“油電同智”的口號已經(jīng)被喊出很長一段時間了，它所描繪的愿景是讓傳統(tǒng)燃油車也能擁有與電動車并駕齊驅(qū)的智能駕駛和智能座艙體驗。

然而，細(xì)心的小伙伴應(yīng)該會發(fā)現(xiàn)，雖然市面上智能電動車的自動駕駛功能日新月異，但在燃油車領(lǐng)域，高階智駕的普及速度卻明顯緩慢。為什么燃油車很難做自動駕駛？

車型的本質(zhì)差異

自動駕駛系統(tǒng)的核心任務(wù)之一是縱向控制，即通過精確管理加減速來實現(xiàn)跟車、避障及巡航。

在這一環(huán)節(jié)中，電動機(jī)與內(nèi)燃機(jī)其實是完全不同的物理反饋特征。電動機(jī)的扭矩產(chǎn)生基于電磁場的瞬間建立，其動力輸出幾乎沒有物理延遲，通常能在十毫秒內(nèi)完成從指令發(fā)出到扭矩釋放的過程，其響應(yīng)速度會比內(nèi)燃機(jī)快二十至三十倍。

這種近乎實時的特性為自動駕駛算法提供了一個高度確定的受控對象，使得系統(tǒng)在處理瞬息萬變的路況時能夠做到精準(zhǔn)、平順。

相比之下，燃油車的內(nèi)燃機(jī)是一個復(fù)雜的機(jī)械熱力學(xué)系統(tǒng)，其動力輸出鏈條漫長且充滿不確定性。當(dāng)自動駕駛算法發(fā)出加速指令時，車輛需要先調(diào)整節(jié)氣門開度，這會引發(fā)進(jìn)氣歧管內(nèi)空氣壓力的變化，空氣進(jìn)入氣缸后還需經(jīng)過壓縮、噴油、點火、做功等四個沖程的循環(huán)才能產(chǎn)生動力。

如果是一臺渦輪增壓發(fā)動機(jī)，還需要等待廢氣壓力積攢以驅(qū)動渦輪增壓器，這個過程被稱為渦輪遲滯。

這一套流程下來，產(chǎn)生的延遲可能達(dá)到兩百甚至三百毫秒，在極端情況下甚至更久。這種延遲在人類駕駛時可能只是輕微的體感差異，但在自動駕駛的高頻閉環(huán)控制中，數(shù)百毫秒的誤差會導(dǎo)致控制算法的預(yù)測失效，引發(fā)車輛的前后俯仰或跟車距離的頻繁波動。

內(nèi)燃機(jī)與電動機(jī)在動力響應(yīng)及控制參數(shù)上的關(guān)鍵數(shù)據(jù)對比

除了響應(yīng)時間，內(nèi)燃機(jī)的扭矩控制精度也不及電機(jī)。由于燃燒過程受到進(jìn)氣溫度、濕度、燃油質(zhì)量以及積碳情況等多種隨機(jī)變量的影響，每一循環(huán)產(chǎn)生的實際動力輸出都存在波動。

對于自動駕駛系統(tǒng)而言，這種不穩(wěn)定的輸入信號要求算法具備極強(qiáng)的容錯能力。為了彌補(bǔ)這些物理缺陷，就必須引入復(fù)雜的模型預(yù)測控制算法，在軟件層面模擬內(nèi)燃機(jī)的熱力學(xué)行為，從而提前給出補(bǔ)償指令。

然而，這種“以軟補(bǔ)硬”的做法不僅增加了算力消耗，也提高了系統(tǒng)的開發(fā)與驗證難度。

神經(jīng)系統(tǒng)的架構(gòu)瓶頸

自動駕駛不僅需要強(qiáng)有力的肌肉，更需要高速傳輸?shù)纳窠?jīng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)燃油車的電子電氣架構(gòu)大多是分布式的，全車分布著幾十個甚至上百個獨(dú)立的電子控制單元（ECU），它們各自負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)、變速箱、空調(diào)、車門等細(xì)分功能。

