盤(pán)點(diǎn)當今汽車(chē)集成了哪些技術(shù)！

我們不單單把汽車(chē)再看成是一個(gè)代步工具，而是一個(gè)善解人意的好朋友。隨著(zhù)消費者對汽車(chē)功能和性能要求的日益提高，汽車(chē)正逐漸向智能化的方向偏移，而這項變化也是由機械系統向電子系統轉換。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。而統計顯示，市場(chǎng)呈現年增7%的趨勢，舉車(chē)載遠程信息處理系統為例，它的市場(chǎng)將達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、安全控制系統、車(chē)身控制系統、行駛控制系統、信息系統。

動(dòng)力控制系統：包括發(fā)動(dòng)機管理控制系統、動(dòng)力轉向、AT控制與ACC

安全控制系統：包括安全氣囊、ABS/ASR與SAFE-BY-WIRE

車(chē)身控制系統：包括開(kāi)關(guān)控制、燈光控制、防盜系統、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：包括儀表、空調與底盤(pán)控制系統

信息系統：包括娛樂(lè )、移動(dòng)通訊、GPS導航以及信息處理等系統

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、電子系統，而汽車(chē)電子基本包含在車(chē)身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機里面。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)電子起到調節作用。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)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)于一體，包括基礎技術(shù)層、電控系統層和人車(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、部件獨立控制及智能化、網(wǎng)絡(luò )化集成控制應用三個(gè)發(fā)展階段。

在全球半導體的收購浪潮中，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)的收購案眾多，四維圖新38.75億元收購杰發(fā)科技補齊無(wú)人駕駛關(guān)鍵環(huán)節，高通300多億美元高價(jià)收購荷蘭恩智浦半導體成為最大的收購案，三星收購哈曼也是志在汽車(chē)電子，盡管西門(mén)子收購Mentor讓人傻傻看不清，但是據分析這與汽車(chē)電子也有著(zhù)深遠的關(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)駕駛正以強勁的勢頭席卷全球汽車(chē)業(yè)，傳統汽車(chē)廠(chǎng)商、汽車(chē)零部件企業(yè)、IT通訊企業(yè)等多方勢力紛紛涉足自動(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(zhù)極高的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。

而無(wú)人駕駛已經(jīng)不單純是企業(yè)之間的競爭，現在已經(jīng)上升為國家戰略的層級了，爭奪無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導權的“國家競爭”已全面拉開(kāi)。是的，這是一場(chǎng)事關(guān)國家競爭力的戰役。從傳感器供應到軟件技術(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。

美國交通部發(fā)布了地球上第一部由主權國家頒布的無(wú)人駕駛汽車(chē)監管草案;日本政府的戰略目標是在2020年?yáng)|京奧運上，實(shí)現L4級別的完全無(wú)人駕駛，日本政府希望憑借“無(wú)人駕駛”的戰略機遇，重新奪走其在亞洲區域的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先位置;中國政府在上海發(fā)布了無(wú)人駕駛技術(shù)路線(xiàn)圖，計劃到2025年，具備無(wú)人駕駛能力的新車(chē)占比要達到15%;德國交通部、巴伐利亞州和奧迪共同啟動(dòng)無(wú)人駕駛計劃。

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系統研發(fā)的推進(jìn)，是的，AI會(huì )讓汽車(chē)變得會(huì )學(xué)習、會(huì )思考、會(huì )判斷。

2020年被眾多業(yè)內人士看作自動(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。據摩根斯丹利預測，到2030年，無(wú)人駕駛產(chǎn)業(yè)的規模將達到6萬(wàn)億美金。

關(guān)鍵詞二：鋰電池

隨著(zhù)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展拉動(dòng)了市場(chǎng)對動(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)成本及維護費用過(guò)高(燃料電池的維護成本大概是蓄電池的三至四倍)，對現階段電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展而言并不是很適合。面對即將發(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(zhù)充電慢、續航里程短、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)的續航里程將會(huì )明顯減少，當電池容量衰減到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)境影響和大規模充放電導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)強勁需求，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)已躋身全球第一陣營(yíng)，初步形成了珠三角、長(cháng)三角、京津冀和中原地區四大產(chǎn)業(yè)區域。鋰儲量占全國80%的青海，正在試圖打造又一個(gè)具有全國影響力的鋰產(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。

對于鋰電產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，完善電池回收利用環(huán)節、減少環(huán)境污染，是保障行業(yè)可持續發(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，這正是我國鋰電產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn)，也是與發(fā)達國家的主要差距之一。

關(guān)鍵詞三：車(chē)載信息系統

車(chē)載信息娛樂(lè )系統是交互方式多樣、圖形功能強大的智能系統。近年來(lái)，原本封閉保守的車(chē)載系統迎來(lái)了競爭的新熱潮，市場(chǎng)格局與產(chǎn)品形態(tài)必將產(chǎn)生一次大轉變。車(chē)載信息娛樂(lè )系統在滿(mǎn)足舒適性、娛樂(lè )性和信息性的條件下，逐漸向著(zhù)性能集成、比重增加的方向發(fā)展，此前單一的性能逐漸擴展為影像娛樂(lè )、汽車(chē)導航、無(wú)線(xiàn)通訊等于一體的多媒體信息交互設備。

車(chē)載信息娛樂(lè )系統作為整車(chē)電氣及網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)重要結點(diǎn)，擔負著(zhù)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)獨到的車(chē)載系統設計幫助自己占有一席之地成了各大廠(chǎng)商思考的問(wèn)題，三星收購哈曼很明顯是邁出了自己的第一步。

