在今年的“十大科技汽車”中,史蒂文斯理工學院的 Chen Liu 和 William B. Rouse對這個專題過去十年的文章做了一個回顧性的分析。Chen Liu 現在在讀系統工程博士。Rouse 是IEEE Life Fellow,是系統與企業學院的Alexander Crombie Humphreys Chair in Economics of Engineering。

每年,《IEEE綜覽》都選出十款車特別刊登在四月刊“十大科技汽車”中。我們分析了過去發表的十刊來研究汽車使用的科技發生了什麼變化。我們特別希望得知綜覽對一項技術的討論和這項技術在市場上取得成功之間的時間延遲。

首先,我們考慮這100款車的品牌、車型和配置,同時挖掘這十篇文章的文字中汽車的技術相關詞彙的數量。我們認為一個詞出現次數越多,意味著相關技術越引起了作者的注意。

11-Tech-Word-Count-Bubble-Chart-1427379476720圖:Chen Liu

在上面的圖中,詞的圓圈大小表示了這個詞在整個十年中出現的頻率多少。

第二,我們認為一款車一年的總銷量和它在雜誌上的曝光形象有關,包括雜誌顯示的銷量。從這個資料庫中,我們可以確定在綜覽中出現的完全相同配置的車的銷量有多少。有個這兩個資料庫,我們可以回答上面的問題。

因為消費者從多種不同角度衡量汽車消費,而不僅僅是綜覽的重點宣傳(例如,價格),所以我們決定將我們的注意力集中在技術上。我們確定描述這些技術的詞彙,將這些詞彙分類,然後編輯這十年裡這些詞出現數量的時間序列。最後,我們將這個時間序列與這些車型和配置的總銷量的時間序列相比較。

我們確定了關注的170個詞彙。一些一般詞彙比更加專業的技術詞彙出現的頻率更高。例子包括“發動機”(444次),“動力”(418次),“混合動力”(310次),“電池”(206次),“馬力”(169次),“柴油(機)”(165次),“控制”(149次),“照明”(137次),“燃油經濟”(123次),以及“氫”(118次)。

這些詞出現頻率高並不令人意外,發動機是動力系統中最重要的子系統,經常被形容為汽車系統的心臟。馬力也因為同樣的原因而成為高頻詞。動力也同樣差不多是必須要提的詞。混合動力的概念因為汽車工業熱火朝天地要製造更環境友好的車輛而火爆,近期則是因為其提高車輛的一般效能。電池是混合動力系統最重要的部分,所以也自然出現的頻率很高。氫跟著混合動力是汽車工業的下一件大事。在環境法規和高油價的壓力下,燃油經濟被更多的提及,特別是相比八十年代而言。最近,計算機技術和汽車電子控制的發展讓它們的詞頻戲劇性地增長。

照明系統在過去十年越來越流行。作為一個相對獨立的子系統,新型照明系統可以更快地被接受採用。

幾個專業技術詞彙也相對頻率較高。例如,“渦輪增壓器”(124次)是個改進能量消耗增強高轉速效能的很流行的技術。“四缸發動機”(34次)與渦輪增壓器結合,與燃油直噴一樣,成為了保持效能降低燃油消耗的流行方式。混合動力系統需要“電動機”(123次)來驅動汽車或收集過量動能。“鋰離子電池”(62次)因為更短的充電時間,更長的行駛里程和更小的體積變得更廣泛使用。其它一些提到的提高汽車效率的措施有“再生制動(反饋制動)”(22次)和“發動機怠速熄火”(9次)。

我們將這些詞彙分成六類:能源、效能、照明、人機互動、駕駛輔助和車身重量。各類別中的例子包括:

  • 能源:混合動力、柴油(機)、鋰離子電池、渦輪增壓器、發動機怠速熄火等。
  • 效能:機械增壓器(超級增壓器)、V8發動機、雙離合變速箱,磁懸掛等。
  • 照明:LED前燈、自動遠光等。
  • 人機互動:音響系統、聲控、藍芽等。
  • 輔助駕駛:線控油門(電子油門)、車道偏離警示系統、視野死角探測、自適應巡航控制、抬頭顯示等。
  • 車身重量:碳纖維、鋁、鎂等。

我們對能源類詞彙特別關注,他們的出現次數超過1800次,遠超名第二的效能類別四倍。這兩個類別加起來佔了總數的87%,所以我們將注意力集中在它們身上。

在能源和效能類別裡,我們選出了五種動力子系統。它們是混合動力、柴油、V8、V6和AWD。像之前指出的那樣,所有“十大科技汽車”的文章的集合是抓取了作者在科技潮流上的觀點的資料庫。十年來的詞彙統計被認為反映了這些觀點在時間上的動態。

