當前，以萬物互聯、大數據、虛擬現實、雲計算、增材制造和人工智能為代表的新一輪科技變革方興未艾，全球制造業的全面轉型升級，並引發產業格局和生態的重構。在新一代技術革命和商業模式變革的推動下，汽車產品全生命周期應用、全產業鏈環節及其生態圈的全面革新與轉型升級，汽車產業正在加快與新能源、新材料、電子信息等融合發展，低碳化、信息化、智能化技術發展趨勢愈加明晰，共享出行的商業模式成為共享經濟行者，汽車革命將與能源、交通、城市變革協同並舉發展。

在此背景下，本書將從汽車技術與未來出行主題切入，分別從不同的角度研究未來中國汽車領域的科技與社會願景。回顧全球汽車發展史結汽車對人類社會的積極影響，提出當前汽車產業發展給人類社會帶來的全新挑戰。展望經濟、能源、城市、交通、建築、材料、信息、制造等領域發展趨勢，預判未來人類經濟社會對汽車產業發展帶來的長遠影響。從社會願景和產業願景兩個維度出發，分析面向2049 年的中國汽車技術發展主要方向。針對汽車行業能源動力、智能網聯、汽車制造、汽車材料四大技術領域，基於德爾菲法展開專家調查，繫統梳理影響未來汽車發展的十大關鍵技術。展望以全新汽車產品為載體的未來移動出行體繫，剖析未來出行場景對人類生產生活帶來的積極影響。未來汽車社會願景的策略與具體實施措施。

自1886年上第一輛汽車誕生起，汽車推動了人類社會經濟的快速發展，深刻改變了人類社會的運作方式，汽車產業已經成為各國發展國民經濟的重要支柱、建設制造強國的重要支撐與未來科技變革的前沿陣地。與此同時，伴隨著汽車產業的快速發展，能源短缺、環境污染、交通堵塞和交通事故等社會問題也相繼出現，為人類社會經濟的可持續發展帶來諸多治理難題，這些新的挑戰正倒逼汽車產業向低碳化、信息化、智能化的發展方向變革。
當前，以萬物互聯、大數據、虛擬現實、雲計算、增材制造和人工智能為代表的新一輪科技變革方興未艾，全球制造業的全面轉型升級，並引發產業格局和生態的重構。在新一代技術革命和商業模式變革的推動下，汽車產品全生命周期應用、全產業鏈環節及其生態圈的全面革新與轉型升級，汽車產業正在加快與新能源、新材料、電子信息等融合發展，低碳化、信息化、智能化技術發展趨勢愈加明晰，共享出行的商業模式成為共享經濟行者，汽車革命將與能源、交通、城市變革協同並舉發展。展望2050年，汽車技術和未來出行將產生顯著突破與重大顛覆，節能汽車、新能源汽車和智能網聯汽車將成為未來汽車產品的主流方向和集成載體，私家車車主購車前、中、後的服務流程將全部實現數字化升級，以網約車、分時租賃、聚合出行、自動駕駛出租車為代表的新型商業模式將為用戶構建更加便捷、、的共享出行服務體繫，私人出行、共享出行、公共出行將重構中國移動交通出行體繫，電動汽車、智能電網、車輛連接電網技術將共同構建分布式能源體繫，倉儲分配、干線物流、末端配送將聯合構建一站式移動物流體繫，無人出行、無人物流將全面革新當前的出行服務與移動物流格局，汽車也將由“單一的交通工具”向“第三空間”“移動”“自動駕駛出租車”“自動駕駛卡車”“機器人送貨”“移動座艙”“移動酒店”等概念轉變，汽車的動力形式、外觀造型、內飾結構、人機交能需求等均將發生天翻地覆的變化。
在此背景下，本書將從汽車技術與未來出行主題切人，分別從不同的角度研究未來中國汽車領域的科技與社會願景。第一章回顧全球汽車發展史結汽車對人類社會的積極影響，提出當前汽車產業發展給人類社會帶來的全新挑戰。第二章展望經濟、能源、城市、交通、建築、材料、信息、制造等領域發展趨勢，預判未來人類經濟社會對汽車產業發展帶來的長遠影響。第三章從社會願景和產業願景兩個維度出發，分析面向2049年的中國汽車技術發展主要方向。第四章針對汽車行業能源動力、智能網聯、汽車制造、汽車材料四大技術領域，基於德爾菲法展開專家調查，繫統梳理影響未來汽車發展的十大關鍵技術。第五章展望以全新汽車產品為載體的未來移動出行體繫，剖析未來出行場景對人類生產生活帶來的積極影響。在第六章未來汽車社會願景的策略與具體實施措施。

