4.4K98 条评论分享收藏感谢收起赞同 2.1K46 条评论分享收藏感谢收起&p&这在学术上叫做Pulse and Gliding(P&G，加速-滑行)策略优化问题。博士期间恰好粗略研究过此问题，在此分享一下。&/p&&p&先上结论：&/p&&ul&&li&&b&对电动汽车来说，匀速最省能量(电)。&/b&&/li&&li&&b&对内燃机汽车来说，大部分情况下匀速最省油，但存在P&G更省油的可能性。&/b&&/li&&/ul&&h2&加速-滑行策略问题的数学抽象&/h2&&p&小学时，我们就研究过这样一个简单的问题：&/p&&blockquote&周长为1的长方形，面积最大是多少？&/blockquote&&p&小学时一般是凑出来的，在凑的时候会发现：如果让短边长一些，那长边就会短一些，是此消彼长的关系。凑到之后惊奇的发现：当长边与短边相等的时候，也就是正方形的面积最大！&/p&&p&为什么呢？ 长方形也懂得&b&不患寡而患不均&/b&的道理吗？&/p&&p&长大后了解到，这是一个二次函数求极值的问题：&/p&&p&&img src=&//www.zhihu.com/equation?tex=f%28x%29%3Dx%2A%280.5-x%29%3D-x%5E2%2B0.5x& alt=&f(x)=x*(0.5-x)=-x^2+0.5x& eeimg=&1&&&/p&&p&进一步推广，这是一个&b&凸优化问题。&/b&如下图，对于凸函数下式恒成立：&/p&&p&&img src=&//www.zhihu.com/equation?tex=f%28%5Ctheta%2Ax_%7B1%7D%2B%281-%5Ctheta%29%2Ax_%7B2%7D%29%5Cleq+f%28%5Ctheta%2Ax_%7B1%7D%29%2Bf%28%281-%5Ctheta%29%2Ax_%7B2%7D%29& alt=&f(\theta*x_{1}+(1-\theta)*x_{2})\leq f(\theta*x_{1})+f((1-\theta)*x_{2})& eeimg=&1&&&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-353e1c7deefa136a4ddb5c07_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&687& data-rawheight=&314& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&687& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-353e1c7deefa136a4ddb5c07_r.jpg&&&/figure&&p&换成具体的例子就是：&b&猛踩油门再滑行一阵子，要比匀速行驶费油(电)！&/b&&/p&&p&但需要满足一个前提条件：在等里程最优化问题中，&b&汽车的油耗(电耗)函数是一个凸函数。&/b&&/p&&p&这也是我们接下来要分析的问题。&/p&&h2&&b&电机与发动机是凸的吗？&/b&&/h2&&p&相对于处处需要经验、需要标定的发动机来说，永磁同步电机原理要精炼得多，甚至可以用公式完全表达出来。要证明永磁同步电机电耗的凸性，只需要证明下面这个函数的凸性：&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-bc0110f3cfa83d34e77e07c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&572& data-rawheight=&150& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&572& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-bc0110f3cfa83d34e77e07c_r.jpg&&&/figure&&p&结论是它的损耗函数大体上是凸的：&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-ca5d3bcf06f936_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&349& data-rawheight=&258& class=&content_image& width=&349&&&figcaption&永磁同步电机损耗函数模型(注意，这不是效率MAP图)&/figcaption&&/figure&&p&如果采用其他电机理论模型，可能无法证明其凸性。但总体来说，把电机损耗函数当成一个凸函数处理，是基本没有问题的。&/p&&p&&b&所以，对于电动汽车来说，基本判断是： 在等里程行驶最优化问题中，匀速行驶最优。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&而发动机原理就复杂得多，它的效率MAP图(可转化为损耗MAP图)通常是标定出来的，而不是通过燃烧学、热力学公式计算出来的。从 &a class=&member_mention& href=&//www.zhihu.com/people/7a491a21fb& data-hash=&7a491a21fb& data-hovercard=&p$b$7a491a21fb&&@何先生&/a& 所举的发动机MAP图可以看出，它的等效率线歪歪扭扭的，肯定是不具备严格的凸性的。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-bfc6a2a93c9ff19ad48ffda_b.jpg& data-size=&normal& data-rawwidth=&720& data-rawheight=&608& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&720& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-bfc6a2a93c9ff19ad48ffda_r.jpg&&&figcaption&歪歪扭扭的发动机效率MAP图(引用自@何先生)&/figcaption&&/figure&&p&换句话说，也就是存在优化的空间。但这个空间会非常小，为什么？&/p&&p&因为发动机在稳定工作时效率最高，而在动态工作时由于喷油量、进气量不能精确匹配，损耗会大为增加。&/p&&p&&b&所以，对内燃机汽车来说，大部分情况下匀速最省油，但存在P&G更省油的可能性。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&h2&什么时候加速-滑行策略更省油？&/h2&&p&那我们是不是可以下结论了呢？ &/p&&p&先等等，为什么还有很多研究者发现：加速-滑行策略更省油呢？&/p&&blockquote&Evans等人研究发现，有经验的驾驶员在驾驶传统内燃机汽车的时候，通过对车速的合理调整可以实现节油效果[1]。&br&Lee等人针对传统内燃机汽车福特Focus与混合动力汽车丰田Prius进行了P&G策略研究，仿真与试验结果表明，P&G策略比定速驾驶策略可改善燃油经济性达24%-90%[2]。&br&Li等人针对传统内燃机汽车，提出基于P&G的一种伺服回路控制方法，提供了将P&G策略嵌入到自适应巡航控制系统的潜力，仿真结果显示节油潜力达20%[3]。&/blockquote&&p&&b&那是因为，发动机只是汽车的一个组成部分，我们有很多打破发动机MAP图束缚的方法。&/b&&/p&&p&举一个极端的例子：以龟速5公里/小时匀速行驶100公里，与一脚油门轰到100公里/小时再关发动机滑行(假设有启停装置)，哪个更省油呢？ &/p&&p&前者要全程承受怠速损失，而后者虽然有动态损耗，但发动机则不必全程承受怠速损失(关发动机就相当于从发动机效率MAP图上逃掉了)，所以哪个更省油，也不好说是吧？&/p&&blockquote&补充：在不踩油门的时候，即便有些车型的发动机不喷油了，但只要它还连着车轮转动，泵气等损耗还是在的。这与装有启停装置，让发动机完全停下来，是不一样的。&/blockquote&&p&&br&&/p&&p&&b&对于日常开车来说，结论还是不变。无论是电动车还是内燃机汽车，虽然存在加速-滑行策略更省油/电的可能性，但一般的驾驶员也难以有这么高的技巧……所以规规矩矩地匀速开车就好了，不必去动加速-滑行来省油的歪脑筋了。&/b&&/p&&h2&参考文献：&/h2&&p&[1]Evans L. Driver behavioreffects on fuel consumption in urban driving[J]. Human Factors: The Journal ofthe Human Factors and Ergonomics Society, ): 389-398.&/p&&p&[2]J. Lee, D. Nelson, and H. Lohse-Busch,“Vehicle inertia impact on fuel consumption of conventional and hybrid electricvehicles using acceleration and coast driving strategy,”presented at the Soc.Automotive Eng. World Congr. Exh., Detroit, MI, 2009, Paper 2&/p&&p&[3]Li Shengbo, Peng H, LiKeqing, et al. Minimum fuel control strategy in automated car-followingscenarios[J]. Vehicular Technology, IEEE Transactions on, ):998-1007.&/p&
这在学术上叫做Pulse and Gliding(P&G，加速-滑行)策略优化问题。博士期间恰好粗略研究过此问题，在此分享一下。先上结论：对电动汽车来说，匀速最省能量(电)。对内燃机汽车来说，大部分情况下匀速最省油，但存在P&G更省油的可能性。加速-滑行策略问题的数…
&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-fecedf07ce8c76e906514eef_b.jpg& data-rawwidth=&482& data-rawheight=&323& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&482& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-fecedf07ce8c76e906514eef_r.jpg&&&/figure&&p&话说天下大势，分久必合，合久必分。&br&&/p&
&p&汽车市场的江湖也是一样。&/p&
&p&过去十年，是中国汽车市场群雄逐鹿的十年，大量的外资本土品牌先后涌入这座早已验明成色的金矿。&/p&
&p&据统计，国内乘用车市场，叫的上名字的品牌保守估计超过50个。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa2ef4f43fa9fad2aa2dca_b.jpg& data-rawwidth=&1920& data-rawheight=&1080& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1920& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-aa2ef4f43fa9fad2aa2dca_r.jpg&&&/figure&但是，淘金热潮总有褪去的一天。&/p&
&p&汽车市场已经进入“新常态”的下半场。&/p&
