（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西 柳州 545007）
【摘 要】在节能减排和环境保护的要求下，未来汽车的整车装备质量会越来越轻，新能源汽车将会得到大力推广；在消费者需求多样化、个性化的市场环境中，从内饰到配置，未来汽车将更趋智能化，汽车的驾驶环境将会更舒适。文章从轻量化、电动化、智能化和舒适性4个方面，对汽车未来发展趋势进行了探讨。
【关键词】轻量化；智能化；电动化；舒适性
【中图分类号】U466 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）04-0148-04
0 引言
自1886年卡尔·本茨制造出第一辆三轮汽车开始，人类告别了“马车时代”，跨入了“汽车时代”。汽车的出现，不仅改变了人类的生活出行方式，更极大地推动了社会经济的发展。随着科学技术、汽车电子技术的飞速发展，汽车的操纵越来越简单，动力性越来越好，经济性越来越高，行驶安全性越来越可靠。
1 未来趋势一：轻量化
汽车的轻量化，就是在确保汽车强度和安全性能的前提下，节能化地设计各总成零部件，持续优化车型，降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低1%，油耗可降低0.7%，若降低10%，燃油效率可提高6%～8%。由于环保和节能的需要，所以汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的趋势。
1.1 整备质量越来越小
影响汽车油耗的一个重要参数就是汽车的整备质量，车辆的耗油量与整备质量是成正比关系的。质量利用系数是指汽车装载质量与整备质量的比值，该指数也间接地反映了汽车的燃油经济性。由于汽车机构及设计的改进、道路的不断改善、材料性能的提高和新型材料的应用，汽车质量利用系数已经由1950年的1提升到了1.7左右。铝制品代替铁铸件是总的发展趋势，目前汽车已越来越多地使用轻合金材料。除铝制件外，镁比铝更轻的特性使得镁合金制件也越来越引起人们的关注。
扩大塑料在汽车上的应用，是减轻汽车整备质量的另一个途径。新型塑料的密度只有钢铁的1/8～1/4，但它的刚度大、耐磨性强、使用寿命更长。其中，碳纤维增强塑料比钢轻50%，比铝轻30%，但能量吸收却比钢和铝高12倍，对提高汽车安全和燃油效率都极为有利，因此汽车制造商都开始在汽车上使用越来越多的碳纤维。
1.2 发动机小型化、轻量化、电气化
总质量一定的汽车，发动机的功率越大，汽车的动力性能就越好，加速性能、爬坡能力就越强，最高车速就越大。增大发动机的功率，提高行驶速度是汽车目前一个很重要的发展方向。
为了降低整备质量，提高车速，人们希望发动机质量轻、体积小、功率大。2013年，“沃尔沃”汽车发布了最新的技术成果——Drive-E E驱智能科技动力总成，它优化、整合了缸内直喷、增压技术、双顶置凸轮轴、四气门结构、高速气门连续可变等技术，以领先的智能化技术一举打破排量和气缸数对发动机动力性能的限制，让发动机拥有了“四可敌八”的巅峰性能。
2 未来趋势二：电动化
汽车只要一启动，就要消耗燃料。燃料费在汽车运输成本中占25%～30%。目前，大气污染是全球关注的焦点问题，汽车排放作为重要的污染源，其排放标准肯定会越来越严格并向超低排放、无排放发展。此外，矿物燃料日渐减少及全球变暖问题日益严重，使得人们比以往任何时候都更加关注节能减排和提高燃料经济性的问题，也迫使人们研发出新的能源作为汽车的动力源，例如蓄电池、燃料电池、混合动力等。可以说，汽车节能环保将始终会是汽车设计、制造、使用中的重要课题，也是汽车发展的方向之一。
2.1 蓄电池
目前，人们主要使用的蓄电池有高能镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、免维护铅酸电池、铅布电池、锂离子电池、锂聚合物电池等新型二次电池，是世界上广泛使用的一种化学“电源”，具有电压平稳、安全可靠、价格低廉、适用范围广、原材料丰富和回收再生利用率高等优点，是世界上各类电池中产量最大、用途最广的一种电池。如果不考虑电能的来源，蓄电池电动汽车是目前唯一能达到零排放的机动车。但各种型号的蓄电池不同程度地存在成本高、寿命短、比能量低、比功率小、体积和重量大、充电时间长等问题。目前，还没有一种电池全面适合电动汽车，这使得蓄电池成为电动汽车发展和普及的瓶颈。
