2018年电动汽车智能化关键技术发展趋势分析

目前已至2017年年底,大家都在分析2018年中国新能源汽车技术发展趋势。而科技部《新能源汽车2018年重点专项申报指南》已经发布,对企业而言很有指导意义。下面是笔者学习《申报指南》后,对2018 度年电动汽车智能化关键技术发展趋势的分析,分享如下:

一、中国新能源汽车重大共性关键技术的主攻方向

《申报指南》列出2018年中国新能源汽车技术的主攻方向是:动力电池与电池管理系统;电机驱动与电力;电子、电动汽车智能化;燃料电池动力系统;插电/增程式混合动力系统;纯电动力系统。一共6个方向下,再细分 24 个研究任务。

笔者理解:

①企业与政府规划要保持一致,企业经营活动(含技术攻关)要在政府的顶层设计下开展;

②企业2018年具体的新能源汽车研究(开发)项目必须在6个方向下、24个研究任务之中;

③企业具体技术研究和开发项目,理应与中央政府年度计划技术攻关项目对应起来。

二、2018年电动汽车智能化研究任务

电动汽车与燃油汽车相比,有些指标(如续航里程),要达到传统汽车的标准有一定的难度,也许不可能达到。但在汽车智能化方面,电动汽车比燃油车更有优势。对中国而言,汽车电动化以后接下来就是智能化,电动汽车智能化,一定能弥补其短板。可以说电动汽车实现全面智能化之日,即燃油车退出历史舞台之时。

2018年电动汽车智能化关键技术攻关有:环境感知技术、测试与评价技术、自动驾驶电动汽车集成与示范研究3个方面。

1、自动驾驶电动汽车环境感知技术

1)研究内容:

研究基于多传感器融合的车辆 360°无盲区环境感知系统;突破环视高速旋转扫描的宽视场探测技术、固态化车载激光雷达技术、厘米级实时测距关键技术;设计高速实时通信信息处理与通信模块;设计适用于大数据实时、高效传输的数据打包与传输协议;研究开发基于点云数据的多目标识别及跟踪算法。

2)考核指标:

实现车辆周边 0.1 米-150 米范围的无盲区环境感知,激光雷达垂直视角≥30 度,水平角分辨率≤0.05 度,垂直角度分辨率≤1 度,测距精度≤2 厘米。环境感知系统目标识别算法能对道路常见目标(车辆、行人、非机动车、车道线、车位、路侧静止障碍物等)进行检测和分类,单一目标的检测准确率≥97%,多目标分类准确率≥95%,对目标跟踪的动态响应速度低于 200 毫秒,小批量生产。

3)笔者解读:

自动驾驶电动汽车环境感知技术要替代人的眼睛和耳朵。产品层面有传感器、雷达、摄像头三大类;通信信息处理与通信必须是高速实时、多目标识别及跟踪算法替代人脑思维决策。

①环境感知:要求车辆 360°区域无盲区,视距在车辆周边 0.1 米-150 米范围内;

②雷达垂直视角≥30 度,水平角分辨率≤0.05 度,垂直角度分辨率≤1 度,测距精度≤2 厘米,目前是攻关的项目激光雷达。汽车上的雷达越来越多要求是固态雷达;

③识别算法能对道路常见目标(车辆、行人、非机动车、车道线、车位、路侧静止障碍物等)进行检测和分类;

④精度要求:检测准确率≥97%;分类准确率≥95%;动态响应速度低于 200 毫秒。

综上所述,目前产品有了,算法有了,水平高低体现在指标高低(精度)上,汽车测距误差在10厘米以内,跟踪的动态响应速度在200 毫秒以下。这些指标对工程技术员有较高的指导意义。

2、自动驾驶电动汽车测试与评价技术

1)研究内容:

构建自动驾驶电动汽车测试场景数据库;建立自动驾驶电动汽车信息安全、功能安全、环境感知系统、决策规划系统、控制执行系统等系统级和整车级的测试评价方法;研究基于硬件在环仿真的模拟试验方法及场地试验方法;研究涵盖环境复杂度、任务复杂度、人工干预度和驾驶智能度等评价指标的自动驾驶电动汽车评价理论及体系。

2)考核指标:

自动驾驶电动汽车测试场景数据库至少覆盖中国典型道路环境、典型道路类型、典型天气及光照条件、典型交通流环境等;建立覆盖环境感知系统、决策规划系统、控制执行系统的系统级测试试验系统;建设实现自动驾驶电动汽车性能测试和功能测试的封闭测试环境,能够复现典型的城区、郊区道路场景,并设置高精度定位基站、车辆与外界信息交互技术(V2X)路侧通信设备等基础设施,可实现自动驾驶电动汽车在实际交通状态下的实证测试;形成不少于 6 项国家测试标准/规范草案。

3)笔者解读:

测试与评价技术攻关的组织要由政府来推进。这一步理论研究必须要先行,政府规划要先行。大专院校、科研机构科研成果,要拿出来共享。有关标准组织要协调,企业、大专院校、科研机构参与。

政府在组织这些技术攻关,汽车和零部件厂把精力放在自己产品技术攻关上,要满足测试与评价技术的要求。

3、自动驾驶电动汽车集成与示范

1)研究内容:

通过区域示范运行,研究自动驾驶电动汽车封闭测试示范区和开放测试示范区的设计方法、建设方法、组织实施和运行管理方法;研究自动驾驶电动汽车应用过程中关键技术及法律问题;研究自动驾驶的法律、社会问题及自动驾驶推广的策略和路径。按照 SAE3-4 级要求,评估示范运行车辆的自动驾驶能力及安全性;构建示范运营监控及大数据管理平台,对封闭测试示范区内运行的SAE 4级自动驾驶电动汽车和开放测试示范区内运行的 SAE 3 级自动驾驶电动汽车进行数据记录和分析;提出自动驾驶电动汽车可靠性和环境适应性的量化评估方案。

2)考核指标:

在示范区内构建各类测试场景不少于 200 个,建立示范运行条件;通过车辆与车辆信息交互技术(V2V)、车辆与基础设施信息交互技术(V2I)和 V2X 技术实现车辆列队行驶、车路协同等功能;建立自动驾驶电动汽车封闭测试示范区和开放测试示范区的设计规范、建设规范、组织实施和运行管理方法,形成相关指南规范文件不少于 4 项;封闭测试示范区内,SAE 4级自动驾驶示范运行车辆不少于 100 辆;开放测试示范区内,SAE 3 级驾驶辅助电动汽车示范运行车辆不少于 1000 辆。

2)笔者解读:

①硬指标:各类测试场景不少于 200 个;封闭测试示范区内,SAE 4级自动驾驶示范运行车辆不少于 100 辆;开放测试示范区内,SAE 3 级驾驶辅助电动汽车示范运行车辆不少于 1000 辆;

②软指标:形成相关指南规范文件不少于 4 项;

③2017年4月1日实施的交通运输部交通运输行业标准《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016),有关配置主动安全总成,也是智能汽车要具备的配置。

④智能化是分级的,智能化的具体目标是提高汽车安全性,是降低汽车使用的综合成本。

总结:可以这样说,2017年4月1日实施的交通运输部交通运输行业标准《营运客车安全技术条件》(JT/T 1094-2016)标志中国汽车智能化推广应用已经起步;中国客车的智能化水平在全世界是最高的。2018年公交客车,尤其是电动公交车智能化推广应用必须起步,也一定能起步。