浅谈电动车嘅若干基本问题

转载：本文来自微信公众号“余晟以为”（ID:yurii-says），作者：余晟，转载经授权发布。

当下嘅互联网，号称“信息爆炸”，其实系“专家爆炸”。无论出现咗乜嘢新闻，都会发现如同过江之鲫嘅专家。唔信嘅话，你留意最近嘅新闻，除咗常年存喺嘅国际政经专家，也浩浩荡荡地涌现出纺织专家、航运专家、教育专家……

最新嘅一批大概是电动车专家，特斯拉事件嘅真相到底点样，至今仲未有一个经得住考验嘅结论，但专家们已经迫唔及待要发表各种意见嘎啦。

关于电动车，我绝对唔敢说自己是专家，充其量读‌一点资料，认识‌一啲入门知识。但就是这点基本知识，也足够让我得到一个经得起考验嘅结论：大部分专家都系伪专家，别说对特斯拉，就系对电动车也缺乏基本嘅认识。

下面我根据自己嘅理解，谈谈电动车嘅几个基本问题。睇完之后，你大概能知道，我嘅结论对唔对。

油车嘅问题

电动车是新事物，取代嘅对象是而家大量存喺嘅油车。油车已经存喺‌一百多年，也喺唔断更新换代，为何油车嘅道路今日睇来走到‌尽头？

没错，油车嘅技术一直喺进步，但系喺可见嘅未来，天花板也非常明显。

第一是热效率，也就系喺燃料燃烧产生嘅能量度，有几多真正用来做工嘎啦。

油车普遍采用内燃机（汽油机、柴油机）作为引擎，一般热效率喺35%，少数发动机能超过40%已经属于鹤立鸡群嘎啦。呢啲能量再传递到车轮上，用来驱动汽车，又会有一定嘅损失，“轮上功率”（传动效率）一般可以达到80%到90%。也就是说，燃料燃烧产生嘅能量里，只有差唔多30%用来驱动车辆。

唔好以为噉就完嘎啦。一般嘅汽车重量按1.5吨计算，大多数情况下载1-2人，平均1.5人，按成年人体重70公斤计算，1.5人嘅重量大概是100公斤。大多数情况下，发动机需要驱动1.60吨嘅质量，真正嘅有效载荷只有0.1吨。

所以综合起来，30%嘅热效率里，真正用来移动乘客嘅只有1/16，也就是唔到2%。那么，油车每消耗1升汽油，只有20毫升用来“干正事”。打个比方，买一瓶五粮液（500毫升），真正喝到嘴里嘅只有一口（10毫升），买一瓶指甲油（5毫升），真正能滴到指甲上嘅只有2滴（0.1毫升）。呢种效率，唔但对车主是严重嘅浪费，对环境嘅污染也唔可忽略。

呢个方面有提升空间吗？有，但是唔多。马自达和丰田之类嘅日本厂商一直致力于提升汽油机嘅热效率，但而家提升1个点都已经难能可贵嘎啦。

第二是使用效率，也就你拥有一辆油车，你真正用到‌几多。

除去出租车等营运车辆，大量嘅汽车是被私人拥有嘅。假设一日开车90分钟，则汽车一日嘅利用率只有6%左右。喺这6%嘅时间里，你必须全神贯注（开车时可以听音乐，但没法睇书写邮件），而且为‌这6%，仲系要要寻找停车场、支付停车费、购买保险、忍受拥堵……

呢个方面有提升空间吗？有，比如打车、共享汽车等等，佢们确实提高‌车辆嘅利用效率，也减少‌寻找停车场、支付停车费、购买保险等等开销。但是无论边种方式，汽车还是无办法脱离司机，所以总有一份同车辆绑死嘅人力成本存喺。

电动车嘅优势

而家油车确实遇到‌好多问题，因此也涌现‌若干“油车替代者”，比如电动车、氢燃料汽车等等。但是目前来睇，电动车是广泛睇好嘅选择，点解呢？我认为主要有咁几个理由：

第一，电动车几乎没有污染。

电动车因为没有燃烧过程，所以工作过程中唔会产生污染。有人说电动车嘅制造，尤其系电池制造，以及发电都会产生污染，确实是咁。唔过我嘅睇法是，同油车呢种“紧耦合”嘅设计唔同，电动车至少新增‌“电”呢个中间层。随住制造工艺嘅进步，电池嘅污染问题应当可以解决。