這種“碎片化”的架構(gòu)在傳統(tǒng)汽車時代并無問題，但在智能化時代卻會成為巨大的阻礙。在分布式架構(gòu)下，不同模塊之間通過傳統(tǒng)的CAN總線進(jìn)行通信，其數(shù)據(jù)傳輸速率極低，經(jīng)典的CAN總線帶寬僅為1Mbps，升級后的CAN-FD也只有5Mbps左右。

當(dāng)高階自動駕駛系統(tǒng)上車時，它需要處理來自多個高清攝像頭、激光雷達(dá)和超聲波雷達(dá)的海量實時數(shù)據(jù)。

一臺8MP攝像頭產(chǎn)生的原始數(shù)據(jù)流就需要數(shù)Gbps的帶寬來支撐，這超出了傳統(tǒng)CAN總線承受能力的數(shù)千倍。如果強(qiáng)行在舊架構(gòu)上集成高階智駕，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t將變得不可接受，直接威脅行車安全。

因此，燃油車要實現(xiàn)油電同智，必須對整車的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行大改，將分布式架構(gòu)升級為域控制器架構(gòu)或中央集成架構(gòu)。

這種升級意味著要用千兆甚至萬兆級別的車載以太網(wǎng)作為主干網(wǎng)，并引入高速串行/解串器技術(shù)來處理高清視覺信號。然而，在燃油車的機(jī)械布局中嵌入這些高度敏感的電子元器件會面臨嚴(yán)苛的電磁干擾。

發(fā)動機(jī)艙的高溫、點火系統(tǒng)產(chǎn)生的脈沖干擾，都可能導(dǎo)致高頻數(shù)據(jù)流出現(xiàn)誤碼。為了保證信號完整性，燃油車需要更復(fù)雜的屏蔽線束和更高端的電子組件，這不僅增加了車輛的制造成本，也延長了研發(fā)周期。

軟件定義汽車（SDV）的浪潮下要求車輛具備持續(xù)進(jìn)化的能力，即通過空中下載技術(shù)（OTA）更新算法。

在分布式架構(gòu)的燃油車上，由于各ECU之間相互隔離且硬件性能一般是設(shè)計為剛好滿足出廠時的功能，幾乎沒有剩余算力和存儲空間來支持大規(guī)模的功能迭代。

相反，電動車在設(shè)計之初就普遍預(yù)留了性能冗余，采用了更高算力的中央計算平臺。這種超規(guī)格的配置與燃油車行業(yè)長期以來追求極致單件成本控制的邏輯存在矛盾。

能源與執(zhí)行的現(xiàn)實約束

自動駕駛硬件是名副其實的“耗電大戶”。如搭載雙英偉達(dá)Orin-X芯片的支持L3或L4級自動駕駛的計算平臺，其滿載功耗可達(dá)250W以上，再加上各種雷達(dá)和高功率傳感器，整套智駕系統(tǒng)的功耗需求對燃油車的12V供電系統(tǒng)提出了極大挑戰(zhàn)。

雖然燃油車在行駛時可以通過發(fā)電機(jī)提供超過1000W的電能，但這些電力主要用于維持風(fēng)扇、大燈、電子助力轉(zhuǎn)向等基礎(chǔ)功能。當(dāng)智駕系統(tǒng)需額外占據(jù)10%到20%的電力負(fù)荷時，發(fā)電機(jī)和12V蓄電池的穩(wěn)定性和冗余能力就變得至關(guān)重要。

相比之下，電動汽車擁有巨大的高壓電池組，可以通過DC-DC轉(zhuǎn)換器輕松獲得穩(wěn)定的大電流，且本身就具備完善的電池管理系統(tǒng)來應(yīng)對瞬時負(fù)荷波動。

在燃油車上，為了保證智駕系統(tǒng)的電力安全，就需要增加第二套備用電源系統(tǒng)或升級大容量的發(fā)電機(jī)，這不僅涉及空間的布局難題，更帶來了整車重量的增加。

同時，大算力芯片帶來的散熱問題也不容小覷。在一些追求極致性能的燃油智駕方案中，僅僅靠風(fēng)扇散熱已經(jīng)無法滿足需求，甚至需要從空調(diào)系統(tǒng)中引出一路制冷劑循環(huán)來為計算平臺降溫。