&p&如果我们用与中国汽车市场规模最相近的美国，作为一个成熟市场的参考。&/p&
&p&可以看到，只有不到12汽车集团的20多个成规模的品牌依然健在。&/p&&p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-5fca2087babf9adfaf45a0cd240b0e44_b.jpg& data-rawwidth=&1076& data-rawheight=&771& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1076& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-5fca2087babf9adfaf45a0cd240b0e44_r.jpg&&&/figure&其中，有9家外资制造商，和3家美国本土制造商(FCA这里还是视为美国本土厂家，因为主要销售的还是克莱斯勒、Jeep和道奇)。各占75%和25%。&/p&
&p&虽然不能做严格的推导，还是可以有一个大胆的推论：中国也会走到这一天，喧嚣过去，逐步沉淀，品牌数量大幅精简。&/p&&br&&h2&本土汽车品牌的三国演义&/h2&
&p&最近两年，本土品牌迎来了触底之后的绝地反击，市场份额不断提升，从三分之一的天下，逐渐提升到了和外资各取半壁江山的水平。&/p&
&ul&&li&月本土品牌表现&br&&/li&&/ul&&br&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-38e958cd5e41e109c1fd669a8f25a3eb_b.jpg& data-rawwidth=&1504& data-rawheight=&590& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1504& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-38e958cd5e41e109c1fd669a8f25a3eb_r.jpg&&&/figure&2017年上海车展，经过对本土车企的重新审视，有三家企业，给我留下了格外深刻的印象。&/p&
&p&他们是长城，上汽和吉利。&/p&
&p&在老百姓消费升级的大背景下，在自身力量积蓄多年之后，都在尝试着，向上进攻，在一块外资品牌统治了20年的汽车市场中，刻下更浓烈的本土印记。&/p&
&p&(为什么不写上汽通用五菱和比亚迪?前者聚焦低成本造车，短期内，还不会进攻到外资的领地内。后者过于偏科依赖补贴的新能源车，但实际上，市场规模并未明显增长，内燃机车的产品线也比较薄弱)&/p&
&p&这三家企业，行事打法，风格迥异。下面一一点评：&/p&&br&&h2&长城汽车&/h2&
&p&一句话定义长城：一家牢牢扎根中国，务实低调的本土汽车公司。&/p&
&p&很多人并不知道，其实长城2003年就在香港H股实现了上市，进入了国际资本市场。&/p&
&p&但是这家公司极度务实的本土风格，一直延续至今。&/p&
&p&前段时间我写了一篇专栏文章，谈到了长城公司的特立独行之处。&/p&&a href=&https://zhuanlan.zhihu.com/p/& class=&internal&&不按常理出牌的长城，打出一对K，名叫WEY - 知乎专栏&/a&&br&&p&现在把标题引用过来，具体就不详细展开了，有兴趣的朋友可以点击上面的链接查看：&/p&
&p&1 总部地址偏居保定&/p&
&p&2 红色风格的企业管理&/p&
&p&3 营销投入比例远低行业平均（广告投放量较少，媒体合作较少）&/p&&p&4 产品规划严重偏科，押宝SUV&/p&
&p&5 始终挥舞“本土”大旗，服务本土市场&/p&
&p&6 通过WEY，首次喊出“中国豪华”的概念&/p&&br&&p&长城这家公司的打法，有点像扎根本地的游击队。&/p&
&p&非常深入群众，有特别好的群众基础：他们一直在考虑来自最基层市场的真实需求。&/p&
&p&在中国，到底是三四线的广场舞大妈和每天朝九晚五、工作平凡的大叔们多?还是在一线城市核心区时尚餐厅里的前卫青年多?&/p&
&p&显然，后者是更年轻、更有知识、更爱上知乎，很可能也更懂汽车的一群人，但是前者才构成了真正庞大的市场需求。&/p&
&p&而长城一直坚定的在为这样一群人造车。&/p&
&p&&b&&u&有人批评长城的核心技术不够先进。&/u&&/b&&/p&
&p&&b&&u&依我看，也确实如此。&/u&&/b&&/p&&p&&b&&u&在汽车技术中，最难掌握、最烧钱的部分，比如发动机、变速箱、新能源、轻量化等方面。长城并没有突出建树，似乎也并不着急。你永远不用期待看到的新闻就是：长城布局了某前瞻性技术，并且领先于他的竞争对手。&/u&&/b&&/p&&p&（PS：这篇文章的初稿我写于半个月之前，就在前天，38号的视频发布，引发轩然大波。某种程度上，38号的视频事件，恰恰是长城在核心技术上战略保守的一个代价）&/p&
&p&因为长城的产品工程师盘算的很清楚，比起花钱费事烧脑的减重100kg，不如给汽车安上四只大轮毂，换上真皮大沙发，逼格霸气尽显，更讨老百姓欢迎。&/p&
&p&&b&在消费者最关心的“外观是不是大气上档次?车内够不够豪华大空间?仪表和日行灯是否够炫酷?轮毂是不是霸气十足?”这些方面，长城则表现出绝对的重视和足够的竞争力。&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-2aedfda2db22_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&338& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-2aedfda2db22_r.jpg&&&/figure&&/b&&/p&
&br&&p&&b&&u&这种极为接地气的战略思维，可以说是牢牢奉行“用户永远是对的”，尊重国情。&/u&&/b&&/p&
&p&&b&&u&也可以说是“投机取巧，避实就虚，迎合庸众”。&/u&&/b&&/p&
&p&&b&&u&我很难下这个结论。因为商业上的很多事情，对错都不是绝对的。&/u&&/b&&/p&&br&&p&知识分子可以鄙视《今日头条》，喜欢《南方周末》，大城市青年根本没听说过“快手”，他们要翻墙去用“Instagram”。&/p&&p&但从用户流量和市场估值来看，庸俗的今日头条和快手都取得了巨大的成功。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-bb948c44f1f73f031bbea9_b.jpg& data-rawwidth=&481& data-rawheight=&851& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&481& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-bb948c44f1f73f031bbea9_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&知乎er可以痛批长城不思进取，不如观致懂得如何正向造车。&/p&&p&但今天的事实就是长城活的很好。观致？暂时还没有倒闭，只是负债很多而已。&/p&&p&当咪蒙以文学硕士的知识分子身份撰写高格调的严肃文章时，她默默无闻。当知识分子毅然转身，用她自己根本不相信的心灵鸡汤浇灌空虚大众时，才成了10万+收集者，名利双收。&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-144d2a12c94db5a30b7711_b.jpg& data-rawwidth=&1170& data-rawheight=&1064& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1170& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-144d2a12c94db5a30b7711_r.jpg&&&/figure&&/p&&br&&p&想把《一位演员的自我修养》送给码头工人，是徒劳的。他们需要的是，是下一顿的汉堡。&br&&/p&
&p&现实主义的态度是，恰到好处比绝对意义的酷和出色更加实际。&/p&
&p&对于长城过往取得的巨大成就，对于他们如今全球销量第二的专业SUV品牌市场规模，我必须给予理性的尊重。&/p&
&p&&b&只不过，一套能赢得过去和今天的打法，未必能赢得未来。&/b&&/p&
&p&在2020年的CAFC（中国的车企平均油耗制度）大限越来越近的今天，在新能源车和智能车已经明显成为未来趋势，在本土品牌未来不可避免卷入全球竞争的下一个时代，长城的固有战略，将面临极大的挑战。&/p&&br&&h2&长城汽车总结&/h2&
&blockquote&&p&&b&优点：&/b&&/p&
&p&深刻理解本土消费者的需求，并将需求商品化的能力&/p&
&p&强悍的管理作风和严格的成本控制&/p&
&p&创始人牢牢控制公司的发展，确保了业务推进的一致性、持续性&/p&
&p&SUV市场的领先者，拥有较高的利润率和现金流&/p&
&p&&b&缺点：&/b&&/p&
&p&保定难以吸引最优秀的技术人才和社会资源&/p&
&p&缺乏对前瞻性技术的投入，难以赢得下一次市场红利&/p&
&p&目前的业绩，依赖对SUV豪赌的成功——如果SUV市场发生波动，或者外界环境发生变化（油价大幅上升，排放法规收严，税费调整等等），业绩会有很大影响&/p&
&p&因为聚焦高能耗的SUV产品线，会面临CAFC平均油耗制度的极大考验。个人觉得长城是自主品牌最难达标的，外部购买积分可能不可避免。&/p&&/blockquote&&br&&h2&上海汽车&/h2&&p&&b&一句话总结上汽乘用车：资源最丰富、市场前瞻性最强的国有汽车公司。&/b&&/p&&p&不管你喜欢不喜欢，在汽车这种重要的民用大工业中，国企都是一股不容忽视的力量。&/p&
&p&从中央直属国企，到地方国企，中国汽车行业的国企整车厂玩家起码有数十家。&/p&
&p&目前在市场上，销量最高的是长安汽车，过去两年发展神速的是广汽传祺，玩自主品牌资格最老的是奇瑞，但在我眼中，更值得观察的国企样本，是上汽乘用车。&/p&
&p&这四家国有车企，恰好占据了4月本土品牌销量榜单4-7名的位置。&/p&
&p&但我把上汽单独拉出来写的原因是：&/p&
&p&一方面，在销量与广汽、奇瑞相当的情况下，上汽有超过130%的同比增长。&/p&
&p&另一方面，上汽集团的战略布局和前瞻投资，让我更看好他们持续发展的潜力。&/p&
&br&&p&背靠上汽集团的大树，坐落在上海这座超级都市，让上汽乘用车在资源、人才和商业环境上，具备得天独厚的优势。&/p&
&p&尽管这种优势，并不能保证一家车企的成功。&/p&
&p&有时候和业内的朋友交流，我们都感叹：其实这家公司做了很多不错的事情，但是完全不像吉利一样，善于对外界讲故事。&/p&
&p&究竟是国企的属性，导致了市场传播上的保守求稳，还是因为是国企，而被消费者带着有色眼镜去观察，我就不得而知了。&/p&&br&&h2&&b&下面就列举一些上汽乘用车的关键事件：&/b&&/h2&
&p&&b&1 大胆投资韩国双龙汽车，希望获取轿车和SUV技术，加速自主品牌的发展。&/b&&/p&
&p&这是国有企业历史上，第一次深度参与海外汽车业务并购，并且有所斩获。&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-62cabdeef462_b.jpg& data-rawwidth=&650& data-rawheight=&409& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&650& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-62cabdeef462_r.jpg&&&/figure&&/p&
