近日,人們熟知的《變形金剛》電影又在計劃拍攝前傳。來自遙遠(yuǎn)宇宙深處的機械生物與地球上風(fēng)馳電掣的各類豪車共同激發(fā)起人們對未來和宇宙的好奇。
然而,一個看似無厘頭的問題卻將人們拉回了現(xiàn)實——變形金剛中的“汽車人”是新能源汽車,還是燃油汽車?
答案顯然是前者。智能化的演進(jìn)結(jié)果必然導(dǎo)致電動化,甚至更高等級能源的使用。
“電動汽車距離智能最近。”中國電動汽車百人會執(zhí)行理事長、清華大學(xué)教授歐陽明高這樣表示。
電動汽車依托于智能系統(tǒng)的應(yīng)用,正在成為智能汽車的最佳載體。
不只是一個預(yù)言
2015年,新能源汽車,尤其是電動汽車與智能汽車相互融合的概念與產(chǎn)品,成為中國乃至國際汽車界競相追逐的對象。
在剛剛過去的2015上海國際汽車展上,人們會吃驚地發(fā)現(xiàn),幾乎所有新概念車型都同時指向了智能化的電動汽車。
奔馳的F015 Luxury in Motion、雪弗蘭的CHEVROLET-FNR,不僅以其科幻的外形令觀者贊嘆不已,其無幅輪轂電機的應(yīng)用、全部機械操控系統(tǒng)的取消,中控臺的液晶屏顯示,自動路線規(guī)劃、自動無人駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用,已經(jīng)為人們展示出汽車成為“運輸機器人”的未來。
同時,網(wǎng)聯(lián)汽車、云汽車的概念也與電動汽車緊密地結(jié)合了起來。
北汽新能源公司與樂視共同推出的智能網(wǎng)聯(lián)汽車概念,已經(jīng)將電動汽車與大量液晶顯示操控系統(tǒng)、無線互聯(lián)網(wǎng)信息接入系統(tǒng)結(jié)合在了一起,用以定義未來汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。
一汽集團發(fā)布了“摯途”技術(shù)戰(zhàn)略,也將手機叫車、自主泊車、擁堵跟車、自主駕駛等智能化功能集中在其新能源紅旗H7轎車產(chǎn)品中。
一向被視為電動汽車開拓者的特斯拉也極力標(biāo)榜自身的智能概念,自動導(dǎo)航、無線檢測、自動跟車、主動避讓等智能功能已經(jīng)不再新鮮。特斯拉針對電動汽車的空中升級技術(shù),已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)通過互聯(lián)網(wǎng)升級軟件下載,實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動重新構(gòu)建整車動力性能、能源管理的功能。
“電動汽車能夠達(dá)到的智能化程度是傳統(tǒng)能源汽車不可想象的事情。”特斯拉亞太區(qū)工程總監(jiān)王文佳表示。
歐陽明高認(rèn)為,汽車智能化的發(fā)展將按照智能化安全輔助技術(shù)、網(wǎng)聯(lián)汽車、無人駕駛汽車逐步發(fā)展。其中,第一步很快就會得到普及。“5—10年內(nèi),車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)會發(fā)生革命性的變化,并且首先實現(xiàn)這一變化的將是電動汽車。”
電動化決勝內(nèi)燃機
從自動控制角度,電動汽車先天要比燃油汽車更適合作為智能汽車的開發(fā)平臺。
眾所周知,燃油汽車的動力來自于內(nèi)燃機中的燃油混合氣體爆燃做功。然后,動力再通過活塞、曲軸、連桿、離合器、變速箱、傳動軸等一系列機械傳動裝置,將動力傳遞至車輪。無論是多么先進(jìn)的內(nèi)燃機技術(shù)和自動變速箱技術(shù),都無法擺脫復(fù)雜的化學(xué)爆燃和機械傳動。
而對于電動汽車來說,這一切則僅僅是電的控制與傳送。
從動力發(fā)生到控制原理上,電動汽車比燃油汽車已經(jīng)大大簡化。就如同電子琴和鋼琴一樣。要想彈出美妙的音樂,鋼琴樂手不僅需要嚴(yán)格的訓(xùn)練,還要一絲不茍的演奏,來完成一首“火與鋼鐵”的協(xié)奏。而電子琴只需一個按鍵,便能放出美妙的和玄。電動汽車無疑為汽車智能化控制提供了簡單的方法和路徑。
燃油汽車還不僅僅限于原理的復(fù)雜。打開燃油汽車的前機艙,密如迷宮般的油路、電路足以讓人們眼花繚亂。在剖開變速箱,大大小小的齒輪、凸輪、行星輪、軸承、傳感器,甚至令一般的專業(yè)維修人員都感到迷惑。
為了實現(xiàn)燃油汽車的自動控制,工程師們不得不采用極為復(fù)雜、精密的系統(tǒng)。然而,過于復(fù)雜的系統(tǒng)不僅極大地增加了車輛成本,而且大大增加了故障隱患,同時,也使得動力和信號的傳輸變得遲滯,數(shù)據(jù)的運算變得冗長。
以剎車減速為例,當(dāng)電腦系統(tǒng)判斷出情況,將指令發(fā)送之后,燃油汽車必須經(jīng)歷剎車片制動、之后自動變速箱經(jīng)過一系列齒輪傳動變換輸出轉(zhuǎn)速,之后燃油系統(tǒng)調(diào)整燃油供應(yīng),之后發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降,之后自動變速箱齒輪重新咬合,之后再將動力傳遞給車輪的過程。大量“之后”的機械傳動和燃燒反應(yīng),不僅帶來了難以避免的動作遲滯,而且每個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)失誤。
