近日，比亞迪發佈的最新一代磷酸鐵鋰電池——刀片電池技術給新能源汽車產業注入了新的活力，讓整個汽車產業有了新的“變數”。
其實，以技術推動產業變革的案例，在汽車發展過程中還有很多。《中國汽車報》記者發現，在全球汽車發展史中，很多關鍵技術，不僅革新了汽車行業，甚至還影響了全球的出行格局。
智能的自動駕駛
現今在汽車界，最熱門的話題除了新能源汽車外，恐怕就是自動駕駛和智能化了。目前，很多上路的新車已經開始裝備L2級及以上的自動駕駛產品。
無人駕駛的終極目的是解放駕駛人的雙手與雙腳，讓人們的出行變得更方便、更智能，極大改變人們的生活方式。可以想象，未來出行中疲勞駕駛將不復存在，旅途也將是一段不可多得的休閒時光，人們再也不會為找停車位發愁了，車內辦公將變成現實。
要實現真正意義上的無人駕駛，光靠先進的汽車產品還不夠，還要有智能化的道路交通設施。未來，藉助先進的智能網聯繫統，無人駕駛車輛可以方便地與“萬物”聯通，智能座艙也會為用戶帶來前所未有的舒適和便利。
多元化的油電混動技術
20世紀70年代的石油危機迫使各大車企紛紛轉向研製開發經濟型車輛並尋找替代能源之路。美國通用汽車曾執著於用純電動汽車，並於1996年製造出一款劃時代的純電動車——EV1。而日本豐田則更專注於電機與內燃機的結合，以漸進改良的方式提升車輛的燃油經濟性和環保性能。
1997年，豐田公司在日本發佈了第一代普銳斯，並使之成為世界上首批量產銷售的混合動力汽車，其平均油耗百公里5.7升的成績震驚了業界。普銳斯一經推出就採用了當時普遍認為最複雜的混聯結構，發動機與電機之間通過一組行星齒輪連接，通過周密的邏輯控制讓車輛動力能夠從容地在發動機輸出和電機輸出之間轉換。繼豐田之後，日本本田也推出了自己的混合動力產品，採用並聯結構，電機不會單獨驅動車輛，但整個系統更加小巧，更容易與現有車輛匹配。時至今日，豐田和本田還都是混合動力領域的佼佼者，雖然兩家公司思路不同，但混合動力技術都取得了良好的效果。
混合動力汽車在基本不改變駕駛習慣的前提下實現了車輛節油環保能力的大幅提升，是滿足油耗和環保法規的重要技術路線。雖然過渡技術的“帽子”以及專利壟斷等問題使其並沒有得到更大範圍的應用，但以其技術為基底的插電混動方興未艾，甚至一度被認為是最簡單混動的串聯結構也在新一代增程式電動車上得到了很好地應用。
解放左腳的自動變速器
1939年，通用汽車率先將自動變速器應用在奧茲莫比爾轎車上，奠定了其傳動技術變革先鋒的地位。此前，汽車傳動都用手動變速器，變速過程中需左腳踩下離合器踏板，再進行換檔操作。自動變速器的出現不但優化了換檔邏輯，也極大減輕了駕駛員的勞動強度。
當時的自動變速器也奠定了現代AT自動變速器的結構，即液力變扭器和行星齒輪的組合，雖然乘用車用AT變速器的檔位數已經從4檔逐漸升高到6~8檔甚至超過10個檔位，但其基本結構一直延續下來。
除了AT，汽車界又陸續出現了CVT、AMT、DCT等自動變速器。從地域市場看，歐系車偏愛DCT；美系喜歡AT；而日系則執著CVT。三種自動變速器各有優缺點，也分別有自己的消費群體，未來還要共存一段時間。AT自動變速器作為最悠久的產品，受到了汽車企業和消費者長期的喜愛和關注，它的出現徹底改變了以往的傳動和操作模式，為汽車產業帶來了活力。
未來，在與電機結合組成混動系統方面，自動變速器也發揮著重要作用。
簡單實用的安全帶
1959年，沃爾沃汽車發明了三點式安全帶，這個裝置看似簡單，但在汽車安全防護中起到了重要作用，挽救過許多人的生命。2017年，沃爾沃卡車發佈的安全報告顯示，半數在交通事故中喪生的卡車司機，若繫好安全帶其實是有生還的可能。