&p&虽然数年之后，这笔交易的结局令人唏嘘，韩国人声称中国窃取他们的技术，各种抵制上汽（嗯，韩国人可能觉得双龙是一家技术很先进的汽车公司）。但这不能否定上汽参与国际资源整合的魄力。&/p&
&p&没有先行者的勇气和经验，就未必会有后来者的效仿。(南汽、上汽瓜分英国罗孚，吉利收购瑞典Volvo，北汽收购瑞典萨博技术资产，浙江万向收购Fisker Karma)&/p&
&p&&b&2 全面接管英国罗孚汽车的遗产&/b&&/p&
&p&罗孚汽车，曾经是英国的国民品牌。但后来沦为了英国汽车工业衰落的牺牲品，被数次卖身之后，终于宣告破产。&/p&
&p&破产后的资产，经过南汽、上汽的一番恩怨纠缠之后，最终被上汽全面吃下。&/p&
&p&这次国际投资，为上汽带来了一个百年英国品牌MG，和一个重新孵化出的荣威品牌。&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-7dc7126ffec561c84fb58d03352deb5b_b.jpg& data-rawwidth=&490& data-rawheight=&245& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&490& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-7dc7126ffec561c84fb58d03352deb5b_r.jpg&&&/figure&&/p&
&p&即使继承的是落寞罗孚的技术，也让上汽一度牢牢占据本土汽车品牌的技术制高点，定价策略一度和韩国车旗鼓相当。&/p&
&p&当年荣威550，MG6也曾经一时成为车市的热点，俘获不少年轻人的心。&/p&
&p&可惜，收购来的技术，保鲜时间有线，因为缺乏可持续性的技术投入。所以在第一批产品进入生涯末期之后，上汽乘用车的业绩就无法继续增长了。&/p&&p&顺便提一下，MG的销量目前不如荣威。但是MG的品牌意义在于国际化。&/p&&p&MG有超过100年的历史，放在海外，还是有人认识的。无论欧洲还是东南亚，MG都是上汽进军海外的排头兵。&/p&
&p&&b&3 开创性的与阿里巴巴组建合资公司&/b&&/p&
&p&无论你相不相信“互联网汽车”的概念，事实证明，阿里巴巴和上汽合资打造的YunOS for Car系统，已经成为上汽新车在市场上的杀手锏。&/p&
&p&当绝大多数车型的销量集中在中低配置的时候，荣威RX5的销量70%集中于中高配。就是因为独特的YunOS for Car互联网大屏系统。&/p&
&p&从如今市场的成功向前回顾，就要看到2014年，当上汽、甚至包括国内自主品牌集体处于最低谷的时候，上汽果断选择了和阿里巴巴合作，组建合资公司。联手打造汽车互联网生态系统。开创了国内整车厂和互联网公司高度合作的先河。(从来没有车企和互联网公司联手组建合资公司，一般车企都把互联网公司当做软硬件供应商)&/p&
&blockquote&&p&&b&爆一个小料：其实阿里当初不只找过上汽。据我所知，有一家规模更小的车企，就在权衡一番之后，拒绝了阿里巴巴，理由是，想把关于汽车消费者的全部数据，牢牢掌握在自己手上，不能容忍外部势力的涉足。&/b&&/p&
&p&其实上汽乘用车是国内最大的汽车集团的亲儿子。论傲娇清高的资格，上汽更加具备。&/p&&p&不过上汽还是选择了务实开放的态度，和陌生的甚至带有野蛮人色彩的阿里巴巴进行了合作。双方各自拿出自己的优势资源，车企搞定硬件，互联网公司则负责软件，大家不盲目涉足自身的弱项&b&（汽车公司别随便吹牛逼搞互联网，互联网公司也别傻兮兮冲进来造车）&/b&，守住业务的边界，才有了今天的阶段性成果。&/p&&/blockquote&
&p&&b&4 前瞻性的投资，包括各项核心技术&/b&&/p&
&p&上文说过，上汽收购英国罗孚之后，其实有过几年好日子。当时的荣威550，产品力在自主品牌中，无人能出其右。可惜后来研发资源跟不上，产品越来越老化。逐渐被对手们追上，日子一度非常难过。&/p&
&p&&b&这个教训就是：&/b&&/p&
&p&&b&&u&关键技术，可以一时依靠外部收购，但长期来看，还要靠自己造血。&/u&&/b&&/p&
&p&目前复盘来看，我觉得上汽是吸取了这个教训的。于是，后来的各种关键技术，上汽都顶着“自主业务糟蹋钱，吃力不讨好”的压力，不遗余力的进行投资。从这一点来看，上汽和长城的战略方向是完全不同的。&/p&
&p&几年前，有一种说法很流行：外界批评上汽，利用上汽大众和上汽通用每年产生的利润，去投资自主业务，但每年都亏损巨大。还不如把利润省下来，回报国资委和A股股民。&/p&
&p&&b&这是舆论站着说话不腰疼：如果你想认认真真做自主，初期肯定是要先有巨大投资的，就像Tesla、蔚来汽车一样，不投资哪会有结果，除非你按山寨路线，走低成本高回报的捷径。如果不好好做自主，把利润都留下来，那么舆论又要骂国企沦为外资买办和代工厂，毫无进取心。&/b&&/p&
&p&从今天来看上汽，虽然在销量榜单上，并没有占据领先地位。但从内功来看，经过这些年默默无闻的努力，确实说到了回报。(研究上汽A股的股民朋友，可能更容易理解这些默默无闻的努力，毕竟他们经常看财务报表，上汽集团的现金流和利润率都很健康，股价也一路上扬。自主业品牌业务表现是近两年的股价利好因素。)&/p&
&ul&&li&&b&传统核心动力技术&/b&&br&&/li&&/ul&&br&&p&2010年，通用刚经历过破产重组，缺乏资金。上汽抓住机会，和通用签署了联合开发新一代小型化动力总成的协议。&/p&
&p&于是，今天大家看到，RX5，i6身上的1.5T，1.0T，和别克君越、昂科威身上的1.5T，欧宝在欧洲使用的1.0T，其实是一回事。&/p&
&p&很多网友都说，买车关键看三大件。三大件中最关键就是发动机，这方面，上汽在国内本土品牌中，已经取得了相当大的优势。&/p&
&ul&&li&&b&新能源核心技术&/b&&br&&/li&&/ul&&br&&p&自主掌握了核心的电池电机电控，三电技术。以后不用再看合资伙伴脸色了。&/p&
&p&新近的一个大新闻是：上汽和宁德时代，成立了电池和电控两家合资公司。最大的整车集团和最大电池供应商（没错，比BYD的电池体量还要大。同时也是宝马等车企在国内的电池供应商），实现了强强联合。&/p&
&ul&&li&&b&车联网&/b&&br&&/li&&/ul&&br&&p&与阿里组建合资公司，叫做斑马汽车。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-b64b497a9fa89b06bd7cd3_b.jpg& data-rawwidth=&2458& data-rawheight=&1170& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2458& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-b64b497a9fa89b06bd7cd3_r.jpg&&&/figure&&p&现在看到的这套智能系统，YunOS for
Car，还只是雏形，你也许觉得不错，也许觉得还不够实用。&/p&&p&但要知道，互联网IT产品的技术迭代速度是快过传统汽车的。特斯拉的智能系统在头几年也没什么特殊的，真正的的优势是后续不断通过软件开发实现的。&/p&&p&重要的是，首先搭建一套先进的计算机硬件架构。未来更有价值的功能和资源应该会被不断导入，依托阿里巴巴丰富的本土资源，更大的实用价值我预计会在未来不断看到。（无线支付，地图导航，在线音乐，地图热点等等）&/p&&p&外资汽车也在大力推进汽车的智能化和互联网化。但是由于国情，很多国外的东西是进不来的，这方面阿里巴巴等本土公司是有优势的。&/p&
&ul&&li&&b&共享化&/b&&br&&/li&&/ul&&br&&p&说一家公司，上汽环球车享旗下的EVcard。这家公司目前运营着超过一万台分时租赁汽车，以上海嘉定为总部，业务已经覆盖了国内数十个城市。是全球最大的分时租赁运营商。&/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-60d3e90a6e00ba3dcafd_b.jpg& data-rawwidth=&900& data-rawheight=&507& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&900& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-60d3e90a6e00ba3dcafd_r.jpg&&&/figure&&br&&p&有人说汽车共享目前还不靠谱，分时租赁对公民的素质要求太高，这个业务短期内注定亏损。&/p&
&p&我觉得说的没错。&/p&
&p&但是Uber、Facebook、Paypal，在早期，都是亏损的。今日的亏损，如果不是“为了补贴而补贴”，而是在培育一项有真价值的业务，则可以把亏损视为对未来的投资。&/p&
&p&私人汽车的平均使用率过低，是百年以来汽车行业的痼疾之一。&/p&
&p&汽车是价值巨大的消费品，它每时每刻都在产生折旧、消耗保险费、停车费。分时租赁将会大幅提升车辆的平均使用率，这应该是一项有巨大价值的业务。&/p&
&p&中国汽车，已经追着外国人的屁股背后几十年了。是时候和他们一起并肩赛跑了。&/p&
&p&比如说，在分时租赁的赛场上，上汽是不输任何国际车企的。&/p&
&ul&&li&&b&自动驾驶&/b&&/li&&/ul&&br&&p&在自动驾驶这种顶尖前瞻技术方面，全球的专利几乎都集中在美国。&/p&
&p&去拥有顶尖人才的地方开设研发公司，是德国、日本、底特律车企不约而同的做法。&/p&
&p&本田在17年在硅谷成立一家研发公司，而三年前，上汽就在硅谷成立了一家风投公司。投资了若干家初创公司，包括研发最新锂电池技术的公司等。&/p&
&p&两年前，上汽加州创新中心也跟着成立了。&/p&
参考报道资料：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.leiphone.com/news/RV2DENX7nWPiObb.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&上汽自动驾驶汽车硅谷开跑，加州路测牌照申请中 | 雷锋网&/a&&p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/v2-fc92e6b31cdfed_b.jpg& data-rawwidth=&1472& data-rawheight=&1102& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1472& data-original=&https://pic4.zhimg.com/v2-fc92e6b31cdfed_r.jpg&&&/figure&以MG为原型的自动驾驶车已经在加州上路，并开始申请加州的自动驾驶路测牌照。&/p&
&br&&p&未来的汽车市场竞争，将是立体的。&/p&
&p&怎么理解这句话呢?&/p&
&p&大家可以回顾一下手机。&/p&
&p&10年前，谁能造出质量最好的手机，基本上，就能统治市场，就像Nokia和Moto。&/p&
&p&&b&但如今，最优秀的手机公司，同时提供了顶尖的硬件、顶尖的手机操作系统、顶尖的软件商店、顶尖的关键软件、顶尖的自营电商官网和顶尖的线下直营店。&/b&&/p&
&p&&b&这些东西结合在一起，才形成了苹果在全球市场独一无二的领先优势。&/b&&/p&
&br&&p&手机市场的战争，已经升级完毕了。&/p&
&p&而汽车市场的战争，升级之路，即将拉开帷幕。&/p&
&p&面对汽车“新能源、车联网、智能化和共享化”的新趋势，光打赢一个局部战役的品牌，可能并不能算的上出类拔萃。&/p&
&p&某种意义上，汽车公司需要进化成“科技公司”，才能在未来占据更有优势的地位。&/p&
