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为什么油车不能智能驾驶

2025-04-02 15:28    头条推荐    来源:365文库
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智能驾驶:汽车行业的新赛场

在科技飞速发展的今天,智能驾驶已成为汽车行业中备受瞩目的领域。它汇聚了人工智能、传感器、计算机视觉等多项先进技术,通过电脑系统实现无人驾驶,让汽车能够自主观察环境、分析状况并做出决策 ,引领着汽车行业的变革浪潮。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)和美国汽车工程师协会(SAE)制定的标准体系,将自动驾驶程度由低到高分为 Level 0 到 Level 5 六个等级。在 Level 0 阶段,车辆完全由驾驶人掌控,没有任何自动化系统;而到了 Level 5,所有驾驶功能都完全由自动化系统控制,驾驶员无需干预。

随着技术的不断进步,智能驾驶正逐渐从概念走向现实,为人们带来更加便捷、高效和安全的出行体验。特斯拉、谷歌的 Waymo、百度的 Apollo 等公司在智能驾驶领域处于行业领先地位,其研发成果不断推动着智能驾驶技术的发展和应用。从最初的驾驶辅助系统,到如今部分场景下实现的自动驾驶,智能驾驶正一步步改变着人们的出行方式,也成为众多汽车制造商和科技公司竞相角逐的新赛场。在这样的背景下,传统燃油车在智能驾驶领域的表现却不尽如人意,与新能源汽车形成了鲜明的对比。

电车智能驾驶的辉煌表现

新能源汽车,尤其是电动汽车,在智能驾驶领域展现出了令人瞩目的实力。以特斯拉为例,其 Autopilot 自动辅助驾驶系统和更高级别的 Full Self-Driving(FSD)全自动驾驶辅助系统备受关注 。Autopilot 具备自动辅助导航驾驶功能,车辆能够根据导航路线,在高速公路上自动完成变道、超车等操作,极大减轻了驾驶员长途驾驶的疲劳感。当驾驶员设定好导航目的地,车辆进入高速公路后,该系统可以自动识别路况和车道标识,按照限速规定行驶,并根据周围车辆情况智能地进行变道,保持高效的行驶速度。

自动泊车也是特斯拉智能驾驶系统的一大亮点,对于许多驾驶技术不够熟练的司机来说,停车往往是一件令人头疼的事情,而特斯拉的自动泊车功能可以帮助驾驶员轻松解决这一难题。当车辆行驶到合适的停车区域时,系统会自动识别周围的停车位,无论是平行车位还是垂直车位,驾驶员只需按照提示操作,车辆就能自动完成泊车动作,精准地停入车位。

此外,特斯拉还拥有智能召唤功能,在一定条件下,驾驶员可以通过手机应用远程召唤车辆,车辆会自动从停车位驶出,行驶到驾驶员所在位置,这种科幻般的体验让人们感受到了智能驾驶技术的魅力。

小鹏汽车同样在智能驾驶领域成绩斐然,其自主研发的 XNGP 全场景智能辅助驾驶系统具有独特的优势。XNGP 系统基于小鹏自主研发的 XNet 深度视觉神经网络,能够实现强大的感知能力,即使在纯视觉模式下,也能敏锐地察觉到车辆周围大范围的障碍物,为后续的路径规划和决策提供坚实基础。

在高速场景下,小鹏的 NGP(Navigation Guided Pilot)自动导航辅助驾驶功能表现出色。它可以根据导航路线,自动完成从 A 点到 B 点的驾驶过程,包括自动变道、自主上下匝道等操作。在实际测试中,小鹏 NGP 功能的平均百公里接管次数较低,变道超车成功率、匝道通过成功率和隧道通过成功率都达到了较高水平。例如,在一次从广州到北京的 3675 公里的远征挑战中,小鹏汽车的平均单车 NGP 行驶里程达到 2930 公里,变道超车总次数 6245 次,通过匝道总次数 1215 次,通过隧道总次数 1308 次 ,充分展示了其在高速智能驾驶方面的可靠性。

在城市道路中,XNGP 系统同样能发挥重要作用,它可以自动识别交通信号灯,在合适的时机进行变道超车,还能应对复杂的路口和路况。此外,小鹏汽车的 AI 代驾功能能够主动记忆用户的驾驶路径,根据用户习惯生成定制化路线,为用户提供更加个性化的智能驾驶体验。

