芯耀
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2025年3月18日，奇瑞汽車在智能化戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上喊出了“油電同智 全球同行”的口號(hào)。在初次聽說(shuō)“油電同智”這個(gè)概念時(shí)，智駕最前沿是非常驚訝的，因?yàn)樵谄囍悄芑倪M(jìn)程中，傳統(tǒng)燃油車是遠(yuǎn)落后于新能源汽車的，并非傳統(tǒng)燃油車不想智能化，而是新能源汽車在智能化上擁有太多的先天優(yōu)勢(shì)。今天就帶大家分析下為何傳統(tǒng)燃油車很難智能化。
回顧自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展過(guò)程，可以發(fā)現(xiàn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)離不開傳感器融合、實(shí)時(shí)算法決策、高性能計(jì)算平臺(tái)以及車輛總體控制系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛底盤及整車電子架構(gòu)都有極高要求。新能源汽車由于在設(shè)計(jì)階段便融入了大量智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)和電控架構(gòu)，無(wú)論在電子系統(tǒng)的分布、供電系統(tǒng)的整合，還是在計(jì)算中心的布置上，都比傳統(tǒng)燃油車更具前瞻性，因此新能源汽車也成為自動(dòng)駕駛技術(shù)落地的主要載體。
從整車架構(gòu)方面討論
從整車架構(gòu)上來(lái)看，新能源汽車作為以電驅(qū)動(dòng)為核心的產(chǎn)品，其整車電子架構(gòu)是“從零開始”設(shè)計(jì)的。相較傳統(tǒng)燃油車需要兼顧內(nèi)燃機(jī)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，在增加車載電子系統(tǒng)時(shí)要先解決很多的歷史遺留問題，新能源汽車的智能化更為方便。
燃油車在早期設(shè)計(jì)時(shí)更多關(guān)注動(dòng)力傳動(dòng)、燃油供給、排放控制等領(lǐng)域，對(duì)于后續(xù)搭載大規(guī)模傳感器、激光雷達(dá)、攝像頭等智能化設(shè)備未做充分的預(yù)留空間。而新能源汽車一開始就將整車電子系統(tǒng)、CAN總線、電控子系統(tǒng)等作為主要使用部件，這種“扁平化”和高度集成的架構(gòu)為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供了更為充裕的資源和擴(kuò)展接口，這也給新能源汽車智能化提供了更加有利的先天條件。
從傳感器搭載方面討論
從傳感器集成和數(shù)據(jù)處理上來(lái)看，自動(dòng)駕駛需要依賴攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、紅外傳感器以及超聲波傳感器等多種感知硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知、目標(biāo)識(shí)別和動(dòng)態(tài)決策。新能源汽車在整車設(shè)計(jì)初期便預(yù)留了大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和處理平臺(tái)，因此在傳感器的安裝和調(diào)試過(guò)程中可以做到更高的集成度。
而傳統(tǒng)燃油車在車身結(jié)構(gòu)和供電系統(tǒng)等方面存在一定的自身局限性，這不僅會(huì)讓傳感器難以安裝到需要的位置，也可能無(wú)法滿足傳感器所需的電力要求。此外，傳統(tǒng)燃油車在運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，更會(huì)發(fā)出噪音，長(zhǎng)此以往，可能影響敏感傳感的感知效果，使得傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)漂移或誤差。因此，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛高精度環(huán)境感知上，新能源汽車憑借電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)性和整體系統(tǒng)的低噪設(shè)計(jì)，更適合安裝各類傳感器模塊。
從計(jì)算平臺(tái)方面討論
自動(dòng)駕駛車輛不僅需要及時(shí)處理來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)，還要進(jìn)行復(fù)雜的地圖匹配、路徑規(guī)劃以及決策控制運(yùn)算，而這些運(yùn)算往往需要高性能且低功耗的嵌入式計(jì)算平臺(tái)來(lái)支撐。新能源汽車恰與新一代芯片、邊緣計(jì)算以及人工智能算法同期出現(xiàn)，主機(jī)廠在新車設(shè)計(jì)階段就會(huì)采用專門為自動(dòng)駕駛量身打造的計(jì)算芯片，從而在數(shù)據(jù)處理速度、能耗管理和散熱設(shè)計(jì)上具有很大的優(yōu)勢(shì)。
傳統(tǒng)燃油車則在發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱等核心技術(shù)方面形成了相對(duì)成熟的工藝體系，但在新一代計(jì)算平臺(tái)的兼容性及集成設(shè)計(jì)上存在一定瓶頸，短時(shí)間內(nèi)將現(xiàn)有的傳統(tǒng)燃油車輛改造為具備高水平自動(dòng)駕駛功能的智能化系統(tǒng)需要付出更高的成本和工程風(fēng)險(xiǎn)。
從電源管理與能量利用方面討論
新能源汽車的設(shè)計(jì)理念注重整車系統(tǒng)的高集成度和高效能量管理。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)往往需要在行駛過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，對(duì)于電池與電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了極高要求。
