德國(guó)開(kāi)發(fā)EO智能電動(dòng)車(chē) 全模塊化設(shè)計(jì)更具靈活性

四年之前，德國(guó)政府宣布在2020年之前，計(jì)劃在全國(guó)范圍內(nèi)推廣100萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē)。從那時(shí)起德國(guó)政府研發(fā)合作伙伴人工智能研究中心DFKI，也開(kāi)始探究支持純電動(dòng)行駛和自動(dòng)駕駛試驗(yàn)的道路平臺(tái)。

DFKI機(jī)器人創(chuàng)新中心主管和不來(lái)梅大學(xué)機(jī)器人學(xué)部主席Fr ank Kir chner說(shuō)到，當(dāng)他們看到政府對(duì)電動(dòng)汽車(chē)計(jì)劃的雄心壯志之時(shí)，感覺(jué)到相關(guān)技術(shù)研發(fā)并不是一項(xiàng)全新的挑戰(zhàn)，畢竟他們一直以來(lái)都在研發(fā)設(shè)計(jì)電能驅(qū)動(dòng)的自主移動(dòng)機(jī)器人，因此自動(dòng)駕駛電動(dòng)汽車(chē)也僅僅是一個(gè)更大尺寸的機(jī)器人設(shè)備。DFKI研究中心抓住了這次機(jī)會(huì)，向政府提交了一份詳細(xì)的研究計(jì)劃報(bào)告書(shū)。

機(jī)器人創(chuàng)新中心的這支研究團(tuán)隊(duì)把他們?cè)O(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車(chē)命名為EO，是拉丁語(yǔ)“我將出發(fā)去那兒”的意思，獲得了170萬(wàn)美元的資金扶持，研發(fā)項(xiàng)目持續(xù)15個(gè)月的時(shí)間，最終研發(fā)制造出這款智能化電動(dòng)微型車(chē)。EO這款概念驗(yàn)證車(chē)型完全贏得了資金扶持組織的認(rèn)可，之后又額外提供了50萬(wàn)歐元來(lái)打造工作原型車(chē)EO2，后者在2014年末制造完工。由于機(jī)器人創(chuàng)新中心的團(tuán)隊(duì)人員基本上都是在電腦前花費(fèi)大量時(shí)間的專(zhuān)業(yè)程序員，他們對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)有著自己獨(dú)特的視角，希望設(shè)計(jì)與道路常見(jiàn)車(chē)型存在天壤之別的產(chǎn)品。EO電動(dòng)車(chē)仿佛一個(gè)可重構(gòu)的機(jī)器人，靈活度極高，完全模塊化的理念造就了多自由度特性。

最大靈活性

研究人員選擇了一款分布式推進(jìn)系統(tǒng)，由四個(gè)輪轂電動(dòng)機(jī)組成。分散的動(dòng)力源結(jié)合電子線控系統(tǒng)，使得能量的分配方式以及車(chē)輛控制都與絕大多數(shù)常規(guī)車(chē)型有著很大區(qū)別。省去了大尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，幫助車(chē)輛得到了最大程度的設(shè)計(jì)靈活性。EO2四個(gè)車(chē)輪可以獨(dú)立轉(zhuǎn)向，最大轉(zhuǎn)向角達(dá)到90度，因此原地轉(zhuǎn)向調(diào)頭、對(duì)角線行進(jìn)或者側(cè)向移動(dòng)都很容易實(shí)現(xiàn)。在較為擁堵的城市工況下行駛和泊車(chē)時(shí)，這樣的功能就顯得非常實(shí)用;特別是充滿自動(dòng)駕駛汽車(chē)的未來(lái)城市，隨著人類(lèi)駕駛方式的逐漸減少，更有利于這種操控功能的推廣。