為了看看這個資料庫能多好地預測近期的科技潮流,我們將詞頻時間序列與技術銷售時間序列做了一個交叉相關分析。我們歸一化了銷售資料,將它除以每年的總銷量來去除經濟波動的影響,對於序列中的每一點,計算其與前一年的百分比差距。

分析得出綜覽領先或滯後市場的時間長度。領先在這裡意味著作者的觀點預測了市場的趨勢,滯後在這裡表示市場動態領先作者的觀點。

  • 混合動力:綜覽與市場相符,相關係數0.83
  • 柴油(機):綜覽滯後市場兩年,相關係數0.61
  • V8:綜覽領先市場兩年,相關係數0.40
  • V6:綜覽領先市場兩年,相關係數0.44
  • AWD:綜覽與市場相符,相關係數0.36

總的來說,資料序列在五個子系統中都很好地預測了市場趨勢。

我們選擇了一些有意思的技術,確定對於每個動力分類的科技應用形式。這張表總結了每種技術在動力平臺上出現的頻率。

21-Powertrain-Technologies-1427383365525圖:Chen Liu

更具體地說,我們確定了下面幾種一般模式。

1)61%的混合動力車型使用鋰離子電池。只有32%的混合動力模型使用鎳氫電池。這說明市場由於鋰離子電池在充電時間、行駛里程、體積和逐步下降的價格上的優秀表現而正在逐漸接受它。

2)多數混合動力車型都配備有發動機怠速熄火系統(71%)和再生制動(81%)。再生制動對於混合動力汽車尤其重要,對於常規非混合動力車也是個很好的選擇。

3)通常,混合動力車型會使用四缸發動機。這些發動機使用一些燃料節約技術,例如可變氣門正時(84%)、每缸四氣門(90%)和雙置頂凸輪軸(77%)。

4)柴油機車型通常包括燃料直噴(92%)和每缸四氣門(92%)。柴油發動機通常包括一個渦輪來增加進氣量以獲得更充分的燃燒。

5)可變氣門正時(67%)和雙置頂凸輪軸(75%)由於改善燃料消耗和減排而在柴油發動機車型中越來越受歡迎。

6)由於大多數混合動力和柴油機車型都屬於市場中的經濟型區段,所以它們通常不使用高效能技術,如機械增壓器、空氣彈簧懸掛、磁懸掛或扭矩向量控制。

7)V8車型相比其它三種推進子系統對AWD有最高的採用率(67%)。AWD是提高車輛可控性的好方法。

8) V8車型極少包括附加的環境友好技術,例如發動機怠速熄火系統(19%)和再生制動(24%)。也許從消費者角度來看,這些系統會影響車輛的效能。但是,似乎未來會更多采用這些環境友好技術的期待也是合理的。

9)一些與發動機緊密相關的技術在高效能段的車上的採用還在起步階段,例如可變氣門正時(76%)、每缸四氣門(71%)、雙置頂凸輪軸(71%)、渦輪增壓器(29%)、機械增壓器(19%)。

10)對比四種推進系統,更好的懸掛技術被用在V8車型上,包括空氣彈簧懸掛(19%)、磁懸掛(38%)和扭矩向量控制(24%)。

11)V6車型對AWD技術的採用率也相對較高(53%)。

12)相比V8車型,V6車型對發動機怠速熄火系統(35%)和再生制動(24%)的採用率更高。這個現象很容易理解,隨著越來越低的排氣量要求,製造商們需要提供更注重經濟的技術。

13)對於V6發動機,使用更廣泛的技術包括燃料直噴(94%),比V8發動機多18%;每缸四氣門(100%),比V8多29%;雙置頂凸輪軸(82%),比V8多11%;渦輪增壓器(35%),比V8多6%。

14)相比V8發動機,由於V6在市場中處於低價區段,所以一些高效能技術在V6發動機中採用率更低,包括機械增壓器(18%),比V8少1%;空氣彈簧懸掛(12%),少7%;磁懸掛(12%),少26%;以及扭矩向量控制(24%),與V8相同。

15)儘管AWD和發動機技術沒有直接的關係,但我們仍然能發現AWD車型對高科技發動機相關技術的有很高的採用率,包括燃料直噴(51%)、可變氣門正時(77%)、每缸四氣門(86%)、雙置頂凸輪軸(86%)以及渦輪增壓器(49%).

綜覽的“十大科技汽車”是個評價很高並經常激烈論戰的資料彙編。汽車迷們,包括我們自己,喜歡討論現在流行什麼,下一步會流行什麼。事實上,我們的分析證明綜覽準確地報導了市場情況,並通常給出了對下一步動向的很好的預測。

自 譯言網  譯者 鏡飛