2.2 燃料电池
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料电池的反应不经过热机过程，因此其能量转换效率不受卡诺循环的限制，能量转化效率高；它的排放物质主要是水，不产生任何有害物质。因此，燃料电池技术的研究和开发备受各国政府与大公司的重视，被认为是21世纪洁净、高效的发电技术之一。但发展燃料电池汽车仍有几个制约因素，使得燃料电池汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。①燃料电池汽车的制造成本和使用成本过高。②启动时间长，系统抗震能力还需提高。氢气燃料电池汽车的启动时间一般需要超过3 min，比起内燃机汽车启动的时间长得多，影响其机动性能。③碳氢燃料无法直接利用：除甲醇外，其他的碳氢化合物燃料均需经过转化器、一氧化碳氧化器处理产生纯氢气后，方可供现今的燃料电池利用。④氢燃料电池汽车燃料的供应还有大量的技术问题有待解决。用常用的压缩气体罐储存的氢氣，只能供燃料电池汽车行驶150 km，续驶里程太短，还不如蓄电池驱动的汽车。由于氢气是最小的分子，很容易造成泄漏，哪怕是微量的泄漏，都有可能造成极为可怕的后果。
2.3 混合动力汽车
燃料电池汽车虽然是最佳排放性能和燃料经济性的理想方案，但由于其具有一定的局限性，混合动力就成为另一个可行方案。通常所说的混合动力汽车，一般是指采用传统的内燃机和电动机作为动力源，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。2个动力源可以有并联、串联、串并联等几种组合方式。它在节能、排放等方面接近于电动汽车，动力性、续航能力与传统内燃汽车相当，并可以装配有制动能量回收系统，利用安装在车轮上的直流发电机将摩擦产生的热能转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量，从而大大提高了汽车燃料经济性，特别适用于走走停停的城市行驶工况。
混合动力汽车的技术关键是内燃机与电机最优配合及功率分配比的控制和实现、功率分配装置及其与变速器一体化的设计。此外，其重量和制造成本可能会高于传统内燃机驱动汽车，因此需要进行优化设计。随着复式起动/交流发电机、新型发动机飞轮和低成本电器设备的研发成功，混合动力汽车将会越来越多地投入使用。
3 未来趋势三：智能化
近年来，随着电子计算机及互联网技术的快速发展，汽车智能化控制技术、控制系统正不断地涌现，使汽车插上了“智能化翅膀”。这些新技术在动力控制、制动控制及信息娱乐系统上的应用，进一步改变了汽车的面貌，使汽车朝着越来越人性化的方向发展，越来越听从人类的“使唤”。
3.1 车载信息娱乐系统：互联网+汽车+交通
车载信息娱乐系统是采用车载专用中央处理器，基于车身总线系统和互联网服务，形成的车载综合信息处理系统。它能够实现包括三维导航、实时路况、IPTV、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制、移动办公、无线通信、基于在线的娱乐功能及远程服务等一系列应用，极大地提升了车辆电子化、网络化和智能化的水平。
互联网+汽车+交通是基于车联网、物联网和大数据的智能城市交通生态系统。汽车和交通正在进入大数据时代，在大数据平台上建立车辆运行状态数据分析、驾驶行为分析和交通状态分析的服务能力和分析工具，可以大幅度提升交通指挥、车辆监管、汽车性能监测和诊断及商业运输车辆调度管理的能力，这会极大地提高交通效率、提高道路安全水平，降低交通管理和运营成本。通过车联网和大数据服务平台，人们能优化自己的出行线路，感受到科技进步带来的优质汽车服务。
3.2 从被动安全转向主动安全
未来汽车电子控制的重要发展方向之一是汽车安全领域，在汽车不断发展的过程中，保证汽车安全性能的新技术正不断地涌现，从最初的保险杠减振系统、安全带系统、安全气囊到汽车碰撞试验、ABS、ASR，到无盲点、无视差安全后视镜及儿童座椅系统的研究，汽车的安全性能正日趋完善。
