自動駕駛創造的能源紅利，夠車載設備「揮霍」嗎？

Waymo 測試車車頂的感測器風阻很大

雷鋒網按：誠然，自動駕駛汽車的到來能讓交通變得更高效，同時還能給我們帶來能源紅利。不過，這一切都只是表象，因為我們忽視了自動駕駛汽車的能源輸入問題，車載計算機等設備運轉起來後可都是「耗電大戶」。

近日，密歇根大學聯手福特的研究人員推出了業內首個計算模型，用真實的數據告訴我們：自動駕駛汽車的耗能是相當可觀的，甚至高到讓一些車型成為名副其實的電老虎。

「在進行研究之前我們就有心理準備，能源和溫室氣體排放這一對矛盾體肯定要進行折中處理。大家都希望運行效率提高節省的能源大大超過車載設備的用電量。不過結果恐怕沒那麼樂觀。」 密歇根大學可持續發展系統中心的主管 Greg Keoleian 說。他最近完成的論文剛剛在環境科學與技術雜誌上發表。

Keoleian 的團隊針對福特福克斯的傳統內燃機車型和電動車型分別進行了建模，兩款車均搭載感測和計算設備組件，擁有在特定情況下的自動駕駛能力。

在這項研究中，它們共深入挖掘了三大子系統的表現：特斯拉 Model S 和福特自動駕駛測試平台搭載的中小型設備組件，還有 Waymo Pacifica 測試車搭載的大型設備組件。

福特自動駕駛系統各組件的能耗佔比

結果顯示，中小型設備組件要幫助車輛實現自動駕駛，車載供電能力需提升 2.8 到 4 個百分點。能耗大戶主要是計算機和感測器，而車載設備增重的 17 到 22 千克也成了車輛耗電增加的第二大原因。

據雷鋒網新智駕了解，計算機需要對所有數據進行整合、分類，並將它們轉換成電腦看得懂的圖片。這個過程會耗費巨大的計算性能，也就意味著需要充足的電力供給。現在的測試車一般能耗高達 2500 瓦（2.5 度電），這麼多的電足以點亮 40 個白熾燈。

當然，將這樣一套系統塞進傳統的內燃機車根本行不通，因為車輛油耗會大幅上揚。如果換成電動車，則意味著續航里程的下降，因為計算機會和電動機搶著用電。

不過，各種車載設備消耗的電能只佔到智能化後車輛省下電量的一部分。配備自動駕駛功能後，福特的測試車能通過減少擁堵和高速風阻省下 6 到 9% 的能源，溫室氣體排放方面也能有相應的降低。

此外，研究結果顯示，電動車和傳統燃油車的效果差別並不大。雖然電動車在為處理器和感測器供電時更高效，但安裝自動駕駛系統後，明顯傳統燃油車節能效果提升更大（因為燃油車動力系統效率相對較低）。

不過，Waymo 測試車車頂上安裝的大型設備組件可不是省油的燈，無論是電動還是燃油車輛都會感覺壓力。模擬結果顯示，搭載大型設備的福特測試車電能消耗增加了5%，主要原因還是車頂感測器帶來的巨大風阻。

Keoleian 表示，建模結果可能會誇大未來自動駕駛汽車的真正影響，因為未來設計師肯定會對感測器陣列進行優化，通過降低風阻來減少能耗。不過，他真正擔心並非這一點，而是自己低估了未來自動駕駛系統的真正能耗。

舉例來說，Keoleian 認為未來的自動駕駛汽車會用上解析度更高的街道地圖來確保路上其他行人的安全，而高精地圖的實時升級功能正是下一代 5G 網路得以迅速發展的推動力之一。

如果使用現有 4G 網路進行更高帶寬的數據傳統，車載電腦的能耗可能會提高三分之一。至於 5G 技術是省電還是費電，由於技術不成熟現在還不好下結論。

Keoleian 擔心的另一個問題是自動駕駛汽車普及後帶來的間接影響。由於交通變得更加方便，人們的出行欲會大大提高。「這可能會導致回彈效應的出現，用戶出行的增加可能會讓擁堵重回我們的視野，能源消耗也勢必會增加。」

2016 年美國國家可再生能源實驗室的研究結果顯示，自動駕駛汽車帶來的間接影響可能會削減 60% 的能源消耗，但也可能讓能源消耗量暴增 200%。

在 Keoleian 看來，想引導技術走向節省能源之路，我們需要進行更多研究。

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