新能源汽车智能驾驶的发展趋势分析

宗苏灿

(武汉理工大学 汽车工程学院，湖北 武汉 430070)

0 前言

新能源汽车作为新时期汽车工业创新发展的重点方向，受到国家和社会的高度关注，同时与之配套的智能驾驶技术在当今物联网、数字化、信息化时代也取得了相应的发展和变革。我国应当在相关行业内加大投资、建设的力度，结合国内实际情况，制定科学的发展战略规划，促进我国汽车工业的进一步创新发展。

1 智能驾驶技术分析

新能源汽车产业的发展得到市场认可及国家政策的支持，取得了一定的突破。在宏观政策调控下，我国新能源汽车产业将向更高维度、更高层次的方向发展。我国新能源战略计划部署时间相对较早，同时在不断地发展改革过程中，汽车产业对电动机技术、燃料电池技术、混合电动技术等不断进行实践和创新。随着市场对新能源车型认可度的不断提升和相关产业规模的不断扩大，新能源汽车得到进一步发展，其种类和数量进一步增多，且部分车型具有庞大的市场需求量，相配套的智能驾驶技术也将得到更加全面的发展。

1.1 关键技术

智能驾驶技术集成了传感器技术、大数据算法和人工智能系统，并依托高效率的网络信息传递通道，使得智能驾驶在物联网时代能够为车主提供良好的辅助驾驶，相关技术所涉及到的内容包含基础传感器技术、车型结构布局、智能驾驶算法、能源管理技术4个方面。

在传感器技术板块，通过安装在汽车周边的各类传感器，如距离传感器、红外传感器、主动式激光雷达，可以根据当前的运行状态分析外部的环境特征，做到智能感知、智能控制，以提高智能驾驶的安全水平。通过传感器技术可以帮助驾驶人员及时根据周边环境的图像和视频，更高效、更科学地掌控车辆。同时，借助科学算法，根据传感器提供的数据资料，规划出更加科学、合理、安全的行车路径，提高车辆运行的安全性。

为提高新能源汽车智能驾驶系统的运行效率，需要对汽车结构进行轻量化处理，以减少智能驾驶的运行负担。在对汽车专用底盘进行改造的过程中，一方面需要考虑电池容量，另一方面需要考虑汽车的运行环境。现阶段大部分新能源汽车生产商采用传统的汽车底盘来改装新能源汽车底盘，此类方式虽然可以节省时间，但是会影响车辆的性能，要实现新能源汽车底盘轻量化，就要对材料及工艺技术进行创新和优化，尽可能选取强度高且质量好的镁铝合金作为基础原材料，以提高车辆运行的经济性和安全性。

在数据算法层面，智能驾驶技术主要借助传感器接收数据并对数据信息实施精细化的计算分析，提高数据信息的使用价值。参考算法的适用性、可分析性，结合汽车在运行期间的动力学特征，落实安全性研究计算，通过对汽车驾驶的精确定位及精确模拟管控，合理设置汽车运行线路，结合计算得到的数据，实现对车辆实时持续的跟踪管控，确保汽车系统的运行具备高效性和安全性。

数据算法还具备自主学习的功能，在当今智能驾驶领域，需要持续地优化完善各项智能驾驶技术，如系统技术、硬件技术等。而在对相关系统开发管控的过程中，汽车生产商也需要借助海量的数据资料实现对自动驾驶技术、智能驾驶技术的升级改造。以特斯拉为例，其自动驾驶车型实现了对数据信息的精确上传和比对，以落实对智能驾驶系统的持续升级。每辆特斯拉汽车在运行过程中均会自主感知周边环境，并构建完整的数据链网络，同时车辆内部所搭载的数据算法也能够根据外部的环境状况，对比车主的驾驶习惯实现智能化学习。因此，随着新能源汽车自动驾驶技术及智能驾驶技术的不断创新发展，当收集到足够的数据信息时，相关智能驾驶系统的功能将变得更加强大和完善。

