六大关于汽车电子技术关键词的解析

我们不单单把汽车再看成是一个代步工具，而是一个善解人意的好朋友。随着消费者对汽车功能和性能要求的日益提高，汽车正逐渐向智能化的方向偏移，而这项变化也是由机械系统向电子系统转换。目前汽车中使用的电器和电子产品原件占汽车总成本的比例已从25%提高到40%。未来，这一占比必将进一步提高。而统计显示，市场呈现年增7%的趋势，举车载远程信息处理系统为例，它的市场将达200亿美元。

　　什么是汽车电子？

　　汽车电子可分为可见部分与非可见部分，车载设备为可见部分和汽车电子控制器为非可见部分。从用途角度而言，可分为汽车电子分为动力控制系统、安全控制系统、车身控制系统、行驶控制系统、信息系统。

　　动力控制系统：包括发动机管理控制系统、动力转向、AT控制与ACC

　　安全控制系统：包括安全气囊、ABS/ASR与SAFE-BY-WIRE

　　车身控制系统：包括开关控制、灯光控制、防盗系统、门锁控制、车窗控制、雨刮等车身电子的控制

　　行驶控制系统：包括仪表、空调与底盘控制系统

　　信息系统：包括娱乐、移动通讯、GPS导航以及信息处理等系统

　　众所周知，汽车由四个部分组成，即车身、底盘、发动机、电子系统，而汽车电子基本包含在车身、底盘、发动机里面。从汽车的舒适性、安全性到娱乐性，各个方面的都需要汽车电子起到调节作用。在不同档次和科技含量的汽车中，汽车电子在整车成本中的占比情况如下。

　　总体而言，汽车电子是集电子技术、汽车技术、信息技术、计算机技术和网络技术于一体，包括基础技术层、电控系统层和人车环境交互层三个层面，并且经历了分立电子元器件控制、部件独立控制及智能化、网络化集成控制应用三个发展阶段。

　　在全球半导体的收购浪潮中，汽车电子企业成为了最被看中的香饽饽。而2016年与汽车电子相关的收购案众多，四维图新38.75亿元收购杰发科技补齐无人驾驶关键环节，高通300多亿美元高价收购荷兰恩智浦半导体成为最大的收购案，三星收购哈曼也是志在汽车电子，尽管西门子收购Mentor让人傻傻看不清，但是据分析这与汽车电子也有着深远的关系。

　　汽车电子产业快速发展的今天，汽车电子技术有哪些关键词呢？

　　关键词一：自动驾驶

　　自动驾驶正以强劲的势头席卷全球汽车业，传统汽车厂商、汽车零部件企业、IT通讯企业等多方势力纷纷涉足自动驾驶并参与到研发与制造中。无人驾驶将解决拥堵、停车难等城市发展中的难题。无人驾驶技术还可用于物流、共享出行等领域，有着极高的社会效益和经济效益。

　　而无人驾驶已经不单纯是企业之间的竞争，现在已经上升为国家战略的层级了，争夺无人驾驶产业领导权的“国家竞争”已全面拉开。是的，这是一场事关国家竞争力的战役。从传感器供应到软件技术整合，再到硬件的打造，自动驾驶正在成为汽车产业链下一个被抢食的大蛋糕。

　　美国交通部发布了地球上第一部由主权国家颁布的无人驾驶汽车监管草案；日本政府的战略目标是在2020年东京奥运上，实现L4级别的完全无人驾驶，日本政府希望凭借“无人驾驶”的战略机遇，重新夺走其在亚洲区域的产业领先位置；中国政府在上海发布了无人驾驶技术路线图，计划到2025年，具备无人驾驶能力的新车占比要达到15%；德国交通部、巴伐利亚州和奥迪共同启动无人驾驶计划。

　　自从特斯拉无人驾驶车祸之后，无人驾驶便站在了风口浪尖，无人驾驶究竟能否真的替代人的驾驶呢？我相信，这个肯定是必然的，但是需要时间等待技术渐渐成熟。而现在所有做无人驾驶整车开发的企业都在积极进行AI系统研发的推进，是的，AI会让汽车变得会学习、会思考、会判断。

　　2020年被众多业内人士看作自动驾驶发展的一个分水岭，2020年自动驾驶技术将更加成熟和完善，一些高度自动驾驶的车辆将出现。据摩根斯丹利预测，到2030年，无人驾驶产业的规模将达到6万亿美金。

