燃料电池与自动驾驶

之前在网上看到一篇文章，分析现代汽车的燃料电池发展路线，其中提到一个观点我觉得很有意思：

大多数汽车制造商认为，自动驾驶汽车的未来离不开纯电动汽车，然而现代汽车却独树一帜，他们认为燃料电池才是自动驾驶汽车更适合的搭档。在现代汽车看来，全自动驾驶汽车内部的计算机将会消耗整辆车大部分的电力，由此会对车辆的性能造成严重影响，这也正是纯电动汽车的短板所在。相比之下，燃料电池对于一辆汽车来说相当源源不断的动力来源。

在现代的Nexo测试车辆中，其所搭载的自动驾驶模块对电力需求很大：整车安装了4个激光雷达传感器、3个毫米波雷达、1个立体声摄像头、1个Mobileye摄像头、1个高速5G蜂窝通信装置以及1套高分辨率的地图导航软件。 车辆后备箱还安装了测试用的计算机，这些设备在测试行驶中需要全程开启以记录各种数据。根据工程师的描述，全自动驾驶功能开启之后的耗电量相当于50到100台笔记本电脑同时开启的耗电量，而如果要控制车辆驾驶的话，其耗电量较上述水平要再增长一倍。

medium上的一篇文章提到为了确保自动驾驶系统在进行大量实时计算时所需的电力供应，电动车本身的续航里程会受到很大的影响，从下图可以看出，在高速公路行驶时，车辆的续航里程预计会降低10%左右，在城市街道行驶时则会降低30%。

Turning on full autonomous driving (AD) at L4/L5 on a present electric car would reduce mileage reach by about 10% on a highway, 30% in a city, and 20% for a mixture of the two.

下面这张图片显示了目前主流电动汽车在无自动驾驶条件下的续航里程。

如果将上图中各个电动车品牌的电池容量除以其相应的续航里程，便可以得到每行驶100英里所需要的电能，高速公路的话大约为35kWh/100英里，城市街道的话大约为25kWh/100英里。

假设车辆在城市街道行驶时的平均速度为31mph，高速公路时为56mph，两种路况混合时为43mph，通过上面的续航里程信息便可以估算出电动车满充电后可以在路上行驶的时间。

即便是续航里程最远的特斯拉，一次充电后也只能连续行驶最长约8个小时。

根据Teraki的估算数据，对于自动驾驶系统而言，其传感器可以大致分为3种类型，负责遥感定位的1D传感器，负责处理视频信息的2D传感器和负责处理空间坐标的3D传感器，其相对应的能耗约为～0W，1500W和1000W，即总共需要2500W的功率输入。考虑到高速路况比较简单，将其相应的能耗设为1500W，对应的混合路况能耗为2000W。

自动驾驶系统的能耗乘以之前计算得到的行驶时间，便可以估算出电动车满充电后正常行驶状态下开启自动驾驶系统所需要提供的电能，大约为10～20kWh左右。

将上面图表中的数据换算成百分比的话，便可以得到最开始的那张图表。