作为新能源汽车的核心技术，动力电源技术影响着整个智能驾驶系统的综合运行效率，其涉及的技术领域较多。动力电源是汽车发动机及电动机的主要能量来源，以常见的新能源汽车为例，相关车型主要依靠电池来获取持续不断的电力输送；混合动力电车需要结合发动机、发电机联动来获取电能；燃料电池是通过一系列的化学变化、化学反应来为车辆提供能源。随着我国电力技术的创新发展，传统电池动力技术也将取得全新的突破发展。当前的动力电源实现了对现有发电、储存、连接等单元的集约化管控，极大程度地提高了车辆的综合运行效率，其中影响电化学储存性能的因素包含以下几个方面。

(1) 新能源汽车智能驾驶技术受到的最大限制在于相关电池技术无法取得突破(能源管理受限)，新能源产业对高性能储能材料的使用需求较大，储能材料主要包含正极、负极及相应的电解液材料。随着我国对相关电池技术、电力技术的持续研发，新型的锂电池及镁离子电池技术也将得到进一步的发展。

(2) 在电芯组成技术领域，电芯设计板块仍存在不足，相关制造单位和生产单位也缺乏电芯组成生产管控工艺，相关技术缺乏规范性和标准性，使得电芯的各项指标无法满足新能源汽车企业的需求，也无法满足智能驾驶技术对整个电子模组的集约化控制需求。

(3) 在能量管理技术领域，动力电源管控技术包含对单体高共模电压及电芯状态的精细化测量和管控，通过检测得到的数据信息实现对电池的充放电管理，确保电池能够满足车辆运行需求，而能量管理技术的水平将决定智能驾驶技术对汽车可控程度。

1.2 实际应用

当前我国新能源汽车搭载的智能驾驶系统以高级驾驶辅助系统(ADAS)为主，将其应用于汽车智能驾驶领域，可进一步完善现有的辅助驾驶体系。我国于2018年在ADAS领域取得了重大的突破。此前，西方发达国家在相关领域融合更高效的智能化驾驶技术，提高了其汽车工业的发展水平，但我国在相关领域还不具备较高的市场普及率。因此，在市场空间发掘管控方面，对ADAS技术的使用将上升到一个全新的高度。ADAS技术有效整合传感器技术、图像技术及智能驾驶技术，为驾驶员提供更加安全、舒适的驾驶环境，同时整合分析信息帮助驾驶人员及时判断外部的环境变化。

在交通发展的时代背景下，新能源汽车结合智能驾驶技术，通过大数据将可视化技术运用到智能驾驶中，能够及时通过数据链与交通地图相结合，实现对驾驶员的提醒，帮助驾驶员合理规划交通路线。智能交通网络能够清晰地显示各路段模块的实际状况，帮助驾驶员挑选交通路线，提高交通通行效率。因此，将智能驾驶技术连接到公共交通网络，通过车辆上搭载的智能化系统能够整合当前各路段的交通状况信息、监控摄像头，帮助驾驶人员规划出合理且安全可靠的行车路线。此外，通过大数据技术结合智能交通系统，能够在帮助驾驶员合理选择停车场及相关停车区域。

在智能驾驶领域，新能源车辆的电控技术也得到了不断的发展创新，结合微型处理器及中央管控系统，通过集约化、集成化的管理措施，借助电控系统软件实现对车辆电力传输的精细化管控。在当今数字化和信息化的时代，将信息化电控系统和电控技术相结合，可提高车辆的智能化运行效率。但车辆电控系统也存在出现局部故障，影响了电控系统的综合运行效率。现阶段针对电控系统所存在的局部性缺陷问题，在生产制造环节应分析、评估并考虑电控功能的安全问题，对技术指标和技术参数做出相应的规范及规定，严格参照国际标准结合新能源汽车技术体系，并根据实际状况完成对电控技术相关软件系统的构建优化。

智能驾驶系统具备较高的智慧化程度，智能化技术能够通过语音识别技术或其他生物识别技术更好地执行驾驶员所下达的一系列操作指令，例如根据外部环境条件，通过搭载的温度传感器调整汽车内部的温度，使得汽车内部始终处于舒适的温度条件；有效整合人机交互技术和物联网技术，极大地提升了乘客及驾驶员的人机交互体验。解放驾驶员双手，实现对车辆内部空调、娱乐设备的智能化操控，使得交通出行更加舒适便捷。

