合会,如果该行业开始大量流失制造业岗位,可能会与汽车制造商形成对峙局面。

除了失业问题,汽车制造商还必须建立新的供应链,并改造其长期存在的供应商网络来生产电动汽车。未来十年,一级供应商生产的许多零部件,如排气系统和机油滤清器,将面临淘汰。其他主要部件,如发动机缸体、气缸盖和自动变速箱总成,也不是电动汽车所必需的,因此汽车制造商将在未来几年大幅缩减这些部件的生产。

Ultium Cells LLC电池制造工厂的早期概念渲染图,画面中有大型白色厂房和停车场。
位于田纳西州斯普林希尔的Ultium Cells LLC电池制造工厂早期概念渲染图。 
图片由Ultium Cells提供
 

国内电动汽车电池和半导体市场升温

随着拜登政府推动美国实现能源独立,数十亿美元的资金被预留用于在美国建立电动汽车电池和电子产品的生产能力及供应链。 

通用汽车正处于建设电动汽车电池国内供应链的早期阶段, 目前有三家美国工厂 正在建设中。这家汽车制造商去年 与LG化学成立了合资企业 ,到2025年将生产足以驱动约100万辆汽车的电池。 

福特也将通过其 与SK创新的合资企业在美国组装电池。两家公司正投资 58亿美元在肯塔基州格伦代尔建造一座电池工厂 。 

除了电池之外,近期的半导体短缺也凸显了建立制造电动汽车所需电子零部件国内供应链的重要性,因为汽车制造商面临生产停工,导致车辆短缺、客户等待时间延长以及经销商库存不足。 

包括特斯拉在内的许多汽车制造商依赖亚洲供应商网络提供电池和其他电子元件。但根据一份 2023年2月大西洋理事会报告 关于半导体供应链的内容,中美之间持续的贸易和政治紧张关系(包括对半导体销售的新限制)已引起业界的警觉。

国会设计了2022年两党共同支持的 《芯片与科学法案》 ,以促进国内半导体的研究、开发和生产,旨在加强美国在半导体制造领域的领导地位——许多家电、小型电子产品和其他产品都使用半导体。

该立法为美国半导体研究、开发、制造和劳动力发展提供527亿美元资金。这一数字包括390亿美元的制造业激励措施,其中20亿美元用于汽车中使用的传统芯片。

德国一家制造工厂中排列成行的电动汽车电池
大众ID.3电动汽车的电池堆放在德国一家制造工厂中。
Sean Gallup通过Getty Images提供
 

新型电池化学成分旨在降低成本并提高安全性 

镍锰钴电池中使用的钴成本高昂,促使汽车制造商探索替代电池化学成分,其中三种技术路线处于领先地位。

  • 镍钴铝酸锂电池使用铝替代部分钴,使其生产成本更低。这些电池在能量密度、功率和耐用性之间提供了合理的平衡。然而,权衡之处在于NCA电池的能量密度略低于同等尺寸的NMC电池,这会降低续航里程。特斯拉目前在其Model 3和Model Y Performance版本中使用这种电池。
  • 磷酸铁锂电池正受到汽车制造商的青睐,因为其生产成本低于NMC电池,且使用寿命更长。由于成本较低,制造商可以在电池组中使用更多此类电池以延长续航里程。LFP电池还使用磷酸铁作为正极材料,而非锂和铝,使其比其他化学成分的电池更加环保。 LFP电池还具有更稳定的化学性质,即使在高达500摄氏度的温度下也是如此,与NMC电池相比,降低了电池起火的可能性。特斯拉Model 3和Model Y的长续航版及标准续航升级版均使用LFP电池。
  • 钠离子电池目前处于早期开发阶段,它使用钠作为锂的替代品,钠可以轻松从丰富的海水中提取,而无需开采金属。这些电池不含钴或镍,但能量密度较低,且比现有电动汽车电池需要更长的充电时间。 
一块显示屏显示车辆的实时位置,而一位“安全驾驶员”正坐在一辆Apollo Moon自动驾驶出租车内。
一块显示屏显示车辆的实时位置,而一位“安全驾驶员”正坐在一辆Apollo Moon自动驾驶出租车内。
Kevin Frayer via Getty Images
 

三级自动驾驶系统将登陆美国道路,但法规将阻碍其发展

尽管特斯拉的Autopilot、通用汽车的Super Cruise和福特的Blue Cruise等多项自动驾驶功能已上市,但这些高级驾驶辅助系统并不具备自动驾驶能力。然而,三级系统正在开发中,它允许驾驶员阅读书籍或查看电子邮件,但仍要求他们在收到提示时随时准备接管。 

2021年12月,梅赛德斯-奔驰 成为首家 满足三级系统国际法律要求的汽车制造商,其Drive Pilot系统搭载于2023款S级和EQS轿车。 

目前,Drive Pilot 使用激光雷达、摄像头、雷达和超声波传感器,在时速低于40英里(约64公里)的情况下支持高度自动化驾驶,这对于在缓慢移动、走走停停的交通中导航非常理想。但支持更高速度的功能可能很快就会准备就绪。梅赛德斯-奔驰正专注于提供最高时速80英里(约129公里)的自动驾驶。

