民用汽车为什么要设计120公里以上的速度？这是一个非常有意思的话题，若思考得足够透彻，可以将许多意想不到的话题串联起来。例如：汽车动力系统设计中，最高车速不是一个孤立的指标，而是与加速性能、经济性(油耗)紧密关联的。举个例子：因此，可能与你想象得不同。在进行动力系统设计的时候，工程师思考的问题并不是“我要将最高车速设计成多少”，而是“应该如何在最高车速、加速性能、经济性之间做出一个合适的取舍，更能满足市场的需求”。那么问题来了，若动力性与经济性存在trade-off关系，则有人更喜欢“强动力+弱经济性”的组合，有人更喜欢“弱动力+强经济性的组合”，哪个更好呢？萝卜青菜，各有所爱。由于市场偏好是多样的(多目标优化),我们无法判断“哪个组合最好”，但一定能找到“哪些组合一定很差”。举例：假设有3辆车，如果是你，选择哪一个？凡是脑子没问题人，都会从在A与C之间选一个：C虽然动力性差，但价格实惠啊，再说还省油。B的价格与A差不多，各项性能都更差(非更优),凭什么选B呢？是的，A与C就是多目标优化中的帕累托(Pareto)最优解，而B是非最优解。你可能会争辩：这个B选项也太差了吧，不公平！为啥不是这样的“B+”呢：最高车速120km/h,百公里加速7s,油耗9,10万元。这样一来，B+选项就远远强过了C选项了啊！抱歉：咱们做优化，是有约束条件的(发动机性能、变速箱档位等等),A、B、C都是在“可行域”内选出来的。你说的B+选项，并不在可行域之内啊！简而言之，梦想很美，但不可行，白日做梦！为了加深理解，咱们选一个具体的例子，在等成本的情况下优化“最高车速+50km/h加速时间+百公里电耗”组合的问题，如下图，每一个点都是一个Pareto最优解：你不甘心：如果B+选项不在可行域之内，那有没有办法拓展可行域呢？有的，可以给系统增加自由度。如果原本没有变速箱(电动汽车),可以增加一个2档变速箱。如下图，当增加一个2档变速箱之后，可选的组合就拓展了很多。与上面的那个图相比，在增加2档变速箱之后，我们就可以得到“更高车速、更强加速、更经济性”的帕累托组合了。但是，增加变速箱的成本别忘了计算了哦！特斯拉的第一个车型Roadster,最初设计是180kW电机+2档变速箱+60kWh电池，后来由于变速箱生产质量的问题，迟迟无法量产供货。于是被迫取消了变速箱，但使电机功能增大到240kW才能达到相同的性能。为了配合更大的电机，电池也需要增大到80kWh以提供更大的输出功率。为了达到相同的性能，方案变成了240kW电机+固定速比减速器+80kWh电池。大家都知道：电动汽车虽然有不少缺点，但有一个优点，动力强加速快。这个认知放到2019年的今天是非常自然的，但在十几年前特斯拉刚创业那会，并不是一个共识！我们可以看到，低成本+低速+弱加速+短续航与高成本+高速+强加速+高续航这两个组合，可能都是Pareto最优解！此时此刻，有一个热心知友找到了马斯克：热心知友：特斯拉大兄弟，您造的是民用车，为什么要设计120公里以上的速度呢？马斯克：你的意思是让我造高成本+低速+强加速+高续航的车？与高成本+高速+强加速+高续航相比有何优势呢？消费者不买，亏钱了你赔吗？热心知友：不不不，我的意思是让您造低成本+低速+强加速+高续航的车？马斯克：抱歉，因为各项指标是相互关联的，你说的组合不在可行域之内，做不到！另一个衍生话题：为啥丰田混动的动力性大多不太强。总体上来说也是一个多目标优化问题，在此就不展开了。有兴趣的见：为何丰田混动的动力似乎都不是很强？注：此衍生话题存在一些不确定因素与猜测，请仔细鉴别。
这是一个非常有意思的话题，若思考得足够透彻，可以将许多意想不到的话题串联起来。例如：
