过去130年中的大部分时候，汽车动力由碳氢化合物助燃的、往复活塞式的内燃机垄断式地主导着。20世纪的转折之后，水蒸气与电力并未在较长时间内与之形成真正的竞争。事实上，内燃机的主导地位如此之强势，以至于如果你计算所有其他替代品的累计销量，它们只能达到内燃机一年全球销量的一小部分。

一直以来，内燃机凭借高能量密度、实用性以及低成本，确保自己的主导地位。也正是出于这些原因，内燃机不会太过迅速地消失。然而，我们生活的世界的现实条件将在接下来的数十年中发生更多变化，这些变化将会超越我们从马车时代过度至汽车时代所见证过的那些。

5、一致性加氢站（Conformable Hydrogen Storage Tanks）

除了堆叠燃料电池的成本以及燃料补给基础设施的匮乏之外，以此种方式代替电池驱动汽车的另一个主要问题是氢的存储。直到现在，燃料电池驱动车辆仍在体积巨大并由碳纤维包裹的汽缸中储存着氢气，其压强最高达到每平方英寸10000磅（大约680标准大气压）。

几年来，美国能源研究开发部（ARPA-E）资助了不同的研究项目，以研发压缩天然气的一致性储存系统。其中一种可以适用于储存氢。这种“肠”型储存系统由旧金山的初创公司Volute研发。许多基本的小型汽缸按照系列相互连接，并且彼此的顶部来回包裹。这样的安排，相比单一或者两个大型汽缸，能够提供更多的包裹灵活性，使之在更小的车型中以及不规则的区域也能奏效。

6、硅阳极电池（Silicon Anode Batteries）

电池驱动的车辆差不多与汽车本身有着等长的历史。不幸的是，即便是依靠电化学电池近几十年取得的进展，它们的能量密度比起液态燃料仍显得苍白。

即将到来的雪佛兰Bolt电动汽车搭载960磅、60千瓦时的电池，与1.8加仑汽油提供的能量相等，1加仑汽油大约含有33.7千瓦时的能量。因此，60千瓦时的电池包相当于1.8加仑的汽油。然而，工程师与科学家们并没有放弃，现在一些很有希望的技术已经显露，包括电池中的硅阳极。

相比现有的镍、锰和钴等化学成分，硅能够吸收更多的电子，因而具备更高的能量密度。但是，吸收所有带电的微粒会让电极膨胀，因此纯硅阳极显然不能用于汽车电池。不过，包括日产在内的公司正在研发硅的混合物，可能在接下来的5到10年中提升10-40%的容量。

7、少凸轮轴（Camshaft-Less）发动机

为了将热能转化机械运动，发动机必须有效地将空气（尤其是氧气）和燃料泵入汽缸并且排尽废气。然而，进气阀与出气阀开关的最佳时机根据发动机的速度和负载的不同，有很大的差异。

现代可变气门升程与正时以及可变凸轮相位器的共同工作，已经越来越接近最优气流，但是传统的凸轮轴仍存在限制，而且很难在独立的汽缸之间分配正时。理想情况下，每个气门由自己的执行器管理，完美地配合汽缸与曲轴位置的变化。尽管电动机械和液压电磁阀在研发实验室中一直被用来模仿机加工件之前的不同凸轮廓线（cam profiles），它们真正在量产车型上发挥作用则会耗费过多能量，更不消说它们运行时产生的噪音了。

转向使用48伏电子系统以及具有更少汽缸和气门的小型发动机，将会使少凸轮轴发动机在接下来的数年中成为可能。莲花汽车（Lotus）的工程师率先在1980年代展示了少凸轮轴发动机，超级跑车制造商柯尼塞格（Koenigsegg）也在年初发布了自己的无气门（FreeValve）原型发动机。

8、涡轮插电式混动

电池在汽车和小型轻卡的电气化方面具有广阔的前景，不过有效荷载十分重要，电池在实际应用中体积太过庞大。对于更大的货运车辆（从物流车到垃圾收集车）以及长途运输车来说，电池耗费的有效荷载太多，并且充电时间过长。

早期特斯拉团队成员Ian Wright的公司Wrightspeed，为大型运输车装配了一个插电式混合动力总成，包含每次充电可行驶近30英里的电池，以及涡轮驱动的增程发电机。刚刚建立不久的Nikola汽车也为大型车辆装配了相似的系统，以使用压缩天然气作为动力。涡轮最酷的部分在于，它们可以使用任何可以燃烧的东西，在持续的高负荷下依然有效，能让电池处理加速并且回收刹车动能。

 

编译：金鹭