&p&汽车的机械制造属性，将变得越来越相对次要——就像这次上海车展，汽车Tier1供应商，如Bosch、大陆等，已经言必谈智能互联，根本不展示机械技术了。&/p&
&p&从这个“面向未来”的视角来看，我个人觉得，上汽凭借雄厚的资源实力和超过一般国企的战略眼光，取得了一定的先机。（大国企确实有钱，某种程度上，更能不顾成本的投资先进技术。上汽投资的力度和前瞻性，比长城强太多了。当然，从生意的本质来看，这并没有绝对的对错。投资多的，不一定经营的好。省钱不肯投的，也未必就是坏生意。）&/p&&br&&h2&上海汽车总结&/h2&
&blockquote&&p&&b&优点：&/b&&/p&
&p&在国有车企当中，最有资源优势、战略眼光，操作思路市场化&/p&&p&过去10年，上汽自主业务吃过不少亏，交过不少学费（海外并购，自主开发，外部合作等等方面），通过这些，积累了经验。这比“不敢投资，不作为也不交学费”要强。&/p&
&p&充足的盈利能力和现金流，保证了上汽有能力为长远价值，进行持续投资&/p&
&p&在发动机、新能源，车联网、汽车共享、自营售后渠道等关键点，相对于大多数对手，上汽具备领先优势&/p&
&p&大型国企的行政资源优势&/p&
&p&&b&缺点：&/b&&/p&
&p&前几年上汽自主品牌业务表现一般，积累的规模和口碑都不突出&/p&
&p&在充分发挥高管才能、调动积极性方面，有一定的体制劣势&/p&
&p&国企的战略施行，容易因为人员更迭而发生变化&/p&&/blockquote&
&br&&h2&&b&吉利汽车&/b&&/h2&
&p&&b&一句话评价吉利：充满企业家智慧，善于运用各种资源的汽车公司。&/b&&/p&
&p&吉利汽车刚崭露头角的时候，汽车从业者是不太待见他们的。&/p&
&p&当年的自主招牌是奇瑞。吉利造的车，总让人联想起李书福先生说过的“四个轮子加一套沙发”，有胡乱拼凑之嫌疑。&/p&
&p&靠便宜货在饥渴的市场完成了初始积累之后，吉利和当时同期的很多自主品牌一样，玩起了“多生孩子好打架”的游戏。&/p&
&p&当年的自主三强不约而同大跃进：&/p&
&blockquote&&p&奇瑞：一家伙孵化了4个以上的新品牌，名字复杂到让人不想打出来。&/p&
&p&BYD：一个BYD，分出了ABC三套销售网络。&/p&
&p&吉利：帝豪、上海英伦、全球鹰，三线作战。&/p&
&p&这一波新品牌的大跃进，几乎全军覆灭。&/p&
&p&唯一一个幸存者，就是吉利的帝豪。&/p&&/blockquote&
&p&&b&复盘来看，帝豪的成功，在于两点：&/b&&/p&
&blockquote&&p&1 有一定的差异化，比起当时典型的本土品牌轿车，这台车有一定的高级感&/p&
&p&2 定位务实，没有像奇瑞旗下的高端品牌，盲目定到15-20万左右的售价，而是稳稳守在10万附近&/p&&/blockquote&
&p&后来，有人把帝豪视为吉利的2.0时代，而几年之后的博瑞博越，则掀开了所谓的3.0时代。&/p&
&p&博瑞博越的成功路径，其实和帝豪是如出一辙：小步快跑，务实上攻。&/p&
&p&帝豪把吉利的售价拉高到了10万，而博系列产品则让吉利站在了15万的新高峰。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-f2f6cab8cd47_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&362& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-f2f6cab8cd47_r.jpg&&&/figure&&/p&&blockquote&本人试驾过吉利博越，可以说，这是本土品牌最优秀的产品之一，造型设计出色，静态和行驶质感俱佳，遗憾之处就是动力不足、油耗不佳。与长城类似，在传统核心动力技术上，与国际水平差距还比较大，因为这东西太烧钱太需要日积月累了。&/blockquote&&br&&p&除了持续的对自主品牌业务，进行渐进式改良，吉利还做过一件震惊天下的事情，就是并购Volvo汽车，一个传统意义上的小众的北欧豪华品牌。&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/v2-ef85df4f813_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&292& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&https://pic1.zhimg.com/v2-ef85df4f813_r.jpg&&&/figure&&/p&
&p&&b&在这次蛇吞象式的收购中，李书福和吉利集团，展现出了高超的资源整合能力和国际谈判能力。&/b&&/p&
&p&&b&李书福成功的将“急于寻找下家的福特集团”，“希望提升GDP和政绩的多个地方政府”，“冉冉升起的中国汽车市场”，
“Volvo的技术和制造资产”等要素，很好的整合在了一起。&/b&&/p&
&br&&p&这场国际并购，从今天来看，丝毫没有当年人们担心出现的“消化不良”。&/p&
&p&甚至，Volvo和吉利一起，孵化出了一个新混血儿，LYNK&CO。&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2efc43cf8ebeee90da535d238fb9f23_b.jpg& data-rawwidth=&1310& data-rawheight=&873& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1310& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-d2efc43cf8ebeee90da535d238fb9f23_r.jpg&&&/figure&&/p&
&p&LYNK&CO代表了吉利一直以来的国际化野心。&/p&
&p&这个品牌，从设计到包装，完全国际化运作的思路，直指大众通用丰田。&/p&
&p&初期，肯定是在主场中国作战，后期再进入国际市场。&/p&
&p&&b&LYNK&CO承诺了终身保修，承诺了终身免费道路救援，承诺了终身免费流量。猛一看，似乎惊艳，但其实这些承诺，基本属于产品和营销层面的微创新。&/b&&/p&
&p&&b&宣称会做汽车电商，宣称会做汽车共享，宣称会做各种新能源版本。暂时还是宣称而已，从宣称到落地到总结经验到不断完善，这都是需要时间的。&/b&&/p&
&p&融合了Volvo工程资源和吉利人才、市场资源的LYNK&CO，是一个全新创立的品牌。&/p&
&p&全新的品牌，就会有最大的行动空间。&/p&
&p&&b&&u&但你想看到天马行空的创意和惊世骇俗的魄力吗?大概你会失望。&/u&&/b&&/p&
&p&&b&&u&它没不会开展颠覆式创新——而是继承吉利一贯的思路，小步快跑，积极向上，但步子稳健。&/u&&/b&&/p&
&br&&p&就在我写这篇文章的时候，吉利又拿下了东南亚最大的当地汽车公司宝腾接近半数的股权。于是，宝腾品牌和归属宝腾的英国莲花跑车，都被纳入了吉利汽车的实力版图。&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-e6a60a258fccca4623674_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&211& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-e6a60a258fccca4623674_r.jpg&&&/figure&&/p&&p&&u&&b&在吉利-LYNK&CO-Volvo-莲花-宝腾的五星品牌矩阵下，吉利汽车集团，业务遍布全球，俨然有未来国际汽车行业巨子的风范。&/b&&/u&&/p&
&p&坐落在杭州湾和哥德堡的吉利集团旗下两大技术中心，如今都厉兵秣马，全力开动。&/p&
&p&可以预期的是，从今年开始，吉利投放新品的速度会更加迅猛，就像过去两年吉利汽车股价在港股的强势表现。&/p&&br&&p&盛况下的隐忧就是：吉利集团过去数年一直在高速扩张，收购Volvo，孵化LYNK&CO，并购宝腾莲花，都需要大量资金。在现金流和盈利能力无法与丰田大众们相比的情况下，如此的大手笔，会给公司背上较高的财务负担。&/p&
&p&如果市场发生剧烈的波动，风险和损失，也将成倍扩增。&/p&&br&&h2&吉利汽车总结&/h2&
&blockquote&&p&&b&优点：&/b&&/p&
&p&创始人的战略眼光，对企业的把控力，和超强的资源整合能力&/p&
&p&务实稳健的经营策略：聚焦主业，全面发展，渐进式提升&/p&&p&行成“吉利-LYNK&CO-Volvo”高中低核心品牌矩阵，全面覆盖汽车市场的不同需求&/p&&p&预计新购入的宝腾品牌将主要应对东南亚市场，通过导入吉利品牌的合适产品贴牌&/p&
&p&&b&缺点：&/b&&/p&
&p&高速扩张之下，对资金和资源的持续依赖。摊子铺的太大太快，不一定是好事。我们都知道有家玩命扩张的公司叫乐视，当然吉利比乐视要稳妥太多了&/p&
&p&重金推出的LYNK&CO品牌需要从0起步，新建渠道和消费者认知的困难是客观存在的&/p&&p&收购东南亚的宝腾，但只有接近半数的股权，日后两个股东能中外一心吗？&/p&&p&同时管理五个汽车品牌的难度是巨大的。历史告诉我们，大多数多品牌战略的汽车巨头，最后下场都不是特别好，除了大众。福特、通用、克莱斯勒、菲亚特的多品牌战略，几乎都成了制造危机的毒药。&/p&
&p&收购Volvo多年以后，协同效应和在Volvo推行改革，见到了成效，但还远远不够&/p&&/blockquote&
&br&&h2&汽车市场的下半场：优胜劣汰，兼并重组&/h2&
&p&在2017年，中国的汽车市场竞争已经到了白热化的地步。&/p&
&p&留给新品牌的空间并不大——如果你去问全国各地经销商的投资人，有一个新品牌的4S店招商项目，投资两千万，问问他是否感兴趣，多半会受到冷遇。&/p&
&p&因为4S店三年回本的神话时代，早就结束了。&/p&
&p&现在的中国，唯一能比汽车4S店更泛滥的，恐怕只有传销和P2P(噢，不好意思，差点忘记了，很多时候，这俩家伙其实是一种东西)。&/p&&br&&p&也不是没有好消息。&/p&
&p&LYNK&CO，与长城的WEY一样，包括借助互联网汽车等新技术的名义大幅提升销售单价的荣威一样，都遇到了一个天时上的利好——萨德事件。&/p&
&p&韩国车在国内占据了不小的市场份额，现代起亚16年可以卖出超过179万台汽车。&/p&
&p&这个大盘子里，咬下一大口，就够本土品牌开心的了。&/p&
&p&&b&&u&除了韩国车，三流的法系和日系合资品牌们，也该想想自己在这个全球最大、竞争最惨烈的市场里，到底提供了什么样的独特价值呢?&/u&&/b&&/p&&p&&u&&b&如果没有，你们迟早要滚蛋。&/b&&/u&&/p&&br&&p&除了把目光往外看，觊觎外资锅里的肉，其实更应该把目光往内瞧。&/p&
&p&锅里还有一大把呢。&/p&
&p&数十个自主品牌乘用车，在神舟大地上，遍地开花，开到荼蘼。&/p&
&p&这本身就是一种短期内难以避免资源的错配。&/p&
&p&从长期来看，错配的资源，总是要回归正常的。&/p&
&p&&b&&u&当优质的本土品牌准备崛起的时候，那些“演技派的假洋鬼子”，那些“取巧派的山寨作坊”，那些“割据一方的地头蛇”，必将让出路来。&/u&&/b&&/p&
&p&&b&&u&因为汽车消费本质上是一个To
C的生意。非市场因素的干扰，即使再顽固，最终也会被消费者的钱包投票所打败。消费者所花的每一分钱都是自己的，他们必然会努力选择这个市场上相对优质、价格合理的商品。&/u&&/b&&/p&&br&&p&从17年1-4月的数据来看：&/p&
&p&Top10的自主车企，4个月卖出了232万台车，而11-50名的自主车企，一共只卖出89万台。&/p&
&p&Top10在自主品牌业务中的集中度达到了72%。&/p&
&p&未来预计还会进一步提升。&/p&
