汽車界全固態(tài)電池、自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)和5G技術(shù)未來的創(chuàng)新猜想

01 全固態(tài)電池

全固態(tài)電池的潛力

全固態(tài)電池的出現(xiàn)可能會(huì)打破當(dāng)前困局，并大大加速市場(chǎng)對(duì)純電動(dòng)汽車的認(rèn)可。

一方面，純電動(dòng)汽車的繁榮是由政府、監(jiān)管部門和企業(yè)社會(huì)責(zé)任共同推動(dòng)而產(chǎn)生的結(jié)果，目前只是實(shí)現(xiàn)了其部分構(gòu)想。但純電動(dòng)汽車仍無法企及燃油汽車的能力，譬如，燃油車可在三分鐘內(nèi)加完油，一箱油可以行駛1000公里，所用基礎(chǔ)設(shè)施極為便利，一輛車可以輕松使用至少10年等。

另一方面，鋰電池能量密度與安全、使用壽命之間難以平衡。鋰離子電池的性能被視為電動(dòng)汽車市場(chǎng)增長難以逾越的主要障礙。盡管，鋰電池已廣泛用于智能手機(jī)和其他微型電子設(shè)備，但在應(yīng)用于汽車時(shí)，其在安全性和電池壽命方面面臨更高要求。

鋰電池的所有組件和材料都是實(shí)心的，因此被稱為“固態(tài)”。全固態(tài)電池的性能取決于所使用的材料，研究上來看其潛力明顯。例如，其安全性、耐泄漏性、耐燃燒性較高，可以小型化，具有相對(duì)長的放電循環(huán)壽命，充電時(shí)間短，不易降解等。過去，低功率密度被視為固態(tài)電池的弱點(diǎn)，但東京工業(yè)大學(xué)和豐田研究團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)出一種全固態(tài)電池，其功率密度是現(xiàn)有鋰離子電池的三倍，能量密度是現(xiàn)有鋰離子電池的兩倍。這使得全固態(tài)電池有可能克服電動(dòng)汽車的現(xiàn)存缺點(diǎn)。

全固態(tài)電池對(duì)汽車行業(yè)的影響

全固態(tài)電池對(duì)汽車行業(yè)的主要影響包括純電動(dòng)汽車市場(chǎng)加速發(fā)展和純電動(dòng)汽車電池供應(yīng)鏈的變化。如果純電動(dòng)汽車取代燃油車，可不需要發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱及相關(guān)部件，但會(huì)出現(xiàn)對(duì)電池、逆變器、電動(dòng)機(jī)以及這些相關(guān)部件的新需求。對(duì)于傳統(tǒng)汽車裝配商而言，確保其有能力開發(fā)全固態(tài)電池將成為增值的重要來源。如果純電動(dòng)汽車市場(chǎng)有所增長，那么稅收、能源政策和資源等國家層面的規(guī)則也將可能發(fā)生變化。

從液態(tài)鋰離子電池到全固態(tài)電池的轉(zhuǎn)變，意味著從液態(tài)電解質(zhì)到固體電解質(zhì)的轉(zhuǎn)變以及對(duì)分離器的需求減少。盡管豐田在2021年至2025年將推出的全固態(tài)電池產(chǎn)量較低，對(duì)當(dāng)前供應(yīng)鏈的影響也很小，但可以預(yù)期，2026年至2040年可用的全固態(tài)電池將具有顛覆性。

市場(chǎng)認(rèn)可全固態(tài)電池的障礙

一方面，全固態(tài)電池自身存在不確定性。主要問題是如何降低制造成本。另一方面，全固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)者存在不確定性。一是如果鋰電池性能的提高和成本的降低進(jìn)展超過預(yù)期，則可能延遲向全固態(tài)電池的轉(zhuǎn)變；二是由于混合動(dòng)力汽車、標(biāo)準(zhǔn)燃油車的發(fā)展以及柴油車輛的重新普及，對(duì)純電動(dòng)汽車的興趣可能會(huì)逐漸消退。所有這些都可能意味著全固態(tài)電池的開發(fā)工作會(huì)減弱。三是從范圍和加氫所需的時(shí)間來看，燃料電池汽車將是另一個(gè)潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。從畢馬威2018年全球汽車執(zhí)行報(bào)告中可以看出，燃料電池汽車將是2025年的最主要趨勢(shì)，純電動(dòng)汽車則排名第三。而2017年的同樣調(diào)查，純電動(dòng)汽車排名第一，燃料電池汽車則排名第三。

02 自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)

自動(dòng)駕駛將汽車從消費(fèi)產(chǎn)品推向網(wǎng)絡(luò)