油车智能驾驶:艰难的追赶之路

设计理念的束缚

传统燃油车的设计理念长期以来侧重于机械性能的提升,如发动机的功率、扭矩,变速箱的换挡逻辑以及车辆的操控稳定性等。在过去的百年发展历程中,燃油车的设计重点主要围绕着如何优化内燃机的燃烧效率、提高动力传输效率以及增强车辆的机械可靠性。例如,汽车工程师们不断改进发动机的气缸排列方式、喷油技术和进气系统,以提升燃油的燃烧效率,从而获得更强的动力输出;在底盘悬挂系统的设计上,注重调校出更优的操控性能和舒适性。

这种传统的设计理念使得燃油车在面对智能驾驶技术的融入时,显得缺乏前瞻性。燃油车的设计并没有为智能驾驶所需的大量传感器、高性能计算单元以及复杂的软件系统预留足够的空间和接口。当尝试将智能驾驶技术整合到燃油车上时,会面临诸多难题,如传感器的安装位置受限,导致无法获得最佳的感知视野;计算单元的算力不足,无法满足实时处理大量数据的需求;软件系统与车辆原有的机械控制系统兼容性差,难以实现高效的协同工作。

与之形成鲜明对比的是,电动汽车从诞生之初就将智能驾驶视为核心发展方向之一。特斯拉作为电动汽车的先驱,在其车辆设计的早期阶段,就将智能驾驶系统的集成纳入考量。其车辆的电子电气架构设计更加灵活,能够轻松容纳大量的传感器,如摄像头、雷达和超声波传感器等,这些传感器被巧妙地布置在车身各个关键位置,以实现全方位的环境感知。同时,特斯拉配备了高性能的计算平台,具备强大的数据处理能力,能够快速分析传感器收集到的数据,并及时做出决策。这种前瞻性的设计理念使得电动汽车在智能驾驶领域具有天然的优势,能够更顺畅地实现智能驾驶功能的升级和拓展。

动力系统的限制

燃油车的动力系统主要依赖内燃机,通过燃烧燃油产生热能,再将热能转化为机械能,从而驱动车辆行驶。然而,这种动力输出方式存在响应速度慢的问题。从驾驶员踩下油门踏板,到发动机做出反应并输出相应的动力,需要经历一系列复杂的机械和物理过程,包括燃油喷射、点火、燃烧以及活塞运动等,这中间存在一定的延迟,通常需要半秒到一秒的时间。

在智能驾驶场景中,对动力系统的响应速度要求极高。例如,当车辆在高速行驶时,前方突然出现障碍物,智能驾驶系统需要车辆能够迅速做出减速或避让的动作。此时,燃油车动力系统的延迟响应可能会导致错过最佳的避让时机,增加发生事故的风险。在自动超车场景中,由于动力响应不及时,可能会使超车过程变得拖沓,影响道路的通行效率,同时也增加了与被超车辆发生碰撞的可能性。

此外,燃油车动力系统在精细调节方面也存在不足。由于内燃机的工作原理和机械结构的限制,其动力输出难以实现像电动汽车电机那样的精确控制。在智能驾驶中,车辆需要根据不同的路况和驾驶需求,对动力进行精准的调节,以实现平稳的加速、减速和行驶。而燃油车在这方面往往力不从心,导致驾驶体验不够流畅,也影响了智能驾驶系统的整体性能。

相比之下,电动汽车的动力系统基于电机和电池,具有毫秒级的精确调节能力。电机能够在瞬间响应控制系统的指令,实现快速的动力输出和调节。当智能驾驶系统发出加速指令时,电机可以立即提高转速,输出强大的扭矩,使车辆迅速加速;在减速时,电机可以快速切换为发电模式,实现能量回收,同时提供稳定的制动力。这种精确的动力调节能力使得电动汽车在智能驾驶场景中能够更加灵活、精准地应对各种情况,为智能驾驶的实现提供了有力的支持。

协同能力的不足

燃油车的能源系统(发动机)和制动系统相对独立,它们之间的协同主要依靠机械结构和简单的电子控制。在制动过程中,主要依赖机械制动装置,如刹车片与刹车盘之间的摩擦来实现减速。这种制动方式虽然成熟可靠,但在能量回收和精准控制方面存在明显不足。

