Hvorfor autonome flåter blir elektriske

Autonom kjøring krever ikke en elektrisk drivlinje, fordi styring, bremsing, persepsjon og beslutningstaking i stor grad er uavhengig av hvordan fremdriftsenergien lagres. Forbindelsen er praktisk snarere enn uunngåelig: Styring, elektrisk arkitektur, flåteøkonomi og innpakking passer ofte godt sammen, mens sensorer og datakraft medfører en reell energikostnad.

Hva elektrisk fremdrift bidrar med

Elektriske motorer reagerer raskt og presist på dreiemomentkommandoer. Det hjelper en bevegelseskontroller med å gi jevn akselerasjon og samordne veigrepet på én eller flere drivaksler.

Regenerativ bremsing gir kontrolleren en annen måte å redusere farten på, men øker også kompleksiteten. Tilgjengelig regenerering endres med batteriets ladenivå, temperatur, motorgrenser og dekkgrep. Den automatiserte styringen må blande regenerativ bremsing og friksjonsbremsing slik at den forespurte retardasjonen forblir konsekvent.

Ingenting av dette gjør en elbil selvkjørende. Kjøretøy med forbrenningsmotor og hybrider bruker også elektronisk gasspådrag, stabilitetskontroll, elektrisk servostyring og elektronisk styrte bremser. Fordelen er at elbilplattformer ofte samler disse kontrollene i en nyere elektrisk arkitektur.

Strøm- og plattformarkitektur

En stakk for automatisert kjøring trenger kontinuerlig lavspenningsstrøm til sensorer, datamaskiner, nettverk, rengjøring og kjøling. Trekkbatteriet i en elbil kan forsyne denne belastningen gjennom DC-DC-omformere selv når hjulene krever lite effekt.

Batteriet erstatter ikke en sikkerhetsarkitektur. Utforminger for nivå 3 og nivå 4 kan kreve uavhengige strømveier, kontrollert nedstengning og tilstrekkelig reserveenergi til å nå en tilstand med minimal risiko etter en feil.

Moderne elbilplattformer bruker også gjerne sentralisert eller sonebasert databehandling, høyhastighetsnettverk i kjøretøyet og programvarestyrte delsystemer. Dette er nyttig for automatisering, men er designvalg og ikke egenskaper ved elektrisk fremdrift. En dårlig integrert elbil får ingen fordel bare fordi den har et batteri.

Innpakking og kjøretøyintegrasjon

En skateboardplattform for elbiler kan gi fleksibel innpakking av kupé og utstyr, selv om batteriet opptar mye av volumet under gulvet. Spesialbygde autonome kjøretøy kan utnytte fraværet av en forbrenningsmotor og konvensjonell girkasse til å plassere kjøling, databehandling, redundant strømforsyning og passasjerplass annerledes.

Plasseringen av sensorer skaper likevel konflikter. Enheter på taket påvirker høyde og luftmotstand; lavt plasserte sensorer samler sprut og smuss; støtfangere er utsatt for støt; og kjøling av datamaskinene konkurrerer med de termiske behovene til kupé og batteri.

For private elbiler kan fabrikkmontert maskinvare støtte flere assistansefunksjoner gjennom kjøretøyets levetid. Den garanterer ikke at en lovet funksjon blir godkjent eller levert. Maskinvaregenerasjon, ledig datakapasitet, sensordekning og servicevennlighet er alle viktige.

Hvorfor flåter foretrekker elbiler

Økonomien for robotaxier skiller seg fra privat eierskap. Høy årlig kjørelengde gjør energi og planlagt vedlikehold viktig. Elektriske drivlinjer har færre deler som krever rutinemessig service, og en flåteoperatør kan samordne kjøretøy, depoter, lading, rengjøring og utrulling av programvare.

Elbiler gir heller ingen utslipp fra eksosrøret der de brukes, noe som er relevant i tett betjente områder. Det samlede miljøresultatet avhenger likevel av strømforsyning, kjøretøyproduksjon, tomkjøring for omplassering og om tjenesten erstatter private turer, taxier eller kollektivtransport.

Lading er en driftsmessig begrensning. En førerløs flåte må dirigere kjøretøy til ladere, håndtere køer og opprettholde tjenestedekning mens bilene er utilgjengelige. Hurtiglading, batteritemperatur og degradering blir inngangsverdier for disponeringen. En robotaxi med forbrenningsmotor kan fylle drivstoff raskt; en elbilflåte må bruke planlegging og infrastruktur for å veie opp for lengre ladestopp.

Automatiseringens energikostnad

Sensorer og databehandling kjører ikke gratis. De bruker elektrisk effekt, krever kjøling og kan øke masse og luftmotstand.

Oak Ridge National Laboratory testet en instrumentert Kia Soul EV fra 2015 og rapporterte en rekkeviddereduksjon på 5.6% for sensorbelastningen og 12.2% for sensorer pluss databehandling på den kombinerte UDDS/HWFET-syklusen. Tallene beskriver én forskningsplattform, ikke alle automatiserte elbiler.

En separat fagfellevurdert modelleringsstudie anslo en rekkeviddereduksjon på 5–10% ved forstadskjøring og 10–15% ved bykjøring for konfigurasjonene av automatiserte elbiler som ble vurdert. Studien fant at databehandlingsbelastningen betydde mer ved saktere bykjøring, mens sensorenes luftmotstand betydde mer ved høyere hastigheter i forsteder.

Resultatene for produksjonsbiler kan avvike vesentlig etter hvert som sensorer, brikker, kjøling og innpakking forbedres. Den varige lærdommen er at belastningen fra automatiseringen hører hjemme i kjøretøyets energibudsjett. Å oppgi fremdriftseffektivitet og samtidig se bort fra et hjelpesystem i kilowattklassen vil gi et misvisende bilde av virkelig bruk.

Automatisering kan også endre energibruken under kjøring

Jevn hastighetsstyring, forutseende kjøring og ruteplanlegging kan redusere unødvendig akselerasjon og bremsing. Omvendt kan forsiktig atferd, omveier, tom omplassering og ytterligere kjøretøykilometer øke energibruken.

Kjøretøyeffektivitet og effektiviteten til transportsystemet er forskjellige ting. En automatisert elbil kan bruke mindre energi per kilometer samtidig som en flåte øker det totale antallet kjørte kilometer. Påstander om bærekraft må derfor oppgi sammenligningsenheten: per kjøretøy, per passasjerkilometer, per tur eller for hele transportsystemet.

Hva elbilkjøpere bør kontrollere

Kontroller følgende for en forbrukerfunksjon:

automatiseringsnivået og førerens rolle;
støttede markeder, veier, hastigheter og værforhold;
nødvendig maskinvare og om den samsvarer med det nøyaktige modellåret;
om funksjonen er inkludert, abonnementsbasert eller avhengig av en senere oppdatering;
førerovervåking og fallback-atferd;
krav til sensorrengjøring og kalibrering etter reparasjon; og
om energibruken endrer rekkeviddeanslag eller forbruk ved parkering.

Ikke betal for et fremtidig automatiseringsnivå ut fra en antakelse om at installert maskinvare garanterer levering. Godkjenning, programvarens modenhet og det operasjonelle domenet er deler av produktet.

For flåter utvides spørsmålene til ladekapasitet, depoteffekt, rengjøring, oppetid, fjernassistanse, hendelseshåndtering og tomkjøringen som kreves for å balansere tilbudet.

Elektrifisering og automatisering forsterker hverandre når de utvikles sammen. De er fortsatt separate teknologier med separate påstander.