然而,對于智能汽車來講,精準(zhǔn)、及時的控制與反應(yīng)恰恰是至關(guān)重要的。在高速的車流中、在復(fù)雜的路況中、在性命攸關(guān)的一剎那,故障、失誤,甚至0.1秒的反應(yīng)遲滯都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的事故和生命的殞逝。
對此,電動汽車則完全避免了機械傳動和點火爆燃的問題。電動汽車可以實現(xiàn)電腦對動力的直接控制。一根以光速傳遞能量的電纜代替了全部傳動裝置,數(shù)字化運行的電子電控器代替了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的齒輪變速箱,一臺電機就可以實現(xiàn)動力及時變換。
電動汽車使得面對復(fù)雜路況的智能化控制和自動駕駛成為可能,同時,大大降低了智能汽車的研發(fā)和生產(chǎn)成本。即使在現(xiàn)有車型中,加裝智能化自動控制系統(tǒng)的可能性和成本方面,電動汽車將遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于燃油汽車。
“尤其,在城市里車速不高的情況下,智能技術(shù)首先會在微型中低速電動汽車上尋找到突破口。”歐陽明高表示。
捆在網(wǎng)絡(luò)上的電動汽車
除了自動控制以外,從能量利用方式和汽車文化上來看,電動汽車也是一種智能網(wǎng)絡(luò)化的交通工具。新的信息化浪潮,已將電氣化和信息化緊密聯(lián)系在了一起。
正如同當(dāng)年燃油汽車的出現(xiàn),促使了公路、加油站、石油工業(yè)隨之發(fā)展,城市布局因此而改變一樣,電動汽車也正在通過能源形式、充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、信息化集成、產(chǎn)業(yè)流程再造等方面改變著人們的生活,改變著一個國家的產(chǎn)業(yè)面貌。
傳統(tǒng)地將電動汽車?yán)斫鉃殡姵卮嬗拖涞目捶ㄔ诨ヂ?lián)網(wǎng)興起的時代不免有些落伍。充電樁代替加油站可以建在家中,也可以廣泛分布在大街小巷。原先按照600公里設(shè)計的汽車油箱容量,已經(jīng)由充電樁構(gòu)建的能源網(wǎng)絡(luò)所代替。手機導(dǎo)航、車載衛(wèi)星定位、APP預(yù)約充電、打車軟件等,伴隨著新能源汽車的應(yīng)用將得到應(yīng)用和普及。
“對于大眾消費,以高成本去追求更長的電動汽車?yán)m(xù)航里程,已經(jīng)越發(fā)失去意義。”北京市新能源汽車促進(jìn)委員會牛心明表示,充電網(wǎng)絡(luò)和智能網(wǎng)聯(lián)的建設(shè),將對電動汽車的續(xù)航和方便出行更有意義。
手機導(dǎo)航可以準(zhǔn)確地規(guī)劃路線,APP充電預(yù)約可以掃描路途中的所有充電樁的位置和充電狀態(tài)。電動汽車不用擔(dān)心路途不明、繞遠(yuǎn)、迷路等情況的發(fā)生,而使車輛超出續(xù)航里程。電動汽車也不用擔(dān)心一路上沒有充電站而“趴窩”,互聯(lián)網(wǎng)和車載信息終端已經(jīng)提前將路線、能源消耗、充電設(shè)施全部計算完畢,并上傳至行車電腦。
不管是幾公里的路程還是幾百公里的路程,目前的衛(wèi)星定位系統(tǒng)都可以準(zhǔn)確測量,無線通信也保證了路況信息的及時傳輸。
電動汽車的能源控制與工況控制已經(jīng)擺脫了燃油汽車過于粗略、需要認(rèn)真估算的油表和轉(zhuǎn)速表設(shè)置,數(shù)字化的精確電腦管理和數(shù)據(jù)顯示,確保了駕駛者對汽車?yán)m(xù)航里程的掌握。
智能網(wǎng)聯(lián)對于電動汽車是減法,而對于燃油汽車則是加法。智能網(wǎng)聯(lián)減少了電動汽車的電池容量,從而大大降低了汽車成本。
一輛300公里續(xù)航里程的電動汽車,目前至少需要40多千瓦時的電池容量,其僅電池成本就高達(dá)約12萬元。而實現(xiàn)了智能網(wǎng)聯(lián)的電動汽車,在城市充電網(wǎng)絡(luò)中,只需要不到100公里的續(xù)航里程就可以滿足近90%的出行需求。僅電池成本一項就可以節(jié)省近2/3,全車購置成本降低一半,為消費者提供了極大的實惠。
對于剩余的10%的出行需求,同樣可以通過智能網(wǎng)聯(lián)來解決。網(wǎng)絡(luò)租車、滴滴打車對于希望長途出行的消費者,代用車幾乎召之即來,而且費用也不高。
相比于電動汽車,智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的添加只能為燃油汽車增加成本。智能網(wǎng)聯(lián)的發(fā)展將使電動汽車步入經(jīng)濟實用化階段,而燃油汽車卻越發(fā)“昂貴”。
無論是未來的概念,還是消費者體驗,無論是高端品牌對于舒適安全的追求,還是大眾品牌對于降低成本的訴求,都使得電動汽車成為智能網(wǎng)聯(lián)時代的寵兒。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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