洞察未来：汽车行业的10大发展趋势和相关预测

December 2, 2024

Markkus Rovito - CN

每年，欧特克汽车创新论坛都会揭示汽车行业的技术、设计和生产方面的趋势，从而展示行业的发展方向。
这些趋势包括电气化、软件应用、自动驾驶、人工智能、物联网、机器学习和可持续性。
对环境和气候变化的关注正驱动着客户行为的变化以及新法规的制定，而该行业也在与时俱进以满足新的标准要求。
代表汽车行业未来发展的特点已经初见端倪，许多最为明显的行业发展趋势相互关联并相互强化。

现代乘用车是设计和工程的奇迹，也是技术融合的中心。它既是一个卓越的机械操控的典范，又是一台计算机、一部物联网设备、一件舒适的家具和一个受气候控制的环境。当然，当一辆这样的汽车在繁忙的交通中高速行驶时，乘客的安全是必须首先得到保障的。

为制造如此独特的产品，汽车行业采用人工智能（AI）、虚拟现实（VR）和其他技术，使车辆设计和生产更快速、更具创造性和可配置性、更可持续、更高效，并更多地基于软件和数据。与此同时，该行业也面临着来自多方面的诸多压力和机遇。

正如未来学家Maks Giodano在2024年于德国达姆施塔特举行的汽车创新论坛中所指出的那样，指数级技术增长正在使未来变得更加难以预测：“对一种趋势说‘不’是完全可以的。”以下汽车行业的发展趋势可能不会决定未来的全貌，但如果有些汽车制造公司不愿承认这些趋势，那么它们真的应该为此深思，并做出正确的选择。虽然这并非是通往未来的唯一途径，但这些趋势却为这些企业的发展指明了方向。

趋势 1：汽车行业的电气化

一名男子正伸手从他的Rivian电动卡车上拔掉充电线。为了应对客户的需求和政府的要求，汽车制造商正在增加全电动车辆的生产。Rivian供图。

汽车的电气化已有时日，目前该趋势仍在上升。越来越多的汽车制造商正在投资开发电动汽车（EV），以满足日益增长的人们对环保出行解决方案的需求，同时也是为了遵守一些国家和地区政府的法规要求。

2023年，由于高利率和电动汽车价格上涨，电动汽车需求增长放缓，而电动汽车价格飙升的部分原因是供应链问题（如计算机芯片短缺）导致的库存短缺。然而，到了2024年，这种需求趋势已经开始逆转。凯利蓝皮书（Kelley Blue Book）估计，到2024年上半年，美国销售了近60万辆电动汽车，比2023年上半年增长了7.3%。

研究咨询公司Rho Motion的报告称，全球范围内，2024年上半年全球售出700万辆电动汽车（包括纯电动车[BEV]和插电混合动力车[PHEV]），较2023年上半年增长了20%。这一数字包括2024年上半年在中国销售的410万辆电动汽车（同比增长30%）。

电动汽车销量可能会继续攀升的原因是为了满足客户对环保出行解决方案日益增长的需求，同时也是为了满足来自50多个国家和美国几个州的要求，即计划在2030年至2050年间逐步淘汰内燃机乘用车的销售。此外，140多个国家还制定了到2050年实现零排放目标的法律。为了在2050年实现全球零排放的目标，国际能源署（IEA）估计许多能源部门的条件都必须做出改变，包括到2030年电动汽车销量达到所有乘用车销量的50%。彭博新能源财经（BloombergNEF）的（《2024年电动汽车展望》）的报告预测接近这一水平，到2030年，电动汽车将占全球乘用车销量的45%。

随着电池效率和电动汽车充电基础设施的不断改善，人们在购车时更有可能选择电动汽车。电动汽车的电池价格正在下降，电池制造商CATL和比亚迪都计划在2024年底前将价格降低50％，使得电动车和燃油车的成本有可能持平。当电池的成本降低后，电动汽车的续航里程就会增加，从而提高电动车的成本效益。因此，随着电动汽车的续航里程不断延长，司机的续航焦虑就会下降。许多原始设备制造商（OEM）推出了价格实惠的电动车型，续航里程可达到320至400公里，甚至更长，包括雪佛兰、现代、捷豹、起亚、日产、特斯拉等品牌。

