讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

自动驾驶时代就要来了,有人说自动驾驶适合电动汽车,传统汽车就要被抛弃了。

果真如此吗?未必!

首先,电动汽车和传统汽车都可以作为自动驾驶系统的载体。

自动驾驶系统的基本组成部分包括感知、决策和控制,感知主要是传感器,就是我们平常所说的毫米波雷达、激光雷达、摄像头等感受环境的设备,决策也就是控制器就是根据传感器的信息进行决策并输出控制量的设备,也就是车载计算平台,这两者一般是普通不具备自动驾驶能力的汽车基本不具备的东西,增加自动驾驶功能都要增加这两部分。

讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

控制就是执行器,是控制汽车完成转向、加速、减速等的装置,其基础是线控,也就是说车辆的转向、加速、减速这些过程都是可以通过电信号来控制的,这一点不论是电动汽车还是现在的传统汽车都已经可以轻松做到,所以它们从原理上讲都可以实现自动驾驶。

但是,电动机可以做到更高的控制精度。

就电动汽车与传统汽车对比来看,两者的差异主要就是电力驱动和内燃机驱动,也就是说动力系统之外,其他方面两者并无大的差别。

自动驾驶系统本质是一个闭环自动控制系统,其中动力系统是被控对象之一。控制有三个硬指标,那就是快速性、稳定性(鲁棒性)和准确性(误差),这三个特性都与被控对象的时间常数密切相关。

讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

其一,不论是内燃机还是电动机,控制的最基本的量就是转矩。这就很容易理解了:内燃机的转矩建立时间长,涡轮增压机型增加更甚,也就是说其作为被控对象(的传递函数)中的时间常数更大,更大的时间常数对于快速性、稳定性都有直接的影响,电动机转矩建立的速度快,也就是大家常说的电门“跟脚”,其控制的快速性、稳定性都要更好。

其二,电动汽车的电动机为电磁感应力矩,其转矩脉动几乎为0,而内燃机的转矩本质上就是不连续的,其脉动比较大,气缸越少脉动越大,这也是为什么多缸车型具有更好的平滑性,虽然经过多年的发展,转矩脉动已经基本无感,但是对比天生顺滑的电动机,在控制准确性方面,这仍是内燃机的一大劣势。

其三,内燃机动力在控制的时候需要内燃机、变速箱、离合器同步控制,其控制系统的结构更为复杂,而电动汽车只需要控制电机,其控制系统的结构明显更简单,体积、重量都要更小,简单也意味着可靠,这也是电动机的一大优势。

所以说电动机天生更适合自动控制,可以做到更高的控制精度和更好的控制效果。

讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

当然,这种适合在现阶段很难表现出来,因为目前的自动驾驶技术还处于起步阶段,还远没有达到深入挖掘机械潜能实现高性能控制的程度,但是我们可以设想几个简单的例子。

比如说路上有40台自动驾驶车辆,我们需要它们编队运行,车距控制在10cm以内,完全同步加减速,此情况下,40台车就像一列高铁,虽然没有硬连接,但是通过软件控制实现和高铁一样的性能,这时候,不同类型的内燃机就很难实现同步控制,但是电动机因为更高的控制精度,只要在性能范围内,就可以轻松实现同步。

讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

比如在十字路口处,自动驾驶汽车不需要红绿灯控制,通过车辆与车辆的互相通讯,实现快速穿插通行,两个方向的车辆精确的控制速度,从车流的空隙穿过,这时候需要的控制快速性和准确性就很高,电动汽车的优势就可以体现了。

当然,除了以上所讲之外,电动汽车还具有强大的供电能力,对计算平台可以提供强有力的支持,保证算力。但这一点并不能认为是电动汽车独有的,因为传统燃油车也可以通过升级大功率的发电机来实现,不过还是不如电动汽车直接用电来的简单畅快。

讲自动驾驶,电动汽车比传统汽车更有优势?

所以,总体来说,电动汽车和传统汽车都可以作为自动驾驶汽车,但是相对而言,电动汽车的控制系统更为简单,可以达到的控制的快速性、准确性和稳定性更佳,所以说电动机驱动在自动驾驶方面拥有一定优势,电动汽车天生更适合作为自动驾驶汽车。

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页面更新:2024-05-19

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