正文
目前，国外单车动力学控制研究仅从单一性能进行探讨，不能实现多性能目标综合最优，且主动容错能力不能满足行驶要求；队列方面的研究正向包含电动车的异质化队列发展，但仅局限于固定信息拓扑结构，尚缺乏统一架构下针对电动汽车的多车系统建模、性能分析与控制器设计。
总体目标
以智能电动汽车感知、决策及控制关键基础问题为研究重点，预期构建时空协同“视听体觉”信息融合的智能电动汽车“人-车-环境”系统综合态势感知理论；建立智能电动汽车信息系统安全模型、保障理论和防护方法；提出具备“驾驶脑”认知的电动车辆最优路径规划与驾驶决策方法；探明人机驾驶的本质差异与冲突机理，建立人机共驾交互理论与方法；构建智能电动汽车复杂机电系统动力学与控制理论；建立智能电动汽车网联系统的统一动力学模型，扩展不确定电动汽车队列的鲁棒镇定理论。
具体对策
围绕上述总体目标，紧扣国内外研究趋势，提出智能电动汽车研究技术路线图（图1）。
图1 智能电动汽车研究技术路线
该路线图主要包含6大研究内容，具体阐述如下。
1）在分析信息安全理论的基础上，考虑智能电动车辆与充电设施和其他智能设备间的交互特性，搭建针对智能电动汽车的信息系统安全模型，结合安全认证鉴权机制，建立智能电动汽车信息安全保障理论，融合车载信息漏洞检测技术，形成汽车信息安全防护方法。
2）利用智能电动汽车电驱动系统的驱动力矩信息准确可知的特点，结合不完备、不一致和不确定的视听体觉信息，基于多源信息的时空关联机制，通过多层次深度融合，构建拟人认知的“人-车-环境”系统综合态势感知理论，形成智能电动汽车综合态势感知方法。
3）考虑电动车辆充电需求，结合感知层的输出，由驾驶认知形式化语言对其统一描述，构成实时驾驶态势图，同时电动汽车的SOC（State of Charge）、速度、位置及航向也映射到驾驶态势中，形成全面反映当前驾驶态势的图簇，再结合驾驶地图、驾驶记忆棒、路径规划等知识，完成自主决策。
4）通过探索具有共性特征的驾驶人驾驶机理，理解人机驾驶的本质差异，并揭示两者的冲突机理，通过研究反映驾驶人驾驶行为模式的个性化物理表征，形成基于驾驶权分配机制的人机共驾交互理论。
5）揭示纵/横/垂向耦合动力学行为特征，构建智能电动汽车系统动力学模型，提取描述智能电动汽车行驶的特征信息，提出外界随机干扰的鲁棒抑制方法，分析面向不确定特性的线控电动多执行器系统故障诊断机理，提出自适应主动容错控制方法，研究汽车安全、舒适、节能等多性能目标的量化方法，建立基于可行解空间的优化代价函数，构建具有主动容错特性的安全、节能、舒适多性能目标控制构架。
6）考虑到电动汽车构型多样化，建立适合电动汽车队列的通用型动力学模型，利用多智能体一致性控制理论研究异质队列中稳定性、鲁棒性和可延展性，采用邻域信息单步传输的策略设计分布式模型预测控制器，最后利用所搭建的智能电动汽车平台完成多交叉口的队列节能通行验证。
该技术路线设计分层次进行技术架构，包含了环境感知层、人机共驾层、自主决策层、动力学与控制层、信息安全层。它明确了各层间的支撑关系，初步形成了涉及智能电动汽车感知、决策、控制与信息安全各项内容的研究体系。
本文以解决智能化电动汽车的核心问题为目标，从综合态势感知、信息安全、自主决策与人机共驾、动力学控制等方面对国际研究现状与发展趋势深入分析，制定了层次明晰、逻辑清晰、关联明确的技术路线。其中信息防护层保障了其他层次的信息交互；环境感知层的成果为决策与控制等提供了“人-车-环境”综合信息支撑；人机共驾与决策的路径规划研究确定了上层动力学控制目标；动力学控制层通过建立一种多性能的目标控制体系构架，为网联化层的智能电动汽车队列行驶研究提供支撑。本路线针对层次内部，还阐述了其中的难点问题、关键技术的解决方法及研究内容的推进关系。相应地，合理互补的支撑逻辑关系与研究框架也说明了该技术路线具有较强的可行性。
作者简介：李克强，清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，教授，研究方向为汽车智能化和电动化技术。
注：本文发表在2017年第14期《科技导报》，欢迎关注。
来源：车云，作者：李波
2020 年或者到 2025 年是一个电动汽车和自动驾驶的时代，对此我想大家已经形成了共识。我们直接跨越过了传统汽车厂商统治下的内燃机和机械动力传输时代，进入到了电动化、互联网化和自动驾驶的智能汽车时代。
汽车电动化将造车门槛极速拉低，电动汽车厂商直接绕过传统车企的核心技术壁垒——以发动机和变速箱为核心的动力总成技术，造车看起来再也不是那么遥不可及的事情，当然还是要考虑到大资本的支持和供应链的管控。电动汽车三电(电池，电机，电控)标准化全球采购，车身、底盘悬架、整装等成熟的生产体系及美欧日技术支持。
随着造车门槛的降低，新的进入者也会越来越多，也让接下来几年的电动汽车市场竞争看起来多少有点像如今智能手机市场的意思，拼配置、拼价格、拼服务，同时也会催生整个电动汽车市场进一步的成熟。
同时我们看到智能电动汽车的另一个方向——智能化。汽车的电动化不可逆转，但智能化如果再不快速加强那就真的是太反人类了！传统汽车的智能化、信息化通常都要晚于互联网和手机行业三到四年之久，现在的 4G 网络和费用已经得到了大范围的覆盖和优化，接下来还有更进一步的 5G 网络及车联网技术，这一切会让我们的汽车出行服务更加便捷和智能，依附于此也将产生大量的互联网生活服务和汽车后服务。
等到 5 到 10 年后无人驾驶技术进一步的成熟，汽车的本体会变得越来越不再重要(话说传统汽车厂商会何去何从？)，到时用户会彻底地忘掉汽车的动力及其性能，剩下的比拼就是汽车的智能化，互联网化服务和汽车舒适度等。这一切都将会在我们看得见的未来十年内陆续到来......
