特斯拉的秘密武器:人工智能AI如何驅動電動車革命

特斯拉(Tesla)作為全球領先的電動汽車製造商,一直致力於推動汽車產業的創新和革命。特斯拉通過利用先進的AI技術,顯著提升了其電動車的性能、安全性和自動駕駛能力。以下是詳細說明特斯拉如何利用AI技術打造一台電動車:

 

數據收集與處理

特斯拉在全球擁有大量行駛中的車輛,這些車輛不斷收集道路數據和駕駛數據,這些數據通過OTA(Over-The-Air)更新系統回傳至特斯拉的數據中心。這些數據涵蓋了車輛行駛的各種環境、條件和駕駛行為,為AI算法提供了豐富的訓練數據。

  • 數據來源:特斯拉車輛配備的八個攝像頭、十二個超聲波傳感器和一個前置雷達,可以實時監測車輛周圍的360度環境,捕捉大量行駛數據。(圖1)
  • 數據處理:這些數據回傳至特斯拉的數據中心後,經過AI算法的分析和處理,不斷改進自動駕駛系統的性能和安全性
(圖1)傳感器配置

 

自動駕駛技術

特斯拉的自動駕駛技術是其AI應用的核心之一。自動駕駛技術主要包括以下幾個方面:

1. 自動巡航(Autopilot)

自動巡航功能允許車輛在高速公路上自動控制速度和方向。特斯拉車輛使用前置雷達、攝像頭和超聲波感應器來監測前方道路和周圍車輛,並使用AI算法來分析這些數據,實現自動控制車輛速度和方向,保持車輛在車道內行駛。

  • 車道保持:自動巡航系統可以保持車輛在車道中心行駛,並根據道路標誌和限速信息,自動調整車輛速度【註1】。
  • 自動減速和加速:系統能夠檢測前方車輛的行駛狀態,自動調整自己的行駛速度,避免碰撞。

註1:自動巡航系統能夠根據道路標誌和限速信息自動調整車輛速度。

2. 自動變換車道(Auto Lane Change)

這一功能允許車輛在駕駛員啟動轉向燈後自動變道,系統利用側面和後方攝像頭檢查周圍車輛,確保變道安全。(圖2)

  • 安全檢查:當駕駛員啟動轉向燈後,系統會首先檢查車輛周圍的環境,包括後方和側面的車輛情況【註2】。
  • 平滑變道:當系統判斷變道安全時,會自動調整方向盤和平滑地完成變道過程。
(圖2)自動變換車道 註2:自動變換車道功能檢查周圍車輛情況,確保變道安全。

3. 自動停車(Autopark)

自動停車功能幫助駕駛員在垂直和平行停車位中自動停車,車輛使用360度環視攝像頭和超聲波感應器來檢測停車位和周圍障礙物,然後自動操控方向盤、油門和剎車完成停車操作。

  • 垂直停車:系統能夠精確地測量停車位的大小,並計算最佳的停車路線【註3】。
  • 平行停車:駕駛員只需監控車輛的動作,而不需要手動操控方向盤或油門。(圖3)
(圖3)自動停車 註3:自動停車功能精確測量停車位大小並計算最佳停車路線。

 

車輛性能優化

特斯拉利用AI技術對車輛性能進行優化,包括動力系統和懸掛系統。AI算法分析駕駛數據和路況信息,根據駕駛者的需求和環境自動調整車輛的動力輸出和懸掛設定,提供最佳的駕駛體驗。

  • 動力系統優化:AI技術可以根據駕駛者的駕駛習慣和當前路況,自動調整電動機的輸出功率,延長電池續航時間【註4】。
  • 懸掛系統調整:根據路面的顛簸程度,自動調整懸掛的硬度和阻尼,提供更舒適的駕駛體驗。

註4:AI技術根據駕駛習慣和路況調整電動機輸出功率,延長電池續航時間。

 

安全性提升

特斯拉的自研AI技術在安全性方面也發揮了重要作用。AI技術可以實現對車輛周圍環境的實時監測和預警,提升行車安全。

  • 實時監測:通過攝像頭和傳感器,不斷檢測車輛周圍的環境變化,並即時向駕駛員提供預警信息【註5】。如哨兵模式。
哨兵模式(Sentry Mode)

特斯拉的哨兵模式是一個創新的安全監控系統,利用車輛的攝像頭和傳感器,在車輛停放時提供全天候的監控和記錄功能。這一功能進一步提升了車輛的安全性,保護車主的財產安全。

  1. 全天候監控:哨兵模式啟用後,車輛的攝像頭和感應器會不斷監控周圍環境,檢測到任何異常活動都會觸發記錄功能。
  2. 威懾功能:當系統檢測到潛在威脅時,車輛會顯示警告信息並啟動車內顯示屏,告知潛在破壞者車輛正在被監控,從而起到威懾作用。(圖4)
  3. 錄像記錄:哨兵模式會自動錄製可疑活動的視頻,這些視頻會存儲在USB設備或雲端,供車主後續查看和分析。且手機APP可以即時監控。(圖5)
  4. 實例:2020年,一位特斯拉車主的車輛在停車場被劫掠。哨兵模式啟動後,車輛攝像頭錄下了整個過程,並幫助警方迅速找到了嫌疑人,追回了失竊財物。
(圖4)車內顯示屏
(圖5)手機APP即時監控
  • 自動緊急制動:當系統檢測到潛在危險時,例如突然出現的行人或其他障礙物,會自動激活緊急制動功能,避免碰撞事故的發生。

註5:實時監測系統檢測環境變化,提供預警信息並自動激活緊急制動功能。

 

