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新能源與自駕車驅動 2020年汽車產業加速前進
新一代汽車發展核心

【作者: 王岫晨】   2020年01月09日 星期四

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在2019年,全球汽車整車銷售量呈現小幅度的下滑,中國大陸自從2009年起,蟬聯單一國家汽車銷售量的首位。而全球電動乘用車的銷售量正穩定上升,2019年中國大陸微幅領先日本持續位居銷售量首位。至於2020年開始,後追者將逐漸侵蝕日系最大品牌Toyota的市場占有率。



圖一 : 電動汽車在未來將成為主流,但動力系統仍然是一個主要的汽車技術挑戰方向。
圖一 : 電動汽車在未來將成為主流,但動力系統仍然是一個主要的汽車技術挑戰方向。

觀察近幾年來汽車產業的發展,研發重心仍然聚焦在混合動力、電動和燃料電池等更清潔、低排放的動力系統,以及以導航和轉向控制為核心要素的無人駕駛汽車技術。預計到2025年,全球無人駕駛汽車市場規模將成長至420億美元,到2035年將佔有全球汽車銷售量的四分之一。


新能源與自駕車雙頭並進

無人駕駛汽車的競爭愈演愈烈,相關廠商都想在這個數十億美元的技術領域搶得一席地位。

無人駕駛車輛的產業鏈比較複雜,涉及到汽車、電子、運算電腦、通訊等多個不同領域產業。從技術產品的功能實現來看,包括了高精確度地圖、環境感知、路徑規劃、控制執行等多個產業鏈環節。無人駕駛汽車的競爭愈演愈烈,每個機構都想在這個數十億美元的技術領域占得一席地位。大多數主流汽車製造商都在開發能夠自動駕駛的智能車輛,所有人都想藉著這股東風將無人駕駛汽車儘快推向市場。



圖二 :  2020年開始,汽車產業將朝新能源車與自駕車雙頭並進。
圖二 : 2020年開始,汽車產業將朝新能源車與自駕車雙頭並進。

汽車製造商都知道,實現車輛的自動駕駛需要借助多項技術,無論是LiDAR(雷射光探測與測距)防碰撞技術、360度無死角全景攝像頭、導航系統,抑或是微小但卻至關重要的感測系統。由於這些技術都已受到專利保護,因此,知識?權將很大程度能夠決定誰將在這個自動駕駛市場上搶得先機。掌握自動駕駛核心技術的專利持有人,將可透過專利來獲利,或者有很大機會被其他亟需此類技術的大廠商收購。


自駕車智能化需求高

在目前,從陸地到天空,從海洋到宇宙,人們正致力於開發各種各樣的智能化載運工具來為人類的文明發展服務。而實現地面車輛的智能化,甚至於無人駕駛,則是車輛工程領域追求的最高目標。智能化車輛的研究在很多領域都能夠展現一個國家的技術水準和整體國力。


無人駕駛汽車也稱為智能車、無人自動駕駛車、自主導航車或輪式移動機器人等,是室外移動機器人在交通領域的重要應用。無人駕駛車系統是一個集環境感知、規劃決策和多等級輔助駕駛等功能於一體的綜合系統,由於是個可以充分考量車路合一、協調規劃的車輛系統,因此也稱得上是智能交通系統的重要組成部分。


無人駕駛汽車利用感測器技術、訊號處理技術、通訊技術和運算技術等,透過整合視覺、雷射雷達、超音波感測器、微波雷達、GPS、里程錶、電磁羅盤等多種車載感測器,來辨識汽車所處的環境和狀態,並根據所獲得的道路資訊、交通訊號、車輛位置和路上障礙物等訊息來做出分析和判斷,並向主控電腦發出所期望的控制來操控車輛轉向與速度等,進而實現無人駕駛車輛依據環境現況與自身意識所總和出的擬人駕駛行為。無人駕駛車輛所需具備的技術很多元,包括了立體視覺資訊處理技術、主動型感測器訊號處理技術、自主定位技術、多感測器訊號整合、數據融合技術,以及障礙物檢測技術等。


目前全球跨足無人駕駛汽車領域的廠商,包括賓士、BMW、AUDI等傳統汽車廠商,也包括Google這類的網路巨頭。而中國正在促成傳統汽車廠商與聯網企業的深入合作,以發揮各自優勢,加速無人駕駛汽車的發展腳步。在中國大陸,包括百度、北汽、廣汽、上汽、長安、比亞迪等廠商紛紛搶進無人車領域,而騰訊、樂視、阿里巴巴等聯網企業也相繼公布其造車計劃。


新能源汽車需各國政策支持

隨著化石能源日益緊張,生態環境日趨惡化的形勢下,傳統燃油汽車的高能耗、高污染等缺點,使得全球各國的汽車廠家都加快了對新能源汽車的研發與產業。美國、日本、歐洲等已開發國家的政府紛紛推出各種扶持和優惠政策,在技術研發、稅收、補貼等方面提供支援來大力推動新能源汽車發展,引導電動汽車產業從政府主導改向消費市場推動。發展新能源汽車,已成為全球汽車業未來發展重點方向。



圖三 : 發展新能源汽車,已成為全球汽車業未來發展重點方向。公共車輛將率先成為政策支持目標。
圖三 : 發展新能源汽車,已成為全球汽車業未來發展重點方向。公共車輛將率先成為政策支持目標。

預計,到2035年,美國輕型新能源汽車的市場佔有率將達到50%。屆時,混合電力汽車將占10%的比重,加上輕度混合和重度混合汽車,能占到22%。日本在推廣新能源時支持力度大,日本政府規劃2030年新能源汽車市場佔有率要達到50%~70%。短期內,汽車動力內燃機方面的技術,主要將採用先進內燃機(ICE)的動力總成組合。到2020年,已開發國家的主要動力總成技術轉變,在二氧化碳與燃油經濟性(FE)等方面所採取的措施最具成效,成本將得到降低。


在汽車的電氣化方面,混合動力電動汽車或全電動汽車已經成為了主流,解決了基礎設施和自身充電問題。預計到了2050年,使用者的個人喜好成為最大的需求,石油可被電力、氫氣或其他液態燃料所替代。動力系統仍然是一個主要的汽車技術挑戰方向。


在未來,傳統的汽車動力系統仍對消費者最有吸引力,然而混合動力汽車將成為汽車產業主流,如果可以克服技術的難題和基礎設施等問題,可以預見電動車和氫燃料電池車將發揮重要的影響力。純電動客車因為是零排放車輛,因此在污染問題比較嚴重的大中城市,有著更大的應用空間,能集中有效地解決傳統燃油機動車輛的污染排放問題,同時便於基礎設施的建設和政府方面的政策支持。


結語

汽車產業在2020年開始,新能源車與自駕車將雙頭並進。而採用新能源驅動的自駕車,同時兼具新能源與智能化,更是未來汽車產業發展的核心。工研院IEK認為,隨著電動車輛崛起,為台灣帶來最大的契機,在於有機會能接到較高單價的零組件訂單,但仍需要相關技術升級與測試能量作為基礎。而電動車輛在台灣推動,則可針對目標客群更換電動車輛的痛點,給予新的規劃藍圖來加以解決。除此之外,鋰電池廠也可以積極佈局新應用,膠類與功能塗料產品在電池產品上也有更多的發揮空間。


隨著充電?普及,數量無虞之後,需考慮的下一個新議題將是縮短充電時間。可從未來自主移動情境,來加以逆推展開所需技術的研發議題討論。


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