&p&下一个十年，在自主品牌覆盖的市场内部，逐步完成兼并重组和优胜劣汰，预计会催生5家左右年销量破百万的本土车企。&/p&&p&举一个可能不太恰当的例子，中国一下有了五家马自达或者三菱汽车？&/p&
&p&届时，本土车企进军海外的基础，才会真正踏实，中国汽车全面参与国际竞争的时刻也会正式来到。&/p&
话说天下大势，分久必合，合久必分。
汽车市场的江湖也是一样。
过去十年，是中国汽车市场群雄逐鹿的十年，大量的外资本土品牌先后涌入这座早已验明成色的金矿。
据统计，国内乘用车市场，叫的上名字的品牌保守估计超过50个。但是，淘金热潮总有褪去的一天…
除了高票所说的动力负载增加，有个很悲伤的故事是，高速工况下，电池的相对容量是减少的，电池容量是温度，电流，SOH的函数，电流越大，电池的可用容量越小，高速工况电流很大，电池可用容量相对减小，续航会减小。&br&同时快充也是同样的道理，3C以上的快充容量相对1／3C的慢充也减小&br&电动车目前还不宜经常出远门跑高速，偶尔还是能忍受的
除了高票所说的动力负载增加，有个很悲伤的故事是，高速工况下，电池的相对容量是减少的，电池容量是温度，电流，SOH的函数，电流越大，电池的可用容量越小，高速工况电流很大，电池可用容量相对减小，续航会减小。 同时快充也是同样的道理，3C以上的快充容…
&p&首先，毫无疑问，高速公路上车辆的道路负载更大。这是由空气阻力引起的，不论传统燃油车还是电动车都是这样。&/p&&p&对电动车，续航里程可以近似估计为 总电量/百公里电耗，高速上的阻力大，电耗也高，自然行驶距离短了。&/p&&p&对传统燃油车，虽然阻力大了，但是发动机在高速上大部分时候都在最高效的工况下，百公里油耗并不高，续航里程也就长了。&/p&&p&发动机在整个驾驶循环里，效率波动很大，而电动机也就相差10%左右，效率的影响远无法弥补道路载荷的增加。&/p&
首先，毫无疑问，高速公路上车辆的道路负载更大。这是由空气阻力引起的，不论传统燃油车还是电动车都是这样。对电动车，续航里程可以近似估计为 总电量/百公里电耗，高速上的阻力大，电耗也高，自然行驶距离短了。对传统燃油车，虽然阻力大了，但是发动机在…
国务院于2015年发布《中国制造2025》白皮书中，节能与新能源汽车是重要组成部分，近年来政府出台一系列政策鼓励新能源汽车发展，电动车呈现高速增长态势。为了满足日趋严格的油耗和排放法规，内燃机节能减排技术也有突破性进展。内燃汽车与电动车是协同发展，还是你死我活，在全社会和行业引起广泛关注。在日召开的“中国电动汽车百人会论坛”上，原科技部部长万钢明确指出“从现在发展的趋势上看起来，内燃机与电动化相结合，将成为车用动力技术发展的一个新方向。”而从日工信部公示的《关于2017年及以前年度新能源汽车推广应用补助资金初步审核情况》中可以看出，政府补贴已逐步退坡， 2016年资金补贴共计123.33亿元，数目约为5万辆，平均24.6万/辆，2017年补贴66.41亿元，约16万辆，平均4.1万/辆。同日，发改委发布了第三版《汽车产业发展政策（征求意见稿）》，抬高了电动车企业准入门槛，也严格控制了燃油车产能。为了防止财政补贴退坡后对电动车发展造成冲击，日起正式实施《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》（即“双积分”），政府仍在引导和推动节能与新能源车的发展。 &/p&&p&
针对当下全球关于电池动力与内燃机动力未来发展的争论，发动机界著名学者Gautam Kalghatgi教授，于日在Applied Energy期刊上发表了题为“内燃机和石油真的到头了吗？”（Is it really the end of internal combustion engines and petroleum in transport?）的论文。该文罗列了内燃机动力的可能替代方案，重点分析了电动车的可行性和电动化对能源结构的影响，最后提出内燃机的未来发展方向。Gautam教授十分关注中国交通能源与汽车动力的发展，文中多次围绕中国的电动车发展形势展开讨论，通过详实的数据分析，得出未来几十年，全球的交通运输能源体系无法离开化石能源的燃烧，石油能源和内燃机动力还将占据主导地位的结论。&/p&&p&&br&&/p&&p&&b&原文链接&/b&：&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doi.org/10.1016/j.apenergy.& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&https://&/span&&span class=&visible&&doi.org/10.1016/j.apene&/span&&span class=&invisible&&rgy.&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&/a&&/p&&p&&b&作者简介&/b&：Gautam Kalghatgi，美国沙特阿美石油公司（Saudi Aramco）研究员，牛津大学、帝国理工学院客座教授，英国皇家工程院院士，国际汽车工程师协会会士（SAE fellow），英国机械工程师协会会士（I.Mech.E. fellow）。&/p&&p&&b&编/译者简介&/b&：王颖迪，清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，先进动力课题组在读博士生。主要研究方向为汽车发动机燃料化学与爆震。&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.labxing.com/profile/218& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&清华大学快速压缩机实验室 | 王颖迪&/a&&/p&&p&&b&本文已取得Gautam Kalghatgi教授的授权，欢迎大家转载扩散，转载请注明原文来自Gautam Kalghatgi教授，本文观点不代表清华大学先进动力课题组观点。&/b&&/p&&p&&br&&/p&&p&全文阅读时间约20分钟&/p&&p&&br&&/p&&p&阅读前首先需要给大家科普几个车界常用术语和简称，在文中会多次提及：&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-83d2db8bbfa8be7e8f66a6d_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&554& data-rawheight=&383& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&554& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-83d2db8bbfa8be7e8f66a6d_r.jpg&&&/figure&&p&*我们常说的家用轿车，乘用车都属于轻型车。&/p&&h2&&b&内燃机和石油真的走到头了吗？&/b&&/h2&&p&&b&摘要&/b&&/p&&p&
目前，全球的交通运输所需的巨额能量和动力输出，几乎完全由燃烧液体燃料的内燃机（ICE）提供。这一部分能源需求不仅体量巨大，而且仍在持续增长。而纯电动在交通运输中的能量供给只能占到一小部分，一个原因是，即便对于轻型车（LDV），动力电池的容量在现有基础上也不得不增加几百倍，才能完全满足需求。更重要的是，如果不优化发电和电池制造过程，纯电动车（BEV）的温室气体（GHG）排放问题很可能比燃油车更糟。在能源结构是以煤炭为主体的国家，如中国和印度仍高度依赖火力发电，其污染物排放如PM，NOx和SO2都是当下空气污染的祸首，城市空气质量势必恶化。此外，电池所需的金属开采也会对人体产生重大影响，也就是我们熟知的金属中毒。&b&在基础设施上的大量投资和建设，也是电动车全面铺开所必需的前提（直到充电桩像加油站一样普及）&/b&。短期内，为推广电动车，各种补贴层出不穷，长此以往会对大多数仰仗汽车工业的国家形成巨额的财政税收损失。&b&因此，在后续的数十年间，内燃机仍将在交通运输（特别是商业运输）上占据主导&/b&。内燃机也并非一成不变，新的低碳燃料已经陆续出现，但目前这类替代燃料的基数非常低，即便其快速增长，至2040年，也不太可能占到交通运输能源需求总量的10％。当然，动力电池和氢燃料电池技术日新月异，其减少碳排放的潜力会促进对液体燃料和内燃机的取代，并在未来的交通运输中逐渐扮演更重要的角色。同时，轻型车（LDV）对电气化的需求，也会促进油-电在车上的交融。&/p&&h2&&b&1 引言&/b&&/h2&&p&
交通运输的能源消耗约占全球一次能源消耗总量的20％，也造成了约23％的CO2总排放，如果将其他温室气体（GHG）排放也考虑在内，将占到14%的份额，约合70亿吨CO2，几乎与整个畜牧业的相同。全球目前的汽车保有量，约为12亿辆乘用车和3.8亿辆商用车。而在中国和印度这类非经合组织国家（non-OECD，也可视为发展中国家），汽车保有量还会持续上升。目前，交通运输所需的能量几乎全部（& 99.9％）由内燃机提供：陆地和海上运输都是通过往复活塞式内燃机，航空方面则使用喷气发动机。而液体燃料由于其高热值和易于运输和储存的特点，已经成为了交通运输的首选，基础设施也十分完备。约95％的交通运输能源来自液体燃料，换个角度，开采的原油中约60％会用于生产燃料。相当于全球每天需要消耗超过48亿升的汽柴油和13亿升的航空燃料。轻型车（LDV）基本全部使用汽油，占据了交通运输总能源需求的44％。预计在发展中国家，这种需求还将以1%的年平均增长率增长。&b&面对如此庞大的能源需求量和增长量，交通运输的动力来源怎么可能脱离对燃烧化石能源的依赖&/b&？&/p&&p&
现在全球对电动车的热度都十分高涨，许多国家政府已经宣称希望禁止燃油车，尽管不清楚是打算禁止所有&i&含有内燃机&/i&的汽车还是&i&只使用内燃机作为唯一动力&/i&的汽车。&b&虽然政策尚未明确，但已经有相当一部分人开始相信所有交通运输马上都将只通过电力驱动，内燃机很快会退出历史舞台，甚至导致石油工业的迅速瓦解&/b&。电动车之外的另一个方案，即氢燃料电池，在更长久的将来也许是对内燃机的一个很好的替代品，但它十分依赖可靠的产氢基础设施的研究和建设。此外，石油基燃料的主要替代品是生物燃料、天然气和液化石油气，但它们总共只占到交通运输能源总量的5％，电作为能量来源的份额更小，氢和其他合成气燃料则可以忽略不计。世界各地都在想方设法鼓励开发石油的替代品，电力因此脱颖而出。造成当下的电动化浪潮的驱动因素包括以下几种：&/p&&ol&&li&&b&能源安全考虑，即减少对石油进口的依赖；&/b&&/li&&li&&b&大气污染问题，因为大多城市的污染源主体是交通运输；&/b&&/li&&li&&b&气候变暖，须降低碳排放；&/b&&/li&&li&&b&解决农村就业问题，比如以生物燃料为媒，鼓励农民的产能；&/b&&/li&&li&&b&在新兴技术上占据领先的想法，比如中国对“新能源车”的强烈鼓吹。&/b&&/li&&/ol&&p&
交通运输能源的演变过程，就像所有能源一样，是诸多因素的博弈结果，包括技术、市场需求、政策、气候和环境问题等等，并且因国家和地区而异。在前面已经提到，目前所有的替代方案都是从很低的基数开始，而且并不能无限的快速增长。众多能源机构的预测表明，&b&即使到2040年，约90％的交通运输能源还将来自烧油的内燃机&/b&。&/p&&h2&&b&2 交通运输的电气化&/b&&/h2&&p&
只有纯电动汽车是从电力中获得所有能量，而目前其他电动车都具有混合动力传动系统，并从内燃机获得部分或全部动力。电气化的程度很大决定了电动车的成本。&/p&&p&
以丰田Prius为代表的混合动力车（HEV），所有能量都来自内燃机。电池和电机的作用则是通过整个动力系统的能量流管理，实现内燃机在最高效区运行，并且可以将部分的制动能量回收（通过刹车时电机反转）。混动技术主要是针对需要频繁启停的城区驾驶环境。而热效率已经比较高的柴油发动机若采用混动技术，收益则没有那么高。混动技术因其技术平滑和明确降低油耗和碳排放的能力，有望很快得到广泛应用，各大汽车制造商已经投入了足够的关注。在串联混合动力车中，内燃机没有直接连接到车轮，而是用于给电池充电，再通过电机来驱动车辆。因此，即使在串联的构型下，所有的能量都来自内燃机。柴油-电混合动力车现在只用于火车机车和船运。&/p&&p&
