目前汽車(chē)中使用的電器和電子產(chǎn)品原件占汽車(chē)總成本的比例已從25%提高到40%。未來(lái),這一占比必將進(jìn)一步提高。而統(tǒng)計(jì)顯示,市場(chǎng)呈現(xiàn)年增7%的趨勢(shì),舉車(chē)載遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)為例,它的市場(chǎng)將達(dá)200億美元。
什么是汽車(chē)電子?
汽車(chē)電子可分為可見(jiàn)部分與非可見(jiàn)部分,車(chē)載設(shè)備為可見(jiàn)部分和汽車(chē)電子控制器為非可見(jiàn)部分。從用途角度而言,可分為汽車(chē)電子分為動(dòng)力控制系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)、車(chē)身控制系統(tǒng)、行駛控制系統(tǒng)、信息系統(tǒng)。
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動(dòng)力控制系統(tǒng):包括發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、AT控制與ACC
安全控制系統(tǒng):包括安全氣囊、ABS/ASR與SAFE-BY-WIRE
車(chē)身控制系統(tǒng):包括開(kāi)關(guān)控制、燈光控制、防盜系統(tǒng)、門(mén)鎖控制、車(chē)窗控制、雨刮等車(chē)身電子的控制
行駛控制系統(tǒng):包括儀表、空調(diào)與底盤(pán)控制系統(tǒng)
信息系統(tǒng):包括娛樂(lè)、移動(dòng)通訊、GPS導(dǎo)航以及信息處理等系統(tǒng)
眾所周知,汽車(chē)由四個(gè)部分組成,即車(chē)身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)、電子系統(tǒng),而汽車(chē)電子基本包含在車(chē)身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)里面。從汽車(chē)的舒適性、安全性到娛樂(lè)性,各個(gè)方面的都需要汽車(chē)電子起到調(diào)節(jié)作用。在不同檔次和科技含量的汽車(chē)中,汽車(chē)電子在整車(chē)成本中的占比情況如下。
總體而言,汽車(chē)電子是集電子技術(shù)、汽車(chē)技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體,包括基礎(chǔ)技術(shù)層、電控系統(tǒng)層和人車(chē)環(huán)境交互層三個(gè)層面,并且經(jīng)歷了分立電子元器件控制、部件獨(dú)立控制及智能化、網(wǎng)絡(luò)化集成控制應(yīng)用三個(gè)發(fā)展階段。
在全球半導(dǎo)體的收購(gòu)浪潮中,汽車(chē)電子企業(yè)成為了最被看中的香餑餑。而2016年與汽車(chē)電子相關(guān)的收購(gòu)案眾多,四維圖新38.75億元收購(gòu)杰發(fā)科技補(bǔ)齊無(wú)人駕駛關(guān)鍵環(huán)節(jié),高通300多億美元高價(jià)收購(gòu)荷蘭恩智浦半導(dǎo)體成為最大的收購(gòu)案,三星收購(gòu)哈曼也是志在汽車(chē)電子,盡管西門(mén)子收購(gòu)Mentor讓人傻傻看不清,但是據(jù)分析這與汽車(chē)電子也有著深遠(yuǎn)的關(guān)系。
汽車(chē)電子產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的今天,汽車(chē)電子技術(shù)有哪些關(guān)鍵詞呢?