安全帶的作用是將使用者固定在座椅上，當車輛發生碰撞時，其可將撞擊力均勻分散到處於移動狀態的身體上。同時，它可讓事故中駕乘人員不會脫離車輛而發生二次傷害。據統計，這一發明已經挽救了超過100萬人的生命。世界衛生組織曾指出，繫好安全帶可以將司機和前排乘客的死亡風險降低45%～50%。
作為汽車被動安全防護裝置，相比於安全氣囊，汽車安全帶結構簡單、造價低廉，但在車輛事故中同樣發揮了巨大的作用。而只有繫好安全帶，安全氣囊才能發揮最佳效能。同時，安全帶也不會像安全氣囊那樣發生誤爆傷人事件，因為安全帶在發揮作用過程中基本不會有能量輸出。
防止車輪抱死的ABS
1978年，博世的第二代ABS產品應用於奔馳汽車上，開創了汽車主動安全控制的新篇章。
在ABS誕生之前，汽車施加在每個車輪上的制動力是由駕駛員腳踩制動踏板的深度決定的。當緊急制動時，巨大的制動力可以鎖死車輛，使車輪與地面產生一段時間的滑動摩擦，形成長長的拖車帶。這種現象會加劇輪胎的磨損，但更重要的是制動過程中的轉向非常困難，同時也易產生側滑和甩尾現象，對人車安全造成不利影響。車輪鎖死過程也容易造成制動系統的熱衰減，降低多次剎車的效果。
由於有巨大的安全優勢，ABS從上市之初的高端車裝配，逐漸向經濟型汽車發展。到21世紀初，ABS基本已經普及，但仍有一些車輛沒有裝配。
如今，ABS已經是基礎配置了，在其構架上逐漸衍生出了TCS、ESP、甚至是車道偏離保持系統等主動安全裝置，讓車輛整體安全性有了進一步的提升。
安危並存的安全氣囊
20世紀70年代初期，美國一些汽車企業開始為汽車配備安全氣囊，1973年，通用汽車的奧茲莫比爾Toronado成為第一款裝備安全氣囊的市售轎車。在此之前，汽車安全氣囊系統有了觸發器和爆破膨脹裝置，使得這一安全裝置開始實用化。
1984年,美國高速公路交通安全委員會(NHTSA)在著名的“聯邦汽車安全標準”中的208條款《乘員碰撞保護》中增加了安裝氣囊的要求,這為安全氣囊的發展和使用提供了一個明確的法則及指導方向。隨後,歐洲與日本也頒佈了類似的法規，安全氣囊在車輛上的裝備受到了強有力的推動。
有了安全氣囊就不需要安全帶了，是安全氣囊剛出現時存在的錯誤認識。其實正相反，安全氣囊需要安全帶的良好配合。現代安全氣囊的起爆時機和膨脹範圍都是以乘車人繫好安全帶為基礎設定的，如果在事故中不繫安全帶，那麼安全氣囊很可能效果不佳，甚至會對駕乘人員造成某種程度上的傷害。因為安全氣囊是一種需要釋放一定能量的防護裝置，能量釋放不當就會造成傷害，前些日子沸沸揚揚的高田氣囊事件就屬此類。同時，為了更好地配合安全氣囊，現代安全帶都有張緊器，為的是第一時間把車內乘員固定好。
安全氣囊已逐漸成為乘用車的標配，氣囊數量也從早期的雙前氣囊逐漸擴展到側氣囊、側氣簾、膝部氣囊等，有些車企正在研發後排前部氣囊，以更好地保護車內所有乘客。
借勢崛起的電控汽油噴射
汽車自發明以來，汽油機一直佔據主導動力系統地位，早期汽油機的燃油供給裝置是化油器，通過文圖裡管的空氣動力學原理，把適量的燃油吸入發動機氣缸內，形成恰當的可燃混合氣。
在化油器作為主流供油裝置的時代，人們就已經開始了燃油噴射的嘗試。早期的作品是機械噴射裝置，這是一種最初從航空發動機引用過來的設備，克服了化油器在某些極端工況下的難題。但早期的機械噴射裝置成本較高，在燃油霧化方面也不如化油器好，因此僅見於某些高端品牌和比賽用車上。
1974年，博世生產的電控燃油噴射裝置首次應用在歐寶量產轎車上，開啟了電子燃油噴射的實用化道路。隨後電子噴射一路發展，逐漸取代了傳統的化油器。
