由汽车推动的电池技术改进将为许多其他应用带来附加的好处

我们很容易将汽车自动驾驶和汽车动力总成电气化等同起来。毕竟，在我的记忆中，当今所有主要的自动驾驶汽车项目（包括百度、特斯拉、优步和Waymo，即Alphabet，也即谷歌，以及全球领先的汽车制造商）都将其研发重心押注在电动汽车上。但这两个概念并不一定相关。毕竟，虽然美国国防部高级计划研究局（DARPA）发起的自动驾驶汽车挑战赛开启了自动驾驶新时代，但这些都是基于传统动力汽车；最近准备投产的凯迪拉克半自动驾驶的Super Cruise车型也一样。虽然自动驾驶将会改变我们作为驾驶员和乘客与车辆交互的方式，但我认为电动动力总成将更多地改变车辆本身，在此过程中会推动许多其他电子电气设备的发展。为什么？例如，看看我20年前写过的一篇关于通用汽车非常前卫的EV1的评论文章《Green challenger takes on gas guzzlers（电动车对耗油车发起挑战）》（天哪......）。我在其中讨论的许多创新（例如再生制动），已经在后续更成功的混合动力和全电动汽车中体现出来，包括丰田普锐斯和特斯拉的各种车型。但是，当我现在重读一遍我1999年写的这篇文章时，其中的一句话极大地触动了我：“因为通用汽车的工程师不必担心发动机缸体、变速箱、消声器或燃油系统，所以他们可以完全封闭车身底盘，并将离地间距降低到仅5英寸。”虽然用于制造汽车的材料跟一个世纪前的福特T型车相比已经有很大演进，但汽车的基本构件（以及结构性设计）却没有多大变化，仍然包括：油箱；液态碳（即石油）燃料发动机，位于车辆的前部、中部或后部；多齿轮变速箱和其他动力传动系统部件，可将发动机动力转换为车轮旋转，以及减慢/停止此旋转动作；排气系统可排去燃料燃烧副产物，并降低此清除过程中的噪声。虽然混合动力汽车已经减小了上述部件的尺寸和重量，但是并没有完全消除它们。相比之下，电动汽车带来了更大的汽车重设计变化。这种全面翻新的工作已在进行中，从IEEE Spectrum最近发布的《2018’s Top 10 Tech Cars（2018年十大科技汽车）》可见一斑。此外，正如《Automobile（汽车）》杂志最近发表的《Vision 2030（愿景2030）》一文所指出的那样，由于汽车设计师和制造商越来越熟悉电动车的优势、缺点和利弊取舍，而且消费者对汽车最终造型的革新也更为熟悉而愿意接受，因此更加激进的变革即将到来。国际能源署（IEA）最近的市场调研数据表明，目前电动汽车保有量达310万辆——仅仅一年就增加了57%。然而，据IEEE Spectrum称，这仍然不及全球汽车保有量的1%。电动汽车成为主流的道路仍然漫长、曲折和不确定，这在很大程度上是因为当今传统的混动汽车仍然具有比纯电动车更好的里程、排放等性能，投资回报率也更高。毕竟，基于石油燃料的动力系统在技术上已经相当成熟（更不用说石油配送和加油网络的成熟度）了，这是不容忽视的。因此，不可避免的，最终向纯电动平台过渡的推动力可能来自燃料成本的上升，以及对石油消耗对环境影响的认知和接受度的提高。简单地说，向电动车的转换只是将污染源从汽车排气管转移到发电厂，这些发电厂本身效率更高，但它们也有机会利用可再生能源发电，比如风能、太阳能、水能及地热等。总而言之，无论汽车是主要由（混动）还是全由（全电动）电池驱动，都与本文的基本观点关系不大。无论如何，这些汽车的电池（或燃料电池）会需要继续在以下方面做出显著改进：电荷密度——这将使电池组的尺寸和重量得以改进，以及延长汽车的续航里程；成本——从根本上说，只有更高的产能和效率才能降低成本，当然，更长的电池使用寿命也有助于降低成本；快速充电性能；建立全球化的充电站基础设施。那我的观点是什么？专业汽车设计师自然得益于这些持续的技术进步，更不用说根本性的突破革命了，但其影响不仅仅局限于此。你也许已经注意到，电子产品的世界越来越成为基于电池的世界——我并不只是在谈论传统的智能手机、平板电脑和笔记本电脑。你可以设想一下这样的物联网设备，它不需要接到交流电网供电，而是由高效率、低成本的太阳能电池和高效率、低成本的电池的组合提供动力，而且可以通过低功耗5G网络联网——有它你能够做什么？由汽车推动的电池技术改进将为许多其他应用带来附加的好处，其中一些应用场景我们甚至都想象不到（更别说实现了）。