關(guān)鍵詞一:自動(dòng)駕駛
自動(dòng)駕駛正以強(qiáng)勁的勢(shì)頭席卷全球汽車(chē)業(yè),傳統(tǒng)汽車(chē)廠商、汽車(chē)零部件企業(yè)、IT通訊企業(yè)等多方勢(shì)力紛紛涉足自動(dòng)駕駛并參與到研發(fā)與制造中。無(wú)人駕駛將解決擁堵、停車(chē)難等城市發(fā)展中的難題。無(wú)人駕駛技術(shù)還可用于物流、共享出行等領(lǐng)域,有著極高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
而無(wú)人駕駛已經(jīng)不單純是企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng),現(xiàn)在已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略的層級(jí)了,爭(zhēng)奪無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)權(quán)的“國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)”已全面拉開(kāi)。是的,這是一場(chǎng)事關(guān)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)役。從傳感器供應(yīng)到軟件技術(shù)整合,再到硬件的打造,自動(dòng)駕駛正在成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈下一個(gè)被搶食的大蛋糕。
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美國(guó)交通部發(fā)布了地球上第一部由主權(quán)國(guó)家頒布的無(wú)人駕駛汽車(chē)監(jiān)管草案;日本政府的戰(zhàn)略目標(biāo)是在2020年?yáng)|京奧運(yùn)上,實(shí)現(xiàn)L4級(jí)別的完全無(wú)人駕駛,日本政府希望憑借“無(wú)人駕駛”的戰(zhàn)略機(jī)遇,重新奪走其在亞洲區(qū)域的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先位置;中國(guó)政府在上海發(fā)布了無(wú)人駕駛技術(shù)路線圖,計(jì)劃到2025年,具備無(wú)人駕駛能力的新車(chē)占比要達(dá)到15%;德國(guó)交通部、巴伐利亞州和奧迪共同啟動(dòng)無(wú)人駕駛計(jì)劃。
自從特斯拉無(wú)人駕駛車(chē)禍之后,無(wú)人駕駛便站在了風(fēng)口浪尖,無(wú)人駕駛究竟能否真的替代人的駕駛呢?我相信,這個(gè)肯定是必然的,但是需要時(shí)間等待技術(shù)漸漸成熟。而現(xiàn)在所有做無(wú)人駕駛整車(chē)開(kāi)發(fā)的企業(yè)都在積極進(jìn)行AI系統(tǒng)研發(fā)的推進(jìn),是的,AI會(huì)讓汽車(chē)變得會(huì)學(xué)習(xí)、會(huì)思考、會(huì)判斷。
2020年被眾多業(yè)內(nèi)人士看作自動(dòng)駕駛發(fā)展的一個(gè)分水嶺,2020年自動(dòng)駕駛技術(shù)將更加成熟和完善,一些高度自動(dòng)駕駛的車(chē)輛將出現(xiàn)。據(jù)摩根斯丹利預(yù)測(cè),到2030年,無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將達(dá)到6萬(wàn)億美金。
關(guān)鍵詞二:鋰電池
隨著新能源汽車(chē)的快速發(fā)展拉動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)動(dòng)力電池的需求,動(dòng)力電池基本分為蓄電池(鋰離子電池為主)和燃料電池兩種,但由于燃料電池研發(fā)成本及維護(hù)費(fèi)用過(guò)高(燃料電池的維護(hù)成本大概是蓄電池的三至四倍),對(duì)現(xiàn)階段電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展而言并不是很適合。面對(duì)即將發(fā)生的新能源汽車(chē)“井噴”,鋰電池似乎成了制勝的一大法寶。
目前情況而言,鋰電池企業(yè)面臨上游原材料不足、成本迅速上升的困境;電動(dòng)汽車(chē)鋰電池存在著充電慢、續(xù)航里程短、壽命短等致命問(wèn)題。
鋰電池在普通電子產(chǎn)品上的使用壽命平均為8年,而在電動(dòng)汽車(chē)上的使用壽命僅為3-5年;電動(dòng)汽車(chē)上的電池容量衰減到80%以下時(shí),電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程將會(huì)明顯減少,當(dāng)電池容量衰減到70%以下時(shí),就必須要更換電池,但電池部分占汽車(chē)總成本的40%左右,更換電池是一筆很大的開(kāi)銷(xiāo)。為何電動(dòng)汽車(chē)的鋰電池顯得如此“弱不禁風(fēng)”?工作環(huán)境影響和大規(guī)模充放電導(dǎo)致了使用壽命短的問(wèn)題,而這也是無(wú)法改變的問(wèn)題。