新能源汽車自帶的大容量、高性能電池組不僅能夠?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/506106.html">動(dòng)力系統(tǒng)提供必要的能源支持，更可以為各類電子設(shè)備、計(jì)算平臺(tái)和傳感器模塊提供穩(wěn)定的電力保障。傳統(tǒng)燃油車主要依賴于發(fā)電機(jī)及12 V蓄電池，這種系統(tǒng)在額定輸出和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面相比新能源汽車顯得較為薄弱。
在進(jìn)行自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的改造時(shí)，燃油車的電源系統(tǒng)需要進(jìn)行額外的改造以支持高功率電子模塊的穩(wěn)定供電，這在很大程度上增加了改造的復(fù)雜度和系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。此外，由于內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行過(guò)程中對(duì)電能的瞬時(shí)需求波動(dòng)較大，改造后的燃油車在額外負(fù)載下容易出現(xiàn)電源供電不足或者電壓波動(dòng)問題，從而影響整體自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。
從整車控制系統(tǒng)來(lái)看
自動(dòng)駕駛技術(shù)不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的硬件堆砌，而是需要車載網(wǎng)絡(luò)、分布式控制器與高精度定位系統(tǒng)之間相互協(xié)同。新能源汽車在設(shè)計(jì)時(shí)便傾向于采用高度集成的車載通信協(xié)議和模塊化控制平臺(tái)，這些系統(tǒng)可以通過(guò)統(tǒng)一的管理中心實(shí)現(xiàn)信息的共享與調(diào)度。如車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（V2X）在新能源汽車中被提前布局，通過(guò)車輛與外部環(huán)境及其他智能終端的高頻次數(shù)據(jù)交互，提升了自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在不同場(chǎng)景下的響應(yīng)速度和判斷準(zhǔn)確性。
傳統(tǒng)燃油車在早期設(shè)計(jì)時(shí)更注重機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的ECU控制系統(tǒng)，不僅在車載網(wǎng)絡(luò)的高速數(shù)據(jù)傳輸能力上存在一定限制，且在后續(xù)增加大量智能傳感器和計(jì)算節(jié)點(diǎn)時(shí)，易遭遇系統(tǒng)穩(wěn)定性、抗干擾能力不足以及實(shí)時(shí)性要求難以滿足等問題。這些缺陷也使得在同樣的自動(dòng)駕駛算法和系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)下，燃油車難以達(dá)到新能源汽車那樣的整體性能。
從高精地圖搭載方面考慮
自動(dòng)駕駛技術(shù)的關(guān)鍵之一在于高精地圖與定位系統(tǒng)的構(gòu)建。這些地圖數(shù)據(jù)通常要求以厘米級(jí)甚至毫米級(jí)的精度描述道路結(jié)構(gòu)、障礙物、交通標(biāo)識(shí)及周邊環(huán)境特征，而這對(duì)車輛上的高精度GNSS接收器、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）以及傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)提出了苛刻要求。
新能源汽車由于具備較為現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)總線和信息處理能力，能夠更好地整合來(lái)自多種傳感器的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)高精度定位和實(shí)時(shí)地圖更新。傳統(tǒng)燃油車由于電子架構(gòu)相對(duì)陳舊，難以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)與最新傳感器、處理單元之間的無(wú)縫對(duì)接，即便進(jìn)行二次改裝，也難以達(dá)到同等精度要求。這在某種程度上限制了傳統(tǒng)燃油車在高精度定位與動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃中的應(yīng)用，同時(shí)也使得自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在復(fù)雜路況下的魯棒性降低。
從自動(dòng)駕駛算法方面考慮
自動(dòng)駕駛技術(shù)中數(shù)據(jù)處理與決策控制是重中之重。當(dāng)前自動(dòng)駕駛算法普遍采用深度學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)以及多傳感器數(shù)據(jù)融合等方法，這些算法對(duì)于計(jì)算硬件、數(shù)據(jù)總線速度和網(wǎng)絡(luò)延遲等方面都有嚴(yán)格要求。
新能源汽車憑借其全新設(shè)計(jì)的電子平臺(tái)，能夠以更高的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性支持這些復(fù)雜算法的運(yùn)行，確保車輛在應(yīng)對(duì)突發(fā)情況時(shí)能迅速做出反應(yīng)，且電動(dòng)機(jī)的控制邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，通過(guò)電壓的大小的變化便可直接改變動(dòng)力輸出，這非常有利于速度的控制。
