如今的联网和自动驾驶汽车具备许多电子设备和计算能力，以执行驾驶辅助功能。这些设备不仅消耗大量能源，还会增加汽车的重量。
2005 年，最初的 Darpa 自动驾驶汽车挑战赛的获胜者“Standley”配备五个安装在车顶的 Sick AG 激光雷达单元、一个利用陀螺仪和加速度计的内部导航系统、一个用于观察 80 米开外（激光雷达范围之外）驾驶状况的摄像头，以及后备箱中六台基于 Intel Pentium M 的计算机。所有这些设备使得 Standley 能够自主导航，沿着预定的 150 英里路线穿越莫哈韦沙漠。
作为欧洲大众途锐的改装版，该车配有柴油发动机。如果它是一辆配备当今电池的电动汽车，它的行驶距离不会超过几英里；机载系统会在几分钟内耗尽电池电量。
17 年后的今天，一辆配备 2 级高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的联网汽车，能够执行一些自主任务，如变道警告、紧急制动和停车辅助，具有 100 倍的处理能力和传感器能力，而功耗仅为其一小部分。
全电动汽车的到来，给电子行业带来了额外的挑战。与内燃机汽车不同，电动汽车使用储存在电池中的能量来完成一切运转，除电机之外，车载电子设备也会消耗大量的能量，这反过来又降低了电动汽车的续航里程。
此外，汽车制造商正在不断改进他们的电动汽车，增加更多功能，包括更多 ADAS 功能、信息娱乐设备和额外的舒适性，所有这些都再次增加了功耗。
仅连接性一项就是巨大的功耗之一。一辆没有自主功能的联网汽车，每天可能会使用蜂窝网络发送和接收几千兆字节的数据。据估计，在不到五年的时间里，一辆基本的 ADAS 一级汽车可以交换超过 100 兆字节的数据，主要用于更新地图和发送传感器数据。使用 5G 网络和 C-V2X 通信，一辆完全自动驾驶的汽车将在 24 小时内传输超过 5 兆字节的数据。
降低车辆功能不是一种选择
投资于更小的电子器件和低功耗计算对于降低所需功耗是必要的。此外，高效的边缘计算应该可以减少将大量数据上传到云端的需求，从而减少对高能耗蜂窝连接的使用。
如今的联网电动汽车配备大量传感器来了解环境，还配备额外的通信设备来连接其他车辆 (V2V) 和道路基础设施 (V2X)。即使是最基本的车型也有近距传感器，以帮助驾驶员在狭小的空间内停车和移动。高级车型还有多个摄像头来检测周围的其他车辆和基础设施，具有复杂 ADAS 功能的汽车也有其他传感器，如雷达和激光雷达。
幸运的是，这些电子子系统的改进速度远远超过车辆本身。目前 Velodyne 公司的 LiDAR 装置每秒可以捕捉几百万个数据点，从而创建前方道路的精确图像。与 Darpa 挑战赛中使用的装置相比，Velarray H800 可以整齐地放在卡车、公共汽车或汽车的挡风玻璃后面，并且使用不到 5% 的电力。
车载电子设备和处理器正以计算机的速度发展
Nvidia、Arm、NXP、Infineon、Qualcomm 等公司以及许多其他公司都在汽车行业投入巨资。随着汽车变得越来越像车轮上的计算机，在提高性能的同时，优化和缩小它们的 CPU 对于降低功耗是必要的。
最近，Arm 推出了嵌入式边缘开放架构 (SOAFEE)，这是一种异构计算环境，在 ADAS 4 级和 5 级所需的功率性能窗口内针对汽车行业进行优化，所有这些都在一个几乎或完全不需要外部冷却的 SoC 内。去年，Nvidia 宣布了他们的 Atlan 自动驾驶汽车平台，这是下一代 SoC，在单个芯片上每秒钟可进行超过 1000 万亿次 (TOPS) 运算。
这些只是汽车行业中计算机处理发展速度的几个例子。这种新水平的计算机能力，可以轻松安装在仪表板下，实现对所有车辆传感器和其他子系统的车载处理，减少向云端上传信息的需求。
目前和未来的自动驾驶汽车将能够在没有任何外部援助的情况下运行，但与其他车辆和道路基础设施的本地通信除外。
直流充电可以进一步减少车载电子设备，实现快速充电
对于在家给电动汽车充电的人来说，最受欢迎的选择是墙壁式交流充电站。不幸的是，将电动汽车插入交流充电站，意味着为电池充电所需的交流与直流转换发生在车内。
电动汽车需要连接到使用直流电力的快速充电站，以实现快速充电。如今，企业停车场、城市街道、高速公路和一些传统加油站的快速充电站基础设施采用不同的连接器，包括交流和直流电源。
如果电动汽车制造商可以取消交流变压器，而电动汽车车主也可以在家里使用直流充电，这将真正改变游戏规则。
Wallbox 等公司现在正在销售直流充电的家庭解决方案。使用 CHAdeMO 连接器，Wallbox 的家用 Quasar 2 充电器具有高达 11.5kW 的直流充电功能，即使在停电期间，也可让汽车电池为房屋供电。例如，一辆容量为 75 kWh 的满电电动汽车可以为一个典型家庭的基本需求提供一周以上的电力。要了解有关电动汽车充电的更多信息，请阅读车载充电器、快速直流充电器如何克服电动汽车的里程焦虑。
电动汽车制造商需要开始像计算机公司一样思考问题
在全球范围内，内燃机汽车正面临淘汰。电动汽车制造商需要与制造车载电子设备、蜂窝通信基础设施、充电站和云服务的技术公司密切合作，以利用这一趋势。
优化现有电子设备是不够的。汽车制造商需要调整他们的生产线以适应电子设计的灵活性。这将帮助他们快速利用新技术，并在一些零部件难以采购时，更好地管理供应链中的短缺问题。如今的电动汽车更像是车轮上的计算机和电池，而不是一个纯粹的交通系统。汽车制造商需要跳出框架思考，认识到这一不可阻挡的现实。
