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电动汽车决胜燃油汽车 更适合智能汽车的开发

近日,人们熟知的《变形金刚》电影又在计划拍摄前传。来自遥远宇宙深处的机械生物与地球上风驰电掣的各类豪车共同激发起人们对未来和宇宙的好奇。

然而,一个看似无厘头的问题却将人们拉回了现实——变形金刚中的“汽车人”是新能源汽车,还是燃油汽车?

答案显然是前者。智能化的演进结果必然导致电动化,甚至更高等级能源的使用。

“电动汽车距离智能最近。”中国电动汽车百人会执行理事长、清华大学教授欧阳明高这样表示。

电动汽车依托于智能系统的应用,正在成为智能汽车的最佳载体。

不只是一个预言

2015年,新能源汽车,尤其是电动汽车与智能汽车相互融合的概念与产品,成为中国乃至国际汽车界竞相追逐的对象。

在刚刚过去的2015上海国际汽车展上,人们会吃惊地发现,几乎所有新概念车型都同时指向了智能化的电动汽车。

奔驰的F015 Luxury in Motion、雪弗兰的CHEVROLET-FNR,不仅以其科幻的外形令观者赞叹不已,其无幅轮毂电机的应用、全部机械操控系统的取消,中控台的液晶屏显示,自动路线规划、自动无人驾驶系统的应用,已经为人们展示出汽车成为“运输机器人”的未来。

同时,网联汽车、云汽车的概念也与电动汽车紧密地结合了起来。

北汽新能源公司与乐视共同推出的智能网联汽车概念,已经将电动汽车与大量液晶显示操控系统、无线互联网信息接入系统结合在了一起,用以定义未来汽车的标准配置。

一汽集团发布了“挚途”技术战略,也将手机叫车、自主泊车、拥堵跟车、自主驾驶等智能化功能集中在其新能源红旗H7轿车产品中。

一向被视为电动汽车开拓者的特斯拉也极力标榜自身的智能概念,自动导航、无线检测、自动跟车、主动避让等智能功能已经不再新鲜。特斯拉针对电动汽车的空中升级技术,已经能够实现通过互联网升级软件下载,实现远程自动重新构建整车动力性能、能源管理的功能。

“电动汽车能够达到的智能化程度是传统能源汽车不可想象的事情。”特斯拉亚太区工程总监王文佳表示。

欧阳明高认为,汽车智能化的发展将按照智能化安全辅助技术、网联汽车、无人驾驶汽车逐步发展。其中,第一步很快就会得到普及。“5—10年内,车联网技术会发生革命性的变化,并且首先实现这一变化的将是电动汽车。”

电动化决胜内燃机

从自动控制角度,电动汽车先天要比燃油汽车更适合作为智能汽车的开发平台。

众所周知,燃油汽车的动力来自于内燃机中的燃油混合气体爆燃做功。然后,动力再通过活塞、曲轴、连杆、离合器、变速箱、传动轴等一系列机械传动装置,将动力传递至车轮。无论是多么先进的内燃机技术和自动变速箱技术,都无法摆脱复杂的化学爆燃和机械传动。

而对于电动汽车来说,这一切则仅仅是电的控制与传送。

从动力发生到控制原理上,电动汽车比燃油汽车已经大大简化。就如同电子琴和钢琴一样。要想弹出美妙的音乐,钢琴乐手不仅需要严格的训练,还要一丝不苟的演奏,来完成一首“火与钢铁”的协奏。而电子琴只需一个按键,便能放出美妙的和玄。电动汽车无疑为汽车智能化控制提供了简单的方法和路径。

燃油汽车还不仅仅限于原理的复杂。打开燃油汽车的前机舱,密如迷宫般的油路、电路足以让人们眼花缭乱。在剖开变速箱,大大小小的齿轮、凸轮、行星轮、轴承、传感器,甚至令一般的专业维修人员都感到迷惑。

为了实现燃油汽车的自动控制,工程师们不得不采用极为复杂、精密的系统。然而,过于复杂的系统不仅极大地增加了车辆成本,而且大大增加了故障隐患,同时,也使得动力和信号的传输变得迟滞,数据的运算变得冗长。

