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智聯新能源汽車產業系列研究三:智聯新能源汽車未來駛向何方?

趨勢研判

(一)智能網聯汽車發展趨勢

1.以深度學習為代表的AI技術快速發展和應用

以「深度學習」為代表的人工智慧技術在智能網聯汽車上正得到快速應用。尤其在環境感知領域,深度學習方法已凸顯出巨大的優勢,正在以驚人的速度替代傳統機器學習方法。深度學習方法需要大量的數據作為學習的樣本庫,對數據採集和存儲提出了較高需求;同時深度學習方法還存在內在機理不清晰、邊界條件不確定等缺點,需要與其他傳統方法融合使用以確保可靠性,且目前也受限於車載晶元處理能力的限制。

2.激光雷達等先進感測器加速向低成本、小型化發展

激光雷達相對於毫米波雷達等其他感測器具有解析度高、識別效果好等優點,越來越成為主流的自動駕駛汽車用感測器,但其體積大、成本高,同時也更易受雨雪等天氣條件影響,這導致它現階段難以大規模商業化應用。目前激光雷達正在向著低成本、小型化的固態掃描或機械固態混合掃描形式發展,但仍需要克服光學相控陣易產生旁瓣影響探測距離和解析度、繁複的精密光學調裝影響量產規模和成本等問題。

3.自主式智能與網聯式智能技術加速融合

網聯式系統能從時間和空間維度突破自主式系統對於車輛周邊環境的感知能力。在時間維度,通過V2X通信,系統能夠提前獲知周邊車輛的操作信息、紅綠燈等交通控制系統信息以及氣象條件、擁堵預測等更長期的未來狀態信息。在空間維度,通過V2X通信,系統能夠感知交叉路口盲區、彎道盲區、車輛遮擋盲區等位置的環境信息,從而幫助自動駕駛系統更全面地掌握周邊交通態勢。網聯式智能技術與自主式智能技術相輔相成,互為補充,正在加速融合發展。

4.高速公路自動駕駛與低速區域自動駕駛系統將率先應用

高速公路與城市低速區域將是自動駕駛系統率先應用的2個場景。高速公路的車道線、標示牌等結構化特徵清晰,交通環境相對簡單,適合車道偏離報警(LDW)、車道保持系統(LKS)、自動緊急制動(AEB)、自適應巡航控制(ACC)等駕駛輔助系統的應用。目前市場上常見的特斯拉等自動駕駛汽車就是L1-L2級自動駕駛技術的典型應用。而在特定的城市低速區域內,可提前設置好高精度定位、V2X等支撐系統,採集好高精度地圖,利於實現在特定區域內的自動駕駛,如自動物流運輸車、景區自動擺渡車、園區自動通勤車等。

5.自動駕駛汽車測試評價方法研究與測試場建設成為熱點

自從特斯拉汽車被曝光幾起重大安全事故後,自動駕駛汽車的安全性受到越來越多的關注,關於自動駕駛汽車測試評價方法的研究以及測試場、示範區的建設成為全球熱點。如果把自動駕駛系統看作一個駕駛員,對其考核也可以類比駕駛員的考核過程。首先需要「體檢」,檢查自動駕駛系統對環境感知、車輛控制等的基本能力;其次理論測試,測試自動駕駛汽車對交通法規的遵守能力;再次是場地考核,既在特定場景下的自動駕駛測試;最後是實路考核,將自動駕駛汽車放置於特定開放測試道路內進行實際測試。

(二)新能源汽車發展趨勢


未來幾年,中國將成為世界最大的新能源汽車市場,成為世界新能源汽車的核心主戰場。目前,中國已超過美國成為世界最大的新能源汽車市場。在城市物流車、城市計程車及租賃領域,市場前景更加廣闊。電子商務有力地拉動了城市物流,目前新能源汽車企業為城市物流市場開發推出了微型電動車、電動物流車。在城市計程車領域,多家出租汽車公司已將純電動汽車作為運營車輛。如果今後中國的城市計程車行業能夠把新能源汽車作為選擇重點,將為新能源汽車發展注入強大的市場拉動力。在城市租賃用車領域,各種新能源汽車租賃公司如雨後春筍般湧現,尤其是分時租賃公司。大力發展新能源汽車租賃公司是實現城市交通便捷化、清潔化的必然選擇。