　　关键词二：锂电池

　　随着新能源汽车的快速发展拉动了市场对动力电池的需求，动力电池基本分为蓄电池（锂离子电池为主）和燃料电池两种，但由于燃料电池研发成本及维护费用过高（燃料电池的维护成本大概是蓄电池的三至四倍），对现阶段电动汽车的发展而言并不是很适合。面对即将发生的新能源汽车“井喷”，锂电池似乎成了制胜的一大法宝。

　　目前情况而言，锂电池企业面临上游原材料不足、成本迅速上升的困境；电动汽车锂电池存在着充电慢、续航里程短、寿命短等致命问题。

　　锂电池在普通电子产品上的使用寿命平均为8年，而在电动汽车上的使用寿命仅为3-5年；电动汽车上的电池容量衰减到80%以下时，电动汽车的续航里程将会明显减少，当电池容量衰减到70%以下时，就必须要更换电池，但电池部分占汽车总成本的40%左右，更换电池是一笔很大的开销。为何电动汽车的锂电池显得如此“弱不禁风”？工作环境影响和大规模充放电导致了使用寿命短的问题，而这也是无法改变的问题。

　　得益于市场强劲需求，我国锂电池产业已跻身全球第一阵营，初步形成了珠三角、长三角、京津冀和中原地区四大产业区域。锂储量占全国80%的青海，正在试图打造又一个具有全国影响力的锂产业基地，依托丰富的锂资源，在锂电市场中分一杯羹。

　　尽管是第一阵营的一份子，但是在技术水平方面，我国与韩、日顶尖企业仍存在差别，比如在产品一致性等方面仍存在较大差距。

　　对于锂电产业来说，完善电池回收利用环节、减少环境污染，是保障行业可持续发展的重要因素。然而废旧动力电池回收成本高，企业回收利用水平不高，这正是我国锂电产业的痛点，也是与发达国家的主要差距之一。

　　关键词三：车载信息系统

　　车载信息娱乐系统是交互方式多样、图形功能强大的智能系统。近年来，原本封闭保守的车载系统迎来了竞争的新热潮，市场格局与产品形态必将产生一次大转变。车载信息娱乐系统在满足舒适性、娱乐性和信息性的条件下，逐渐向着性能集成、比重增加的方向发展，此前单一的性能逐渐扩展为影像娱乐、汽车导航、无线通讯等于一体的多媒体信息交互设备。

　　车载信息娱乐系统作为整车电气及网络的一个重要结点，担负着显示和反馈整车状态与信息的重要角色。在高端车市场中如何通过独到的车载系统设计帮助自己占有一席之地成了各大厂商思考的问题，三星收购哈曼很明显是迈出了自己的第一步。

　　信息娱乐系统功能涉及人机交互、音\视频信号、无线信号、硬线信号及总线信号等多种技术集成。

　　关键词四：高级驾驶辅助系统（ADAS）

　　智能汽车发展技术和产业发展公认的路径是高级辅助驾驶（ADAS）、部分自动驾驶、高度自动驾驶和完全无人驾驶、智能汽车阶段。

　　高级驾驶辅助系统（ADAS）是利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。

　　ADAS的设计方案并不是要控制车辆，而是提醒驾驶员注意潜在危险，提高行车安全性。这些主动安全技术是通过使用雷达、摄像头和激光雷达传感器等的高级驾驶辅助系统实现的，比如车道偏离警告系统采用CMOS摄像头传感器、夜视系统采用红外传感器、自适应巡航控制系统（ACC）通常采用雷达技术、停车辅助系统则采用超声波技术。一个典型的ADAS应用集成了许多技术，如下图所示。

　　ADAS未来有两种发展趋势：

　　从预警系统向干预系统发展

　　ADAS目前主要职责是在危急情况下提醒司机，而未来将会向干预系统发展，即在限定的情况下对汽车进行控制，比如摄像系统将会从车道偏离预警系统向车道控制系统发展。

　　主动安全与被动安全系统相结合

　　碰撞中的被动安全系统与主动安全ADAS是相互独立的，而未来这两者将有更好的关联性与结合点，比如在机载激光雷达、雷达或视频传感器监测到不可避免的碰撞时就让安全气囊做好准备。