以日产Leaf为代表的纯电动车（BEV）需要更大的电池，因此会昂贵许多。而插电式混合动力电动车（PHEV）在纯电动的基础上，同时搭载一台内燃机，能延长行驶里程（目前纯电模式一般只能跑40公里）。PHEV相比于BEV，对电池容量的需求会小一些，但也需要一套较复杂的并联传动系统。实际上，如果PHEV的电池容量很小，PHEV车主很可能不太乐意频繁插接到电网对电池充电，而将汽车将作为普通的燃油车或者以油电混合模式运行。&/p&&p&（编者按：电气化程度BEV&PHEV&HEV，则所需配备的电池大小为BEV&PHEV& HEV，所配备内燃机大小的关系则和电池大小相反。）&/p&&p&
对于纯电动车（BEV）的增长，仍然存在许多限制，但毫无疑问，以混合动力作为电气化的形式将在未来迅速发展。&/p&&ul&&li&&b&电动车的环境问题&/b&&/li&&/ul&&p&&b&BEV在行驶过程确实不会产生PM、NOx、CO以及未燃碳氢这类燃油车的常规排放物，但它并非零排放，只是移交给了发电阶段&/b&。不仅如此，电池制造过程的碳排放，可高达200 kg二氧化碳当量/kWh，对于一个携带大型电池的BEV，这将构成其整个生命周期中的温室气体排放的一大部分。&/p&&p&
在中国和印度，交通运输的能源需求增长速度超过其他国家和地区。对于中国，主要依赖煤炭进行发电。印度最近也重申了这一点，在未来几十年，煤炭将继续占据约四分之三的电力来源。我们需要对电动车进行全生命周期的评价（life cycle assessment，即从能源开采、处理到运用和回收的全过程能耗分析），而不只是行驶阶段。在中国目前的能源结构下，用全生命周期评价，一台BEV的温室气体排放量可能比同样一台燃油车还要高50％。只有发电过程的碳排放降得足够低了，才能保证电动车拥有更好的排放性。&/p&&p&
此外，BEV需要额外电力提供，这一部分电力要求有高响应性和即时性，由于太阳能在夜间不可用，风力和水力发电输出固定，都不能满足要求，通常还是来自化石燃料的燃烧。因此相比于能源结构中的其他形式，用于BEV充电的这部分电力的碳排放显然更高。比如在美国，由于使用煤炭发电，在夜间对BEV充电的排放是比“平均”电力高50%的。&/p&&p&
以北京为例，在城市附近的火力发电站，其产生的PM2.5、SO2和NOx对空气质量的影响会比燃油车更大。即使大规模关停烧煤的火电站以及加装后处理装置，在2030年，BEV的污染物排放还是比混动车HEV要糟糕，即便它的碳排放更低。&/p&&p&
此外，即便电在使用时是完全绿色环保的，对水资源的污染也是BEV的电池制造过程所不可忽视的。研究表明，BEV的人体毒害潜力（human toxicity potential, HTP）是同水平的燃油车的3~5倍。这些问题目前很可能没有得到它应受的重视，因为这些污染问题都被转移到目所不能及的地区，比如钴开采集中在刚果这样的第三世界国家。&/p&&ul&&li&&b&电气化暂只能运用在小车上&/b&&/li&&/ul&&p&
现今，出于能量密度和成本的考虑，电池尺寸受限，因而电气化主要运用到小型的乘用车上。在商业运输方面，完全依赖电池的电气化是不切实际的。&/p&&p&
下面通过计算来详述。以当下领先的特斯拉Model S的电池组为例，电量为85 kWh，重量为544 kg，1个多小时就充满电（特斯拉快速充电功率为0.12 MW）。可以计算得，其电池组的能量密度为155 Wh/kg，而当前的电池成本约为190 $/kWh。即便电池的能量密度能有所提高，成本显著降低，但电池的容量并不会有太大变化，除非新的电化学方法被发明出来，替代现有的锂离子电池技术。这是因为电池的能量是严格取决于相关化学反应和热力学定律的，并不能像芯片行业一样，迎来摩尔定律所预测的大爆发（编者按：摩尔定律是芯片行业内术语，含义为当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上）。能源、材料和交通方面，其成本的降幅在每年1.5％到3.0％。在下面的讨论中，关于电池组的能量密度和成本，我们假定为为180 Wh/kg和125 $/kWh。&/p&&p&
考虑一个重达36吨的美国Class 8卡车，其道路的实际平均油耗为35.3 L/100km，常规里程为800 km。因此，行驶800 km时，卡车将消耗282升的燃料或2820 kWh的能量。假设柴油机的有效热效率（brake thermal efficiency）为42％，大约1180 kWh的能量将转移到车轮上。&/p&&p&
并再假设用电的情况下，能量需求可以减少20%，电池组到电机的能量转化效率达95％，电池也不得不储存至少1000 kWh的能量。换算得电池重量至少为5.5吨，相比之下，用于这种卡车的典型柴油发动机重约1.3吨。另外，电池成本至少12.5万美元，而整个Class 8卡车的成本才10万美元，电池充电过程也将达到恐怖的12个小时。所以即使长途重载卡车的电气化在技术上是可行的，考虑到其运输货物的能力会降低，成本太高，充电时间过长，并不实际。&/p&&p&
如果在全球范围内大量建设电池制造厂，还将会产生非常严重的环境破坏。但另一方面，通过电子高速公路（e-highways）的概念，卡车在行驶时可以发电，如果其技术成熟且基础设施到位，将来确实可以作为商业运输的选择。目前，电子高速公路已经存在于铁路线，而小范围内的电巴士和货运车，也较容易率先实现，即便成本仍非常高。&/p&&p&
将纯电动运用到空运和海运也并不可靠。我们以三种商业飞机为例，一架小型通勤式飞机（巴西航空Embraer 135），一架中程飞机（空客A320）和一架长途飞机（空客A380）。假设燃料密度和能量密度为0.81 kg/L和12.3 kWh/kg，计算所需的燃料和电池重量如下表。&/p&&figure&&img src=&https://pic3.zhimg.com/v2-ed8e7dda2e491ef479a1c_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&766& data-rawheight=&221& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&766& data-original=&https://pic3.zhimg.com/v2-ed8e7dda2e491ef479a1c_r.jpg&&&/figure&&p&
由于电池的能量密度比燃料低大约68倍，仅电池组的重量就将是飞机最大起飞重量的14,19和31倍，如最后一列所示。即使将来发明了新的电池化学物质使能量密度达到和液体燃料相媲美的程度，但其充电时间也将过长。即使以10 MW的充电功率（特斯拉快速充电功率为0.12 MW），空客A320也需要一整天时间才能充满电。&/p&&p&
而大型货轮，如美国的本杰明·富兰克林号，搭载了450万加仑（1.7×107 升）的燃油，其蕴含的化学能需要重以百万吨计的电池组来供应，相当于5.8倍的排水量，在10 MW的充电功率下，也需要两年来充满电。&/p&&ul&&li&&b&电气化对能源行业和充电基础设施的影响&/b&&/li&&/ul&&p&
如果BEV完全取代传统的燃油车，也将引起发电和配电行业的剧变。美国企业研究所（AEI）的Smil在2010年估计，若将整个美国乘用车行业转换为电驱动，需要额外发电25％，对用电高峰的功率影响更大。又比如，目前在英国注册的汽车和货车约有3200万辆，据英国国家电网估计，到2030年，如果BEV的数量增加到900万，并且他们同时充电，峰电的功率将达到8 GW以上。在建的新Hinkley Point电站的发电能力为3.3 GW，预计耗资200亿英镑，即使每6户家庭中仅有一辆电动车充电，也会出现用电高峰。这种高充电功率的压力可以通过开发一个小型智能电网来减轻，它不允许所有车辆同时充电，但这也需要大量投资和研究。而且，在英国，43％的车主必须停在路上，并且需要公共充电点，英国可能因此需要高达250万个新的公共充电点，这需要花费870亿欧元。即使BEV在成本上与燃油车相当，是否有足够快捷的充电设施对说服人们来购买它们至关重要。350 kW的充电器可在5 min内（相当于燃油车的加油时间）将一个容量30 kWh电池充电至75％。但以目前的锂离子电池技术，在面对如此快速的充电时间和高频的充电次数下，会缩短电池寿命并面临起火的危险。因此，想在交通运输行业大幅启用电力，需要前期对发电站和充电网点的大量投资，还需要对电网的配电管理方法进行大改。&/p&&p&
（编者按：现在的国产电动车续航也能达到200 km，比起燃油车的500 km，“里程焦虑”问题并不是限制电动车的主要因素，而是充电的便利性，只有当充电桩足够普及，充电费用和速度也能满足需求，才具备市场竞争力）&/p&&ul&&li&&b&电气化的经济后果&/b&&/li&&/ul&&p&&b&
目前BEV主要由纳税人提供补贴&/b&，并且需要长时间依赖这样的支持才能和燃油车在成本和便利性上竞争。但随着BEV数量的增长，纳税人将不太可能一直负担得起。特别是在许多国家，燃油税仍是公共财政收入的主力，各国政府必须设法从BEV身上收回这些税，比如通过征收里程税和电税，如此一来更增加了BEV的成本。&/p&&ul&&li&&b&电池生产的材料安全&/b&&/li&&/ul&&p&
对电池所需的金属锂的供应安全目前存在一些担忧。即便锂的储量还算丰富，但主要集中在澳大利亚、智利和阿根廷这些国家，且金属锂的提取工艺十分复杂，目前锂离子电池的加工和生产主要在中国。这些国家可能不愿意也无法提高产率，来满足全球日益暴涨的需求。由于供需关系，锂的价格一直在上涨，从
$/kg到2018年4月的16.5 $/kg。另一方面，钴也是锂离子电池所需的金属，其开采主要来源刚果，而后续的加工过程也都是在中国。大众媒体已有报道刚果的钴开采雇佣童工的事实，这势必引起社会伦理的问题。且相比2016年的24 $/kg，钴的价格也飞涨到2018年4月的93 $/kg。材料约占80％电池组成本，其价格上涨将使电池组成本下降更加困难。严重的社会、伦理、经济和环境问题也将对这类金属的开采和生产造成影响。&/p&&ul&&li&&b&电池的回收利用&/b&&/li&&/ul&&p&
随着电池数量和尺寸随着BEV数量的增加而增加，电池的回收利用将会变得越来越重要。由于锂离子电池组装的方式，导致电池组形状各不相同，而且材料镶嵌在一块，使得锂离子电池回收尤其复杂。锂离子电池的回收系统还需要明确很多细节才能落实，因为即便像日产Leaf这样的小车，都有一个重达218公斤的电池组，这对于材料的回收处理来说，工作量是很大的。&/p&&ul&&li&&b&电动车与自动驾驶&/b&&/li&&/ul&&p&
自动驾驶（无人驾驶）技术将有助于电动车的推广。但是，完全自动驾驶的车辆所需的传感器和附加的计算处理部件将会需要额外的1.50~2.75 kW的功率，还要考虑空调的1.0~5.0 kW。如果一辆自动驾驶汽车用于出租车这类需要里程支持的情况，很可能面临电池电量不足的问题。事实上，对于自动驾驶而言，这项技术在未来得以广泛应用后，最优的搭档仍是HEV或PHEV，而不是BEV。&/p&&ul&&li&&b&电动车的未来展望&/b&&/li&&/ul&&p&
在过去几年里，电动车增长非常迅速，各大制造商和政府都推广这项技术。但是这一增长来自非常低的基数，截止2017年底，BEV和PHEV的全球总量约为300万辆，占全球轻型车（LDV）总量的0.25％不到。据估计，到2040年，全世界LDV的数量将达到17~19亿。所以届时，纯电动想要取代所有内燃机，需要600倍的增量。如果未来的LDV对里程需求更大，电池容量和所需的原材料将不得不进一步增长。总的来说，这样快速且巨大的电动车增量将对电池材料的需求量提出一个无法达到的水平，还会对环境产生极大的不利影响。&/p&&h2&&b&3 氢燃料电池&/b&&/h2&&p&