還有更為關(guān)鍵的是底盤的線控化。自動駕駛要求車輛的轉(zhuǎn)向、制動、油門必須完全由電信號控制，即取消人與機(jī)械之間的物理連接。電動汽車由于沒有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的真空泵，其制動系統(tǒng)天生就是基于電子助力的線控結(jié)構(gòu)（如iBooster或One-box系統(tǒng)），這與自動駕駛的需求完美契合。

而傳統(tǒng)燃油車的制動系統(tǒng)大多依賴機(jī)械液壓結(jié)構(gòu)，在搭載自動駕駛時，如果需要更快的響應(yīng)速度或更精準(zhǔn)的力度控制，傳統(tǒng)的機(jī)械液壓結(jié)構(gòu)就顯得力不從心。

為了實現(xiàn)真正的自動駕駛?cè)哂�，燃油車需要更換為造價昂貴的線控制動系統(tǒng)（EHB），以確保在主控制器失效時仍能通過電信號實施緊急制動。線控制動相比傳統(tǒng)液壓制動能縮短約0.35秒的建壓時間，這在高速行駛中意味著可以縮短十多米的制動距離差距。

此外，由于線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要徹底切斷方向盤與轉(zhuǎn)向拉桿的物理連接，這在安全認(rèn)證和機(jī)械素質(zhì)的平衡上對燃油車企提出了更高要求。

是否可以“油電同智”？

盡管燃油車智能化在物理與架構(gòu)上存在諸多不利因素，但燃油車的智能化并不是一條死胡同。隨著奧迪A5L等新一代車型的出現(xiàn)，我們看到了通過深度跨域融合實現(xiàn)“油電同智”的可能。

這些車型開始搭載如華為乾崑等頂尖智駕方案，其核心思路不再是將智駕系統(tǒng)簡單疊加在燃油車上，而是將其深度集成進(jìn)動力總成的控制邏輯中。在這些方案里，智駕大腦不再僅僅是發(fā)送“加速”指令，而是直接參與發(fā)動機(jī)噴油和變速箱換擋的精細(xì)化調(diào)節(jié)。

通過預(yù)判式動力控制，智駕系統(tǒng)會分析傳感器捕捉到的道路坡度、交通流密集度以及前方信號燈狀態(tài)，提前調(diào)整第五代EA888發(fā)動機(jī)的輸出特性和雙離合變速箱的換擋策略。

在需要減速時，系統(tǒng)會協(xié)調(diào)發(fā)動機(jī)斷油和變速箱降檔，實現(xiàn)平滑的動能管理，這種深度的協(xié)同不僅提升了行駛的舒適性，更在很大程度上克服了內(nèi)燃機(jī)動力響應(yīng)的天然遲滯。這種軟件算法對機(jī)械性能的“超前補(bǔ)償”，是燃油車通往高階自動駕駛的核心路徑。

其實在汽車行業(yè)，智能化已經(jīng)成為衡量汽車競爭力的第一標(biāo)準(zhǔn)，2024年被業(yè)界視為智能化元年，L2級輔助駕駛已經(jīng)下沉到10萬元級車型。對于燃油車企而言，向智能化轉(zhuǎn)型不僅是技術(shù)挑戰(zhàn)，更是組織架構(gòu)與工程文化的轉(zhuǎn)型。

傳統(tǒng)車企的高管多為機(jī)械背景，而智能汽車要求的是系統(tǒng)工程和軟件敏捷開發(fā)人員。這種從“機(jī)械定義”到“軟件定義”的轉(zhuǎn)型過程雖然痛苦，但卻是生存的必經(jīng)之路。

最后的話

油電同智并不是不可實現(xiàn)，但它對燃油車的底層架構(gòu)提出了近乎推倒重來的要求。燃油車在動力響應(yīng)上的毫秒級落后、總線帶寬上的物理瓶頸、以及電力供應(yīng)上的現(xiàn)實約束，成為了油電同智發(fā)展的阻礙。然而，通過引入域控制器、線控底盤和深度學(xué)習(xí)算法，燃油車的智能化或許不再久遠(yuǎn)！

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       原文標(biāo)題 : 油電同智？為什么燃油車很難做自動駕駛？