在自動(dòng)駕駛汽車時(shí)代，汽車將從消費(fèi)產(chǎn)品轉(zhuǎn)變?yōu)楦嗟木W(wǎng)絡(luò)——可供人們按需或作為訂戶訪問的網(wǎng)絡(luò)?？梢钥隙ǖ氖?，這種轉(zhuǎn)變不一定會(huì)影響到所有類型的汽車（皮卡和大型貨車受影響較?。┗蛎總€(gè)地區(qū)（農(nóng)村和多雪地區(qū)受影響較?。?，但它可能會(huì)重新定義汽車市場(chǎng)的大部分以及相關(guān)的非汽車行業(yè)。 在談及人工智能、電氣化、大數(shù)據(jù)等創(chuàng)新時(shí)，汽車領(lǐng)域的使用案例明顯更多。隨著汽車與人工智能、連接性、計(jì)算能力和電氣化的結(jié)合與發(fā)展，有可能從根本上解決道路擁堵、環(huán)境污染，以及駕駛安全等問題，同時(shí)還可能改變個(gè)人出行方式。所有這一切的臨界點(diǎn)將是自動(dòng)駕駛汽車的到來。 轉(zhuǎn)型結(jié)束時(shí)汽車市場(chǎng)將變?yōu)椋阂皇荝oboTaxi自動(dòng)駕駛汽車服務(wù)將以按需或共享方式，主要在城市和郊區(qū)市場(chǎng)運(yùn)營；二是購買自動(dòng)駕駛汽車，即將個(gè)人所有權(quán)的最佳屬性與自動(dòng)駕駛汽車的益處結(jié)合起來；三是某些部門和地區(qū)的傳統(tǒng)所有權(quán)（皮卡、商用車），這些傳統(tǒng)擁有的車輛仍然可以將自動(dòng)駕駛汽車功能作為獨(dú)立選項(xiàng)出售，即使它們尚未聯(lián)網(wǎng)。而電動(dòng)汽車將成為這三種移動(dòng)選項(xiàng)中的關(guān)鍵，因?yàn)殡妱?dòng)汽車可以降低污染排放。

自動(dòng)駕駛將汽車從消費(fèi)產(chǎn)品推向網(wǎng)絡(luò)

自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)形成的階段

自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)的形成將分為三個(gè)階段： 第一階段將形成自動(dòng)駕駛RoboTaxi城市或郊區(qū)網(wǎng)絡(luò)?！癛oboTaxi”可以定義為在特定區(qū)域（主要是城市和周邊郊區(qū)）運(yùn)營、乘坐自動(dòng)駕駛車輛服務(wù)（出租車）RoboTaxis有望于2018—2019年在美國開始商業(yè)化，并由Waymo和GM領(lǐng)導(dǎo)。 第二階段是自動(dòng)駕駛獨(dú)立功能階段（從高速公路開始）。預(yù)計(jì)在2020—2021年，會(huì)看到更多配備L3級(jí)以上駕駛功能的汽車被出售。 第三階段將形成自動(dòng)駕駛訂閱網(wǎng)絡(luò)（L4級(jí)以上）。預(yù)計(jì)在2025年左右，自動(dòng)駕駛汽車將既可以由消費(fèi)者購買，也可以通過訂閱的方式獲得。

實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的障礙

自動(dòng)駕駛規(guī)?；淖畲笞璧K是消費(fèi)者的接受度和規(guī)則。自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)本身正在以月為單位快速發(fā)展。如速度、環(huán)境應(yīng)變能力等自動(dòng)駕駛能力并不是限制其發(fā)展的最大因素。而在自動(dòng)駕駛發(fā)展的過程中，會(huì)不可避免地出錯(cuò)，甚至?xí)l(fā)生悲劇。應(yīng)當(dāng)將這些風(fēng)險(xiǎn)看作是挫折的可能性，而不是“自動(dòng)駕駛汽車將會(huì)興起嗎？”人類駕駛的汽車和自動(dòng)駕駛汽車也將在很長一段時(shí)間內(nèi)共存。在這個(gè)過程中，消費(fèi)者的接受度和規(guī)則會(huì)不斷地變化，可能會(huì)阻礙最終的規(guī)模化。 03 5G技術(shù)

5G技術(shù)對(duì)商業(yè)的影響

5G標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了無線連接的四個(gè)核心屬性，將極大影響商業(yè)連接。具體而言： 一是較低的延遲。延遲是指發(fā)出信息請(qǐng)求與傳輸時(shí)間開始之間的延遲；使用5G時(shí)，延遲將被降至10毫秒以下，而使用4G LTE則會(huì)被延遲至50毫秒或更長。雖然看上去不是很多，但它可以表示出沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與移動(dòng)頭部和改變顯示器視圖過程中的極大差異。較低的延遲將是新興應(yīng)用的關(guān)鍵，包括自動(dòng)駕駛、虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，以及移動(dòng)游戲。 二是設(shè)備密度。根據(jù)5G標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)在每平方公里可以連接多達(dá)100萬臺(tái)設(shè)備。這比4G提高了10倍，對(duì)于巨大傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛力而言至關(guān)重要。例如可以報(bào)告空氣質(zhì)量和濕度、停車位是否可用和路燈是否已經(jīng)熄滅等情況。物聯(lián)網(wǎng)所依賴的是能夠處理大量智能設(shè)備并向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告的網(wǎng)絡(luò)。