此外，新电源汽车充换电作为车辆补充能量的常见方式，结合充电枪实现电力传递、传导。智能驾驶系统在对电能传递传导方面涉及快充和慢充2个模块，为促进新能源汽车面向轻量化方向的发展转变，必须结合电气控制器实现充电控制。有效整合运用车辆内部所搭载的充电控制系统与电机控制器，能降低车辆的生产制造成本，提高车辆在充电过程中的能量转换效率。目前，相关科研机构研发并提出了全新的无线充电方法，但相关技术仍处于实践验证阶段，未能大规模投入到商业使用中。

智能技术应用包含多个维度、多个方面，除了能够为车主提供良好的驾驶服务，在汽车智能生产制造领域，还能优化现有的汽车生产制造及设计工作。智能技术可简化原本汽车生产制造活动中复杂的管理操作，提高车辆的生产效率，且能通过智能化检测系统实现整个生产管理流程的高效和便捷，避免出现过失或错误。在当前汽车生产制造活动中，会涉及到危险系数较高的工作项目，智能技术可替代相应的操作管理事项，保护人员的生命安全。

2 智能驾驶展望

2.1 智能驾驶驱动力发展转变

新能源汽车的驱动技术主要与相关车型的能量供给存在关联，现阶段常见的驱动技术以混合动力、动力耦合及纯电动力为主。

对于纯电动力驱动，相关装置体系主要分为纯电驱动电机和轮边电机，根据驱动布置不同，可分为单电机和双电机驱动方式。例如，轮边电机驱动能够实现对车辆底盘的简化设计，但是对车辆前轮的控制力度相对较弱；双电机驱动具备良好的运行效率，而考虑到节能需求，也可结合单电机驱动，保持恒定功率运行，减少能耗。

动力耦合装置，主要是将汽车内部的多个小功率电机进行耦合关联，以提高汽车运行的总体功率。结合此类技术，能够有效减少汽车的电力损耗，混合动力驱动技术涉及传统的发动机、电机和变速器，通过混合动力可实现节能减排。

混合动力车型作为当前新能源汽车产业在创新发展过程中的中间产物，在前期基础供电设施及能源供给站建设不完善的阶段，相关车型具备良好的节能环保功效，但当相关设施及电池技术取得突破性发展后，混合动力车型将逐渐淡出人们的视线。

随着基础科学技术的创新发展，新能源汽车与智能驾驶技术将取得全面的发展突破。在未来发展中，新能源汽车大致可分为以氢燃料为动力的车型和以纯电为动力的车型，在智能驾驶控制方面两者具备不同的发展路线，也具备不同的优势，与之配套的智能驾驶技术的发展路线也会受到影响。我国新能源汽车生产商应紧跟国家的宏观调控政策，在相关行业领域实现发展突破，例如在当前国内新能源市场中，我国大力发展以纯电为动力的新能源车型，而未选择以氢能为动力的车型，其原因是我国在纯电动板块相关技术领域具备显著的优势，而在氢能板块主要受日本的技术壁垒影响。因此，在氢能板块我国不具备后发优势，在此过程中，我国科研人员需要加大对纯电动车型的研发力度，实现在电池制造、基础通信、微型处理器研发等方面的创新突破，推动新能源汽车产业的进一步发展壮大。

2.2 智能驾驶信息安全保障

在智能驾驶领域，智能驾驶技术的发展应与智慧交通的发展同步进行。当前的智能驾驶技术仍然存在较大的缺陷，还无法代替人类做出更加高效的判断，其发展方向应向辅助驾驶及自动驾驶转变，且汽车生产商应明确当前国内交通状况，合理开发出适用于本地区的智能驾驶系统。同时，出于国家战略安全方面的考虑，在数据信息收集板块，应限制国外车型在国内市场的数据测绘和信息收集，相关立法机关应制定出相应的政策，保障国家信息安全，也为国内自主智能驾驶技术的开发保驾护航。

3 结语

新能源汽车智能驾驶在当今传感器技术、网络技术及新能源汽车技术快速创新发展的时代将不断取得更大的发展突破，为此，我国应加大技术创新力度，完善数字化及信息化的管理架构，建立完善的数据库，依托人工智能系统和物联网系统，促进智能驾驶技术的进一步发展。