信息娛樂(lè )系統功能涉及人機交互、音視頻信號、無(wú)線(xiàn)信號、硬線(xiàn)信號及總線(xiàn)信號等多種技術(shù)集成。

關(guān)鍵詞四：高級駕駛輔助系統(ADAS)

智能汽車(chē)發(fā)展技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展公認的路徑是高級輔助駕駛(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。

高級駕駛輔助系統(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)感應周?chē)沫h(huán)境，收集數據，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤，并結合導航儀地圖數據，進(jìn)行系統的運算與分析，從而預先讓駕駛者察覺(jué)到可能發(fā)生的危險，有效增加汽車(chē)駕駛的舒適性和安全性。

ADAS的設計方案并不是要控制車(chē)輛，而是提醒駕駛員注意潛在危險，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、攝像頭和激光雷達傳感器等的高級駕駛輔助系統實(shí)現的，比如車(chē)道偏離警告系統采用CMOS攝像頭傳感器、夜視系統采用紅外傳感器、自適應巡航控制系統(ACC)通常采用雷達技術(shù)、停車(chē)輔助系統則采用超聲波技術(shù)。一個(gè)典型的ADAS應用集成了許多技術(shù)，如下圖所示。

ADAS未來(lái)有兩種發(fā)展趨勢：

從預警系統向干預系統發(fā)展

ADAS目前主要職責是在危急情況下提醒司機，而未來(lái)將會(huì )向干預系統發(fā)展，即在限定的情況下對汽車(chē)進(jìn)行控制，比如攝像系統將會(huì )從車(chē)道偏離預警系統向車(chē)道控制系統發(fā)展。

主動(dòng)安全與被動(dòng)安全系統相結合

碰撞中的被動(dòng)安全系統與主動(dòng)安全ADAS是相互獨立的，而未來(lái)這兩者將有更好的關(guān)聯(lián)性與結合點(diǎn)，比如在機載激光雷達、雷達或視頻傳感器監測到不可避免的碰撞時(shí)就讓安全氣囊做好準備。

就目前情況而言，ADAS面臨的挑戰主要來(lái)自處理器、傳感器、軟件算法和地圖四個(gè)方面。

ADAS系統對ECU、MCU的需求是多核架構、更高頻率和更低功耗的處理器;ADAS系統需要利用一些設備實(shí)時(shí)獲取周?chē)h(huán)境信息，雷達和Lidar是比較好的識別傳感器，但是他們都價(jià)格昂貴;運行在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GPS失效的地方，準確的地圖系統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(chǎng)商，正在積極布局ADAS相關(guān)的傳感器、ECU、MCU、運行系統、芯片系統等。針對2015-2020年期間ADAS的增加，業(yè)內人士普遍的預測是至少10%的增長(cháng)率。

關(guān)鍵詞五：電子車(chē)身穩定系統

電子車(chē)身穩定系統，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)程中的穩定性，或者說(shuō)是用來(lái)降低失控風(fēng)險的。車(chē)輛電子穩定系統(ESP)是繼車(chē)輛防抱死系統(ABS)和牽引力控制系統(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)身穩定系統，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)輪速傳感器分別監測各個(gè)車(chē)輪的轉速，一個(gè)方向盤(pán)轉角傳感器檢測司機打方向的情況，同時(shí)利用車(chē)身轉角傳感器監測車(chē)身的偏轉。除了傳感器還需要電腦來(lái)隨時(shí)監測車(chē)輛的狀況，從而對傳感器作出正確的指令。

理論上電子車(chē)身穩定系統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，受制于系統的反應速度和輪胎極限，當車(chē)速過(guò)快或者失控嚴重時(shí)，車(chē)身穩定系統也將無(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。正因為如此，如今不少?lài)液偷貐^都已經(jīng)把該系統作為汽車(chē)的強制標準配置。

關(guān)鍵詞六：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，應該如何定義?

最初的車(chē)聯(lián)網(wǎng)應用起源于電子傳感裝置、車(chē)載娛樂(lè )系統、車(chē)輛管理、交通管理等應用形式。如今它是利用現代通信技術(shù)、結合相關(guān)汽車(chē)運行及駕駛數據，涵蓋所有與汽車(chē)購置、駕駛、乘坐、保養、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、提高用車(chē)效率、降低用車(chē)成本。歷史對車(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、智能硬件是讓車(chē)機連接網(wǎng)絡(luò )的橋梁，云服務(wù)是一切功能的保障，內容和汽車(chē)廠(chǎng)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。

有分析人士認為，未來(lái)車(chē)聯(lián)網(wǎng)將呈現以下發(fā)展趨勢：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，導航技術(shù)將更加直觀(guān)易用，傳統的靜態(tài)導航將逐漸被動(dòng)態(tài)導航所取代，3D導航、實(shí)景導航和在線(xiàn)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。傳統半導體公司恩智浦、英飛凌、瑞薩、意法半導體、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、算法等軟件系統方面的優(yōu)勢進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，推出整合軟件與硬件系統的整體解決方案。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(zhù)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)都可以肯定的預測到汽車(chē)電子單車(chē)產(chǎn)值仍將持續提升。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(zhù)汽車(chē)制造產(chǎn)業(yè)向新興國家和地區的轉移，中國、印度、南美等將成為汽車(chē)電子新興市場(chǎng)正快速發(fā)展。