汽车动力系统设计中，最高车速不是一个孤立的指标，而是与加速性能、经济性(油耗)紧密关联的。举个例子：
因此，可能与你想象得不同。在进行动力系统设计的时候，工程师思考的问题并不是“我要将最高车速设计成多少”，而是“应该如何在最高车速、加速性能、经济性之间做出一个合适的取舍，更能满足市场的需求”。
那么问题来了，若动力性与经济性存在trade-off关系，则有人更喜欢“强动力+弱经济性”的组合，有人更喜欢“弱动力+强经济性的组合”，哪个更好呢？
萝卜青菜，各有所爱。由于市场偏好是多样的(多目标优化)，我们无法判断“哪个组合最好”，但一定能找到“哪些组合一定很差”。
举例：假设有3辆车，如果是你，选择哪一个？
凡是脑子没问题人，都会从在A与C之间选一个：C虽然动力性差，但价格实惠啊，再说还省油。B的价格与A差不多，各项性能都更差(非更优)，凭什么选B呢？
是的，A与C就是多目标优化中的帕累托(Pareto)最优解，而B是非最优解。
你可能会争辩：这个B选项也太差了吧，不公平！为啥不是这样的“B+”呢：最高车速120km/h，百公里加速7s，油耗9，10万元。
这样一来，B+选项就远远强过了C选项了啊！
抱歉：咱们做优化，是有约束条件的(发动机性能、变速箱档位等等)，A、B、C都是在“可行域”内选出来的。你说的B+选项，并不在可行域之内啊！简而言之，梦想很美，但不可行，白日做梦！
为了加深理解，咱们选一个具体的例子，在等成本的情况下优化“最高车速+50km/h加速时间+百公里电耗”组合的问题，如下图，每一个点都是一个Pareto最优解：
你不甘心：如果B+选项不在可行域之内，那有没有办法拓展可行域呢？
有的，可以给系统增加自由度。如果原本没有变速箱(电动汽车)，可以增加一个2档变速箱。如下图，当增加一个2档变速箱之后，可选的组合就拓展了很多。与上面的那个图相比，在增加2档变速箱之后，我们就可以得到“更高车速、更强加速、更经济性”的帕累托组合了。
但是，增加变速箱的成本别忘了计算了哦！
特斯拉的第一个车型Roadster，最初设计是180kW电机+2档变速箱+60kWh电池，后来由于变速箱生产质量的问题，迟迟无法量产供货。
于是被迫取消了变速箱，但使电机功能增大到240kW才能达到相同的性能。为了配合更大的电机，电池也需要增大到80kWh以提供更大的输出功率。为了达到相同的性能，方案变成了240kW电机+固定速比减速器+80kWh电池。
大家都知道：电动汽车虽然有不少缺点，但有一个优点，动力强加速快。这个认知放到2019年的今天是非常自然的，但在十几年前特斯拉刚创业那会，并不是一个共识。
我们可以看到，低成本+低速+弱加速+短续航与高成本+高速+强加速+高续航这两个组合，可能都是Pareto最优解！
此时此刻，有一个热心知友找到了马斯克：
热心知友：特斯拉大兄弟，您造的是民用车，为什么要设计120公里以上的速度呢？
马斯克：你的意思是让我造高成本+低速+强加速+高续航的车？与高成本+高速+强加速+高续航相比有何优势呢？消费者不买，亏钱了你赔吗？
热心知友：不不不，我的意思是让您造低成本+低速+强加速+高续航的车。
马斯克：抱歉，因为各项指标是相互关联的，你说的组合不在可行域之内，做不到！
另外一个衍生话题：为啥丰田混动的动力性大多不太强。总体上来说也是一个多目标优化问题，在此就不展开了，有兴趣的见：为何丰田混动的动力似乎都不是很强？注：此衍生话题存在一些不确定因素与猜测，请仔细鉴别。
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