反觀燃油車，從架構(gòu)設(shè)計(jì)到動(dòng)力傳輸系統(tǒng)的改造往往需要對(duì)原有控制器進(jìn)行大規(guī)模更換和重構(gòu)，這不僅增加了系統(tǒng)的不確定性，還可能因?yàn)楦鞑考g的適配性問題引入額外的延遲或者系統(tǒng)斷層，此外，燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，還經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)爆燃、爆振等問題，無(wú)法通過(guò)某一數(shù)據(jù)來(lái)直接調(diào)控，這無(wú)疑增加了其智能化的難度。
此外，新能源汽車還具備更完善的軟件更新與升級(jí)機(jī)制，通過(guò)OTA（Over-the-Air）技術(shù)可以實(shí)時(shí)將最新的自動(dòng)駕駛算法推送到整車系統(tǒng)上，而燃油車在這一方面的改造成本相對(duì)較高，且在車載網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、數(shù)據(jù)安全性以及更新機(jī)制上存在諸多局限，這使得燃油車在面對(duì)快速迭代的自動(dòng)駕駛技術(shù)時(shí)難以做到及時(shí)適應(yīng)與更新。
從工程設(shè)計(jì)方面考慮
從工程實(shí)踐角度看，整車平臺(tái)的設(shè)計(jì)周期和改造難度也是關(guān)鍵因素。新能源汽車作為近年來(lái)新興的汽車品類，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念更趨向于模塊化、平臺(tái)化，并且從一開始就融入了智能化、網(wǎng)聯(lián)化的元素。廠商在推出新能源汽車時(shí)，會(huì)同時(shí)規(guī)劃自動(dòng)駕駛功能，借助硬件選型、軟件平臺(tái)以及車輛電子架構(gòu)的統(tǒng)一設(shè)計(jì)，從整體上降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
而傳統(tǒng)燃油車經(jīng)過(guò)多年的工藝沉淀，形成了成熟的產(chǎn)品體系，但這一體系在很多情況下受到歷史遺留設(shè)計(jì)的限制，使得在后期添加或升級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)時(shí)不得不面對(duì)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)集成問題。大量傳統(tǒng)部件與新型電子器件混搭的方案往往難以達(dá)到理想的效果，甚至在改造過(guò)程中可能出現(xiàn)兼容性問題，引發(fā)更多安全隱患。因此，從工程風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品生命周期的角度來(lái)看，新能源汽車在整車協(xié)同、系統(tǒng)優(yōu)化和安全驗(yàn)證上具有明顯優(yōu)勢(shì)，也因此成為自動(dòng)駕駛技術(shù)研發(fā)與推廣的主流平臺(tái)。
在對(duì)比新能源汽車與燃油車在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)集成上的技術(shù)難點(diǎn)時(shí)，還必須正視各自系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證和生產(chǎn)制造過(guò)程中存在的差異。新能源汽車從系統(tǒng)架構(gòu)、功率管理、車載網(wǎng)絡(luò)到安全機(jī)制等諸多方面的設(shè)計(jì)均為自動(dòng)駕駛提供了優(yōu)質(zhì)平臺(tái)，而燃油車由于歷史原因，其設(shè)計(jì)理念和硬件構(gòu)成并非為高精度智能化應(yīng)用而優(yōu)化。改造燃油車不僅需要對(duì)現(xiàn)有控制系統(tǒng)做深入修改，還必須解決因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)噪聲、振動(dòng)及電源波動(dòng)等帶來(lái)的額外干擾，這使得原本依賴于精準(zhǔn)傳感與實(shí)時(shí)決策的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)難以在此環(huán)境下發(fā)揮最佳性能。在實(shí)際道路試驗(yàn)中，由于燃油車的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、系統(tǒng)一體化程度不足，往往難以達(dá)到新能源汽車那種從零開始所設(shè)計(jì)出的最佳系統(tǒng)整合效果。這種差距在數(shù)據(jù)融合、傳感器標(biāo)定以及冗余設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)尤為明顯，直接影響了整車在復(fù)雜交通環(huán)境中的穩(wěn)定性與安全性。
寫在最后
通過(guò)上述分析，不難看出，想要實(shí)現(xiàn)“油電同智”并不簡(jiǎn)單，這涉及技術(shù)體系、整車架構(gòu)、電源系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理等多個(gè)方面。即便是想搭載智駕系統(tǒng)，也主要側(cè)重于傳統(tǒng)碰撞安全、ABS制動(dòng)以及部分主動(dòng)安全輔助功能，在面對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所需的高度實(shí)時(shí)的冗余和容錯(cuò)設(shè)計(jì)上，還存在設(shè)計(jì)理念上的差距。面對(duì)不斷涌現(xiàn)的智駕需求，傳統(tǒng)燃油車或許只有找到一個(gè)更加中和的技術(shù)方案，才能推進(jìn)“油電同智”。
