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新能源车为何是智能汽车的最佳载体?原因不只是软件定义汽车

2021年09月01日 12:45:03
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来源:车经社

最近有朋友问到,如果说汽车是人工智能的最佳载体,软件正在定义汽车,那发展近百年的传统燃油车和最近火热的新能源汽车相比,谁才是智能汽车的“最佳载体”呢?

要弄清这个问题,首先要清楚,既然是智能汽车,必须要有电进行控制,然后再从整车的电能消耗和电子架构等方面综合来分析,才能得出客观准确的答案。

先来看电平衡。所谓电平衡,就是汽车所能提供的电量要能满足整车电器消耗的电量,同时有一部分富余的电量给蓄电池充电,从而保证整车用电平衡。

从低压电器能耗角度来看,其电能消耗主要集中在各ECU、空调、灯光、雨刮、座椅加热等部件,能耗通常能达到1kW,加上智能座舱、智慧大屏以及众多智能辅助驾驶功能的话,能耗比1kW要大很多。

传统燃油车电能的主要来源是12V蓄电池和发电机,并由发动机拖动发电。目前传统燃油车发电机的功率已经超过1kW,部分车型做到2kW。

问题就在这里,当燃油车的智能配置越来越多,电耗越来越大,只能靠不断加大发电机来满足。受限于燃油发动机的热效率,燃油车的发电功率做到2kW就很难突破了。

除了肉眼可见的电耗,在静置的情况下,额外消耗的电量也是不可忽视的。

传统燃油车的静置电流通常很低,有些可以做到10mA以内,大部分可以做到20mA以内。随着汽车智能化程度越来越高,使得静置暗电流已经大到近乎失控的状态,就像现在智能手机几乎不关机一样。

比如,远程控制、智能诊断等功能,需要增加静态电流来实现。要维持运存信息和唤醒外设电源,静态电流更会急剧上升。还有哨兵模式、自动迎宾等功能,也需要增加静态电流来实现。

这么算下来,到底需要多大的蓄电池呢?对于传统燃油车来说,几乎无解。因为压根不可能一直开着发动机给车辆补能,尤其是在停车场里。

再来看新能源汽车,这方面和燃油车大不一样。

新能源汽车低压电器主要的电能来源于12V蓄电池和DCDC电压转换器。当车辆静置,由12V蓄电池供能;当车辆启动后,由发电机/DCDC电压转换器供能。只要动力电池有电,随时可以启动DCDC电压转换器给12V蓄电池补电。

新能源汽车DCDC的功率很容易做到2kW,市面上已经有成熟的3kW产品,再往上突破也不难,因为从动力电池取电很容易,而且转换效率可达到85%以上,来再多的低压电器也不必担心。

所以,从电平衡的角度来看,汽车智能化的最佳载体是新能源汽车,而不会是燃油车。而且,从智能汽车电子架构的角度考虑,新能源汽车也是必然的选择。

智能汽车特别是自动驾驶功能对整车架构提出了变革的要求,这种架构演进在新能源汽车中找到了很多契合点。

要在一辆燃油车上做自动驾驶,那数据要通过复杂的CAN总线传给发动机ECU、变速箱TCU,这两个CU再把电信号传到具体的执行零件,如电子节气门,再转化为具体的动作,如节气门开度、喷油嘴喷油时间、可变气门正时/升程、变速箱换档逻辑等。

可见,燃油车的工况曲线相对复杂,要实现自动驾驶,涉及到的零件相当多,而且很难做到精准控制。

要在一辆新能源汽车上做自动驾驶,那就简单得多了,更像一台手机。因为电动汽车没有节气门、喷油嘴、高压包、变速箱这堆东西,电脑处理后的数据可以直接传给电机、电池、电控三大部件,它们也能在短时间内做出响应并且实现精准控制。

新能源车的天然优势就在于其架构是电气电子化的,车上绝大多数的零部件都可以有芯片控制,能做到线性控制。这样的话,物联网的基本条件就有了。相比之下,燃油车无论是动力还是制动,都做不到线性控制。

总之,燃油车的核心是动力驱动,优势在机械方面,弱项是信息存储、信息交换及远程控制上,控制不够精准。新能源车的核心是精准控制,数不尽的电控器件和传感器,在新能源车上更容易实现和控制。

写在最后:

传统燃油车可以做智能汽车,只不过受限于其基本架构,所以不是“最佳”载体。从驱动形式、电子架构等方面综合来看,智能汽车的“最佳”载体必然是新能源车,而电动车又是新能源车当中,最适合做智能化的载体。

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