当车辆减速或刹车时,燃油车的制动系统无法有效地将车辆的动能转化为电能并储存起来,导致能量浪费。而且,由于机械制动的响应速度相对较慢,在紧急制动情况下,从驾驶员踩下刹车踏板到车辆开始减速,存在一定的延迟,这可能会影响制动效果,增加制动距离。燃油车的能源系统和制动系统之间缺乏紧密的信息交互和协同控制,难以实现智能驾驶所要求的高效能量管理和精准制动控制。

与之相反,电动汽车的电池、电机和制动系统实现了无缝集成。在能量回收方面,当车辆减速或刹车时,电机可以迅速切换为发电模式,将车辆的动能转化为电能,并存储到电池中,实现能量的高效回收利用。这种能量回收机制不仅提高了能源利用效率,还减少了对机械制动的依赖,延长了刹车片的使用寿命。

在制动控制方面,电动汽车的电机和制动系统可以实现高度精确的协同工作。通过电子控制系统的精确调节,电机可以根据车辆的行驶状态和制动需求,提供恰到好处的制动力,实现平稳、精准的制动。在智能驾驶场景中,当车辆需要紧急制动时,智能驾驶系统可以迅速向电机和制动系统发出指令,两者协同工作,使车辆在最短的时间内安全停下来,大大提高了制动的安全性和可靠性。这种无缝集成的协同能力为电动汽车的智能驾驶提供了更加稳定、高效的运行基础。

电量供应的短板

智能驾驶系统的运行需要大量的电量支持,因为它配备了众多的传感器、激光雷达、摄像头以及高性能的计算芯片等硬件设备。这些硬件设备在工作时需要持续消耗电能,以实现对车辆周围环境的实时感知、数据处理和决策执行。例如,一辆配备了先进智能驾驶系统的汽车,其传感器和计算芯片的总功耗可能高达数百瓦。

然而,传统燃油车的电瓶容量通常较小,一般只能储存约一度电甚至更少,主要用于车辆的启动和基本的照明等功能。这样的电量储备远远无法满足智能驾驶系统的高能耗需求。如果要在燃油车上实现智能驾驶,就需要增加电池容量,但这会带来一系列问题。一方面,增加电池容量会导致车辆的重量增加,从而影响燃油车的动力性能和燃油经济性;另一方面,大量增加电池容量后的燃油车,其性质已经更接近混合动力车型,失去了纯燃油车的原有特点。

此外,燃油车的发电系统主要是为了满足车辆的基本用电需求和补充电瓶电量,其发电功率有限,难以在智能驾驶系统高负荷运行时提供稳定、充足的电力。在长时间使用智能驾驶功能时,燃油车的电瓶电量可能会迅速耗尽,导致智能驾驶系统无法正常工作,甚至影响车辆的正常行驶。而电动汽车则拥有大容量的电池组,能够轻松满足智能驾驶系统的电量需求,并且其充电系统也能够在车辆行驶过程中或停车时为电池充电,确保智能驾驶系统的持续稳定运行。

软件升级的困境

智能驾驶技术处于快速发展阶段,软件系统需要不断更新和升级,以提升性能、修复漏洞和增加新功能。电动汽车在软件升级方面具有明显的优势,它们可以通过无线软件更新(OTA)技术,在车辆行驶过程中或停车时随时进行软件升级。车主只需要将车辆连接到互联网,系统就会自动检测并下载最新的软件版本,然后在合适的时机进行安装,整个过程无需车主手动干预,非常便捷。

相比之下,燃油车的软件升级则面临诸多困难。由于燃油车的软件系统与发动机等硬件设备紧密关联,软件升级时通常需要启动发动机,以确保车辆的电力供应和系统运行稳定。然而,长时间启动发动机进行软件升级会额外消耗燃油,增加使用成本,同时也会产生不必要的尾气排放,对环境造成污染。而且,燃油车的软件升级过程相对复杂,需要专业的技术人员进行操作,或者通过特定的设备和程序进行,这使得软件升级的难度和成本都较高。

这种软件升级的差异对智能驾驶技术的发展产生了重要影响。电动汽车能够快速、便捷地进行软件升级,使其能够及时享受到最新的智能驾驶技术成果,不断提升智能驾驶的性能和体验。而燃油车由于软件升级的不便,在智能驾驶技术的更新迭代方面相对滞后,难以跟上电动汽车的发展步伐,进一步拉大了两者在智能驾驶领域的差距。

未来展望:油车的智能驾驶破局之路?