如果氢被用作动力，它的表现形式则是燃料电池。和纯电动车（BEV）相比，燃料电池车（FCV）的“加油”速度更快，续航里程也更长，同时热效率也很高。而且氢气的来源十分丰富，包括生物质，天然气和煤炭，具有能源多样性。&/p&&p&
与此同时，燃料电池车也非常昂贵，仅储氢罐就要花费 $。比如丰田Mirai虽然以75000 $的价格出售给欧洲客户，但其成本可能高于125000 $，由于是“赔本”（事实上有政府补贴）买卖，其数量很小。燃料电池车发展的主要障碍也是基础设施的建设，包括加氢站和制氢厂。&/p&&p&&b&
需要注意的是，氢和电一样，只是能量载体，它的生产过程就需要耗费很多能量&/b&。如果这种能源来源不是可再生的，也不是零碳排放（例如核能），氢燃料电池车的CO2排放将高于传统燃油车。最便宜的氢气来源是天然气和煤炭，也可以通过电解水的方式获得，但电解水的效率较低，成本也高于大规模集中式生产。&/p&&p&
（编者按：制氢方法主要是电解水和煤化工，也称自热重整法，如果通过化工厂集中生产，运输和储存的成本高，困难大；电解水产氢体量较小，但不受环境制约，随产随用，但非常耗电，实际能量转化效率很低。）&/p&&p&
常温常压下，氢气的体积热值比汽油的低约3100倍（由于是气体），所以必须压缩到高压（700个大气压）或者降温至-253 °C液化，以便在车上携带足够的量。液化氢的过程能耗巨大，可能占到氢气中本来蕴含的化学能的40％。此外，车载储氢也面临着各种各样的难题，包括爆炸安全和“氢脆”等等。&/p&&p&（编者按：氢脆是由于氢扩散到金属中，改变其力学性能，使得金属变脆容易断裂，详见&/p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_embrittlement& data-draft-node=&block& data-draft-type=&link-card& data-image=&https://pic3.zhimg.com/v2-f3ec7ee78f9d08d6bdf55c_180x120.jpg& data-image-width=&617& data-image-height=&462& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Hydrogen embrittlement&/a&&p&&br&&/p&&p&
氢气的运输和储存成本很高，粗略估计，若想广泛应用，全球对氢的基础设施的投资会超过数千亿美元（管道费用为0.1-1.0万亿美元，加氢站费用为0.2-0.7万亿美元），且需要几十年的时间来建成。同时不可忽略的是氢的爆炸问题，考虑到生产、存储、运输和使用成本的问题，在接下来的30年间，氢气成为一种可用的交通运输能源的可能性并不大。&/p&&h2&&b&4 内燃机技术的新发展&/b&&/h2&&p&
随着更好的燃烧、后处理和控制系统的开发，内燃机本身也在持续改进，而且尚有发展空间。现代柴油机采用压燃（CI）的着火方式，热效率较汽油机的点燃（SI）着火方式高，但是整个系统更复杂，因为柴油机须控制PM和NOx，需要配备高喷射压力的共轨和繁杂的后处理系统（DOC+DPF+SCR）。如果在压燃（CI）模式下，使用低辛烷值（RON=70~85）汽油类燃料（编者按：辛烷值是用来表征燃料自燃能力的指标，越大表示越不容易自燃，即抗爆性越好，能够在更高温度下稳定燃烧，RON是“研究法辛烷值”，作为我国汽油的标号。），即&b&汽油压燃（GCI）技术&/b&，由于汽油类燃料不会像柴油烧的那么快，在燃烧开始之前能与空气充分混合均匀，从而降低碳烟，然后可以通过废气再循环（exhaust gas recirculation，EGR）来控制NOx。并且燃料的需求变的宽松，炼油工艺也得以简化。对从炼油到行驶的全过程（well to wheel，油田到车轮）进行分析，GCI发动机的碳排放，与同等动力的汽油机（SI）相比，可降低30％，比柴油机（CI）降低约5％。而且由于后处理系统的大大简化（GCI的主要排放是CO和未燃碳氢，只需要氧化即可），发动机成本也能降低。但GCI在走上市场前也仍需要解决一些关键问题，例如冷启动困难和大负荷工况下压升率过高。由于现在日益严苛的排放法规在制约内燃机技术，GCI的发展路线反而比柴油机更容易。但从长远来看，GCI需要一套新的燃料供应链。日本马自达公司新发布的SkyActiv系列发动机也是用类似汽油压燃的方法实现高热效率。&/p&&p&（编者按：Mazda公司称之为SPPCI，核心是多次喷射、稀燃、超高压缩比。）&/p&&a href=&https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.mazda.com/en/innovation/technology/skyactiv/skyactiv-g/& data-draft-node=&block& data-draft-type=&link-card& data-image=&https://pic2.zhimg.com/v2-fe5b161f97954db2fce08cb5ee668d19_180x120.jpg& data-image-width=&480& data-image-height=&318& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&SKYACTIV TECHNOLOGY&/a&&p&
可控反应活性压燃（reactivity controlled compression ignition，RCCI）是另一项内燃机新技术，能兼顾高热效率和低碳烟、NOx排放，而且可直接使用市面的汽柴油，不必开发新燃料。其技术路线是使用两套燃油喷射系统，即在进气道喷射汽油类燃料（可以是汽油，也可以是天然气和醇醚类）进行充分预混，而在缸内直接喷射柴油引燃“汽油”，汽柴油的比例根据工况调整，比如在小负荷需要多喷柴油保证燃烧，大负荷则少喷柴油防止爆震。&/p&&p&
辛烷值需求技术（octane on demand，OOD）是用于改善火花点火（SI）汽油机的碳排放。汽油机的热效率主要受到爆震（编者按：爆震，工程上称knock，是由于燃料气自燃导致的非正常燃烧，多出现在高温的大负荷工况，由于放热集中会产生剧烈压力震荡，可能损坏发动机，加大循环变动率，恶化燃烧效率和排放。）的限制，而使用更高辛烷值的燃料能拓展汽油机的爆震极限。所以在OOD发动机上也是两套燃油喷射系统，一般情况还是使用低辛烷值燃料，而在大负荷才喷射高辛烷值燃料，从而提高热效率和可靠性。（编者按：两套燃油系统会导致体积和成本的增加，市场化阻力很大。）&/p&&p&
内燃机上还有一种新技术正在不断得到应用——对置活塞，且不需要对燃料供给系统做出改变。（编者按：对置活塞大多采用水平布置，能够降低重心，减小活塞运动惯性，动力性优异，而且能够减小散热损失，保时捷和斯巴鲁已广泛使用。）&/p&&h2&&b&5 内燃机的替代燃料&/b&&/h2&&p&&b&目前下列替代燃料只占总交通运输能量的5％左右。其中，如天然气，预计将在未来快速增长，但到2040年，替代燃料的总量也不会超过10％的份额&/b&。&/p&&ul&&li&&b&生物燃料&/b&&/li&&/ul&&p&
生物燃料可以由农作物中的糖和淀粉制成，这种生物燃料被称为第一代生物燃料。第二代生物燃料避开了粮食和燃料的竞争关系，主要来自非粮食作物，如秸秆。最常见的生物燃料是乙醇，2016年，全球乙醇产量约100亿升。乙醇具有优异的抗爆性和排放效果，但由于燃料中含氧，所以能量密度（体积热值）只有汽油的三分之二。另一种主要的生物燃料是植物油酯化制成的生物柴油，2016年，全球生物柴油产量为每天154万桶油当量，占总的交通运输能量的2.5％。&/p&&p&（编者按：能量密度对液体燃料来说十分重要，因为汽车的紧凑性要求，留给油箱的体积基本固定，使用能量密度低的燃料意味着在相同的量下具有的能量更少，即续航里程更少，含氧燃料会比汽柴油这类以烃类为主的燃料能量密度低。）&/p&&p&
生物燃料的生产成本很大程度上取决于原料，工艺，土地和作物产量。与常规石油基燃料相比，相同能量含量下，它们的生产成本通常更高。而且人们越来越担心生物燃料的可持续发展性，对土地和水资源的占用很可能也会导致温室气体排放更多。欧盟国家，大约80％的生物燃料是由食用油种子制成的生物柴油，其碳排放量比它所取代的化石燃料还要高出80%。在美国，大约46％的玉米产量用于生产乙醇，而乙醇只占到3％的总交通运输能量。即使将所有的玉米和大豆生产用于生物燃料，也只能满足美国12％的汽油需求和6％的柴油需求。而且世界总人口也在不断增加，大规模分配土地来生产燃料是不太可能的。&/p&&p&
从纤维素获取的第二代生物燃料似乎又能找回一些信心。但实际上产量还是远远供不应求。例如，最初美国在2015制订的可再生燃料标准，纤维素乙醇是30亿加仑，随后被美国环保局修改为1.2亿加仑，而实际产量只有可怜的220万加仑。目前正在研究从藻类生产生物燃料的方法，但尚处于研究初期，未来25年内这类燃料的商业化几乎不可能。&/p&&ul&&li&&b&天然气&/b&&/li&&/ul&&p&
天然气（natural gas，NG）主要成分是甲烷，通常用于发电和供暖。目前全球约有2400万天然气汽车，占到不足1％的份额。某些能够获取廉价页岩气的国家，例如美国，对天然气的关注越来越多，特别是用于重型车。天然气发动机可以仅使用天然气也可以使用双燃料，即搭配汽油或柴油。现有的汽油车可以通过加装一个压缩天然气的储气罐，而不改变燃料供给系统，直接转换为天然气-汽油双燃料汽车。&/p&&p&
天然气从各个角度，包括PM、CO、NOx和碳排放，都比汽油和柴油更清洁，因为他具有最高的氢碳比（H/C）。但需要注意，甲烷本身是一种远比CO2强的温室气体，因此需要严格控制不完全燃烧的甲烷。在一项实验对比中，两辆使用柴油-天然气的重型卡车与只用柴油的基准进行比较，由于不完全燃烧造成的甲烷排放的CO2当量排放比同等柴油车高50~127％。天然气还有一大优势是极高的抗爆性，从而可以使用更高的压缩比来提高热效率。在一些国家，如印度，出于能源安全和空气质量的考虑，天然气逐渐得到更多的应用。&/p&&p&
然而，在常温常压下，一升天然气（由于是气体）只有一升汽油能量的1/800。它和氢气一样必须通过液化来储存和运输。在天然气车上中，天然气储存在约200个大气压的容器中，或以-162℃的低温液化。储气罐的体积不能太大，因为尺寸的限制，天然气车的行驶里程相比燃油车会降低40％。重型车或者商用车可以考虑使用天然气，因为高成本可以通过低油耗来回收。预计到2040年，全球天然气的份额将增长到5％左右，主要集中在商业运输，如卡车货运，铁路和海运。天然气增长的主要障碍也是缺乏加气站这类基础设施。&/p&&ul&&li&&b&液化石油气&/b&&/li&&/ul&&p&
液化石油气（liquid petroleum gas，LPG），是炼油和天然气的副产品，主要成分是丙烷和少量丁烷的混合物，能达到原油重量的2％。液化石油气较天然气易于液化并储存，通常用于烹饪，所有液化石油气中只有约9％用于交通运输。整个LPG车的数量在2010年全球估计约为1700万，占总量的不足1％。LPG有良好的供应链，因为它来源于炼油过程。但LPG在交通运输应用中的份额应该不会大幅增加。&/p&&ul&&li&&b&合成燃料&/b&&/li&&/ul&&p&
液体燃料可以通过费托合成，由合成气（CO，H2）制成，被称作GTL（gas to liquid）；当生物质作为来源时，称为BTL（biomass to liquid）；当煤作为来源则是CTL（coal to liquid）。GTL柴油的十六烷值（类似辛烷值，十六烷值也是衡量燃料自燃性，十六烷值越高，自燃性越好）非常高，且不含芳香烃和硫，就PM排放而言是非常清洁的燃料。美国国家石油研究会（NPC）预计到2030年GTL常量会达到50万桶当量，但到2020年，GTL也不太可能成为全球运输燃料供应的主要组成部分。&/p&&ul&&li&&b&甲醇&/b&&/li&&/ul&&p&
