Hvorfor autonome flåder bliver elektriske

Autonom kørsel kræver ikke en elektrisk drivlinje, fordi styring, bremsning, perception og beslutningstagning i høj grad er uafhængige af, hvordan fremdriftsenergien lagres. Forbindelsen er praktisk snarere end uundgåelig: Styring, elektrisk arkitektur, flådeøkonomi og indbygning passer ofte godt sammen, mens sensorer og computerkraft medfører et reelt energitab.

Hvad elektrisk fremdrift bidrager med

Elmotorer reagerer hurtigt og præcist på momentkommandoer. Det hjælper en bevægelsesstyring med at levere jævn acceleration og koordinere vejgrebet på en eller flere trækkende aksler.

Regenerativ bremsning giver styringen en ekstra måde at bremse på, men øger også kompleksiteten. Den tilgængelige regenerering ændrer sig med batteriets ladetilstand, temperatur, motorens grænser og dækkenes vejgreb. Den automatiserede styring skal blande regenerativ bremsning og friktionsbremsning, så den ønskede deceleration forbliver ensartet.

Intet af dette gør en elbil selvkørende. Biler med forbrændingsmotor og hybridbiler anvender også elektronisk speeder, stabilitetskontrol, elektrisk servostyring og elektronisk styrede bremser. Fordelen er, at elbilplatforme ofte samler disse funktioner i en nyere elektrisk arkitektur.

Strøm- og platformsarkitektur

En automatiseret kørestak har brug for kontinuerlig lavspændingsstrøm til sensorer, computere, netværk, rengøring og køling. En elbils traktionsbatteri kan forsyne denne belastning gennem DC-DC-omformere, selv når hjulene kun kræver lidt effekt.

Batteriet kan ikke erstatte en sikkerhedsarkitektur. Konstruktioner på niveau 3 og niveau 4 kan kræve uafhængige strømveje, kontrolleret nedlukning og tilstrækkelig reserveenergi til at nå en tilstand med minimal risiko efter en fejl.

Moderne elbilplatforme anvender desuden ofte centraliseret eller zoneopdelt databehandling, hurtige netværk i bilen og softwarestyrede delsystemer. Det er nyttigt til automatisering, men er designvalg og ikke egenskaber ved elektrisk fremdrift. En dårligt integreret elbil opnår ikke en fordel alene ved at have et batteri.

Indbygning og integration i bilen

En skateboardplatform til elbiler kan give fleksibel indretning af kabine og udstyr, selv om batteriet optager en stor del af volumen under gulvet. Specialbyggede autonome køretøjer kan udnytte fraværet af en forbrændingsmotor og konventionel transmission til at indrette køling, databehandling, redundant strømforsyning og passagerplads anderledes.

Placeringen af sensorer skaber stadig konflikter. Enheder på taget påvirker højde og luftmodstand; lavt placerede sensorer samler sprøjt og snavs; kofangere er udsat for stød; og køling af computerne konkurrerer med kabinens og batteriets termiske behov.

I private elbiler kan fabriksmonteret hardware understøtte flere assistentfunktioner i bilens levetid. Det garanterer ikke, at en lovet funktion bliver godkendt eller leveret. Hardwaregeneration, ledig computerkapacitet, sensordækning og servicevenlighed har alle betydning.

Hvorfor flåder foretrækker elbiler

Robotaxiers økonomi adskiller sig fra privat ejerskab. Et højt årligt kilometertal gør energi og planlagt vedligeholdelse vigtige. Elektriske drivlinjer har færre dele, der kræver rutinemæssig service, og en flådeoperatør kan koordinere køretøjer, depoter, opladning, rengøring og udrulning af software.

Elbiler har heller ingen udstødningsemissioner på brugsstedet, hvilket er relevant i tæt trafikerede serviceområder. Det samlede miljøresultat afhænger stadig af elforsyning, bilproduktion, tomme omplaceringskilometer og af, om tjenesten erstatter private ture, taxier eller offentlig transport.

Opladning er en driftsmæssig begrænsning. En førerløs flåde skal sende køretøjer til ladere, håndtere køer og opretholde servicedækningen, mens bilerne ikke er tilgængelige. Hurtigopladning, batteritemperatur og nedbrydning bliver input til disponeringen. En robotaxi med forbrændingsmotor kan tanke hurtigt; en elbilflåde skal bruge planlægning og infrastruktur til at opveje længere ladestop.

Automatiseringens energiomkostning

Sensorer og databehandling kører ikke gratis. De bruger elektrisk effekt, kræver køling og kan øge vægt og luftmodstand.

Oak Ridge National Laboratory testede en instrumenteret Kia Soul EV fra 2015 og rapporterede en rækkeviddereduktion på 5.6% for sensorbelastningen og 12.2% for sensorer plus databehandling på den kombinerede UDDS/HWFET-cyklus. Tallene beskriver én forskningsplatform, ikke alle automatiserede elbiler.

Et særskilt fagfællebedømt modelstudie anslog en rækkeviddereduktion på 5–10% ved forstadskørsel og 10–15% ved bykørsel for de konfigurationer af automatiserede elbiler, som det vurderede. Studiet fandt, at computerbelastningen havde større betydning ved langsommere bykørsel, mens sensorernes luftmodstand betød mere ved højere hastigheder i forstæder.

Resultaterne for serieproducerede biler kan afvige væsentligt, efterhånden som sensorer, chips, køling og indbygning forbedres. Den holdbare lære er, at automatiseringens belastning hører hjemme i bilens energibudget. Hvis man angiver fremdriftens effektivitet, men ser bort fra et hjælpesystem i kilowattklassen, giver det et misvisende billede af den virkelige brug.

Automatisering kan også ændre energiforbruget under kørsel

Jævn hastighedsstyring, forudseenhed og ruteplanlægning kan reducere unødvendig acceleration og bremsning. Omvendt kan forsigtig adfærd, omveje, tom omplacering og flere kørte kilometer øge energiforbruget.

Køretøjets effektivitet og transportsystemets effektivitet er to forskellige ting. En automatiseret elbil kan bruge mindre energi pr. kilometer, samtidig med at en flåde øger det samlede antal kørte kilometer. Påstande om bæredygtighed skal derfor angive sammenligningsenheden: pr. køretøj, pr. passagerkilometer, pr. tur eller for hele transportsystemet.

Hvad elbilkøbere bør kontrollere

Kontrollér følgende for en forbrugerfunktion:

automatiseringsniveauet og førerens rolle;
understøttede markeder, veje, hastigheder og vejrforhold;
den nødvendige hardware, og om den svarer til det præcise modelår;
om funktionen er inkluderet, abonnementsbaseret eller afhængig af en senere opdatering;
førerovervågning og fallback-adfærd;
krav til sensorrengøring og kalibrering efter reparation; og
om energiforbruget ændrer rækkeviddeestimater eller forbruget under parkering.

Betal ikke for et fremtidigt automatiseringsniveau ud fra en antagelse om, at installeret hardware garanterer leveringen. Godkendelse, softwarens modenhed og det operationelle domæne er en del af produktet.

For flåder udvides spørgsmålene til ladekapacitet, depoteffekt, rengøring, oppetid, fjernassistance, håndtering af hændelser og de tomme kilometer, der kræves for at balancere udbuddet.

Elektrificering og automatisering forstærker hinanden, når de designes sammen. De er fortsat adskilte teknologier med adskilte påstande.