得益于市場(chǎng)強(qiáng)勁需求,我國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)已躋身全球第一陣營(yíng),初步形成了珠三角、長(zhǎng)三角、京津冀和中原地區(qū)四大產(chǎn)業(yè)區(qū)域。鋰儲(chǔ)量占全國(guó)80%的青海,正在試圖打造又一個(gè)具有全國(guó)影響力的鋰產(chǎn)業(yè)基地,依托豐富的鋰資源,在鋰電市場(chǎng)中分一杯羹。
盡管是第一陣營(yíng)的一份子,但是在技術(shù)水平方面,我國(guó)與韓、日頂尖企業(yè)仍存在差別,比如在產(chǎn)品一致性等方面仍存在較大差距。
對(duì)于鋰電產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),完善電池回收利用環(huán)節(jié)、減少環(huán)境污染,是保障行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。然而廢舊動(dòng)力電池回收成本高,企業(yè)回收利用水平不高,這正是我國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn),也是與發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距之一。
關(guān)鍵詞三:車(chē)載信息系統(tǒng)
車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)是交互方式多樣、圖形功能強(qiáng)大的智能系統(tǒng)。近年來(lái),原本封閉保守的車(chē)載系統(tǒng)迎來(lái)了競(jìng)爭(zhēng)的新熱潮,市場(chǎng)格局與產(chǎn)品形態(tài)必將產(chǎn)生一次大轉(zhuǎn)變。車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)在滿(mǎn)足舒適性、娛樂(lè)性和信息性的條件下,逐漸向著性能集成、比重增加的方向發(fā)展,此前單一的性能逐漸擴(kuò)展為影像娛樂(lè)、汽車(chē)導(dǎo)航、無(wú)線通訊等于一體的多媒體信息交互設(shè)備。
車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)作為整車(chē)電氣及網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要結(jié)點(diǎn),擔(dān)負(fù)著顯示和反饋整車(chē)狀態(tài)與信息的重要角色。在高端車(chē)市場(chǎng)中如何通過(guò)獨(dú)到的車(chē)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)幫助自己占有一席之地成了各大廠商思考的問(wèn)題,三星收購(gòu)哈曼很明顯是邁出了自己的第一步。
信息娛樂(lè)系統(tǒng)功能涉及人機(jī)交互、音視頻信號(hào)、無(wú)線信號(hào)、硬線信號(hào)及總線信號(hào)等多種技術(shù)集成。
關(guān)鍵詞四:高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)
智能汽車(chē)發(fā)展技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展公認(rèn)的路徑是高級(jí)輔助駕駛(ADAS)、部分自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛和完全無(wú)人駕駛、智能汽車(chē)階段。
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)是利用安裝在車(chē)上的各式各樣傳感器,在汽車(chē)行駛過(guò)程中隨時(shí)來(lái)感應(yīng)周?chē)沫h(huán)境,收集數(shù)據(jù),進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的辨識(shí)、偵測(cè)與追蹤,并結(jié)合導(dǎo)航儀地圖數(shù)據(jù),進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)算與分析,從而預(yù)先讓駕駛者察覺(jué)到可能發(fā)生的危險(xiǎn),有效增加汽車(chē)駕駛的舒適性和安全性。
ADAS的設(shè)計(jì)方案并不是要控制車(chē)輛,而是提醒駕駛員注意潛在危險(xiǎn),提高行車(chē)安全性。這些主動(dòng)安全技術(shù)是通過(guò)使用雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)傳感器等的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,比如車(chē)道偏離警告系統(tǒng)采用CMOS攝像頭傳感器、夜視系統(tǒng)采用紅外傳感器、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)通常采用雷達(dá)技術(shù)、停車(chē)輔助系統(tǒng)則采用超聲波技術(shù)。一個(gè)典型的ADAS應(yīng)用集成了許多技術(shù),如下圖所示。