EO2設(shè)計(jì)的另一個(gè)核心要素是模塊化，生產(chǎn)任何部件都更簡(jiǎn)單、更快速、更高效。機(jī)器人創(chuàng)新中心設(shè)計(jì)的這款兩座電動(dòng)汽車(chē)重新裝配非常迅速便捷，添加額外部件方便運(yùn)送更多的乘客和貨物，在車(chē)輛尾部還可以附加增程器設(shè)備。研發(fā)團(tuán)隊(duì)甚至開(kāi)發(fā)了增程器元件，來(lái)展示他們的模塊化理念。模塊化設(shè)計(jì)使得多輛車(chē)連接到一起成為可能，促成了道路列車(chē)的實(shí)現(xiàn)。公路上一長(zhǎng)排汽車(chē)結(jié)合后行駛，大大降低的空氣阻力，能夠節(jié)省很多能量，通過(guò)共享儲(chǔ)備電能增加行駛里程。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了可折疊的對(duì)接接口，安裝到車(chē)身中，方便了與充電電纜的連接;與一些插入式模塊的連接也更高效，例如座椅、附加行李箱、供電電源(電池組、燃料電池、發(fā)電機(jī)組等)。機(jī)器人創(chuàng)新中心之前也為太空項(xiàng)目研發(fā)了一些類(lèi)似裝置——高兼容性的即插即用連接設(shè)備，對(duì)接接口同時(shí)具備感應(yīng)和直接通電連接特性。

EO2電動(dòng)原型車(chē)的可重構(gòu)性還體現(xiàn)在，其擁有改變形狀的功能，有助于提高高速道路上的車(chē)輛空氣動(dòng)力學(xué)特性，以及更好地適應(yīng)擁擠的城市空間，但是駕乘人員的舒適性不會(huì)隨著車(chē)輛改變形狀而降低。高速運(yùn)行時(shí)，車(chē)身高度能夠降低來(lái)減少空氣阻力;而在泊車(chē)時(shí)車(chē)身升高，減少前后輪軸距，方便利用小空間停車(chē)。通過(guò)后軸向前滑動(dòng)把車(chē)身推動(dòng)到一個(gè)較高位置，車(chē)輛長(zhǎng)度能夠從2米縮減到1.5米。研發(fā)人員希望EO2可以在空間有限的城市工況下巡航行駛，以適應(yīng)未來(lái)智能化城市的標(biāo)準(zhǔn)。

EO2原型電動(dòng)車(chē)整備質(zhì)量750公斤，最高行駛速度為64公里/小時(shí)，磷酸鋰鐵電池組單次充電四小時(shí)后，可以支持車(chē)輛前行超過(guò)48公里。

更加智能化的道路行駛

研發(fā)團(tuán)隊(duì)希望他們?cè)O(shè)計(jì)的電動(dòng)車(chē)型，可以通過(guò)傳感器和道路智能化元件，自主在城市和快速路上安全行駛。傳感器套件包括前置和后置立體攝像頭、可三維掃描周?chē)h(huán)境的激光雷達(dá)測(cè)距儀、六個(gè)近視場(chǎng)可測(cè)深度三維攝像頭、內(nèi)置霍爾效應(yīng)元件、一系列監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向角和距離的電位傳感器。從開(kāi)始研究原型車(chē)，機(jī)器人創(chuàng)新中心團(tuán)隊(duì)就致力于開(kāi)發(fā)自動(dòng)駕駛功能，他們采用了一套基于傳感器的控制系統(tǒng)，并考慮到外界環(huán)境和線控設(shè)備的影響。

EO電動(dòng)原型車(chē)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)機(jī)器人的方法相類(lèi)似，各個(gè)問(wèn)題分開(kāi)解決。首先研發(fā)團(tuán)隊(duì)把大問(wèn)題分解成若干個(gè)小問(wèn)題，然后根據(jù)層次順序建立起局部模塊化解決方案，根據(jù)具體問(wèn)題提供最為合適的功能選項(xiàng)。最后各種細(xì)節(jié)解決方案累加起來(lái)處理一個(gè)大問(wèn)題，各個(gè)大問(wèn)題順利解決則保證了車(chē)輛的可控制性和安全性。

在研發(fā)了電動(dòng)原型車(chē)的各種基本功能之后，研究團(tuán)隊(duì)繼續(xù)努力爭(zhēng)取更多的經(jīng)費(fèi)來(lái)進(jìn)行下一階段自動(dòng)駕駛、自動(dòng)泊車(chē)功能的開(kāi)發(fā)。EO2原型車(chē)目前僅僅能夠在機(jī)器人創(chuàng)新中心的限定道路上自動(dòng)運(yùn)行，因?yàn)闀簳r(shí)還沒(méi)有獲得公共道路測(cè)試的許可。寶馬和梅賽德斯奔馳汽車(chē)公司都是機(jī)器人創(chuàng)新中心的合作伙伴，但是僅僅共同完成一些簡(jiǎn)單項(xiàng)目，自動(dòng)駕駛汽車(chē)項(xiàng)目相互之間仍然是保密的。