在中國，2000年1月1日起實施的國一排放標準是電子燃油噴射裝置普及的助推器。此前，國內雖然也研製出能滿足該法規的化油器產品，但化油器相對來說，噴油量調校不夠精細、排放過程不能形成閉環調控的問題暴露無遺。一個時代就此結束，新產品的腳步不可阻擋。電子燃油噴射在經歷了由單點噴射向多點噴射的進化後，繼續向高壓共軌、缸內噴射和雙噴射等領域邁進，不斷滿足市場對發動機動力性、經濟性和環保的要求。
矯情的三元催化器
隨著世界各國汽車尾氣排放法規的逐漸加嚴，使用汽油機的汽車排放對策也由機內淨化為主轉變為機內和機外淨化並重。其中，三元催化轉換器就是最重要的機外淨化裝置。
催化轉換器這種裝置在很多年前已存在，當初設計的目的是減少汽車尾氣排放，但由於多年前汽油含鉛以降低發動機爆震，而鉛會造成催化轉換器的鉛中毒現象，讓轉換效率大幅下降。因此，早期催化轉換器並沒有在車輛上大規模應用，而主要應用在工業設施上。
隨著20世紀70年代美國排放法規加嚴和禁售含鉛汽油，催化轉換器終於量產裝車。1975年，美國法規規定所有汽油車都必須加裝催化轉化器。但當時的催化轉換器只降低排氣中的一氧化碳和碳氫化合物，並不會減少氮氧化物的排放。
20世紀80年代後，隨著各國排放法規的強化，三元催化轉換器逐漸成為汽油車的標配。三元催化轉換器可以同時去除尾氣排放中的一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化物，可謂有害氣體一網打盡。但三元催化轉換器有個“嬌”脾氣，需要發動機的空燃比在理想混合比附近，否則其有害氣體的轉換效率會下降，達不到降低有害排放的目的。而同期推出的汽油電子噴射和發動機閉環控制正好滿足了上述要求，它們在排放法規的助推下共同成長起來。
助力排量降低的增壓發動機
增壓是一種相對古老的技術，但真正大面積應用在乘用車上的歷史並不算長。1961年，美國通用汽車公司將渦輪增壓器試探性地裝在其生產的雪佛蘭車型上。使其成為第一個嘗試在民用車上使用渦輪增壓技術的車企。
20世紀70～80年代，渦輪增壓發動機逐漸受到重視和普及，這歸功於保時捷、薩博和一些日本車企的努力。但渦輪增壓發動機真正普及是近年的事，在國內，以大眾TSI發動機為代表的新型發動機在2008年～2009年掀起了一股渦輪增壓熱潮，伴隨這一熱潮的還有發動機缸內直噴技術，它們聯合促進了新型發動機在動力性和經濟性方面的提升。
在車用發動機增壓領域除了渦輪增壓外，還有機械增壓，只是機械增壓的普及程度相對較低。機械增壓沒有渦輪增壓的遲滯現象，但要消耗一定的發動機動力，所以多用在高端和高性能車輛上。近年來隨著技術發展和消費需求的提升，電子渦輪增壓裝置也逐漸提上議事日程。與廢氣渦輪增壓利用發動機尾氣驅動不同，電子渦輪採用電力驅動，理論上可以讓增壓響應更加迅捷，但對車輛電力系統有更嚴格的要求。
增壓技術助力發動機小排量、少缸化的趨勢，讓車企在應對越來越嚴格的排放法規上有了更多的發揮餘地。同時，增壓發動機也不斷打破動力極限，讓小型發動機有十分強勁的動力。
後記
技術進步貫穿一百多年的汽車發展過程，這其中既有極大改變汽車歷史的發明創造者，也有默默無聞但真實推動產品進步的革新者。有些進步伴有曲折，但技術進步推動汽車發展的總趨勢一直未變。
與以往相比，當前汽車業的技術實力空前強大，跨行業間合作更加緊密。新的歷史節點和機遇正在形成，一批新興技術正在興起。未來，它們都可能成為改變汽車行業趨勢、改變人們生活方式的“關鍵”技術。
文 ：林揚 編輯：黃霞 版式：趙方婷
閱讀更多 中國汽車報 的文章