伴隨著新能源汽車的發展,中國動力電池產業發展迅猛。經過這些年的發展,已湧現出一批技術創新能力較強、產品質量逐年提高、市場佔有率較大的優勢骨幹企業,如天津力神、深圳比克、哈爾濱光宇、浙江萬向等,它們在電池生產、技術開發上都達到或接近世界先進水平。目前我國已基本掌握車用動力電池的關鍵技術,和整車基本保持同步。從技術上講,我國開發的鎳氫電池和鋰離子電池,關鍵技術指標達到了國外同類產品的先進水平。從產品層面看,磷酸鐵鋰電池已趨於成熟,支撐了產業的發展,目前大規模示範應用的新能源汽車電池大多是國產品牌。


永磁同步驅動電機系統具有寬調速範圍、高功率密,低轉矩脈動等特性,能夠有效滿足不同車型在不同工況下的行駛需求,因此其應用範圍不斷擴大,已從乘用車逐步擴展到了商用車領域。我國擁有豐富的永磁同步驅動電機系統原材料燒結釹鐵硼資源。2013年,我國燒結釹鐵硼磁體毛坯產量已達7.8萬噸,超過世界總產量的80%,同時運用甩帶片技術、低氧技術、多點控溫燒結技術、晶界擴散技術等生產工藝大大提高了我國稀土永磁原材料的性價比,推動我國永磁同步驅動電機系統的快速發展。新能源車用驅動電機系統應具備高功率密度、低成本等特點,因此提高驅動電機系統集成化程度是實現上述要求的有效途徑。


汽車分享是世界經濟結構調整優化,應對經濟發展新常態的一個重要選項,它符合節約、綠色發展的原則。汽車分享將率先在新能源汽車,特別是在電動汽車上實現,因為電動汽車的發展會建立網狀的充電設施,這將是分享新能源汽車的基礎。它與傳統汽車的加油站不同,加油站一般比較集中,而電動汽車的充電樁則比較分散,分散就為分享提供了可能。現在已經取得初步成效的分時租賃形態,為電動汽車的分享模式開闢了道路。

(三)智聯新能源汽車發展趨勢

未來的智能交通系統將會以更加關鍵而廣泛的姿態全面參與到社會生活的各個方面,指導和管理每一輛車的出行,智能交通系統因此所承擔的功能複雜性和安全性都將獲得前所未有的提高。智能交通系統下的智聯新能源汽車將主動安排最合適每個人、每條街道、每座城市的出行計劃。而且,會制定出詳細的責任清單,一旦出行交通事故,能夠立馬識別出哪個環節出錯,並找出對應的責任主體。


智聯新能源汽車發展的後期將是完全無人駕駛階段,在交通體系架構中,將不會出現人的因素,傳統的交通管理問題將逐漸消失,轉而成為單純的技術問題。智能交通體系平台將在交通領域發揮越來越重要的作用,未來整個智能交通體系將配合高度智能化的智聯新能源汽車進行重構。車與車、車與人、車與交通平台、車與道路基礎設施的協同運作都將由複雜的智能交通系統後台完成。


智聯新能源汽車承載的智能化交通出行,將會使以往傳統的針對人的交通設施功能喪失。未來的交通核心將是智能交通系統,人的操作將逐步減少,因為傳統的大部分紅綠燈、隔離欄、指示牌、測速器甚至高架橋的護欄都可以減少或拆除。甚至,在未來的智能交通體系下,道路的建設方式將發生改變,對於車輪所必須的窄道外,其餘的全部安全餘量都可以省去,這將導致道路的複雜性和建設速度將進一步提升。


由於智聯新能源汽車發展的高級階段是自動駕駛與智能交通體系的深度融合,將導致傳統駕駛行為的變化,車輛在設計上將逐步擺脫人為駕駛服務的桎梏,全面轉向以人為本、舒適性為重點。比如傳統車輛的後視鏡、倒車鏡、車燈、剎車、油門、離合器、安全帶等傳統設備均可省去。同時更加強調人車交互的設計,使得車輛能夠更加準確理解和判斷人的出行意圖。


參考文獻

【1】節能與新能源汽車技術路線圖戰略諮詢委員會、中國汽車工程學會編著.節能與新能源汽車技術路線圖[M].北京:機械工業出版社,2016:190-193.

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