第一章 汽車與人類社會

汽車是人類歷史上偉大的發明之一。人類經歷了漫長的靠雙腳跋涉的時代，蒸汽機和內燃機的出現為汽車的誕生奠定了基礎。自1886 年上第一輛三輪汽車誕生後，在短短的100 多年時間裡，汽車對人類社會產生了巨大的影響。汽車的誕生有力地推動了人類社會經濟的快速發展，給人類的生產生活帶來了極大的便利。與此同時，汽車的出現也帶來了能源短缺、環境污染、交通堵塞和交通事故等社會問題，從而給人類帶來巨大挑戰。這種挑戰也正在倒逼汽車技術向低碳化、信息化、智能化的發展方向變革。

第一節 汽車發展史回顧
人類入汽車社會之前，經歷了漫長的馬車時代。早期的木輪由圓木運輸演變而來。遠古時代，人類為了搬運物體，開始學和使用工具。那時，人類將重物置於圓木上，然後拖著走。重物的移動誕生了早期的木輪運輸，這也是人類建立的的陸地運輸繫統。後來，木輪直徑不斷加大，逐漸演變成帶軸的輪子，為車輛的誕生奠定了基礎。

馬車是的運輸、代步、打仗的工具。的車輛都是人力車。隨著生產力的發展，人類開始馴服馬、牛、駱駝等動物為人類服務，由此出現了馬車等畜力交通工具。相對於人力車輛，畜力車輛的載運能力更強，速度更快，行程更遠。在畜力車輛中，馬車是人類道路運輸、代步、打仗要的工具。中國是早期使用車輛的國家之前2250年，夏朝初的大禹時代，車正（專司車旅交通、車輛制造的官）奚仲制造了上第一輛有車架、車軸、車廂等，采用兩個輪子的車子。

馬車技術在歐洲快速發展，出現了有軌馬車，從提高了運輸效率。15世紀入文藝復興前夜的歐洲，馬車制造業風起雲湧，式樣和種類繁多。馬車制造技術的提高，不僅出現了活動的車門和封閉式結構及轉向盤，而且出現了制動繫統、懸架繫統、充氣輪胎等，使乘坐舒適提高，時速也可達30 千米以上。1662 年，法國人埃米爾·盧巴將軌道嵌入巴黎街頭的地面，出現了軌道馬車。由於車輪在軌道上滾動阻減小，從而極大地提高了運輸效率。因此，有軌馬車不僅運用於客運，而且在18 世紀被英國廣泛應用於煤礦運輸。1832 年，美國紐約出現了有軌公共馬車，僅用兩匹馬就可拉動40 名乘客。1847 年，英國倫敦出現了的雙層公共馬車。由於沒有可替代的工具，馬車時代延續了三四千年。直到1904 年，蒸汽汽車的誕生纔終結了馬車的黃金時代。

一、蒸汽汽車是古代代交通工具發展的分水嶺
蒸汽機的誕第一次工業革命，由此人類的生產方式從手工業轉向機器大工業，人類從農業文明轉向工業文明。18 世紀60 年代，蘇格蘭鐵匠湯瑪斯·紐克門（Thomas Newcoman）發明制造了第一臺蒸汽機，人們稱其為“紐克門蒸汽機”。1763 年，英國發明家詹姆斯·瓦特（James Watt）針對紐克門蒸汽機效率極差的缺點研究了新的蒸汽機。瓦特發明的蒸汽機具有劃時代意義，直接導致了第一次工業革命的興起，極大地推動了社會生產力的發展，推動工入“蒸汽時代”。19 世紀30 年代，蒸汽機已廣泛運用於煤礦、冶金、紡織、交通等
部門。

