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電動車的自動駕駛之路

電動車 Electric Vehicle 指的是所有電子控制的運輸車輛,所以只要以電池驅動馬達系統的車子就是屬於電動車的類別。因此延伸出三大類型的電動車:純電動車BEV、混合動力車 HV、以及燃料電池電動車FCEV。

純電動車 BEV

Battery Electric Vehicle是單純以電池供應動力的車輛,以儲能電池的電能驅動馬達和變流器,完全取代傳統引擎,提供動力傳送,就是一般人所知道的狹義電動車,或者是純電動車。

由於沒有引擎,就沒有燃燒、進氣、排氣,也不會排放廢氣,在發動行駛當中,不會有碳排放及空氣污染的問題,在現今淨零碳排的推動下,逐漸成為大多數車廠研發的主流車款。

混合動力車 HV

Hybrid Vehicle 或稱為複合動力車,是使用多種能源驅動的車輛,基本上是採用汽油或其他引擎透過電池啟動電動馬達的驅動系統,常見的能源是燃料(汽油、柴油、液化石油氣等)、燃料電池、太陽能電池、壓縮氣體等。

油電混合車 HEV

油電混合是大部份傳統車廠主要發展的車款,同時運用「汽油引擎」和「電動馬達」兩種動力。由於保留了汽油引擎,可以和一般汽油車一樣直接在加油站加油就可以發動駕駛,而電能則是依賴引擎發動時發電,並透過煞車減速時回收動能轉換儲存;當油電車電量不足時,汽油引擎自動啟動,帶動發電機充電,所以油電車的油箱必須要有汽油,無法在完全沒有油的狀態下行駛。

油電車在起步或低速行駛時,是使用電動馬達輔助動力,所以油耗低、加速快,同時也相對低碳排,但因為保留了引擎,占用車體的空間較大。

插電式油電混合車PHEV

因為HEV油箱仍必須有汽油,隨著技術發展,就研發出可以加油,又可以充電的插電式混合動力車。PHEV最大的特色就是在於可以加油,也可以直接使用電池的電力驅動。也就是說,在純電模式下,就和一般純電動車一樣,當電力不足時,引擎將自動轉換為油電模式下繼續行駛,駕駛人就不會有電池續航力不足的哩程焦慮了。

由於PHEV仍有引擎設計,電池容量相較純電動車小,續航力大多只有幾十公里,主要為了短程通勤而設計。若是長途駕駛,仍必須仰賴汽油驅動內燃機,是相對比燃油車環保又有彈性的優勢。

增程型油電混合車EREV

Extended Range Electric Vehicle是為了增加哩程行駛的設計,和PHEV類似,EREV同時有汽油引擎和電池,最大的不同在於引擎是用來幫電池充電,以增加行駛哩程,不會提供動力,行駛的動力來源完全靠電池和馬達,但這僅是為了解決純電動車續航力不足的替代設計,隨著純電動車技術日新月異,目前已完全被純電動車取代。

燃料電池電動車 FCEV

除了採用汽油引擎充電,或是直接接入電纜充電外,燃料電池電動車則是採用燃料發電裝置來為電池充電,目前最常見的燃料是氫氣,把儲存的高壓氫氣加上空氣中的氧氣化合反應生成水、電,放出熱量來提供電力;其他也有利用天然氣、乙醇和甲烷等燃料來發電。

由於一般純電池電動車的電池模組充電時間長,不像傳統的汽油只需要幾分鐘加油即可發動,而燃料電池是利用燃料提供電力充電,因此和一般汽油車一樣,只需幾分鐘加入燃料,就可以發動上路行駛,同時燃料電池只會排放水和熱,所以燃料電池電動車也被視為零污染車,是真正的節能環保的交通工具。

聽起來,這些都是非常硬的技術,那這種技術感覺上比較偏向傳統的工業囉?

其實,前面提到的都只是電動車的能源部份,就能源而言,還有早年的瓦斯車,以及一直以來人們想要利用的無盡能源;太陽能,最近甚至還有氫能的出現,但如果光是能源,當然無法突顯出電動車到底有多重要。

Elon Musk其實是將特斯拉的電動車定位為自駕車,對特斯拉而言,電動車可以帶動兩大產業,第一個就是前面提到的能源產業,而另一個就是在軟體上提供更好的功能,也就是自駕車。

大家有沒有注意到,即使不是電動車,為了輔助人類駕駛車輛,其實我們已經加入很多功能在汽車上。為了不讓駕駛分心,已經發展多年的自動導航系統,可以透過衛星定位加上地圖資訊,提供駕駛人行程路線的規劃。而為了提醒駕駛人駕駛安全,有道路速限警示,雖然我們現在主要是用來偵測測速照相。自動排擋,倒車時的後照攝影警示及輔助,油量、水箱等汽車狀況監控,中央控制車窗、車門,等等,這些其實都是我們附加在汽車上,現在幾乎已經不可或缺的軟體功能。這些功能其實也是由許多感測器,透過處理器來控制,也就是說,汽車早就發展成類似一台多功能的電腦了,因此Elon Musk就將目標放在更高的自動駕駛上,也就是說,只要將電動車再加上軟體,就可以實現李麥克的夥計了!

不過,就前面的描述,大家可以發現,自駕車如果只是加上軟體就能實現,那和電動車又有什麼關係呢?就讓我們在1220日的讀書會一起腦力激盪,看看有什麼新的觀點和想法,實體讀書會就是一個開放的交流討論時間,歡迎大家報名參加,一起和我們交流。