電動車與自動駕駛技術,一場傳統車廠與基與軟體服務的科技廠大戰

2016.01.15 08:45PM
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這幾年,汽車產業從低迷中慢慢復甦,個性化車款、電動車、車聯網以及自動駕駛技術等,都是充滿話題性的探討項目,其中自動駕駛又是近年各大車廠、甚至軟體服務公司爭相投入的領域,彼此也皆有競合,因為汽車產業發展多年,又是相對封閉的領域,但在科技發展下,居然呈現一個傳統車廠與科技產業的對抗賽。

汽車產業,說來複雜,也沒有那麼複雜,汽車產業之所以成為封閉的產業,也是由於它需要顧及安全與可靠性,同時還有包括遵循法規的設計,以及基本的技術門檻,在早期要能夠做出一款能上市的汽車需要過重重的關卡,故多半汽車的集團都會呈現大者恆大。

然而汽車產業仍不乏所謂的獨立車廠,他們可能借助各方面的資源,例如與大汽車集團採購引擎與主要元件,並結合來自零件廠與自行設計的零件推出獨特的汽車,然而由於非規模性生產,多半獨立車廠的產品都是以高單價或是特殊性市場為主,藉此吸引獨特的客群。

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不過這幾年汽車產業的設計門檻漸漸在下降,主因在於電腦輔助設計的盛行,相較早期的汽車設計需要由經驗老到的設計師完成結構,並且還要透過原型車進行安全與可靠性的驗證,但由於電影工業對於汽車特效需要而逐漸茁壯的電腦輔助設計,使得汽車的設計可在電腦上進行相當多的模擬測試。

電腦輔助設計可靠嗎?可別小看現在的電腦輔助設計,好歹波音 787 客機就是全球首款僅由電腦輔助設計完成原型就開始量產的飛機;電腦輔助設計由於結合了材質、流體力學、熱、光等等的模擬能力,雖然是透過電腦紙上談兵,但比起過去先完成原型車後進行長期可靠驗證,電腦輔助設計大幅減少重複修改設計的程序,且藉由原型車實際上路的結果,還可回饋到系統的資料庫,使輔助設計更為完善。

故對於大車廠而言,電腦輔助設計用於開發車輛時,還可作為節省生產成本的手段,以材質與機構模擬降低車輛的原物料與加工程序,還更容易利用同一系列的結構進行量產,例如可模組化的底盤或是引擎汽缸結構等,多半都屬電腦輔助設計帶來的成果。

對於追求外型浪漫的小型車廠,甚至可先將理想中的車輛做成油土模型後,利用 3D 掃描技術建立電腦檔案格式,再由電腦輔助運算協助包括流體力學、結構、動力配置等等的模擬,更有利打造夢想中的車款。

當然對於傳統車廠,他們更頭痛的問題是日益嚴苛的環保法規,因為環保法規的要求,使得汽車的動力結構需要走向高效率與低排放、甚至零排放,除了高效率的渦輪引擎,替代能源車輛的研發需要更積極的開發。

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雖然汽車在九零年代因為石油危機爆發,使得當初有一波替代能源車輛開發熱潮,但隨著石油價格趨緩,雖車廠仍有投入開發,但在近年環保意識高漲前,車廠仍傾向改善既有引擎效率,只是近年結合環保議題,又不得不投入新能源車的技術。

在 Tesla 之前,由於電池技術的關係,多數的車廠選擇的是油電混合系統,但這樣的結構仍是建築在傳統的汽車設計,仍需要有一個大型的引擎與散熱系統坐落於專屬的引擎室;只是 Tesla 一步一步證實純電動車的可行性後,由於電池與馬達相較傳統內燃機系統的不同點,使得純電動車與傳統汽車結構有相當大的不同點。

當然對於車廠而言,若是搞定馬達與電池,其實結構的影響只不過是設計理念上的變化,然而畢竟過去汽車產業由於電動車技術不成熟,並未對純電動車有這麼大的要求,現在更像是因為環保法規的影響,迫使他們不得加速研發腳步投入純電動車的開發,包括鋰電池以及氫燃料電池車的開發。

然而此時就是新興車廠或是科技廠跨界的機會,因為傳統汽車大廠有著過去開發內燃機汽車的既有經驗,雖是利基也同時是包袱,然而對後進者,他們則可直接跳過內燃機車輛的發展,直接投入新能源車輛的開發,如果概念與技術對了,自然就有機會異軍突起, Tesla 就能算是一個案例。

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嚴格說起來, Tesla 就是一家典型的獨立車廠,別忘了它們在推出 Model S 之前所推出的 Tesla Roadster ,基本的結構都是來自 Lotus ,僅針對外殼與動力系統導入自行設計的原件;而後才推出隸屬於中高階房車的 Model S 。

但不同於傳統獨立車廠仍是堅守於生產汽車的本位, Tesla 則是一家追求新科技技術的新世代獨立車廠,除了打破電動車設計難以量產的迷思,也積極的投入行車輔助與自動駕駛技術,像是全數位式儀表板、大型觸控中控台等等,都顯示 Tesla 相對傳統車廠反骨的一面。

至於自動駕駛為何會有越來越多科技廠商投入,主要的原因就在於作為自動駕駛的基礎,並非車廠的專業,更多是牽涉到科技技術領域;自動駕駛的構成由三個部分組成:作為感官的圖資、車輛感知系統以及機器視覺,作為決定對應模式的運算系統,以及介入車輛控制。

也就是說,對於自動駕駛,扣除車輛本身之外,有更多需要與電腦運算科學結合的領域,包括感測器技術,數據分析與結合,以及人工智慧,這些技術對於科技產業是早已投入研究的領域,甚至像是 Google 也有包括圖資、人工智慧的開發,而 Apple 也有 Siri 這樣的人工智慧平台。

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既然兩邊技術各有專精,為何車廠與科技產業並未直接握手言和共同努力,而是呈現競合的方式?主要的原因還是在於車廠對於這些科技公司仍有顧忌,畢竟像是 Google 甚至直接投入自主自動車的開發,車廠擔心與這些科技公司合作很可能會因此被取得汽車設計相關技術與數據,所以像是德國汽車產業甚至屏除成見共同買下前微軟的 Here Maps 團隊。

這樣的矛盾短時間不可能消弭,因為對傳統汽車產業而言,這些科技龍頭隨時虎視眈眈想要跨足它們的地盤,而這些科技龍頭一方面研發技術的同時,也甚至投入車輛設計,像是 Google 與蘋果也都從汽車產業挖角相關人士,意圖跨入交通領域。

不過長期來看,自動駕駛技術勢必仍是傳統車廠與科技技術廠商需要相互配合的,只是差別在於合作的對象會是虎視眈眈的科技大公司,或是具有獨特技術的小公司;畢竟當對方是雄霸一方的大企業,自然對於車廠會有是否會變成新對手的顧慮,而小公司自然較難投入車輛的開發,會把心力放在他們能做的領域,自然也會與車廠保持較單純的合作關係。

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