为预防汽车事故的发生，避免人员受到伤害而采取的安全设计，称为主动安全设计，如ABS、EBD、TCS、LDWS、高位刹车灯、前后雾灯、后窗除雾等，都是主动安全设计。它们的特点是提高汽车的行驶稳定性，尽量防止车祸发生。随着科学技术的飞速发展，越来越多的先进技术被应用到汽车上。例如：利用雷达技术和车载摄像技术开发各种自动避撞系统；利用近红外技术开发各种能监测驾驶员行为的安全系统；高性能的轮胎综合监测系统；自适应自动巡航控制系统；驾驶员身份识别系统等。随着更加先进的智能型传感器、快速响应执行器、高性能电控单元、先进的控制策略、计算机网络技术、雷达技术、4G通信技术在汽车上的广泛应用，现代汽车正朝着更加智能化、自动化和信息化的机电一体化方向发展。
4 未来趋势四：更具舒适性
随着人们生活水平的提高，人们对汽车性能除了在经济性、动力性、安全性有要求之外，对车辆的舒适性的要求也越来越高。舒适的驾驶环境渐渐成为现代汽车的重要标志。
4.1 健康的车内环境
现代城市人口平均有8%的时间生活和工作在车内，车内空气质量和消费者的身心健康息息相关，逐渐成为判定汽车质量的一个重要指标。目前，国际上已经把车内污染列为人类健康的五大危害之一，而车内主要污染来源有真皮座椅、表盘内饰、复合材料、布艺装饰等。因此，无论从社会责任上讲，还是从企业的长远利益上讲，汽车制造厂商都越来越重视车内环境问题，都在努力通过提高生产标准、改良生产工艺、采用环保材质来改善车内空气质量。
“沃尔沃”早在2001年便成立了专门的“气味测试小组”，他们为设计人员提供选择材料与生产工艺的指导，最后通过严格的检测确保为车主提供健康、环保的一流车内环境，其内饰材料已经达到了婴儿级安全标准。除了选材方面，“沃尔沃”还拥有2套独门绝技——CZIS主动式座舱清洁系统（可在车主上车前预启动，排浊纳新循环气流，营造清新的车内环境）和IAQS车内空气质量控制系统（采用了高效的多重过滤系统，从PM0.1开始过滤，PM2.5颗粒物过滤能力达到95%以上）。健康已经成为“沃尔沃”汽车品牌的一个新标签。
4.2 优良的NVH指标
NVH是噪声、振动与声振粗糙度的英文缩写。这是衡量汽车制造质量的一个综合性问题，它给汽车用户的感受是最直接和最表面的。大多数家用车和豪华车消费者对车内噪音和振动较为敏感，过大的噪音和振动会使车内乘员感到不适。据调查，在所有汽车用户不满意的问题中，约有1/3的问题与NVH有关。为了能够为消费者带来更加舒适的驾乘环境，汽车制造商总是在极力地改进汽车的NVH性能，以期最大限度地降低车内噪音、减少振动及改善不平顺性。
4.3 合理、舒适、个性的空间设计
车内空间设计指的是驾驶、乘坐、载物空间的布局、尺度、形状的设计，仪表板、座椅、门内护板、操纵布局的造型设计，显示与操纵界面的设计，还包括附属设备（音响、空调、多媒体）的运用和造型设计。它们对车辆的运行性能影响不大，但也要承担起减震、隔热、吸音、遮音、娱乐和信息交流等功能，对驾乘车的舒适性、健康和安全起到十分重要的作用，还将直接影响人们购车的意向、驾乘者的审美和心情。
总体上讲，今天的汽车空间设计的划分、布置和利用方面已经日趋合理，但仍有发展的空间。在功能性方面，操控功能将更加关怀人的需求，人机工程方面的研究和运用将更加合理到位；座椅能按照人体骨骼的特点，根据不同体型身高，最大限度地确保座椅和脊柱恰到好处地贴合与支撑，并且重点保护人的颈椎；照明功能可以根据不同用途的需要，各种灯能实现漫射、聚光、亮度调节及营造某些特殊的艺术效果的氛围，展现出更加多姿多彩的魅力；保健功能会越来越受到重视，空调、按摩椅、腰靠、通风、氧吧、空气净化器等设备将会更多样和更优化。在造型方面，除了人机工程方面利用更加合理外，还可以根据消费者需求层次的多样化，设计出不同造型风格和颜色搭配；通過高分子复合材料与金属、玻璃和天然的木、麻、竹等材料的配合使用，使造型更具个性化和时尚化。
5 结语
汽车的发展必然随着科学技术的进步及不断的创新而日新月异，也将会更好地为人类提供服务，动力性好、经济性高、安全性可靠使得驾乘汽车越来越成为一种乐趣。高科技下，个性鲜明且更加人性化、智能化的汽车将会是未来汽车产业发展的趋势，因为它符合人类对文化、个性的追求和需要。
参 考 文 献
[1]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，2009.
[2]赵振宁，王慧怡.新能源汽车技术[M].北京：人民交通出版社，2013.
[3]陈丁跃.现代汽车控制及其智能化[M].北京：西安交通大学出版社，2011.
[责任编辑：高海明]
【作者简介】唐科祥，男，广西南宁人，本科，上汽通用五菱汽车股份有限公司助理工程师，研究方向：汽车质量、汽车启动。