自動駕駛時代就要來了,有人說自動駕駛適合電動汽車,傳統汽車就要被拋棄了。
果真如此嗎?未必!
首先,電動汽車和傳統汽車都可以作為自動駕駛系統的載體。
自動駕駛系統的基本組成部分包括感知、決策和控制,感知主要是感測器,就是我們平常所說的毫米波雷達、鐳射雷達、攝像頭等感受環境的裝置,決策也就是控制器就是根據感測器的資訊進行決策並輸出控制量的裝置,也就是車載計算平臺,這兩者一般是普通不具備自動駕駛能力的汽車基本不具備的東西,增加自動駕駛功能都要增加這兩部分。
控制就是執行器,是控制汽車完成轉向、加速、減速等的裝置,其基礎是線控,也就是說車輛的轉向、加速、減速這些過程都是可以透過電訊號來控制的,這一點不論是電動汽車還是現在的傳統汽車都已經可以輕鬆做到,所以它們從原理上講都可以實現自動駕駛。
但是,電動機可以做到更高的控制精度。
就電動汽車與傳統汽車對比來看,兩者的差異主要就是電力驅動和內燃機驅動,也就是說動力系統之外,其他方面兩者並無大的差別。
自動駕駛系統本質是一個閉環自動控制系統,其中動力系統是被控物件之一。控制有三個硬指標,那就是快速性、穩定性(魯棒性)和準確性(誤差),這三個特性都與被控物件的時間常數密切相關。
其一,不論是內燃機還是電動機,控制的最基本的量就是轉矩。這就很容易理解了:內燃機的轉矩建立時間長,渦輪增壓機型增加更甚,也就是說其作為被控物件(的傳遞函式)中的時間常數更大,更大的時間常數對於快速性、穩定性都有直接的影響,電動機轉矩建立的速度快,也就是大家常說的電門“跟腳”,其控制的快速性、穩定性都要更好。
其二,電動汽車的電動機為電磁感應力矩,其轉矩脈動幾乎為0,而內燃機的轉矩本質上就是不連續的,其脈動比較大,氣缸越少脈動越大,這也是為什麼多缸車型具有更好的平滑性,雖然經過多年的發展,轉矩脈動已經基本無感,但是對比天生順滑的電動機,在控制準確性方面,這仍是內燃機的一大劣勢。
其三,內燃機動力在控制的時候需要內燃機、變速箱、離合器同步控制,其控制系統的結構更為複雜,而電動汽車只需要控制電機,其控制系統的結構明顯更簡單,體積、重量都要更小,簡單也意味著可靠,這也是電動機的一大優勢。
所以說電動機天生更適合自動控制,可以做到更高的控制精度和更好的控制效果。
當然,這種適合在現階段很難表現出來,因為目前的自動駕駛技術還處於起步階段,還遠沒有達到深入挖掘機械潛能實現高效能控制的程度,但是我們可以設想幾個簡單的例子。
比如說路上有40臺自動駕駛車輛,我們需要它們編隊執行,車距控制在10cm以內,完全同步加減速,此情況下,40臺車就像一列高鐵,雖然沒有硬連線,但是透過軟體控制實現和高鐵一樣的效能,這時候,不同型別的內燃機就很難實現同步控制,但是電動機因為更高的控制精度,只要在效能範圍內,就可以輕鬆實現同步。
比如在十字路口處,自動駕駛汽車不需要紅綠燈控制,透過車輛與車輛的互相通訊,實現快速穿插通行,兩個方向的車輛精確的控制速度,從車流的空隙穿過,這時候需要的控制快速性和準確性就很高,電動汽車的優勢就可以體現了。
當然,除了以上所講之外,電動汽車還具有強大的供電能力,對計算平臺可以提供強有力的支援,保證算力。但這一點並不能認為是電動汽車獨有的,因為傳統燃油車也可以透過升級大功率的發電機來實現,不過還是不如電動汽車直接用電來的簡單暢快。
所以,總體來說,電動汽車和傳統汽車都可以作為自動駕駛汽車,但是相對而言,電動汽車的控制系統更為簡單,可以達到的控制的快速性、準確性和穩定性更佳,所以說電動機驅動在自動駕駛方面擁有一定優勢,電動汽車天生更適合作為自動駕駛汽車。