　　就目前情况而言，ADAS面临的挑战主要来自处理器、传感器、软件算法和地图四个方面。

　　ADAS系统对ECU、MCU的需求是多核架构、更高频率和更低功耗的处理器；ADAS系统需要利用一些设备实时获取周围环境信息，雷达和Lidar是比较好的识别传感器，但是他们都价格昂贵；运行在ECU和MCU上的算法需要利用传感器获取的实时的周边信息，来决定汽车该如何动作；当GPS失效的地方，准确的地图系统可以帮助避免事故的发生。

　　Intel、NVIDIA、松下、高通、三星和索尼等厂商，正在积极布局ADAS相关的传感器、ECU、MCU、运行系统、芯片系统等。针对2015-2020年期间ADAS的增加，业内人士普遍的预测是至少10%的增长率。

　　关键词五：电子车身稳定系统

　　电子车身稳定系统，博世称其为ESP，宝马称其为DSC，通用称其为ESC，其作用是提高车子在行驶过程中的稳定性，或者说是用来降低失控风险的。车辆电子稳定系统（ESP）是继车辆防抱死系统（ABS）和牵引力控制系统（TCS）之后车辆主动安全控制技术方面的一次里程碑式的跨越提升。

　　车身稳定系统，是通过车上诸多的传感器，来“感受”车辆情况的，通常有四个轮速传感器分别监测各个车轮的转速，一个方向盘转角传感器检测司机打方向的情况，同时利用车身转角传感器监测车身的偏转。除了传感器还需要电脑来随时监测车辆的状况，从而对传感器作出正确的指令。

　　理论上电子车身稳定系统在任何情况下都能起到良好的作用，但是ESP只是一个辅助功能，受制于系统的反应速度和轮胎极限，当车速过快或者失控严重时，车身稳定系统也将无力回天。不过目前该技术发展至今已经是越来越成熟了，即便在冰雪路面上作用和效果都非常出色。正因为如此，如今不少国家和地区都已经把该系统作为汽车的强制标准配置。

　　关键词六：车联网

　　车联网并不是一个新的主题。从2010年开始，似乎任何与汽车和通信相关的产品或业务都能够被冠以“车联网”的概念。车联网究竟是什么，应该如何定义？

　　最初的车联网应用起源于电子传感装置、车载娱乐系统、车辆管理、交通管理等应用形式。如今它是利用现代通信技术、结合相关汽车运行及驾驶数据，涵盖所有与汽车购置、驾驶、乘坐、保养、维修、社交、交易相关的商业模式的总称，其最终目的是为了改善驾乘体验、提高用车效率、降低用车成本。历史对车联网的解读如下图。

　　说的通俗一点，地图是车联网的根基，车载系统、智能硬件是让车机连接网络的桥梁，云服务是一切功能的保障，内容和汽车厂商是功能落地的载体，而驾驶者则是车联网的最终受益者和反馈者。

　　如今，通信技术的升级将赋予车联网真正意义，汽车后市场的发展及新能源汽车的崛起促进车联网行业发展。

　　有分析人士认为，未来车联网将呈现以下发展趋势：一方面以语音输入与车载终端互动的方式依然是车载终端发展的潮流；另一方面，导航技术将更加直观易用，传统的静态导航将逐渐被动态导航所取代，3D导航、实景导航和在线化方式都将成为未来发展方向。

　　车联网是万物互联的物联网的一部分。传统半导体公司恩智浦、英飞凌、瑞萨、意法半导体、德州仪器纷纷在此布局，谷歌、百度、滴滴、Uber等新型科技公司也尝试发挥自己在人工智能、算法等软件系统方面的优势进入这个市场，推出整合软件与硬件系统的整体解决方案。未来这个蛋糕很大，就剩怎么吃下的问题了。

　　汽车对于生活而言所占的位置越来越重，而未来的汽车必将向着更加智能化、更加多元化的方向发展。无论是特斯拉的野心，还是苹果的局外造车都可以肯定的预测到汽车电子单车产值仍将持续提升。尽管目前全球汽车电子产品的核心技术与市场主要集中于欧、美、日本等地，但是随着汽车制造产业向新兴国家和地区的转移，中国、印度、南美等将成为汽车电子新兴市场正快速发展。