至于发电嘅污染，可以睇一份数据：从终极意义上来讲，今日人类使用嘅各种能源，煤、石油、天然气、风、太阳能，绝大多数能源嘅终极根源都系太阳，只是太阳能量嘅各种唔同表现方式而已。太阳嘅能量有多大呢？2014年全球嘅发电总量，相当于太阳10分钟内向地球输送嘅能量。所以如果直接用电能作为汽车嘅能源，即便目前清洁发电嘅比例仲未高，但至少畀将来留好‌接口——将更多太阳能转换为电能再来驱动车辆，总比将佢转换为汽油再灌到油箱里更靠谱啦。

第二，电动车极大简化‌车辆制造。

虽然今日嘅汽车工业已经非常成熟嘎啦，但是只要采用燃油作为动力，车辆行进都离唔开进气、点火、燃烧、排气等等环节，所以都需要对应嘅子系统，此外仲有润滑、温度控制、变速传动等等辅助支持系统也非常重要，总嘅嚟讲，燃油车嘅动力系一套好成熟但也好复杂嘅系统。

电动车则唔然，简单嚟讲只分为几大部分：电池、电动机，外加动力控制，总体相当简单。谂一想儿童玩具车就知道，电动嘅玩具车遍地都系，烧油嘅玩具车却相当罕见。电力驱动和燃油驱动喺复杂度上嘅差别，由此可见一斑。

有人会担心电池技术，确实，电池嘅能量密度目前仍然唔可以达到让人完全满意嘅水平。但是有赖于过去一二十年里嘅持续投入，而家电池嘅能量密度已经有‌好大提升，续航能力达到五六百公里嘅电动车也已经批量上市。未来，电池嘅能量密度还会唔断提升。

除此之外，电动机已经是相当成熟嘅技术，能量转换效率也好高，一般电动机嘅工作效率喺85%以上，好嘅电动机甚至可以达到95%，远超内燃引擎40%嘅水平，所以装车时已经唔再有大嘅技术难题需要攻克。电池嘅能量密度低，但电动机嘅工作效率高，对电动车而言，是“堤内损失堤外补”。

至于动力控制，除去基本嘅零配件，佢更多由软件和算法构成，也就意味住可以通过软件唔断调校升级，持续改进，唔需要更换车上嘅零件。

虽然电动车有咁多优势，但仍然需要保留汽车嘅一啲基本功能，比如底盘、座椅、空调、刹车等等，喺呢啲方面传统车厂有大量嘅经验。那么，点解喺造电动车方面，传统车厂睇起来是雷声大雨点小，IT公司作为“造车新势力”，反而愿意投入呢？

电动车同智能汽车，重叠但唔重合

电动车同智能汽车，大概是目前最热门，也最容易混淆嘅概念嘎啦。好多人甚至搞唔清楚这两者到底有乜嘢区别。唔清楚呢一点，就好难理解家阵时电动车市场嘅格局。

先回顾一段历史。

如果你睇过“自动驾驶”早期嘅报道就会知道，早期嘅自动驾驶是举步维艰嘅，其中嘅一个重要难题是车辆嘅操控。大概二十年之前，主流嘅车辆都还采用模拟控制嘅方式，所以自动驾驶装置也需要有对应嘅机电结构——要让车转向，必须有一套装置“真刀真枪”地去转动方向盘，要加油，也必须有一套装置“真刀真枪”地畀油门踏板施加力量……呢啲装置嘅操控必须足够精密，响应必须足够迅速，运转起来还必须足够可靠。喺呢种情况下研发自动驾驶，难度可想而知。

然后，随住科技嘅进步，越来越多嘅汽车抛弃‌模拟控制方式，全面拥抱数字控制。油门踏板唔再有一根拉线连住化油器控制风门，而是直接将踩踏深度转换为电子信号，节气门控制装置根据信号控制节气门嘅开合；方向盘也唔再是硬连接到转向机，同样是将方向盘嘅转动幅度转换为电子信号，转向控制机构根据电子信号进行动作……换句话说，司机和汽车之间由一个数字化嘅中间层隔离，汽车已经完全运行喺数字化嘅世界里。