趋势2：软件在车辆中的作用日益增强

汽车驾驶座上的男子正在使用触摸屏调整驾驶功能。许多现代汽车是软件定义车辆（software-defined vehicle），其车辆性能、操作和功能的不同元素由集成云平台、终端用户应用程序和系统芯片计算硬件实施管理。

现代车辆中软件的关键性质已经催生了汽车词汇中的另一个车辆首字母缩略词：SDV，即软件定义汽车，也有“车轮上的计算机”之称。SDV这一术语描述了软件决定车辆性能、操作和功能的许多方面，如驾驶辅助功能、安全功能、信息娱乐等。

一辆SDV可以通过无线软件的更新来修改和改进车辆的功能，就像智能手机更新操作系统（OS）一样。对一辆SDV进行操作时，汽车制造商要将车辆的硬件和软件功能分离，同时还要确保硬件和软件能够协同工作并相互匹配。

SDV有几个技术层面，包括处理车内信息娱乐（IVI）和高级驾驶辅助系统（ADAS）的主要软件系统（处理自动驾驶的各个方面）。不同的汽车制造商采取不同的方法来开发这些软件系统和运行它们的硬件，比如特斯拉所采取的垂直方法（大部分技术都在内部开发）。许多其他原始设备制造商采用的是横向方式，即与不同供应商合作，以提供关键的SDV元素，例如云平台（Google Cloud、AWS、Azure）；终端用户应用系统（Android、Amazon、ThunderSoft）；车载操作系统（Android Auto、Apple CarPlay、Car Penguin）；用户界面（通常由内部开发）；以及系统级芯片（SoC）计算硬件（Intel、Nvidia、Qualcomm），为某些ADAS功能的L2级和L3级自动驾驶所需的先进人工智能提供支持。

有分析师预测，到2035年，SDV软件和电子产品的整体市场规模将超过1万亿美元（约合人民币7.1万亿元）。鉴于任何单一原始设备制造商在完善SDV系统的各个层面时所面临的困难，分析人士还预测，必要时汽车制造商将进一步展开合作，或进行“竞合”（即既竞争又合作），以建立能够将各家公司的特长转换成收入的合作伙伴关系。

例如，ADAS技术领域的两个强大的原始设备制造商分别是宝马和奔驰，后者是首家在美国获批于2023年底推出配备L3级ADAS量产车型的汽车制造商。奔驰L3级驾驶试点项目包括有条件自动驾驶，当激活时，将解锁信息娱乐显示屏上的某些应用程序。如果竞合的精神占据主导地位，奔驰和其他具备先进自动驾驶技术的汽车制造商将有机会从部分或全部技术授权许可中获利。

汽车制造商还可以从自动驾驶汽车的新服务和销售中获利。作为网联汽车，它们可以成为司机智能家居的一部分，并成为流媒体内容、智能家居订阅、路边援助服务等支付服务的渠道。

多年来，在汽车生产中，软件一直是设计和工程的重要组成部分。在云连接平台软件上实现数据的互操作性和设计与工程数据的集中化，有助于消除因文件或数据不兼容而在这些部门之间产生的障碍。例如，使用Autodesk Alias和VRED软件的设计公司和汽车公司可以轻松共享信息，实现部门间的无缝数据互操作，从而节省在设计迭代过程中的时间。

趋势3：自动驾驶汽车的兴起

Waymo自动驾驶车顶部的激光雷达和其他传感器的特写。自动驾驶汽车依赖于先进的人工智能和复杂的传感器，比如这辆Waymo车顶部的激光雷达和其他传感器。Waymo供图。

人们谈论自动驾驶至少已有十年的时间，但现在它们已突破受控测试的障碍，进入现实世界的自动驾驶场景。新的技术发展层出不穷，例如，May Mobility为自动驾驶汽车研究人员提供了大量数据集，其中包含多个车辆在反复行驶过程中收集到的罕见且真实的数据。丰田与斯坦福大学合作，首次成功让两辆自动驾驶测试车同时在一个赛道上漂移而不会发生碰撞。