以刹车减速为例,当电脑系统判断出情况,将指令发送之后,燃油汽车必须经历刹车片制动、之后自动变速箱经过一系列齿轮传动变换输出转速,之后燃油系统调整燃油供应,之后发动机转速下降,之后自动变速箱齿轮重新咬合,之后再将动力传递给车轮的过程。大量“之后”的机械传动和燃烧反应,不仅带来了难以避免的动作迟滞,而且每个环节都有可能出现失误。

然而,对于智能汽车来讲,精准、及时的控制与反应恰恰是至关重要的。在高速的车流中、在复杂的路况中、在性命攸关的一刹那,故障、失误,甚至0.1秒的反应迟滞都可能导致严重的事故和生命的殒逝。

对此,电动汽车则完全避免了机械传动和点火爆燃的问题。电动汽车可以实现电脑对动力的直接控制。一根以光速传递能量的电缆代替了全部传动装置,数字化运行的电子电控器代替了复杂结构的齿轮变速箱,一台电机就可以实现动力及时变换。

电动汽车使得面对复杂路况的智能化控制和自动驾驶成为可能,同时,大大降低了智能汽车的研发和生产成本。即使在现有车型中,加装智能化自动控制系统的可能性和成本方面,电动汽车将远远优于燃油汽车。

“尤其,在城市里车速不高的情况下,智能技术首先会在微型中低速电动汽车上寻找到突破口。”欧阳明高表示。

捆在网络上的电动汽车

除了自动控制以外,从能量利用方式和汽车文化上来看,电动汽车也是一种智能网络化的交通工具。新的信息化浪潮,已将电气化和信息化紧密联系在了一起。

正如同当年燃油汽车的出现,促使了公路、加油站、石油工业随之发展,城市布局因此而改变一样,电动汽车也正在通过能源形式、充电网络建设、信息化集成、产业流程再造等方面改变着人们的生活,改变着一个国家的产业面貌。

传统地将电动汽车理解为电池代替油箱的看法在互联网兴起的时代不免有些落伍。充电桩代替加油站可以建在家中,也可以广泛分布在大街小巷。原先按照600公里设计的汽车油箱容量,已经由充电桩构建的能源网络所代替。手机导航、车载卫星定位、APP预约充电、打车软件等,伴随着新能源汽车的应用将得到应用和普及。

“对于大众消费,以高成本去追求更长的电动汽车续航里程,已经越发失去意义。”北京市新能源汽车促进委员会牛心明表示,充电网络和智能网联的建设,将对电动汽车的续航和方便出行更有意义。

手机导航可以准确地规划路线,APP充电预约可以扫描路途中的所有充电桩的位置和充电状态。电动汽车不用担心路途不明、绕远、迷路等情况的发生,而使车辆超出续航里程。电动汽车也不用担心一路上没有充电站而“趴窝”,互联网和车载信息终端已经提前将路线、能源消耗、充电设施全部计算完毕,并上传至行车电脑。

不管是几公里的路程还是几百公里的路程,目前的卫星定位系统都可以准确测量,无线通信也保证了路况信息的及时传输。

电动汽车的能源控制与工况控制已经摆脱了燃油汽车过于粗略、需要认真估算的油表和转速表设置,数字化的精确电脑管理和数据显示,确保了驾驶者对汽车续航里程的掌握。

智能网联对于电动汽车是减法,而对于燃油汽车则是加法。智能网联减少了电动汽车的电池容量,从而大大降低了汽车成本。

一辆300公里续航里程的电动汽车,目前至少需要40多千瓦时的电池容量,其仅电池成本就高达约12万元。而实现了智能网联的电动汽车,在城市充电网络中,只需要不到100公里的续航里程就可以满足近90%的出行需求。仅电池成本一项就可以节省近2/3,全车购置成本降低一半,为消费者提供了极大的实惠。

对于剩余的10%的出行需求,同样可以通过智能网联来解决。网络租车、滴滴打车对于希望长途出行的消费者,代用车几乎召之即来,而且费用也不高。

相比于电动汽车,智能网联系统的添加只能为燃油汽车增加成本。智能网联的发展将使电动汽车步入经济实用化阶段,而燃油汽车却越发“昂贵”。

无论是未来的概念,还是消费者体验,无论是高端品牌对于舒适安全的追求,还是大众品牌对于降低成本的诉求,都使得电动汽车成为智能网联时代的宠儿。


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