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【原创研究】新能源汽车换电模式是自动驾驶的更优选择
2021 08 12

什么是自动驾驶


自动驾驶汽车,又被称为无人驾驶汽车,是一种通过电脑系统和通信系统实现自动驾驶的智能汽车。有别于传统人工驾驶车辆,自动驾驶车辆最大特点是AI技术的主导,其驾驶过程是机器不断收集驾驶信息并进行信息分析和自我学习从而达到自动驾驶的系统工程。伴随自动驾驶汽车的发展,每辆汽车将从过去的封闭转向开放,融入到联网的平台中进行实时的信息交互。

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2016年,NHTSA和SAE对无人驾驶发展程度率先给出了分级定义标准,将智能网联汽车的无人驾驶程度由低到高划分为6个层级。2020年3月9日,我国工信部公示了《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批稿,拟于2021年1月1日开始实施。根据自动驾驶分级标准,L3以上级别才可被称为“高等级自动驾驶”。即自动驾驶以L3为分界线,L3以上(包括L3)被称为自动驾驶,L3以下被称为辅助驾驶。大致的定义如下:


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汽车未来的发展趋势一定是高度的智能化和自动化的,而这一形态的最终形式即自动驾驶。随着车辆传感硬件、芯片以及AI等技术的突破,各项相关法律的完善,社会认可度的提高,自动驾驶终将实现普及。 


换电模式助力自动驾驶


众所周知,要实现自动驾驶功能,必须增加很多额外的电器,比如环境感知的传感器、雷达以及全车摄像头,还需要车车交互的V2V通信模块以及自动驾驶控制单元。这些电器件的增加,会给整车增加百瓦以上的功耗,传统燃油车的12V蓄电池就会不堪负重。但电动汽车则不存在这个问题,只要动力电池有电,完全可以通过车上的DC-DC将高压电转化成12V低压使用,转换效率在85%以上,即使增加再多的电器也能轻松应付。这也就是为什么行业内普遍认为电动车更适合搭载自动驾驶的原因。


随着技术的革新,在能够预见的未来自动驾驶模式必将逐步替代现有模式成为市场主流。而与之搭配的能源补给形式大致可分为:有线充电模式、无线充电模式、换电模式三类。本文基于自动驾驶模式和上述三类能源补给形式的特点做了以下分析:


1)有线充电模式。


当前常见的充电方式包括随车携带的便携式充电器、家用充电桩和公共充电桩。其中便携式充电器虽然使用方便,但是其充电速度慢的就有些让人发狂,只能作为一种其他的方式,补电使用。而家用充电桩和公共充电桩虽然在充电效率上有明显的提升,但是动辄几小时的充电时间仍无法满足用户司机和运营公司的使用需求。由于充电枪与充电接口连接的精度要求较高,机器人无法完全替代人力,因此充电模式至今无法做到全自动。这明显有悖于自动驾驶汽车所提倡的“全自动”理念。


2)无线充电模式。


常见的有感应式,共振式和微波传输式等形式,虽然形式多样但是它们的基本原理都是一样的,就是利用交变电磁场的电磁感应,来实现能量的无线传输。目前已经投入使用的无线充电较有线充电更易实现全自动。但是无线充电技术本身面临着传输效率的问题,对于电动车这样充电功率更大的“电器”来说更是如此——电能首先转换为无线电波,再由无线电波转换成电能,这两次转换都会损失不少的能量。此外,电磁波很容易产生泄漏,当大功率的车用无线充电设备运行时,也会对周围的生物和电子设备产生影响,甚至会危害人体健康。这些情况与本身就是绿色、环保的电动车来说,似乎显得有些格格不入。


3)换电模式。


“换电模式”简单地说就是车跟电彻底分开,动力电池在公众领域里流通。对于新能源汽车消费者而言,“换电模式”方便快捷。按照目前我国电池平均技术水平,“充电模式”慢充状态下需要近8小时才能充满电池,快充状态也需要近半小时。相比之下,“换电模式”在技术上3-10分钟即可完成电池更换。


当前硅谷天堂换电生态在全国各地布局的多所新能源汽车分箱换电的全自动换电站,以伯坦科技采用的 “全自动标准分箱换电技术”为基础。其中,全自动换电站包括换电工作台和电池充电柜,二者之间设置有两个可移动的换电机器人,换电工作台的两端对应设置有进/出车通道。车辆进入预定位置后,机器人通过扫描可以精准对汽车完成换电。整个换电过程无需人工操作,且用时不超过5分钟。试想未来搭配换电模式的自动驾驶汽车面世后,当汽车需要补电时车主只需下达换电指令,车辆就能自动开往换电站并且完成换电,真正做到 “驾驶—能源补给—驾驶”全自动。


毫无疑问,换电模式有着其他能源补给形式没有的优势,将是未来自动驾驶汽车的最佳搭档。

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对于“车电分离”的换电模式,硅谷天堂通过生态建设的方式,整合换电产业链核心资源,为换电业务落地打造大型闭环,通过各版块协同发展形成合力。联合车企生产符合终端用户定制要求的换电车型,由换电网生态的成员单位分别提供技术服务、换电服务、电池租赁服务。同时发挥模块化电池统一管理的优势,形成模块化电池加工、组装、生产销售及后续梯次利用、再生利用全周期的“动力电池循环” 。


  总结



无论对于乘客,亦或驾驶者,自动驾驶汽车是时代的需求,其能够为人类“解放双手”,提供更多的安全和便利。但是在能源补给侧采用传统充电模式又会对已经解放的双手增加一道束缚。在当今自动驾驶技术日益成熟,传统充电模式局限性日渐暴露,换电模式条件基本成熟的环境下,谁将彻底“解放双手”,携手自动驾驶掌握行业风帆,答案早已不言而喻了。




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