像福特（Ford）、通用汽车（GM）、特斯拉（Tesla）、大众汽车（Volkswagen）和沃尔沃（Volvo）这样的主要汽车制造商都在自动驾驶汽车技术领域进行着探索。在美国，有来自80多家公司的1,400辆自动驾驶汽车正在进行测试，其中包括Alphabet公司的子公司Waymo在旧金山、凤凰城和洛杉矶开展的自动驾驶共享出行试点项目。小马智行和百度的无人驾驶出租车也在中国开始运营。

无人驾驶出租车需要达到国际汽车工程师学会SAE自动驾驶等级L0-L5中的L4级自动化水平。（上文提到的奔驰的L3级自动驾驶相当于“拥堵代驾”，仅限于特定驾驶条件下的自动化。）一项麦肯锡调查估计，到2030年，L4级自动驾驶出租车将大规模投入使用，完全自动的L5级卡车可能在2028年至2031年之间准备就绪。

同一项麦肯锡调查显示，96%的交通运输部门的高管认为，行业合作伙伴关系对于推动创新、降低投资风险以及构建扩大自动驾驶汽车规模所需的基础设施至关重要。在自动驾驶汽车主要传感器（摄像头、雷达和激光雷达）之间不断演变的相互作用方面，我们需要进行一些创新。这些传感器会生成大量数据，必须由专用于车载计算的先进的系统级芯片支持的AI进行处理，例如预计在2025年推出的NVIDIA DRIVE Thor。

为了说服客户和利益相关者接受这种新的无人驾驶汽车出行模式，像意大利设计公司Italdesign这样的汽车制造商正在使用虚拟现实和仿真软件，比如VRED，向人们展示乘坐自动驾驶车辆的感受和样子。

趋势4：新的业务模式和服务

根据德勤的2024年全球汽车消费者研究，经济不确定性使全球18至34岁的年轻人更倾向于放弃购车，转而选择汽车订阅模式。这一群体包括印度的67%、中国的48%和美国的28%的受访者。那些对汽车订阅表达了兴趣的受访者还表示，他们希望有一个可预测的成本结构和足量的可用车辆，并且从订阅计划中获得便利。

各个年龄段的顾客中，在线车辆的销售和研究正在增长。汽车研究公司IMARC报告称，美国的在线汽车销售在2023年达到了3260亿美元（约合人民币2.3万亿元），并预测到2032年将达到7542亿美元（约合人民币5.3万亿元）。这意味着从2024年到2032年的年均复合增长率（CAGR）为9.6%。在Cox Automotive所做的2022年汽车购买者旅程研究中，80%的受访者表示他们愿意完全通过线上购车，这一比例高于2020年的76%。

趋势5：汽车行业的可持续发展将进一步提高

2024款起亚EV9的内饰。2024款起亚EV9的内部面料和固定装置使用了生物塑料、再生塑料和聚乙烯。Kia America供图。

汽车行业正在努力帮助实现而不是阻碍可持续发展目标。

例如，在汽车生产中推动选择更可持续材料的一项重要举措是，通过衍生式设计优化重量或使用更轻的复合材料和其他材料，设计更轻的部件以提高燃油效率。努力提高轮胎和内饰等零部件的使用寿命，并使用耐用涂层来减少生锈和其他磨损，也可以延长车辆的使用寿命。

汽车制造商也在加强对可持续、可回收和升级再造材料的使用，2024款起亚EV9就很好地体现了这一点。这款电动SUV使用甘蔗生物塑料、玉米和蓖麻油生物聚氨酯代替石油产品，并使用从渔网中回收的塑料制作地板，使用从塑料瓶中回收的聚乙烯制作座椅缝线和行李板。大众汽车致力于提高汽车零部件的可回收性、使用更多可持续材料以及使用可回收材料来制造布料。

其他材料趋势包括使用植物基皮革、回收钢材、再生木材和抗菌材料，这些材料减少了使用可能造成污染的清洁剂的需求。

随着电动汽车的普及，汽车制造行业和政府正在努力改善充电站的使用和对电动汽车电池的回收利用。我们需要一种更全面的电动汽车电池解决方案，而随着技术的进步，电动汽车电池的石墨和电解质可以回收利用，电极也可以重复使用。在美国政府的支持下，到2030年，电动汽车充电基础设施将得到大力提升，公共充电桩将增建50万个，在主要高速公路上，每两个充电站之间的距离将不超过80公里。赫兹（Hertz）、EVgo、通用汽车（GM）和英国石油公司（BP）等私营公司也在通过增加数千个充电站来加强快速充电网络，而特斯拉（Tesla）的承诺是，到2024年底将至少有7,500个充电站向所有电动汽车开放。

