汽车界全固态电池、自动驾驶网络和5G技术未来的创新猜想

01 全固态电池

全固态电池的潜力

全固态电池的出现可能会打破当前困局，并大大加速市场对纯电动汽车的认可。

一方面，纯电动汽车的繁荣是由政府、监管部门和企业社会责任共同推动而产生的结果，目前只是实现了其部分构想。但纯电动汽车仍无法企及燃油汽车的能力，譬如，燃油车可在三分钟内加完油，一箱油可以行驶1000公里，所用基础设施极为便利，一辆车可以轻松使用至少10年等。

另一方面，锂电池能量密度与安全、使用寿命之间难以平衡。锂离子电池的性能被视为电动汽车市场增长难以逾越的主要障碍。尽管，锂电池已广泛用于智能手机和其他微型电子设备，但在应用于汽车时，其在安全性和电池寿命方面面临更高要求。

锂电池的所有组件和材料都是实心的，因此被称为“固态”。全固态电池的性能取决于所使用的材料，研究上来看其潜力明显。例如，其安全性、耐泄漏性、耐燃烧性较高，可以小型化，具有相对长的放电循环寿命，充电时间短，不易降解等。过去，低功率密度被视为固态电池的弱点，但东京工业大学和丰田研究团队共同开发出一种全固态电池，其功率密度是现有锂离子电池的三倍，能量密度是现有锂离子电池的两倍。这使得全固态电池有可能克服电动汽车的现存缺点。

全固态电池对汽车行业的影响

全固态电池对汽车行业的主要影响包括纯电动汽车市场加速发展和纯电动汽车电池供应链的变化。如果纯电动汽车取代燃油车，可不需要发动机、变速箱及相关部件，但会出现对电池、逆变器、电动机以及这些相关部件的新需求。对于传统汽车装配商而言，确保其有能力开发全固态电池将成为增值的重要来源。如果纯电动汽车市场有所增长，那么税收、能源政策和资源等国家层面的规则也将可能发生变化。

从液态锂离子电池到全固态电池的转变，意味着从液态电解质到固体电解质的转变以及对分离器的需求减少。尽管丰田在2021年至2025年将推出的全固态电池产量较低，对当前供应链的影响也很小，但可以预期，2026年至2040年可用的全固态电池将具有颠覆性。

市场认可全固态电池的障碍

一方面，全固态电池自身存在不确定性。主要问题是如何降低制造成本。另一方面，全固态电池的竞争者存在不确定性。一是如果锂电池性能的提高和成本的降低进展超过预期，则可能延迟向全固态电池的转变；二是由于混合动力汽车、标准燃油车的发展以及柴油车辆的重新普及，对纯电动汽车的兴趣可能会逐渐消退。所有这些都可能意味着全固态电池的开发工作会减弱。三是从范围和加氢所需的时间来看，燃料电池汽车将是另一个潜在的竞争对手。从毕马威2018年全球汽车执行报告中可以看出，燃料电池汽车将是2025年的最主要趋势，纯电动汽车则排名第三。而2017年的同样调查，纯电动汽车排名第一，燃料电池汽车则排名第三。

02 自动驾驶网络

自动驾驶将汽车从消费产品推向网络

在自动驾驶汽车时代，汽车将从消费产品转变为更多的网络——可供人们按需或作为订户访问的网络。可以肯定的是，这种转变不一定会影响到所有类型的汽车（皮卡和大型货车受影响较小）或每个地区（农村和多雪地区受影响较小），但它可能会重新定义汽车市场的大部分以及相关的非汽车行业。 在谈及人工智能、电气化、大数据等创新时，汽车领域的使用案例明显更多。随着汽车与人工智能、连接性、计算能力和电气化的结合与发展，有可能从根本上解决道路拥堵、环境污染，以及驾驶安全等问题，同时还可能改变个人出行方式。所有这一切的临界点将是自动驾驶汽车的到来。 转型结束时汽车市场将变为：一是RoboTaxi自动驾驶汽车服务将以按需或共享方式，主要在城市和郊区市场运营；二是购买自动驾驶汽车，即将个人所有权的最佳属性与自动驾驶汽车的益处结合起来；三是某些部门和地区的传统所有权（皮卡、商用车），这些传统拥有的车辆仍然可以将自动驾驶汽车功能作为独立选项出售，即使它们尚未联网。而电动汽车将成为这三种移动选项中的关键，因为电动汽车可以降低污染排放。

自动驾驶将汽车从消费产品推向网络

自动驾驶网络形成的阶段

自动驾驶网络的形成将分为三个阶段： 第一阶段将形成自动驾驶RoboTaxi城市或郊区网络。“RoboTaxi”可以定义为在特定区域（主要是城市和周边郊区）运营、乘坐自动驾驶车辆服务（出租车）RoboTaxis有望于2018—2019年在美国开始商业化，并由Waymo和GM领导。 第二阶段是自动驾驶独立功能阶段（从高速公路开始）。预计在2020—2021年，会看到更多配备L3级以上驾驶功能的汽车被出售。 第三阶段将形成自动驾驶订阅网络（L4级以上）。预计在2025年左右，自动驾驶汽车将既可以由消费者购买，也可以通过订阅的方式获得。

