我們很容易將自動駕駛車輛與車輛動力傳動系統的電氣化畫上等號,畢竟就我記憶所及,今日所有主要的自動駕駛車輛開發專案──包括百度(Baidu)、特斯拉(Tesla)、Uber和Waymo (即Google母公司Alphabet),還有全球各家汽車大廠──都把研發重心放在電動車上。

但是這兩個概念並不一定相關;畢竟開啟自動駕駛車輛新時代的美國國防部高等研究計畫署(DARPA)自駕車挑戰賽都是以採用傳統動力的車輛為基礎,最近準備量產的Cadillac半自動駕駛車款Super Cruise也是。

雖然自動駕駛會改變我們身為駕駛或乘客與車輛互動的方式,但我認為電氣化動力傳動系統將會更徹頭徹尾為車輛本身帶來改變,並在過程中推動其他電氣裝置的發展。為什麼?請參考我在將近20年前(天哪…)寫的,一篇關於GM當時非常前衛的電動車款EV1的評論文章(參考連結);我在其中討論的許多創新(例如再生式煞車),已經在後續大獲成功的混合動力和全電動車輛中展現,包括Toyota的Prius和Tesla的各種車款。

而當我現在重讀一遍那篇1999年寫的文章時,其中有一句話讓我特別有感觸:

因為GM的工程師不必擔心引擎汽缸體、變速箱、消音器或燃油系統,所以他們可以將車輛底盤完全密封,並將離地間距降低至僅5吋。

雖然用於製造汽車的材料與一個世紀前的福特T型車(Ford Model T)相較已經有很大演進,但汽車的基本功能區塊組成以及結構設計並沒有太大變化,仍然包括:

  • 油箱;
  • 位於車輛前、中或後的液態碳(即石油)燃料引擎;
  • 多齒輪變速箱和其他動力傳動系統零件,可將引擎動力轉換為車輪旋轉,以及減緩/停止此旋轉動作;
  • 排氣系統可排去燃料燃燒副產物,並降低此清除過程中的噪音。

雖然混合動力車量已經降低了上述零件的尺寸和重量,但是並沒有完全消除它們;相較之下,顯然電動車實現更大幅度的車輛重新設計。這種全面翻新的工作已經在進行中,從《IEEE Spectrum》近期發表一篇文章(2018’s Top 10 Tech Cars)可見一斑;此外,如《Automobile》雜誌最近發表的「Vision 2030」一文所指,由於車輛設計師和製造商越來越熟悉電動車的優勢、缺點和利弊取捨,而且消費者對車輛外觀造型革新的結果也更為熟悉而願意接受,因此更加激進的變化即將發生。

國際能源署(IEA)最近公佈的統計數據顯示,目前全球擁有牌照的電動車為310萬輛——僅僅一年就增加了57%;然而根據《IEEE Spectrum》的文章,這仍然不及全球汽車數量的1%,電動車成為主流的道路仍然漫長、曲折和不確定,這在很大程度上是因為目前傳統混合動力車輛仍具有比純電動車更好的行駛里程數、排放量等性能,投資報酬率也更高。畢竟不可忽視的是,採用石油燃料的動力傳動系統技術已相當成熟(遑論燃油配送系統的成熟度)。

因此不可避免的,車輛朝純電動平台轉移的推動力,最終可能來自燃料成本的上升,以及大眾在關於石油消耗可能對地球環境造成的衝擊有更高認知度;但簡而言之,朝電動車的轉換只是將污染源從汽車排氣管移到發電廠,這些發電廠本身效率更高,它們也有機會利用可再生能源發電,如風能、太陽能、水力及地熱等。

總之不管車輛是油電混合動力(Hybrid)或全電動(EV),都與本文想提出的基本觀點沒有太大關係;無論如何,這些車輛的電池(或燃料電池)會需要繼續在以下幾個方面做出顯著改進:

  • 電荷密度(charge density)——這將使電池組的尺寸和重量得以改善,並延長車輛續航里程;
  • 成本——從根本上說,只有更高的產能和效率才能降低成本。當然,更長的電池使用壽命也有助於降低成本;
  • 快速充電性能;
  • 建立全球化的充電站基礎設施。

那我的觀點是什麼?專業車輛設計師自然得益於這些技術的持續演進,更不用說基礎性的突破改革,而其影響不僅限於此;你也許已經注意到,電子產品的世界越來越以電池為基礎——這裡說的不只是傳統的智慧型手機、平板電腦和筆記型電腦,試想如果物聯網裝置不需要連結交流電網,而是由高效率、低成本的太陽能電池,以及高效率、低成本的電池組合供電,而且可以透過低功耗5G網路連網…

由車輛應用所推動的電池技術演進,將為許多其他應用帶來額外的好處,其中一些應用場景甚至可能是我們想像不到的(更別說實現)…你認為呢?歡迎與我們分享你的看法!

本文原刊於EDN China九月刊雜誌

(參考原文: Hybrids and EVs: More revolutionary than autonomy?,by Brian Dipert)