你可能不知道,人類研究電動汽車、自動駕駛都快有100年歷史了

2019年07月01日

自1885年卡爾賓士製造出世界上第一輛以汽油為動力的三輪汽車開始,汽車已經走過134年。

這期間發生過很多技術革新,小至車窗升降用“按”替代“搖”,大至車身結構從廂型車演變為楔型車,現在電動車又帶來了全新的駕駛體驗。



所以真要細聊下來,今天的討論可能一天一夜都說不完,因此有必要定一個標準:我們要聊的這些“變革”應該在大範圍使用前存在一些陣痛,但歷史證明是正確且對我們的汽車生活產生了深遠影響。

螺旋鎢絲白熾燈

可能很多人並不知道,早期車燈並不方便使用,甚至還帶有危險。
比如乙炔燈,除了燃燒不穩定之外,因為燃燒後的乙炔會產生大量堿石灰,落在皮膚上會產生強烈刺激性和腐蝕性,嚴重的甚至會導致人休克、胃穿孔等不良反應。



其實在乙炔燈之前就已經有白熾燈了,不過因為是用碳絲做燈絲,太脆弱根本就禁不起顛簸,而且當時白熾燈的亮度只有乙炔燈的一半照明效果打折扣。多種原因驅使下,即便乙炔燈帶有危險性,它還是在20世紀前二十年被廣泛使用。



這種現狀直到白熾燈開始用螺旋鎢絲替代碳絲才發生改變,新車燈不僅照射強度提升了50%,而且抗振動穩定性也有了很大改善。

更值得給讚的是,正是螺旋鎢絲白熾燈的出現才真正開啟了汽車照明電氣化歷史。它與電啟動機一樣,能源都來自車載蓄電池,所以也可以說是最早推動車載電池發展的汽車零部件之一。

電動汽車

既然聊到“電”,那肯定是少不了電動汽車了。

這幾年汽車行業最火熱的概念無疑是新能源汽車,也就是我們日常所說的電動汽車。但殊不知,電動汽車並非是新物種,其實早在百年之前,就已經有發明家搗鼓出電動汽車了。

只不過在1830~1900年這個階段,電動汽車更像是概念品,比如英國發明家羅伯特安德森同時研究出的電動馬車甚至都不能充電,只能放在展廳供大家觀賞。



雖然在之後的一些年中電動汽車發展穩中有進,甚至在20世紀10年代左右的美國電動車的保有量能夠占到38%,比燃油車的22%還高。不過因為電池技術一直難以突破,它的地位並沒有想像中堅固。

像1908年亨利福特流水線生產下的T型車就給它帶來了巨大打擊,這款以汽油為動力的T型車直到1912年價格都不過650美元,而當時的一輛電動敞篷雙座汽車則是它的三倍。再加上電池安全的問題,電動汽車一直未能再進一步。



可以說電動汽車是很特別的存在,它誕生比燃油車還早,一度發展還要好於燃油車,隨後進入了漫長的低谷期,直到最近一些年才開始重新走向大眾舞臺。

但能肯定的是,電動汽車在近些年帶給了我們很多驚喜,像出色的起步加速表現、更加靜謐的駕駛體驗以及更符合現代需求的節能環保,這些都是它的殺手鐧。而且對我們現在的燃油車,幾乎是顛覆性的存在。

汽車導航

其實在很早之前,工程師就在思考消滅問路問題了。

最早的一份有關汽車導航的專利是1921年,當時美國明尼蘇達州JohnJ.Bovy申請了一項名為「即可滾動地圖」的手持導航工具專利。




不過這種戴在手腕上的滾動地圖因為只能指出大致區域並且操作起來很不方便,所以當時大家對它並不買帳。

後來義大利一家公司把類似技術移植到汽車儀錶盤上,製作成了一款名為“Iter-Auto”的尺寸更大的滾動式地圖,它還配置了汽車連接佈線,能夠在汽車駕駛過程中自動顯示當地地圖。不過還是和手腕式導航一樣,它並不具備即時定位能力,所以當時也沒有大面積鋪貨。



時間就這麼來到了1981年,為了解決即時定位問題大家嘗試過很多辦法,最有效的就是本田開發的Gyro-Cator,它是第一款商用汽車導航系統。

該導航器利用氣體速率陀螺感測器以及行駛距離感測器和微型電腦等檢測出汽車的移動方向和移動距離,從而計算出汽車當前位置。並且利用電顯像管照射透明的地圖塑膠片來顯示汽車的當前位置、方位以及行駛軌跡。



為了確保準確性,Gyro-Cator還設計了手動校準,可以說是非常貼心了。2017年的時候,IEEE將汽車行業中首個認證授予“Honda Electro Gyrocator(電子陀螺儀導航器)”,足見Gyro-Cator的分量。

雖然Gyro-Cator因為價格很高,大家一般不會選裝,但它極大地激發了消費者的熱情,也正是從這款導航開始,汽車導航進入了快速發展期,後來GPS逐漸發展起來,汽車導航真的開始走向了尋常百姓家。

自動駕駛

正如汽車導航一樣,自動駕駛也是偷懶利器。

1925年8月,在紐約街頭出現了一款“遙控玩具車”。顧名思義,它與現在的探測設備感應+電腦自動控制決策不同,採用的是無線電操縱,因此駕駛員並沒有脫離術束縛,反而注意力還要高度集中才行。




之後的一些年中,自動駕駛雖然有了一些進步,但並不足以實現量產。直到1971年,英國道路研究實驗室(RRL)公佈了一個測試視頻,讓自動駕駛又以新的面貌出現在眾人眼中。

這一次,工程師在前保險杠處安裝了特定的接收單元,電腦控制的電子脈衝信號通過這個單元傳遞給汽車,以此來控制轉向。所以我們能看到在與傳統汽車幾乎無異樣的汽車裡,方向盤竟然能進行自動調整。






不過這些總歸還是概念玩意兒,落地並不現實。拿1971年,日本的築波工程研究實驗室開發出了第一個基於攝像頭來檢測導航資訊的自動駕駛汽車來說,它的車身只能達到30km/h,試想這種車你會開嗎?

帶著猜疑、困惑、不屑和慌張,自動駕駛走過了20世紀,在21世紀的前19年,自動駕駛迎來了高速發展。現在已經有特斯拉、凱迪拉克、奧迪等品牌量產了成熟的SAE L2/L2+產品(奧迪稱自己為SAE L3),雖然並不是全域自動駕駛,但質疑聲已經小了很多。



寫在最後
本文我們聊了4種技術,很有趣的是,有些技術之間又有著千絲萬縷的聯繫。

比如車燈、電動汽車是關於“電”;導航和自動駕駛是關於“偷懶”;車燈和自動駕駛是關於“安全”,電動汽車和自動駕駛是關於“未來最佳拍檔”。

可以說汽車的發展是一環套一環的,影響深遠的技術之間往往有著內在的聯繫。這些技術在早起發展中都或多或少存在陣痛,甚至是猜忌和懷疑,但正是這些技術,讓汽車變得越來越強大,我們的汽車生活也得以更加豐富多彩。