尽管当前传统燃油车在智能驾驶领域面临诸多困境,但这并不意味着它们毫无破局的可能。随着科技的飞速发展和汽车行业的不断创新,油车在智能驾驶领域仍存在一些潜在的发展方向和突破点。

在动力系统方面,油车可以朝着混合动力方向发展,通过引入电动机辅助,提升动力系统的响应速度和精确控制能力。这种混合动力模式不仅能够弥补燃油发动机在动力响应上的不足,还能实现更高效的能量回收和利用,为智能驾驶系统提供更稳定的动力支持。宝马的 iPerformance 系列车型,在传统燃油发动机的基础上,配备了高性能的电动机,实现了两者的协同工作,有效提升了动力系统的性能,为智能驾驶功能的实现创造了更有利的条件。

优化电子电气架构也是油车实现智能驾驶突破的关键方向。从分布式架构向域集中式架构甚至中央集中式架构转变,能够显著提高系统的集成度和通信效率,满足智能驾驶对高算力和实时响应的需求。大众汽车在其部分车型中采用了域集中式电子电气架构,将多个功能模块集成到单个控制器中,减少了线束长度和重量,提升了系统的可靠性和数据处理能力,为智能驾驶技术的部署奠定了坚实基础。

此外,与科技公司的深度合作也是油车提升智能驾驶水平的重要途径。通过与专业的人工智能、传感器技术等领域的科技公司合作,油车制造商可以充分利用外部的先进技术和创新能力,加快智能驾驶技术的研发和应用。上汽大众与华为合作,在其部分车型中搭载了华为的智能驾驶解决方案,借助华为在通信、芯片和人工智能等领域的技术优势,提升了车辆的智能驾驶性能。

然而,油车在智能驾驶领域的发展也面临着诸多挑战。高昂的研发成本是一个不容忽视的问题,智能驾驶技术的研发需要大量的资金投入,包括硬件研发、软件开发、测试验证等多个环节,这对于传统燃油车制造商来说是一个巨大的经济压力。技术标准的不统一也给油车的智能驾驶发展带来了困扰,不同地区、不同企业之间的技术标准存在差异,这增加了技术整合和推广的难度。消费者对于油车智能驾驶的接受程度也是一个关键因素,如果消费者对油车智能驾驶的安全性、可靠性存在疑虑,将会影响其市场推广和应用。

尽管油车在智能驾驶领域面临重重挑战,但通过积极探索新的技术路径、加强与科技公司的合作以及解决技术标准和消费者认知等问题,油车仍有可能在智能驾驶领域实现突破,在未来的汽车市场中占据一席之地,与电动汽车共同推动智能驾驶技术的发展和普及。

结语:技术浪潮下的抉择与变革

在智能驾驶这场汽车行业的全新变革中,传统燃油车由于设计理念、动力系统、协同能力、电量供应以及软件升级等多方面的限制,在与电动汽车的竞争中明显处于劣势。这些因素并非孤立存在,而是相互交织,共同制约了油车在智能驾驶领域的发展。设计理念的滞后使得油车在面对智能驾驶技术时难以进行有效的整合;动力系统的短板导致其无法满足智能驾驶对快速响应和精准控制的需求;协同能力的不足限制了能源的高效利用和系统的整体性能;电量供应的困境使得智能驾驶系统的运行面临挑战;软件升级的困难则阻碍了油车及时跟进智能驾驶技术的发展步伐。

然而,技术的发展是永无止境的,汽车行业也在不断寻求创新和突破。尽管目前油车在智能驾驶方面落后,但这并不意味着它们会被彻底淘汰。随着科技的不断进步,油车有望通过技术创新和转型,如发展混合动力、优化电子电气架构、加强与科技公司的合作等,逐步提升智能驾驶水平,在未来的市场中找到自己的生存空间。

智能驾驶技术的兴起,不仅是汽车行业的一次重大变革,更是对整个交通出行方式的重塑。它让我们看到了科技的力量,也让我们对未来的出行充满了期待。无论是电动汽车还是燃油汽车,都将在这场技术浪潮中面临挑战和机遇。而我们作为消费者和观察者,也将见证汽车行业在智能驾驶技术的推动下,不断向前发展,迈向更加美好的未来。

tj