蒸汽汽車的出現是古代交通運輸代交通運輸的分水嶺。1769 年，法國陸軍軍官尼可拉斯·居紐將一臺蒸汽機安裝在一輛木質三輪車上，制造了上第一輛蒸汽驅動的三炮牽引車（被命名為“卡布奧雷”），時速可達4 千米。這項發明雖然失敗了，但卻是古代交通
運輸（以人、畜或風為動力）轉代交通運輸（動力機械驅動）的標志，具有劃時代的意義。19 世紀中葉，蒸汽汽車車速可達每小時55 千米入全盛時期。蒸汽汽車被用於貨運和客運，成為當時的主流。隨著的公共汽車運輸公司——蘇格蘭蒸汽汽車運輸公司於1834 年成立，倫敦街頭也出現了蒸汽驅動的公共汽車。作為汽車的動力，蒸汽機存在笨重、性差等不足，不符合汽車靈活機動的這一基本要求，因而人們開始為汽車率體積率質量比高的輕便動力裝置。直到內燃機的出現，推動了內燃機汽車的發展，蒸汽汽車纔退出歷史舞臺。

二、內燃機汽車為現代汽車發展奠定基礎
內燃機工作原理理論的建立推動了小型內燃機實用化。內燃機工作原理的形成經歷了幾個階段。1824 年，薩迪·卡諾（Sadi Camot）發表了熱力機的基本理論——卡諾原理。1859 年，法國的勒努瓦（Lenoir）制成二衝程煤氣內燃機，但因沒有壓縮衝程，熱效率僅為4%。1862 年，法國的德·羅夏提出氣、壓縮、排氣等容燃燒的四衝程內燃機工作循環方式，並取得專利。1864 年，德國人尼古拉斯·奧托（Nikolaus August Outo）與郎根（Eugen Langen）合作提出了內燃機的工作原理，即“奧托循環”，並建立了上第一個內燃機制造廠（N.A.Otto& Cie）。奧托於1867 年造出一臺結構緊湊和簡化的臥式四衝程煤氣內燃機，由此推動了小型內燃機的實用化。奧托建立的內燃機工作原理理論一直沿用至今。但是，由於以煤氣為燃料，體積大，質量約為1 噸，還不適用於汽車。

“汽車之父”——德國人卡爾·本茨（Karl Friedrich Benz）於1879 年12 月31日制造出了第一臺煤氣發動機。經過多年努力，
1886 年1 月29 日，本茨發明了上第一輛不用馬拉的三輪車——奔馳１號，並向德國專利局申請汽車發明的專利。專利申請於同年11 月2日獲得批準。由此，1886 年1 月29 日被公認為汽車的誕生日，本茨也被後人尊稱為“汽車之父”。

德國人哥特裡布·戴姆勒（A.G. Daimler）發明了汽油機和第一輛四輪汽車。1883 年8月15日，戴姆勒和威廉·邁巴赫（Wilhelm Maybach）發明了臥式汽油內燃機，並於同年獲得專利，後又改為立式發動機。立式發動機體積小、效率高、轉速快，適合用作交通工具。1885 年年末，戴姆勒將1.1 千瓦的立式發動機裝在一輛四輪馬車上，並增加了轉向、傳動裝置等，使車速達到每小時14.4 千米。上第一輛四輪汽車由此誕生，為現代汽車奠定了基礎。

德國人魯道夫·狄塞爾（Rudolf Diesel）發明的柴油機是動力工程方面又一項偉大的發明。本茨和戴姆勒發明的都是汽油機，人們在用汽油作為燃料的同時，也嘗其他燃油燃料。1897年，狄塞地試制出了第一臺柴油機，為柴油找到了用武之地。與汽油機相比，柴油機具有省油、動力大、污染小的特點。柴油機的發明改變了整個，因此，為了紀念狄塞爾，人們把柴油機稱作“狄塞爾柴油機”。

中國汽車工程學會（China-SAE）成立於1963年，是由中國汽車科技工作者自願組成的全國性、學術性法人團體；是中國科學技術協會的組成部分，非營利性社會組織；是國際汽車工程學會聯合會(FISITA 常務理事；是亞太汽車工程年會（APAC）發起國之一。中國汽車工程學會經過五十餘年的發展，已經成為推動汽車產業健康、持續發展不可缺少的重要力量，得到了國內外汽車行業、社會各界、政府部門和廣大科技人員的認可。中國汽車工程學會目前下設39個分支/代表機構，並與各個省級汽車工程學會建立了業務指導關繫。目前擁有個人會員數萬人，團體會員數千家。中國汽車工程學會是中國汽車工業傳播新思想、交流新技術、宣傳新觀念的重要力量和國際汽車行業交流的重要橋梁。