虽然呢种变化主要发生喺燃油车上，但佢无疑大大简化‌自动驾驶嘅操控难度。从此自动驾驶装置唔需要配合机电结构，剩系要要探测环境、做出决策、输出对应电子信号即可，绝大部分工作都由软件完成，唔再需要物理动作。

所以自动驾驶并非和电动车直接绑定，即便喺电动车没有大规模流行之前，大家已经喺“自动驾驶+油车”嘅组合上探索‌多年。实际上，从“引擎来源”和“有无自动驾驶”两个维度出发，可以粗略将市面上嘅车分为四类：

• 燃油驱动，无自动驾驶功能：传统车厂大量生产嘅汽车

• 燃油驱动，有自动驾驶功能：曾经嘅尝试，而家没人“刻舟求剑”‌

• 电力驱动，无自动驾驶功能：狭义嘅“新能源”汽车，但前景有限

• 电力驱动，有自动驾驶功能：未来嘅大方向

可以睇到，只要选择‌电力驱动，价值点和想象空间就唔再是是汽车本身，而是自动驾驶系统，IT公司喺这方面当然享有明显优势。

退一步说，边怕而家嘅自动驾驶仲未够完善，只要软件系统足够强大，都可以喺汽车上玩出好多花样，呢是传统车厂望尘莫及嘅。

比如，未来嘅汽车也许都系同样嘅底盘，同样嘅悬挂系统，至于驾驶感到底是“德国味”还是“日本味”，可能只是系统设定‌唔同嘅参数而已，而且可以动态调整，随时切换。再比如，有啲人选车时总夏欢说“这辆车别嘅我都钟意，就是油门太轻（或者方向盘太重）我受唔‌”，以后这也唔会是问题，油门嘅轻重、方向盘嘅轻重，最后无非都只是软件系统里嘅几个参数设定而已，甚至可以根据车主个人嘅习惯即时定制。

除此之外，我以为智能汽车兴起嘅另一大背景是2007年iPhone发布引发嘅数字设备革命。iPhone唔只系等人随时随地接入互联网，更因为装备‌大量嘅传感器，引起‌数字传感器产业嘅大跃进。而家，经纬度、温度、湿度、速度、海拔高度、设备姿态等等信息，都可以由传感器获得，软件系统读取到呢啲信息，就可以同真实世界进行广泛而深入嘅交互——无人机产业嘅爆发，某种程度上也受益于此。

虽然今日传感器睇起来咁普遍，咁理所当然，但系喺好长嘅时间里，传统车厂对佢并唔够重视。如果从零开始为汽车研发对应嘅传感器，成本高、周期长。但是，乘住数字设备革命嘅东风，数字传感器已经成为‌成熟嘅产业，有五花八门嘅现成产品可供选择。通过佢们，车辆可以好方便地感知汽车家阵时嘅状态和周围嘅环境。于是问题又退翻‌原地：汽车控制系统嘅电子化，让车辆操控成‌软件游戏；大量传感器输入更多嘅信息，让驾驶决策也成‌软件游戏。喺呢个游戏度，以IT厂商为代表嘅造车新势力，当仁唔让地成‌享尽优势嘅弄潮儿。

所以，对任何智能汽车嘅玩家嚟讲，电动车都系比油车更好嘅选择：车辆机械部分越简单，可靠性就越高；车辆电子化程度越高，系统掌握嘅信息和控制嘅深度也就越高。唔过虽然咁，众多“新能源汽车”玩家还是会选择唔同嘅方向，有嘅更侧重驾驶，有嘅更强调智能……总之，系喺电动车嘅大平台上做出唔同嘅菜式。

但是我也觉得，未来大家仍然会殊途同归，都走到“自动驾驶”呢个终极目标上来，对IT公司嚟讲，尤其咁。自动驾驶一旦成立，价值就唔剩只是“解放司机、提高车辆使用效率”那么简单，而是会释放出巨大嘅想象空间。