雲端更新

特斯拉的車輛具備雲端更新功能,允許通過OTA(Over-The-Air)進行軟件更新和功能升級。這意味著特斯拉車輛可以不斷接收最新的AI算法和功能改進,保持技術領先地位。

  • 雲端更新:讓特斯拉車輛可以隨時獲取最新的軟件更新和功能升級【註6】。
  • 持續改進:基於用戶反饋和數據分析,特斯拉能夠快速響應市場需求,針對實際使用中的問題進行修復和改進。
  • 實例:特斯拉通過OTA更新不斷為車主提供新功能和改進,例如增加自動駕駛功能、提升性能和修復安全漏洞。這使特斯拉車輛能夠在整個使用壽命期間保持技術領先地位。

註6:雲端更新功能讓特斯拉車輛隨時獲取最新的軟件更新和功能升級。

 

充電技術

特斯拉在充電技術方面也取得了顯著的進展,利用AI技術優化充電過程,提高充電效率。

  • 超級充電站(Supercharger):特斯拉的超級充電站網絡遍布全球,提供快速充電服務,使車主能夠在短時間內完成充電。超級充電站利用AI技術監控和管理充電站的運行,確保充電設備的高效運行。
  • 智能充電管理:AI技術能夠分析車輛的充電習慣和電池狀況,智能調整充電速度和時間,延長電池壽命並提高充電效率。

 

台灣的常用充電插座與技術

台灣的電動車充電基礎設施逐步完善,特斯拉和其他電動車廠商也積極推動標準化充電插座的應用。

  • TPC 插座:TPC(Tesla Proprietary Connector)(圖6)是特斯拉自家的專用充電插座,專為特斯拉車輛設計,提供高效快速的充電體驗。TPC充電插座在特斯拉的超級充電站和家用充電設施中廣泛使用【註7】。
  • CCS2 插座:CCS2(Combined Charging System 2)(圖7)是國際標準化的電動車充電接口,適用於多種品牌的電動車。CCS2插座支持直流快充和交流慢充,具有通用性強的優勢。在台灣,許多公共充電站都配備了CCS2插座,方便不同品牌的電動車使用【註8】。
(圖6)TPC插座
(圖7)CC2S插座

註7:TPC插座是特斯拉自家的專用充電插座,專為特斯拉車輛設計。

註8:CCS2插座是國際標準化的電動車充電接口,適用於多種品牌的電動車。

 

快充與慢充的差異

電動車的充電方式主要分為快充和慢充,這兩種方式在充電速度和使用場景上有顯著差異。

  • 快充:快充通常使用直流電(DC)進行充電,可以在短時間內將電池充至80%的容量,適合長途旅行和緊急充電需求。特斯拉的超級充電站就是一種典型的快充設施,可以在30分鐘內為車輛充電至約80%【註9】。快充對電池的充電效率高,但頻繁使用快充可能會影響電池壽命。
  • 慢充:慢充通常使用交流電(AC)進行充電,充電速度較慢,適合在家中或工作場所過夜充電。慢充對電池的損耗較小,有助於延長電池的壽命【註10】。特斯拉車主可以在家中安裝壁掛式充電盒,利用夜間低谷電價進行充電,既經濟又便捷。

註9:快充通常使用直流電(DC),可以在短時間內將電池充至80%的容量。

註10:慢充通常使用交流電(AC),充電速度較慢,有助於延長電池的壽命。

 

與競爭對手的差異

特斯拉能夠實現這些功能,與其他電動車廠商相比,具有明顯的競爭優勢。這主要歸功於以下幾點:

大數據和深度學習:特斯拉擁有大量的數據和先進的深度學習技術,使其能夠精確地感知和判斷周圍環境。

自研技術:特斯拉專注於開發自主的AI技術,這使其能夠更靈活地應對市場需求和技術變革。

雲端更新:特斯拉的車輛支持OTA更新,這意味著車主可以隨時獲得最新的功能和改進,保持車輛的技術領先地位。

 

特斯拉與保時捷Taycan的差異與對比

 

特性特斯拉 Model S保時捷 Taycan
自動駕駛技術Autopilot系統,包括自動巡航、自動變換車道、自動停車基本自動駕駛輔助功能,如自適應巡航控制和車道保持
感知技術攝像頭、雷達、超聲波感應器高精度傳感器和雷達
電池技術高效能鋰電池,能量密度高800V電池系統,充電速度快
續航里程超過643公里(Model S Long Range Plus)約483公里
性能0-100公里/小時加速時間約2秒(Model S Plaid)0-100公里/小時加速時間約2.6秒(Taycan Turbo S)
駕駛體驗舒適性和自動駕駛技術見長運動性和駕駛樂趣突出
內飾極簡主義設計,現代科技感強豪華運動感強,用料做工精良
科技大型觸控屏幕,先進車載娛樂系統多屏顯示布局,科技感十足
價錢約2,834,685台幣(Model S Plaid)約4,753,350台幣(Taycan Turbo S)

總結

特斯拉利用AI技術打造出了一款功能強大的電動車,無論在自動駕駛、性能優化還是安全性方面都具有顯著優勢。通過持續的技術創新和改進,特斯拉將在未來的汽車市場中保持領先地位,並引領汽車產業的下一場革命。特斯拉在自動駕駛技術、續航里程和科技配置方面處於領先地位,適合尋求高科技和長續航的消費者。保時捷Taycan則在性能和駕駛體驗上表現出色,更適合追求駕駛樂趣和豪華感受的用戶。選擇哪一款車主要取決於消費者對自動駕駛、續航和駕駛體驗的需求和偏好。