本文來自微信公眾號:Auto Byte(ID:AutoxByte),作者:Carlos,題圖來自:視覺中國
智能化時代開啓以來,燃油車與電動車似乎逐漸成為兩個對立的陣營。智能化與電動車牢牢綁定,變為“淘汰”燃油車的法寶。
在此背景下,餘承東不久前將燃油車定義為“淘汰品”:“現在還買燃油車的話,就像智能手機時代去買功能機。”而同樣掀起波瀾的言論還有李斌的“完全不明白現在大家為什麼還買油車”。
在一些觀點中,智能化是在電動化趨勢下,被抹平動力、操控的差異化後,探索出的全新護城河。但不可否認的是,汽車智能化功能已成為衡量產品價值、品牌價值的重要參數,也是繞不開、不可逆的必要趨勢。在這樣的背景下,燃油車會否因為“先天的”技術障礙,在能源之外的維度上,被時代遺棄呢?
如何定義“智能汽車硬指標”?
這裏首先需明確智能汽車的硬性指標。民生證券在一份長達117的研究報告裏,詳細分析了汽車智能化的趨勢,認為未來將是“以智能化為名,擁抱‘座艙、自駕’硬核時代”,這裏的核心是硬件和軟件結合,但與傳統汽車的差異,主要將通過智能座艙和自動駕駛來體現。
其中,智能座艙的趨勢是向第三空間延展,通過融合及處理語音、視覺等感知數據,賦予車輛智能互動、實時監控、應用聯動等能力;智能駕駛將從高定製走向標準化,最終解放雙手。
此外,汽車還將圍繞着移動終端進行角色轉換,需要通過OTA持續保持競爭力, 提升設計研發、後市場服務等環節的軟件價值,電子電氣構也需要向集中式推進,推動“從硬到軟”的重塑。
英偉達創始人兼首席執行官黃仁勳也曾預測:“到2025年,許多汽車企業很有可能以接近成本的價格銷售汽車,主要通過軟件服務獲取利潤。”
但在目前,智能汽車還在相對初期的發展階段,市場上對於智能化的定義,普遍的觀點是要有L2級駕駛輔助、智能座艙,並支持一定程度的OTA。而在具體的產品之中,電動車相對於來説,在智能化上普遍要有不少優勢。
燃油車智能化的尷尬與現狀
事實上,智能化被提出的早期階段,燃油車在這方面的能力,並不輸給電動車。比如,上汽榮威、名爵在2016年初次搭載的斑馬智行系統,語音識別能力和系統邏輯,甚至還要優於特斯拉;奧迪、沃爾沃等車企早期的駕駛輔助系統,聲量也要明顯高於造車新勢力。
至於燃油車智能化為何後繼乏力,除了有部分架構上的差異因素外,一位資深的主機廠電子電氣架構工程師還向Auto Byte透露了另一層面的信息:燃油車智能化做的不好,有一部分原因是對成本非常敏感。燃油車的車型項目總監會更在意經濟有效性,而新能源汽車的車型項目總監更願意去嘗試新的技術。
對此,宏景智駕的技術人員也向Auto Byte表達了類似觀點:“燃油車智能化要改變原來的架構,分佈去設計新的功能,會增加很多成本,這是很多車企短時間內解決不了的痛點。新能源則沒有這方面的障礙,在軟硬解耦方面也更順暢。”
從近些年智能化的進展中,可以看出二者對於成本的不同態度:燃油車不管增加多少智能功能,可能都會受制於原有的老款或同級別車型定下的錨點,售價基本沒有發生變化,很難扭轉品牌定位。而新能源汽車則通過智能化程度的不斷提升,逐步向上突破天花板,站穩高端定位。
直到近兩年,燃油車智能化才真正開始發力。首先是這一代奔馳S級全面顛覆形象的轉身,之後寶馬iX系列、長城第三代電子電氣架構、智能吉利2025等佈局的陸續出現,全面開啓了燃油車智能化進程。
可以看到的是,最新一批燃油車的智能化程度已大幅提高。
比如,奔馳S級在今年5月17日起允許選裝DrivePilot系統,該系統有L3級自動駕駛能力,可在德國全境13191公里的高速公路上啓用,由奔馳承擔交通事故在內的法律責任,駕駛員可在低於60km/h時脱手;
魏牌摩卡DHT-PHEV搭載的毫末智行NOH系統,可以在高速公路高精地圖覆蓋的範圍內,提供基於用户設定的導航路線,從A點到B點的領航輔助駕駛能力;
名爵ONE首發的採用了斑馬智行首款異構融合式車機系統——洛神OS,配備了當前量產車中算力最高的8155芯片,支持手勢、觸控、語音、視覺操作。同時,通過達摩引擎驅動的AI語義,接入了阿里智能家庭設備語義庫,做到7天一次升級……
但也可以看見的是,燃油車智能化普遍傾向於某一核心能力,而電動車則打破了傳統的場景限制,有更多的靈活功能,這裏與後面討論的技術差異有關。
不可忽略的市場主力
儘管智能化更與電動車契合,但是燃油車作為當前絕對的市場主力,車企無論如何都不能忽視這部分消費者的需求。根據乘聯會公佈的數據顯示,2021年燃油車銷量達到了1715.69萬輛,而新能源汽車銷量是298.89萬輛,只有燃油車的17.4%左右。
但遺憾的是,從嚴格意義上來講,目前幾乎沒有任何一個燃油車品牌能完成徹底的智能化過渡,也就是在旗下主力燃油車系中,真正推廣開L2級駕駛輔助系統、智能座艙和OTA功能。
畢竟牽一髮而動全身,成本提升會給傳統燃油車企帶來營收壓力,需要循序漸進,不能一蹴而就。
那麼,技術難點在哪?