实现规模化的障碍

自动驾驶规模化的最大阻碍是消费者的接受度和规则。自动驾驶汽车技术本身正在以月为单位快速发展。如速度、环境应变能力等自动驾驶能力并不是限制其发展的最大因素。而在自动驾驶发展的过程中，会不可避免地出错，甚至会发生悲剧。应当将这些风险看作是挫折的可能性，而不是“自动驾驶汽车将会兴起吗？”人类驾驶的汽车和自动驾驶汽车也将在很长一段时间内共存。在这个过程中，消费者的接受度和规则会不断地变化，可能会阻碍最终的规模化。 03 5G技术

5G技术对商业的影响

5G标准改进了无线连接的四个核心属性，将极大影响商业连接。具体而言： 一是较低的延迟。延迟是指发出信息请求与传输时间开始之间的延迟；使用5G时，延迟将被降至10毫秒以下，而使用4G LTE则会被延迟至50毫秒或更长。虽然看上去不是很多，但它可以表示出沉浸式虚拟现实体验与移动头部和改变显示器视图过程中的极大差异。较低的延迟将是新兴应用的关键，包括自动驾驶、虚拟和增强现实，以及移动游戏。 二是设备密度。根据5G标准，预计网络在每平方公里可以连接多达100万台设备。这比4G提高了10倍，对于巨大传感器网络的潜力而言至关重要。例如可以报告空气质量和湿度、停车位是否可用和路灯是否已经熄灭等情况。物联网所依赖的是能够处理大量智能设备并向网络报告的网络。

5G标准改进了无线连接的四个核心属性，将极大影响商业连接

三是速度和容量。与任何代际改进一样，5G将允许比以往标准更快的平均速度和峰值速度。然而，这种速度提高是基于使用更多频谱，而非频谱使用效率的提高。我们将无线网络技术等同为高速公路：频谱效率或每赫兹的比特就像速度限制，而频谱的兆赫数便是车道的数量。预计速度限制仅上升15%至20%，而当我们从4G升至5G时，车道数量将增加5至10倍。

四是动态频谱接入。5G的第四个重要创新是“网络切片”，或基于应用程序的网络功能的动态分配。例如，这将允许在紧急情况下为第一响应者保证低延迟和可靠性，同时将优先考虑智能手机用户的速度。它将允许网络所有者定制报价及其网络功能，并为最终用户所需的解决方案定价，而不是销售一刀切的产品。

5G技术的潜在商业案例

一是车联网和自动驾驶汽车。现代汽车有许多传感器，可用于预测维护需求、预测轨道位置或实现自动驾驶。将数据连接嵌入到汽车中可使人们通过当前不可能的方式利用该数据，包括实时交通、更好的车队管理和新的乘车共享业务模型。而5G所具备的低延迟和大带宽的特点正是其商业应用所需要的。

二是智能制造。智能制造可以利用大数据分析来优化生产并管理原始输入库存。制造商可以使用无线连接来监控环境因素、自动化更改、跟踪库存并进行相应调整。连接整个供应链可以实现从原材料到成品的端到端跟踪和监控。全球团队已经开始研究这种潜力，包括美国的智能制造领导联盟。 三是数字健康。联网的健身监测器可能是一种时尚，但互联网连接的医疗监测设备则可以改善健康状况。通过加强对糖尿病和心脏病等慢性疾病患者的监测，医疗保健提供者可以监测其是否遵守治疗方案并能更早地发现潜在的紧急情况。其他联网设备，例如心率监测器或睡眠跟踪器，则可以在一般人群中跟踪和激励更好的健康习惯。

四是智慧城市。世界各国政府都在寻求通过物联网解决方案来改善服务，保护自然资源，并普遍改善居民的生活质量。这些内容包括用于缓解拥堵的交通信号实时协调，跟踪停车计时器的使用，以及监测水和空气质量，并及时发出紧急警报。桥梁、道路和公用事业网络等关键基础设施上的传感器有助于实现预测性维护并避免恶劣的维护条件。早期的“智慧城市”应用示例包括监控完整的街道垃圾箱和公共交通到达信息。单个建筑物中或分布在多个位置的小型专用网络长期以来一直属于有线接入解决方案的范围，增强了有限的无线或Wi-Fi网络。通过使用5G，可以降低安装、维护和更新无线网络的成本。

原文标题：【行业资讯】全固态电池、自动驾驶网络、5G技术，汽车界未来可能发生的颠覆性创新

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责任编辑：haq