ADAS未來(lái)有兩種發(fā)展趨勢(shì):
從預(yù)警系統(tǒng)向干預(yù)系統(tǒng)發(fā)展
ADAS目前主要職責(zé)是在危急情況下提醒司機(jī),而未來(lái)將會(huì)向干預(yù)系統(tǒng)發(fā)展,即在限定的情況下對(duì)汽車(chē)進(jìn)行控制,比如攝像系統(tǒng)將會(huì)從車(chē)道偏離預(yù)警系統(tǒng)向車(chē)道控制系統(tǒng)發(fā)展。
主動(dòng)安全與被動(dòng)安全系統(tǒng)相結(jié)合
碰撞中的被動(dòng)安全系統(tǒng)與主動(dòng)安全ADAS是相互獨(dú)立的,而未來(lái)這兩者將有更好的關(guān)聯(lián)性與結(jié)合點(diǎn),比如在機(jī)載激光雷達(dá)、雷達(dá)或視頻傳感器監(jiān)測(cè)到不可避免的碰撞時(shí)就讓安全氣囊做好準(zhǔn)備。
就目前情況而言,ADAS面臨的挑戰(zhàn)主要來(lái)自處理器、傳感器、軟件算法和地圖四個(gè)方面。
ADAS系統(tǒng)對(duì)ECU、MCU的需求是多核架構(gòu)、更高頻率和更低功耗的處理器;ADAS系統(tǒng)需要利用一些設(shè)備實(shí)時(shí)獲取周?chē)h(huán)境信息,雷達(dá)和Lidar是比較好的識(shí)別傳感器,但是他們都價(jià)格昂貴;運(yùn)行在ECU和MCU上的算法需要利用傳感器獲取的實(shí)時(shí)的周邊信息,來(lái)決定汽車(chē)該如何動(dòng)作;當(dāng)GPS失效的地方,準(zhǔn)確的地圖系統(tǒng)可以幫助避免事故的發(fā)生。
Intel、NVIDIA、松下、高通、三星和索尼等廠商,正在積極布局ADAS相關(guān)的傳感器、ECU、MCU、運(yùn)行系統(tǒng)、芯片系統(tǒng)等。針對(duì)2015-2020年期間ADAS的增加,業(yè)內(nèi)人士普遍的預(yù)測(cè)是至少10%的增長(zhǎng)率。
關(guān)鍵詞六:電子車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)
電子車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng),博世稱(chēng)其為ESP,寶馬稱(chēng)其為DSC,通用稱(chēng)其為ESC,其作用是提高車(chē)子在行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性,或者說(shuō)是用來(lái)降低失控風(fēng)險(xiǎn)的。車(chē)輛電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)是繼車(chē)輛防抱死系統(tǒng)(ABS)和牽引力控制系統(tǒng)(TCS)之后車(chē)輛主動(dòng)安全控制技術(shù)方面的一次里程碑式的跨越提升。
車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng),是通過(guò)車(chē)上諸多的傳感器,來(lái)“感受”車(chē)輛情況的,通常有四個(gè)輪速傳感器分別監(jiān)測(cè)各個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速,一個(gè)方向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器檢測(cè)司機(jī)打方向的情況,同時(shí)利用車(chē)身轉(zhuǎn)角傳感器監(jiān)測(cè)車(chē)身的偏轉(zhuǎn)。除了傳感器還需要電腦來(lái)隨時(shí)監(jiān)測(cè)車(chē)輛的狀況,從而對(duì)傳感器作出正確的指令。
理論上電子車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)在任何情況下都能起到良好的作用,但是ESP只是一個(gè)輔助功能,受制于系統(tǒng)的反應(yīng)速度和輪胎極限,當(dāng)車(chē)速過(guò)快或者失控嚴(yán)重時(shí),車(chē)身穩(wěn)定系統(tǒng)也將無(wú)力回天。不過(guò)目前該技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)是越來(lái)越成熟了,即便在冰雪路面上作用和效果都非常出色。正因?yàn)槿绱耍缃癫簧賴(lài)?guó)家和地區(qū)都已經(jīng)把該系統(tǒng)作為汽車(chē)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)配置。
關(guān)鍵詞七:車(chē)聯(lián)網(wǎng)
車(chē)聯(lián)網(wǎng)并不是一個(gè)新的主題。從2010年開(kāi)始,似乎任何與汽車(chē)和通信相關(guān)的產(chǎn)品或業(yè)務(wù)都能夠被冠以“車(chē)聯(lián)網(wǎng)”的概念。車(chē)聯(lián)網(wǎng)究竟是什么,應(yīng)該如何定義?