正如世界经济论坛报告的那样，中国、欧洲、印度、日本、美国等国家的政府已经制定了相关政策，以实现可持续发展目标，包括对能效标准、电动汽车采用激励措施以及对可持续/可回收材料的法律要求。但是，汽车行业正在进行的可持续发展行动将涉及全球范围内政府法规与制造创新之间的公私合作协调。汽车制造商正在努力减少整个供应链的排放；它们通过更高效的技术和工厂内的水循环再利用来节约水资源，并通过可再生能源、先进的暖通空调系统等方式使汽车生产更加节能。

趋势6：人工智能和机器学习的影响将更加明显

使用人工智能软件制作的汽车设计的3D渲染图。设计师利用人工智能提出挑战现代汽车设计的新形式和解决方案。Ehab Kaoud供图。

人工智能的不同类型（如机器学习和生成式人工智能）在汽车行业中扮演着重要角色，从设计到制造再到成品车辆的运行，到处都有人工智能的身影。

现在或不久的将来，汽车设计师和工程师们将可以利用来自Autodesk AI的众多人工智能辅助工具。例如，Fusion的衍生式设计可根据设计师预定义的参数生成成千上万个可供制造的设计。此外，还有用于快速探索设计可能性的自动建模、用于将3D模型转换为二维图纸的自动绘图，以及来自CloudNC CAM辅助自动化插件的自动化工具路径。在收购Blank AI的基础上，欧特克正在为Alias开发Form Explorer插件，该插件使用Alias从描述性提示中立即生成可编辑的3D表单。人工智能驱动的计算流体动力学（CFD）插件也将进入Alias，其工作原理类似于虚拟风洞，用于分析车辆的近似阻力系数。

对于汽车制造业而言，具有嵌入式云连接、遍布整个设施的数据收集传感器的智能工厂通过人工智能和机器学习数据分析获得的见解，使企业更高效、更能够响应市场需求。这使得以减少机器停机时间为目的的预测性维护成为可能，同时还可以进行需求预测，使供应链管理更加顺畅。智能工厂的人工智能还为许多机器人流程（如装配、焊接和喷漆）提供动力和优化措施。人工智能监控可以提醒工人注意任何异常的机器人流程行为，并通过监控工厂环境和减少工作人员对危险任务的干预来提高他们的人身安全。

现代汽车的车载计算机系统是为人工智能打造的，首先是针对人工智能优化的计算硬件，如片上系统的NVIDIA Drive系列。这些芯片能够支持自动驾驶功能的人工智能处理，如计算机视觉和其他大数据处理。车载计算机也越来越可能包含由类似ChatGPT的大语言模型（LLM）驱动的AI语音助手，例如奔驰的MBUX虚拟助理和大众的IDA语音助手。

趋势7：3D打印将更加普及

一名男子拿着3D打印的定制售后引擎部件。利用3D打印技术，汽车制造商可以更快地生产原型、工具、模具和定制的售后配件。

增材制造或3D打印不断为汽车制造商带来好处，例如更快地开发原型、减轻某些部件的重量以及快速生产模具、制造辅助工具和定制售后配件。例如，奥迪几年前就开始采用3D打印技术，从而缩短了原型设计时间，并报告称某些零部件的生产时间缩短了一半。福特在德国的快速技术中心使用标准Formlabs 3D打印机在当天就能生产出原型。通用汽车和福特都使用3D打印的装配线工具，而凯迪拉克也在使用3D打印的生产零件，如暖通空调风道和线缆支架。

展望未来，汽车制造商将有更大的机会利用3D打印来制造定制零件，通过使用回收的3D打印材料来促进可持续性，并探索更具成本效益的方法来制造具有复杂几何形状的零件。随着电动汽车生产的逐步增加，重量小、热性能优异的3D打印零部件将有助于增加电动汽车电池的续航里程和使用寿命。根据需要，通过3D打印获得零部件的方法也可以优化生产流程，减少对大型库存的需求。