甲醇（methanol）可以通过煤炭、天然气或生物质以低成本生产，具有很高的辛烷值，但能量密度只有汽油的一半（和乙醇一样受氧含量影响）。关键甲醇是有毒的，且对燃料系统部件有腐蚀，因此不被大多数汽车制造商看好，但在中国较常用。甲醇也可以用来制备MTBE（甲基叔丁基醚），这是一种汽油改进添加剂，还有二甲醚（DME）和FAME（脂肪酸甲酯），作生物柴油。对于依赖石油进口和煤储量大的的国家，如印度和中国，甲醇用作交通运输是一条不错的优化劣质煤的方案。&/p&&ul&&li&&b&二甲醚&/b&&/li&&/ul&&p&
二甲醚（dimethyl ether，DME）也可以由煤、天然气和生物质制得。常温常压下虽然是气体，但像液化石油气一样，易于液化，运输和储存都比较方便。DME十六烷值高，由于其分子结构为CH3-O-CH3，不存在碳-碳键，燃烧几乎不产生碳烟，非常适合柴油机。许多汽车制造商正在开发使用DME的车辆，但由于缺乏基础设施，其在交通运输中的份额太少。&/p&&h2&&b&6 石油供应&/b&&/h2&&p&
综上所述，&b&在可预见的未来，交通运输仍主要由石油基液体燃料驱动&/b&。那么问题是，是否有足够的石油供应来满足这种需求。下图为英国石油公司（BP）统计的全球过去几十年间，原油的储量和产量。&/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/v2-e5f586bd66f4477573ced8_b.jpg& data-caption=&& data-size=&normal& data-rawwidth=&901& data-rawheight=&520& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&901& data-original=&https://pic2.zhimg.com/v2-e5f586bd66f4477573ced8_r.jpg&&&/figure&&p&
由于每年都有新的油田发现，原油储量和开采量一直在提高，到现在，仍然有足够未来50年用的石油。虽然要采收油田中全部的石油是不可能的，2007年全球平均采收率只有27％。但通过一些强化采油的技术，如注入流体（常用CO2）将石油压出来，可以显著提高采收率。美国的平均采收率从1979年的22％提高到了2007年的39％。非常规石油资源，如页岩油等，也越来越多的得到利用。&b&因此，未来交通运输所需的能源增长不会受到石油供应的限制&/b&。&/p&&h2&&b&7 总结&/b&&/h2&&p&
全球现有的交通运输系统的动力来源主要是石油基液体燃料，能满足基本需求。全球每天所需的液体燃料能量约105 TWh，相比之下，2016年全年的风能和太阳能总和才1292 TWh。&b&如果像政策所引导的那样，突然摒弃这样庞大的能源体系——内燃机（ICE），会对经济、社会乃至政治产生极大的影响，从理论上讲根本不可能&/b&。&/p&&p&
每种替代方案选择都是从非常低的基数发展而来，并面临严重的环境问题和经济阻碍，并不能无节制的快速增长。&b&纯电动车（BEV）或氢燃料电池汽车（FCV）的系统都十分昂贵，并且如果在一次能源的环节不能落实低碳化，它们对环境的破坏也十分严重&/b&，尤其是其生产过程中的毒性影响还没有被充分认知到。&/p&&p&
如果全球所有的轻型车辆（LDV）在2040年之前全部改用电动，那么电池容量将不得不增加成百上千倍，这还是完全不考虑商业运输的情况下。更重要的是，&b&BEV本质上就不是“零排放”的车辆，它们不过是只需将尾气排放影响从排气管转移到其他地方（发电）&/b&。在中国和印度这样依靠煤炭发电的国家，发电过程的低碳化需要很长时间过渡。如果发电站与城市距离不够远，相比之下，BEV会使得空气质量更差。电池的金属开采过程的毒性问题也将随着BEV的增长而浮出水面。还必须通过大量对基础设施的前期投资和持续补贴，才能说服人们购买BEV。而政府如果希望促成这种改变，必须要增加发电量和改变电网管理。&/p&&p&
直到上述这些替代方案的障碍被克服为止，交通运输仍将由内燃机提供动力。欧洲电气化的趋势越来越风靡，特别是LDV，但主要也是通过混合动力的形式来辅佐内燃机提高效率。&b&随着整个能源体系的低碳化和电池技术的发展，BEV和FCV可逐步替代液体燃料，从长远来看，它们将占据越来越多的份额&/b&。另一方面，石油基液体燃料的替代燃料，如生物燃料、天然气、液化石油气、二甲醚和甲醇也会增长，从目前的5％增加到10％左右，到2040年，交通运输的需求量不会受到石油供应的限制，即目前的石油储量足以维持今后50年的发展。&/p&&p&
许多技术都经历过炒作循环（hype cycle），包括新型生物燃料在十年前的异军突起。现在，BEV似乎接近炒作的顶峰，体现在对明显不合理的新技术的过度热情。炒作都是由媒体推动的，他们只关注大新闻和跟风，而&i&不会也无法&/i&科学地评估技术的潜力和强行实施该技术的后果。很多时候，一旦该技术的商业化遇到瓶颈，以及严重的后果浮出水面后，这些炒作就会戛然而止了。&/p&&p&
顺便说一下，如果BEV确实增长得很快，那么全球对汽油的需求将进一步减少，但柴油和航空煤油的需求还在上升。这中间会存在一个问题，就是炼油仍在增长，所以汽油类燃料还是会同比例增长，但可以转移到低辛烷值汽油上，这类燃料正好可以用于汽油压燃（GCI）发动机，这是一条可以均衡发展的道路。&/p&&p&
在交通运输上的政策制订，需要对能源、气候、环境、社会、经济、政治和伦理各方面进行综合考虑。&b&最实际且有效的降低温室气体排放的方法还是通过油电-混合动力的方法改进发动机效率，并优化排放后处理系统&/b&。另一种方法是开发像GCI这样的新技术，这将需要石油和汽车行业以及政府的合作。&/p&&p&&b&如果政府放弃对内燃机的投入，这将是一种非常短视的行为。因为整个交通运输系统，尤其是商业运输，在未来的几十年内，还是以内燃机为主要动力源的&/b&。&/p&
国务院于2015年发布《中国制造2025》白皮书中，节能与新能源汽车是重要组成部分，近年来政府出台一系列政策鼓励新能源汽车发展，电动车呈现高速增长态势。为了满足日趋严格的油耗和排放法规，内燃机节能减排技术也有突破性进展。内燃汽车与电动车是协同发展…
&p&在我看来，&b&插电式混合动力和增程型混合动力因为既能用电又省油，还具有更好的驾乘体验，是目前阶段最适合消费者需求的新能源技术&/b&。&/p&&p&关于各种混合动力技术的分类，我在以前的一个回答中曾经介绍过：&a href=&https://www.zhihu.com/question//answer/& class=&internal&&混合动力汽车为什么突然火了？混动都经历了哪些阶段？不同的技术各有什么特点？ - 知乎&/a&&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-cbb845f36b84d3fa0e5a4b01bf59f694_b.jpg& data-rawwidth=&869& data-rawheight=&486& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&869& data-original=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-cbb845f36b84d3fa0e5a4b01bf59f694_r.jpg&&&/figure&&p&插电式混动和增程型混动都是汽车的能源从汽油向电发展的的必经阶段，考虑到我们国家的国情，PHEV和EREV能够纯电行驶，降低排放和用车成本，在电量不足进入混动模式时因为发动机始终工作在高效区间，如下图所示，通用Voltec技术在混动模式下，发动机一直工作在BSFC的高效区间内[1]。再辅以制动能量回收、电动空调、电动油泵等措施，油耗也比同级传统轿车要低很多。而在各种混合动力构型中，我尤其偏爱动力分流，因为这种构型能够同时将发动机的转速和扭矩与输出轴解耦，除了考试工况之外，其他的工况下发动机也能工作在最高效的区间上，除此之外，动力分流型的混合动力系统毫无顿挫感的驾乘体验也比P2等并联混动更加舒适。既满足国家对于新能源汽车的要求，又能解决纯电动汽车的里程焦虑并适应充电桩还不够普及的现实。&/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-57bd46c3c3debfa4485347_b.jpg& data-rawwidth=&342& data-rawheight=&284& class=&content_image& width=&342&&&/figure&&p&混合动力的历史可以追溯到1900年。当时Prof. Ferdinand Porsche开发出了世界上第一款混合动力汽车 - 1900 Lohner-Porsche，这辆车是由一台3.7kW的两缸内燃机和两个2kW轮毂电机组成的串联式混合动力系统。下图就是2007年由保时捷博物馆制作的复刻版Lohner-Porsche Semper Vivus[2]。从这辆车身上可以很明显的看出918 Spyder plug-in hybrid的历史传承，比如...（此处省略XX字，实在编不出来，保时捷的工友和粉丝们，这段要靠你们来扯淡了） &/p&&figure&&img src=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-e14cb15761cec78bdbbc5da_b.jpg& data-rawwidth=&550& data-rawheight=&413& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&550& data-original=&https://pic1.zhimg.com/50/v2-e14cb15761cec78bdbbc5da_r.jpg&&&/figure&&p&而现代意义上的动力分流型混合动力驱动系统是由TRW在1960年代发明的。他们在1971年和1973年申请的两篇专利中所描述的混合动力驱动装置从原理上已经与现在的动力分流技术一般无二，下图就是专利文件中所描述的机械原理和控制电路[3][4]，这手绘的图纸真心漂亮，我用CAD都画不出这么漂亮的图纸。&/p&&br&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-981bee0a0ba39ab1a1e780f_b.jpg& data-rawwidth=&510& data-rawheight=&674& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&510& data-original=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-981bee0a0ba39ab1a1e780f_r.jpg&&&/figure&&p&上图中包括了发动机2和两个电机22和28，以及一套行星齿轮10，是一种单模输入动力分流系统，发动机2通过传动轴4穿过行星架6连在太阳轮5上面，电机22通过齿轮26与行星架6相连，齿圈12被太阳轮5和行星架10共同驱动并通过传动轴18将动力输出，在传动轴上还通过齿轮16与电机28并联。简化一下就是下面这个结构。 &/p&&figure&&img src=&https://pic2.zhimg.com/50/v2-53adc31a78a1d129ab13_b.jpg& data-rawwidth=&416& data-rawheight=&206& class=&content_image& width=&416&&&/figure&&p&而第一代普锐斯的结构如下[5]，结构几乎一模一样，只是调换一下电机和发动机的位置。 &/p&&figure&&img src=&https://pic4.zhimg.com/50/v2-c36a8b6e25_b.jpg& data-rawwidth=&655& data-rawheight=&463& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&655& data-original=&h}