5G標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了無線連接的四個(gè)核心屬性，將極大影響商業(yè)連接

三是速度和容量。與任何代際改進(jìn)一樣，5G將允許比以往標(biāo)準(zhǔn)更快的平均速度和峰值速度。然而，這種速度提高是基于使用更多頻譜，而非頻譜使用效率的提高。我們將無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等同為高速公路：頻譜效率或每赫茲的比特就像速度限制，而頻譜的兆赫數(shù)便是車道的數(shù)量。預(yù)計(jì)速度限制僅上升15%至20%，而當(dāng)我們從4G升至5G時(shí)，車道數(shù)量將增加5至10倍。

四是動(dòng)態(tài)頻譜接入。5G的第四個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新是“網(wǎng)絡(luò)切片”，或基于應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)功能的動(dòng)態(tài)分配。例如，這將允許在緊急情況下為第一響應(yīng)者保證低延遲和可靠性，同時(shí)將優(yōu)先考慮智能手機(jī)用戶的速度。它將允許網(wǎng)絡(luò)所有者定制報(bào)價(jià)及其網(wǎng)絡(luò)功能，并為最終用戶所需的解決方案定價(jià)，而不是銷售一刀切的產(chǎn)品。

5G技術(shù)的潛在商業(yè)案例

一是車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛汽車?，F(xiàn)代汽車有許多傳感器，可用于預(yù)測(cè)維護(hù)需求、預(yù)測(cè)軌道位置或?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛。將數(shù)據(jù)連接嵌入到汽車中可使人們通過當(dāng)前不可能的方式利用該數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)交通、更好的車隊(duì)管理和新的乘車共享業(yè)務(wù)模型。而5G所具備的低延遲和大帶寬的特點(diǎn)正是其商業(yè)應(yīng)用所需要的。

二是智能制造。智能制造可以利用大數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化生產(chǎn)并管理原始輸入庫存。制造商可以使用無線連接來監(jiān)控環(huán)境因素、自動(dòng)化更改、跟蹤庫存并進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。連接整個(gè)供應(yīng)鏈可以實(shí)現(xiàn)從原材料到成品的端到端跟蹤和監(jiān)控。全球團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始研究這種潛力，包括美國的智能制造領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟。 三是數(shù)字健康。聯(lián)網(wǎng)的健身監(jiān)測(cè)器可能是一種時(shí)尚，但互聯(lián)網(wǎng)連接的醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備則可以改善健康狀況。通過加強(qiáng)對(duì)糖尿病和心臟病等慢性疾病患者的監(jiān)測(cè)，醫(yī)療保健提供者可以監(jiān)測(cè)其是否遵守治療方案并能更早地發(fā)現(xiàn)潛在的緊急情況。其他聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，例如心率監(jiān)測(cè)器或睡眠跟蹤器，則可以在一般人群中跟蹤和激勵(lì)更好的健康習(xí)慣。

四是智慧城市。世界各國政府都在尋求通過物聯(lián)網(wǎng)解決方案來改善服務(wù)，保護(hù)自然資源，并普遍改善居民的生活質(zhì)量。這些內(nèi)容包括用于緩解擁堵的交通信號(hào)實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)，跟蹤停車計(jì)時(shí)器的使用，以及監(jiān)測(cè)水和空氣質(zhì)量，并及時(shí)發(fā)出緊急警報(bào)。橋梁、道路和公用事業(yè)網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施上的傳感器有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)并避免惡劣的維護(hù)條件。早期的“智慧城市”應(yīng)用示例包括監(jiān)控完整的街道垃圾箱和公共交通到達(dá)信息。單個(gè)建筑物中或分布在多個(gè)位置的小型專用網(wǎng)絡(luò)長期以來一直屬于有線接入解決方案的范圍，增強(qiáng)了有限的無線或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。通過使用5G，可以降低安裝、維護(hù)和更新無線網(wǎng)絡(luò)的成本。

原文標(biāo)題：【行業(yè)資訊】全固態(tài)電池、自動(dòng)駕駛網(wǎng)絡(luò)、5G技術(shù)，汽車界未來可能發(fā)生的顛覆性創(chuàng)新

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