最初的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用起源于電子傳感裝置、車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)、車(chē)輛管理、交通管理等應(yīng)用形式。如今它是利用現(xiàn)代通信技術(shù)、結(jié)合相關(guān)汽車(chē)運(yùn)行及駕駛數(shù)據(jù),涵蓋所有與汽車(chē)購(gòu)置、駕駛、乘坐、保養(yǎng)、維修、社交、交易相關(guān)的商業(yè)模式的總稱(chēng),其最終目的是為了改善駕乘體驗(yàn)、提高用車(chē)效率、降低用車(chē)成本。歷史對(duì)車(chē)聯(lián)網(wǎng)的解讀如下圖。
說(shuō)的通俗一點(diǎn),地圖是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的根基,車(chē)載系統(tǒng)、智能硬件是讓車(chē)機(jī)連接網(wǎng)絡(luò)的橋梁,云服務(wù)是一切功能的保障,內(nèi)容和汽車(chē)廠商是功能落地的載體,而駕駛者則是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的最終受益者和反饋者。
如今,通信技術(shù)的升級(jí)將賦予車(chē)聯(lián)網(wǎng)真正意義,汽車(chē)后市場(chǎng)的發(fā)展及新能源汽車(chē)的崛起促進(jìn)車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展。
有分析人士認(rèn)為,未來(lái)車(chē)聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì):一方面以語(yǔ)音輸入與車(chē)載終端互動(dòng)的方式依然是車(chē)載終端發(fā)展的潮流;另一方面,導(dǎo)航技術(shù)將更加直觀易用,傳統(tǒng)的靜態(tài)導(dǎo)航將逐漸被動(dòng)態(tài)導(dǎo)航所取代,3D導(dǎo)航、實(shí)景導(dǎo)航和在線化方式都將成為未來(lái)發(fā)展方向。
車(chē)聯(lián)網(wǎng)是萬(wàn)物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)的一部分。傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司恩智浦、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體、德州儀器紛紛在此布局,谷歌、百度、滴滴、Uber等新型科技公司也嘗試發(fā)揮自己在人工智能、算法等軟件系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng),推出整合軟件與硬件系統(tǒng)的整體解決方案。未來(lái)這個(gè)蛋糕很大,就剩怎么吃下的問(wèn)題了。
汽車(chē)對(duì)于生活而言所占的位置越來(lái)越重,而未來(lái)的汽車(chē)必將向著更加智能化、更加多元化的方向發(fā)展。無(wú)論是特斯拉的野心,還是蘋(píng)果的局外造車(chē)都可以肯定的預(yù)測(cè)到汽車(chē)電子單車(chē)產(chǎn)值仍將持續(xù)提升。盡管目前全球汽車(chē)電子產(chǎn)品的核心技術(shù)與市場(chǎng)主要集中于歐、美、日本等地,但是隨著汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)向新興國(guó)家和地區(qū)的轉(zhuǎn)移,中國(guó)、印度、南美等將成為汽車(chē)電子新興市場(chǎng)正快速發(fā)展。
評(píng)論