1. 智能化改變用車場景
智能化道路上,燃油車被電動車拉開距離,最主要的原因還是兩者不同的技術特點。比起燃油車,電動車確實是更好的智能化載體。
這裏先要提到汽車智能化首要面對的供電難題:需要承受越來越大的暗電流(點火開關在OFF位置,仍然在流動的電流);靜態和動態兩大場景下,可以長時間、完整地使用智能功能。
(1)暗電流
關於第一點,智能汽車暗電流的大幅增加,實際與更多智能化待機功能的出現直接相關,它們都有比較大的負載。
比如,智能汽車增加了可以自動監測和記錄周邊風險的哨兵模式,意味着傳感器、芯片等都要一直通電;遠程控制功能也更加豐富,從原來要先通過打開APP喚醒車輛,再查看數據和操作車內系統(如國內某燃油車遠程功能的暗電流計算條件是,每7天喚醒一次、每次5分鐘),變成了實時同步的方式,還增加了調取當前攝像頭畫面等新功能。
有車主實測特斯拉哨兵模式發現,車輛10小時消耗了約3kWh的電。該功能被觸發的次數越多,耗電量也就越大,最多一次達到了8kWh左右。如果關閉哨兵模式,車輛的自然耗電量也接近1kWh。
即使只將後面的1kWh放在燃油車上,也是一個難以承受的量。一款60Ah容量14V電壓的車用鉛酸蓄電池,滿電情況下也只有0.84kWh的電量,可能還不夠一晚消耗。
而且,燃油車還需要考慮車輛起動時的起動機、點火系統等設備的供電需求,這也進一步縮小了可消耗的電量。如國內某品牌規定,車輛靜置45天后,原95% SOC的蓄電池仍可滿足起動需求,且SOC不低於60%。也就是説,45天只能消耗0.294kWh,大約是特斯拉的1/153。
儘管車企在產品立項初期,都會根據車輛架構和電子電氣架構,選擇合適的發電機和蓄電池,但想要承載特斯拉同等的待機功能,電池容量可能至少要翻上數十倍,而這在成本和空間上都難以實現。
如果通過中途起動發動機,獲得持續的供電和充電能力,結果可能也是得不償失。
14V 140A發電機1500rpm(發動機和發電機傳動比一般在2~3之間)一小時的發電量是812Wh左右,接近不啓用哨兵模式特斯拉一晚暗電流的消耗,但鉛酸蓄電池的充電效率大約只有50%,同時還要給其它用電設備供電,可能要怠速數小時才能保持蓄電池電量不減少。
不過,當前車企也在尋求成本、結構、重量和需求的最優解。比如,一定程度上增加起動機功率和電池容量,略減少計算靜態功耗的時間間隔,以將擠出的這部分電量,用到智能功能上去。
(2)靜態智能場景
關於第二點,靜態場景使用車輛的智能功能,這在如今已是接近出行能力的重要部分。
靜態場景不是傳統汽車強調的內容,但隨着智能化程度的逐步升級,汽車已在交通工具的核心屬性之外,還有了很強的娛樂和休閒能力。這些功能,不僅可以增加行車期間的乘客體驗,也能在靜止時讓車輛變為私人娛樂空間、休息空間等,增加更多使用場景。
比如,特斯拉的愛犬模式、駕駛室過熱保護、露營模式,威馬小憩片刻模式,可在停車時自動讓車內恆温,供人長時間休息,或離人使車內的人/物不受損;特斯拉(通過AMD芯片本地運行)、比亞迪(通過5G雲遊戲)、理想(通過遊戲機/電腦投屏),可在車內玩3A遊戲;傳統的車載KTV、車載影院等功能,隨着屏幕、音響、氛圍燈等設備性能進步和聯動,體驗也變得越來越好……
如今,以造車新勢力為首的新能源車企,已經在將靜態場景加速落地,使其從早期成熟度不高、幾乎被閒置的噱頭,變成了吸引一些消費者的關鍵因素。但是,這也意味着需要車輛有長達數小時的供電能力。
但對於燃油車來説,電池主要是供起動點火使用,平時都靠發動機帶動的發電機來供電。因為對電池的需求相對較小,容量也比較低,即使是傳統的多媒體設備,也沒有足夠的電量去長時間驅動,而露營模式、小憩片刻模式的恆温需求,在燃油車上還與電池無關,需要發動機帶動空調壓縮機工作。
然而,發動機長時間原地怠速的結果卻是致命的:一方面,發動機長時間低轉運行會產生大量積碳,影響發動機的動力性能,增加油耗;另一方面,原地怠速也將使尾氣聚積在車輛周圍,成分中的CO、NOₓ、SOₓ、含鉛化合物和一些顆粒物,不但污染環境,到一定濃度後也能致人中毒,甚至死亡。