Drive Pilot 目前在德国可用,但今年早些时候, 内华达州成为美国第一个 批准在特定公共道路上运行L3级自动驾驶系统的州。梅赛德斯-奔驰还 最近在加利福尼亚州获得了提供该技术的有条件批准

然而,在SAE L3级及更高级别的系统出现在其他公共道路之前,政府必须制定相关法规来规范其使用,这可能需要数年时间。另一个担忧是,当这些自动驾驶系统运行时出现问题,责任归属如何界定。

一辆白色联网汽车,车门打开,露出红色内饰
高通在2023年国际消费电子展(CES)上推出的全新概念车。
图片由高通提供
 

联网汽车带来便利,同时也带来网络风险

未来几年,随着联网汽车上路,驾驶员将能够通过车载信息娱乐屏幕支付充电费用或在得来速餐厅支付餐费。 

根据 Statista 2022年的一份报告,到2025年,美国联网汽车的数量预计将从目前的8400万辆增至超过1.5亿辆。到2035年,这一数字可能超过3亿,使美国成为全球最大的联网汽车市场。

这项技术还允许企业在消费者驾驶时,利用高精度位置数据和车载应用向他们进行营销和广告宣传。汽车经销商也可以利用该技术进行远程诊断和维护跟踪。

由诸如 高通技术 等公司开发的蜂窝车联网技术还将使联网车辆能够“相互对话”,并与交通信号灯等周边基础设施进行通信,这有助于减少交通拥堵、提高道路安全性并降低排放。这些通信技术包括车对车、车对基础设施、车对行人以及车对云通信。

但这些新技术也带来了安全风险。在联网车辆之间发送和接收数据将要求汽车制造商采用更强大的网络安全技术来保护敏感数据,这使得Aptiv等公司开发新的车辆架构,以帮助防止网络攻击。

一辆透明的梅赛德斯-奔驰汽车外壳插图,配有轮胎和互联电气组件
加速提升订阅服务可为梅赛德斯-奔驰汽车提供增强性能。
检索自 梅赛德斯-奔驰 ,2023年6月12日
 

车辆软件订阅带来新的收入来源

随着汽车制造商向软件定义汽车转型,通过订阅解锁车辆升级功能(如提升性能和加速度、定制仪表盘显示)创造了新的收入机会。对于电动汽车,驾驶员在规划长途旅行时,可能只需支付少量费用即可解锁额外续航里程,从而减少充电停靠次数。

梅赛德斯-奔驰为其EQ系列电动汽车提供了一种名为“加速提升”的订阅模式,可解锁性能提升。订阅者可以获得更快的加速、更大的扭矩和最大输出功率。

其他汽车制造商很可能会效仿,推出自己的车辆订阅模式。但一些购车者对某些汽车制造商的订阅模式并不买账。

例如,宝马要求其欧洲客户每月付费激活前排座椅加热功能,尽管座椅加热器已在工厂预装,此举遭到了客户的嘲笑。尽管如此,驾驶者的这种初步抵制可能不会阻止汽车制造商在未来采用订阅模式。

在美国,宝马通过其“互联驾驶”在线商店提供多种订阅方案,例如前排座椅加热订阅每月29美元。增加方向盘加热功能每月需19美元。该公司还以每月29美元的价格提供一项名为“泊车助手专业版”的自动泊车功能,方便客户停车。 

英伟达中央车载计算机硬件
Nvidia Drive Thor
[照片]。取自 英伟达.
 

与汽车制造商的新硬件合作

汽车制造商正转向英伟达和高通等科技公司,为下一代互联及软件驱动的电动汽车提供硬件支持。 

十年前,看到英伟达进军汽车领域或许会令人惊讶。但如今,这家科技公司已处于汽车行业日益增长的先进AI处理器市场中心,这些处理器支持自动驾驶及其他高级车辆安全系统等功能。 

使用英伟达硬件的汽车制造商包括梅赛德斯-奔驰、Lucid、沃尔沃、路虎、现代、起亚和比亚迪。电动汽车先驱特斯拉曾依赖英伟达为其车辆提供处理器,但该公司此后已自行设计了处理器。 

过去几年中,高通还与多家汽车制造商签署了多项协议,为互联和自动驾驶汽车提供硬件平台,其中包括 Stellantis, 梅赛德斯-奔驰、本田和雷诺。

随着电子元件取代内燃机汽车中的许多机械系统,与传统上不属于汽车行业的供应商建立合作关系的趋势可能会大幅增长。 根据安永的一份报告,随着汽车制造商签署这些协议,他们必须考虑如何协商合作结构并设计治理模式。 

报告称:“与科技公司建立合作伙伴关系是快速获取关键技术和能力的最佳策略,但这些合作安排必须旨在支持产品整合议程,并在整个产品生命周期中提升客户体验。通过合理构建和运营这些合作伙伴关系,领先的汽车公司将能够在行业持续飞速变革的背景下蓬勃发展。”