趋势8：物联网将集成到车辆中

带有汽车系统和安全技术图标的网联汽车概念，以及图标背后男子的双手和汽车触摸屏。如今大多数出售的乘用车都是“网联汽车”，可以通过无线技术进行更新。

分析人士预测，到2024年，全球72%的乘用车将成为“网联汽车”，这意味着它们将成为物联网（IoT）的一部分，汽车内部的计算机可以发送和接收数据，并与其他软件系统进行交流。网联汽车的采用率在北美最高，其次是中国。

5G无线技术和基础设施的广泛普及意义重大，它不仅提高了网联汽车通过频繁的空中更新对内部系统和功能进行更新（像智能手机一样），同时也是使网联汽车很自然地成为车主智能家居的重要组成部分。原始设备制造商还可以通过收集客户网联汽车的实际数据，并将其用于改进其车辆数字孪生。《福布斯》估计，未来几年汽车5G普及率将每年增长30%-35%，这也将有助于网联电动汽车在发展过程中融入智能能源电网。

汽车制造商将能够在网联车辆的生命周期中探索不同的收入来源。德勤的2024年全球汽车消费者研究显示，消费者对车辆维护、交通信息更新以及交通道路安全等服务表现出高度的关注。然而，同一研究显示，不同国家对支付网联汽车服务费用的意愿差异很大，其中美国（25%）、德国（20%）和日本（23%）的消费者支付意愿较低，而印度（71%）、中国（60%）和东南亚（55%）的消费者支付意愿较高。

趋势9：车辆的个性化和定制化将不断增加

对于某些购车者来说（尤其是那些手头比较宽裕的购车者），对定制化和个性化的需求将不断增加，这为汽车品牌带来了机遇。增材制造可以根据需求生成某些定制组件。

然而，软件和车辆内部的连接的重要性意味着现代车辆的个性化还有更多内容。在信息娱乐系统中，汽车制造商可以提供个性化的显示设计和集成的AI助手，这些助手可以了解驾驶者的音乐喜好并创建个性化播放列表，或记住驾驶习惯以定制导航系统。汽车还可以为驾驶员提供个性化的座椅位置、气候控制条件和环境照明设置。

如果司机输入个人详细信息（如日程安排），汽车的内部系统则可以提供日历提醒，并将GPS同步到日历中的预约地点。根据车辆ADAS的等级，汽车的内部系统可以根据个人的驾驶风格或偏好来个性化某些操控特性，同时监测驾驶状况，检测驾驶员疲劳或分心的迹象，并做出相应反应。

人们对汽车订阅计划的兴趣日益浓厚，这也提供了一定程度的个性化；在车辆供应充足的情况下，订阅者可以为不同场合选择自己喜欢的汽车。

趋势10：安全标准和法规的变化

这是一张显示具备行人侦察功能的ADAS概念的3D渲染图：从这个航拍视角看，一辆汽车正在十字路口右转，其间使用传感器对人行横道上的行人进行检测。美国可能很快会要求所有在美国出售的新车配备具有行人检测和规避功能以及可自动紧急制动的ADAS。

软件、网络连接和驾驶辅助已经在新车中落地生根，可能很快就会成为法律要求。在美国，拜登政府一直在计划要求所有新的汽车和卡车都包括ADAS，该系统能够检测并避让行人，包括物体检测和自动紧急制动。

在网联汽车时代，网络安全也变得非常重要。到2030年，一辆普通网联车的软件系统中可能会包含近3亿行代码。联合国欧洲经济委员会W.29法规（UNECE W.29 regulations）和ISO/SAE 21434标准为网联汽车管理和减轻网络安全风险、检测威胁并通过安全软件更新做出响应提供了规则和工程指南。从2024年7月起，这些规定对所有在欧盟生产的新车都是强制性的；其他司法管辖区也有自己的采用时间表。

同样将于2024年生效的是，欧盟委员会对车辆安全功能进行的强制规定，其中包括更高的碰撞测试标准；实时GPS驾驶速度辅助；为骑自行车和行人的安全而安装的先进的传感器；监测性能并在事故发生后提交数据以供将来改进安全的数据记录仪；ADAS用于驾驶员监控、偏离警告和自动紧急制动。