无论是自动驾驶、半自动驾驶还是电动化，今天的汽车都在消耗着更多电能。向车轮上数据中心的演变意味着有很多机会在不牺牲智能的情况下提高能效。
汽车越智能，对能效的需求就越大。当前，自动驾驶汽车面临的一大挑战是自动化需要耗费大量电能，车载传感器自不必说，还有车载计算需要不断进行计算，才能支持即时做出驾驶决策。
每秒钟产生的数千兆字节的数据对电能提出了要求。因此，像服务器或智能手机一样，如今的汽车需要智能地控制能耗，因为与前两者不同的是，汽车的电能使用会影响油耗和纯电续航里程。
汽车上的每一个功能都在争夺能源
几十年来，汽车变得更耗电了。只有收音机或卡带播放机负责车上娱乐的日子已经一去不复返，电动车窗和门锁现在已经成为了标配。就连带有后视摄像头的基础高级驾驶辅助系统 (ADAS) 现在都已是标配，甚至是必不可少的。这意味着，即使是一辆普通新车的仪表板看起来也更像是美国宇航局任务控制中心的控制台。
GPS、卫星无线电、车载媒体存储，一个个功能让一台普通汽车的电能需求迅速增加；这甚至不包括较低水平的自动化，更不用提自动驾驶汽车所需的所有电子内容和算力了。
车架里满是用于支持发动机、底盘、安全功能和乘客娱乐所必需的嵌入式电子系统。如今，整辆车布满了以发动机控制单元 (ECU) 为形式的发动机电子设备，用于控制排气、点火、冷却、节流和燃油喷射等功能。这些 ECU 必须与底盘电子子系统通信，这些子系统包括牵引力控制、电子制动分配和防抱死制动，以及驻车辅助。被动安全系统也需要电子元件，用于气囊控制和弹出、紧急制动，以及在道路上发生碰撞或其他事故时控制下坡速度。
重要程度次之，但是车中关系到乘客舒适度的标配功能：例如，自动温控、电动座椅调节、自动环境控制和自动雨刷，以及任何娱乐和导航系统，这些全都归入“车载信息娱乐”系统类别。
随着汽车变得越来越智能，上述这些电子内容也在不断发展，变得越来越多。而 ADAS 等系统通过整合抬头显示和车内手势识别等功能，变得更加依赖电子设备。更多的电子设备和功能并不一定意味着更耗电，就像智能手机，功能越来越多，同时也变得更加节能，汽车也能做到。
高效移动和存储汽车数据势在必行
在许多让新时代汽车更加智能和自主所需的电子组件中，都能找到机会降低汽车能耗，包括内容和存储设备、传感器，以及有线和无线设备。
尽管广泛地完全实现 5 级自动驾驶需要更长时间，但以驾驶者监控系统、自适应巡航控制、车道保持和自动制动为形式的 2 级和 3 级自动驾驶意味产生更多数据，也就意味着需要更多内容和数据存储空间。即使车内的系统变得越来越复杂，算力越来越强，低能耗内存还是可以在降低车辆整体能耗方面发挥作用。
随着我们距离实现 4 级和 5 级自动驾驶越来越近，需要更大容量内存和高速处理能力的功能可以采用 LPDDR4X/5X 来平衡性能和能耗。那时汽车运行的人工智能应用也必须达到高等级的功能安全水平。NOR 闪存非常适合存储车内设备中通过的少量数据，并支持“立即启动”，做到钥匙在点火开关中转动时才耗电。
对于大容量存储，在其他使用案例中已经过优化的使用 NAND 闪存的设备（例如，使用 eMMC 或通用闪存存储 (UFS) 的设备）可以存储车载娱乐信息数据。甚至可以部署固态硬盘来整合内置智能功能的信息存储设备，这些设备会优先考虑任务关键型数据的可用性和可靠性。其可靠性一部分是由于没有移动的零部件，这也有助于降低能耗。
除了内存和存储，连接和传感器在如今的汽车中也是司空见惯，它们不仅是车轮上的数据中心，更是车辆内部自己的物联网生态系统，这些车载设备必须互相通信，并与周围的环境通信，尤其是当车辆处于完全自动驾驶的状态时。
即使再小的传感器也会耗电，当使用大量传感器时，它们的耗电量也会积少成多。如今，汽车中装满了各种传感器，用于监控车辆状况、在行驶和停车时探测障碍物，甚至是密切关注驾驶者的健康状况。一个低功率红外温度传感器的功率大约是 15 mW，听起来似乎并不多。然而，汽车设计的一大挑战是能量不可避免地会以热量的形式损失掉。可以让热传导发电机 (TEG) 充当电源，通过回收废热来回收一部分损失的能量，特别是在嵌入式系统中。因为它们是固态的，所以几乎不需要维护，并可以通过帮助为传感器供电来提高整体系统性能。
此外，车载以太网在节能方面也发挥着重要作用，同时还能帮助将车辆的所有相关数据传输到需要的地方。以太网供电让设计师不再需要额外配备电源，还可以减少车辆内的走线，并允许以正常速度在车辆设备之间传输数据。同时，节能以太网可在发动机熄火时关闭网段，并在发动机启动时使用节能以太网来降低能耗。
不能散热？那汽车要你何用
改善汽车能耗的另一条途径是采用碳化硅和氮化镓等材料的宽带隙半导体，这两种材料都具有相对较大的能量带隙。与硅相比，碳化硅和氮化镓可以在包括汽车在内的恶劣环境下显著提升性能，并提供更高的工作效率和可靠性。
电阻技术在汽车能效方面也发挥着作用；例如，宽端子电阻具有出色的功率尺寸比，因为它们通过器件上的宽端子散出大量热量，而耐脉冲电阻的“减少热点设计”意味着它们在稳定状态下可以散出更多能量。
汽车电源管理存在多种方法
如今，节能是摆在汽车厂商面前绕不过的难题。在选择计算、内存、存储或是在车载环境下移动数据所需的连接性时，能耗永远是必须考虑的关键因素。汽车越智能，就必须通过降低能耗、回收能量和更出色的热管理来优先考虑和管理能效。