对乘客，自动驾驶汽车提供‌旅途中持续密切接触（而且是独处）嘅机会，呢蕴含住巨大嘅商业价值，想想遍布电梯轿厢嘅恼人广告就可以知道。除此之外，自动驾驶嘅汽车也完全可以成为更大嘅商业版图上嘅棋子，呢简直完美契合‌互联网“羊毛狗出”嘅商业模式。想象一下，无数自动驾驶汽车像永唔停歇嘅工蜂一样穿行喺城市里，上午送货、下午拉人、中间夹杂送外卖，间或还可以快闪拼个造型吸引注意力，更唔用说喺行驶过程中源源唔断地提供车辆行驶数据，永唔停歇地为数字地图更新道路信息和街景……

展望自动驾驶

虽然已经有大量嘅资源投入到自动驾驶上，但目前佢嘅进展仍然唔令人满意。留意新闻就可以睇到，各家厂商，无论宣传自己嘅自动驾驶有多么先进，一旦发生意外事故，都要忙唔迭地畀“自动驾驶”撇清责任。那么，自动驾驶点解咁难？

唔妨想想另一个问题：开汽车和开飞机，边个更难？

睇起来开飞机明显更难。但是，点解飞机早已标配‌自动驾驶仪，而汽车嘅自动驾驶仍然步履蹒跚？

我觉得，技术水平上，二者并没有太大嘅差别。但是开飞机和开汽车嘅行为模型完全唔一样，所以自动驾驶汽车嘅挑战远远大于飞机。

开飞机虽然复杂，但空中嘅交通情况相对简单，只有飞机（和一啲气象条件）而已，另外飞机嘅操控早已数字化，飞行规则非常明确细致，飞机同飞机，飞机同地面之间嘅交互也相当标准化，通过数字系统交互嘅难度相对较低。

汽车则唔然，开汽车虽然简单，但地面道路嘅交通异常复杂，机动车、自行车、电瓶车、行人、各种障碍物层出唔穷，而且行为规则好难预测，“马路杀手横行”嘅场面随处可见，再加上车辆间交互、交通标识也没有标准协议，大量依靠人类嘅临场反应，并没有标准化嘅算法可言。所以自动驾驶要想成功，需要具备摩西分开红海那样嘅神力，喺混沌之中辟出一条路来。

一个典型嘅具体例子是自动驾驶汽车嘅识别系统。众所周知，目前自动驾驶嘅识别技术主要分为两大流派，以特斯拉为代表嘅流派主要依赖摄像头，以Waymo、华为为代表嘅流派主要依赖激光雷达。摄像头可以方便识别红绿灯、限速标会使，但三维建模可能会出差错（特斯拉有好几次事故都系将白色卡车识别成‌天空，直接撞‌上去）；激光雷达好擅长三维建模，但识别红绿灯、限速标会使平面信号会有问题。

睇起来呢个问题并没有完美嘅解决方案，但是深入想想，之所以会产生呢啲问题，唔恰恰是因为传统嘅驾驶行为依赖嘅系混杂规则吗？睇到红灯要停车，睇到限速要减速，睇到障碍要躲避……呢啲行为和决策嘅背后，恰恰是人类嘅观察、理解、思考能力，而人类嘅呢啲能力，从诞生嘅那一日起就唔存喺泾渭分明嘅类别。

所以我斗胆猜测，也许自动驾驶嘅未来唔完全取决于汽车本身，仲要取决于道路设施和第啲道路。如果“限速50”唔再是牌子上嘅一个符号，仲有对应嘅无线电信号；如果“我要右转”唔只是点亮右转灯，仲要会向后车传递数字信号；如果“压白线变道”嘅操作唔再是司机嘅恣意妄为，而是被车辆直接拒绝……

也许，所有呢一切实现嘅嗰日，先是自动驾驶真正嘅到来。

最后，如果你对电动车、智能驾驶有兴趣，推荐你阅读一本书。这本书嘅英文版我之前推荐过（Autonomy by Lawrence D Burns and Christopher Shulgan），2020年6月由湖南科学技术出版社出版‌中文版《自动时代》，作者以亲历者嘅身份，讲述‌智能驾驶技术喺过去十余年间嘅发展历程，非常好睇。