這樣的事故至今不能杜絕,2020年7月6日,深圳寶安區一位女士怠速開空調睡覺,因缺氧、一氧化碳中毒,最終搶救無效死亡;2019年6月25日,湖南懷化中方縣一停車場,兩名男子開着空調在車內睡覺,被發現在車內死亡……
在這方面,電動車數十乃至上百倍容量的電池包是先天優勢。比如,特斯拉熄火後不下高壓系統,可隨時啓動DCDC將動力電池內的直流高壓電,轉換為低壓直流電給12V蓄電池充電。只要電池包有電,驅動車輛電氣的12V蓄電池就不會虧電。
2. OTA供電和架構難題
在汽車智能化趨勢中,OTA也將是必不可少的一部分,這決定着汽車能否像手機一樣,持續使用到最新的功能。但從目前已經實現的OTA車型上能夠看到,重要更新可能需要數十分數才能完成升級,而這也將面臨與上述相仿的供電問題。
這種情況下,電動車可以使用充電樁或電池包持續供電,而燃油車因為要對車輛系統進行OTA,發動機也不允許起動,不到1kW的鉛酸蓄電池也遠遠不能支撐。
此外,燃油車OTA還需要調整架構,這也將帶來較大的成本問題。據電子電氣架構工程師向Auto Byte透露,依靠分佈式架構的ECU一樣可以做OTA,但是需要增加很多內存空間:
分佈式架構裏的控制器MCU總共的升級文件尺寸哪怕在考慮支持回滾的情況下,整車的多個控制一次升級包約在30M以下。基於現在的高速CAN/500Kbps,在電量充足的情況下,仍然是技術上可以實現的。
但問題在於,如無論是基於安卓、Linux還是QNX的娛樂系統,控制器的升級文件都要幾百M甚至超過1 GB,全液晶儀表也是如此。這還沒有考慮到目前普遍開始量產的ADAS 域控制器和車身域控制器等新部件。
對於內存需求的升級,主要是針對尺寸在2M以上的文件包,單次升級時間在20分鐘以上的控制器,更多時候是對針對SOC的升級。簡單而言,可以通過選擇更高片內存儲的SOC或者MCU,或者增加外掛的存儲來支持回滾。
3. 控制難度及響應性差異
除了供電的問題,燃油車在搭載駕駛輔助或自動駕駛系統時,控制難度和響應性上,也不及電動車。
宏景智駕向Auto Byte表現:“燃油車智能化難點那就是驅動系統過於複雜,內燃機本身不適合持續高轉速運行,所以不得不配合變速器運行,加減速過程中需要對兩者進行協同,變速器在過程中出現的頓挫或者其他異常工況,都有可能影響到各種精密傳感器的數據偵測與記錄。”
兩者動力結構和傳遞路線的差異,也將導致響應性的不同。發動機的響應速度,大概要比電動機慢0.5秒左右,這可能導致控制系統慢上幾拍,最終影響到控制的平順性。
此外,還有些兩者都在共同面對的難題,如轉向系統要向線控轉變。傳統電子助力系統慣性大、控制精度低,容易出現操作過度,甚至有可能再因此導致一系列修正動作,而線控轉向則可以解決這類問題。
在智能化、網絡化的浪潮中,有技術優勢、更懂互聯網的造車新勢力,似乎完全佔住優勢地位。但傳統車企依靠着深厚的積累,也在這次競爭力追趕了上來。吉利汽車集團高級副總裁林傑就曾表示,智能化並非純電動車的專利,但智能化確實需要汽車具有電的屬性才能做得更好。
儘管受制於技術,仍無法讓燃油車進行完全的智能轉型,但目前已顯著優化了智能體驗。相比於原有徹底分裂的格局,接下來燃油車與電動車或許會重新焦灼起來。而傳統車型或許也將依靠當前的積累,在全面電動化的時代進行真正的反擊。
參考鏈接
https://xueqiu.com/9508834377/212304790
http://www.cpcaauto.com/newslist.php?types=csjd&id=2662
https://www.tesla.cn/ownersmanual/model3/zh_cn/
https://www.doc88.com/p-1136394291353.html?r=1
https://3g.163.com/local/article/FH1B7OCU04178D6R.html
https://k.sina.cn/article_6300853659_m1778f659b03300ja5i.html
本文來自微信公眾號:Auto Byte(ID:AutoxByte),作者:Carlos