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文檔簡介
1、(精編)汽車電子核心技術趨勢與困境目前,汽車上的電子系統成本可能占汽車整車成本的2530% 左右,今年將超過 40%。2012年中國汽車電子市場規模預計已經突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速發展也加速了 電子控制系統在汽車上應用和發展的步伐。 汽車電子控制技術已成為汽車技術發展和和市場 競爭的主戰場。從市場發展趨勢看,汽車電子技術的系統化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個趨勢沿著汽車安全性、節能減排和 舒適便捷 / 增強性能三條主線發展。 而貫穿這三條主線的技術 主流則是汽車系統的電子化、系統化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線1、汽車安全技術 汽車安全性技術的市場和社會需求主
2、要來源于三方面 的因素:消費者對安全性的要求、最新安全法規的制定、駕 駛員越來越分心。調查發現, 57% 的消費者認為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統或行車道導向系統是他們 購買汽車時要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發 生,很多國家已經制定了各種法規對汽車的安全性做出具體 要求。另一方面,智能手機、車內娛樂系統和導航系統在車上 的應用使駕駛員越來越分心,使用不當就很有可能引發交通 事故。因此,政府法規和用戶要求決定了市場的發展規律, 現代電子技術使避免事故和車禍成為可能,或能夠大大降低 車禍的損失程度,推動安全性技術的發展。 汽車安全性技術可分為主動安全性系統和被動安全性系統
3、兩大類。主動安全系統指能夠預防事故發生的安全性技術如ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統如碰撞報警、 車道保持系統、 盲點預警系統和車尾監視系統, 胎壓監測系統 (TPMS) 、電動 助力轉向系統(EPS)以及車身電子安全系統等;被動安全系統 指用于事故發生后避免或降低傷亡程度的安全性技術如安 全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統等。2、汽車節能減排電子技術對于傳統能源汽車來說,包括發動機電子控制和管理系統、電控自動變速器(ECAT)、電控轉向系統和車輛啟動 /停止系統等。而對于新能源車而言,汽車電子控制技術是實現 新能源車的基本技術條件,反過來新能源車的發展給汽車電 子帶來了更多新的機會,包括驅
4、動電機和驅動控制系統、電 池和電池管理系統 (BMS) 、整車電控系統、 熱管理系統、 EPS 或線控轉向系統、制動能量回收系統等。3、舒適便捷 /增強系統性能乘坐舒適、網絡信息化和系統性能改善也是汽車系統電 子化的主要驅動力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內部車身上的控制模塊的網絡化集成,包括車門、車窗、雨 刮器、 大燈、 座椅控制、 除霧/ 除霜等;車 載信息系 統 (Telematics) 即車聯網:汽車與外界網絡連接。電話、 GPS 導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷 /防盜、娛樂、 C2C 通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模 塊;智能導航/智能交通系統
5、(ITS):可實現目標監控、調度以及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統可獲取沿途天 氣、前方道路車流量、交通事故、交通堵塞等信息,根據駕駛員提供的目標數據項,提供距離最短且能繞開車輛密度相對集中處的最佳行駛路線,實現智能車輛輔助導航。其他:如自動空調控制系統、車內主動噪聲消除技術等。汽車電子 三大主流技術汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統集成控制技術、計 算機技術和網絡技術的發展和成熟,使汽車電子控制系統的 一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發展的必然趨 勢。1、一體化集成。協調和加強汽車系統的安全性、燃油經濟 性、操縱穩定性、舒適性等性能,提高汽車的價值,降低總 成本。當前最典型的
6、兩個集成領域在于底盤和動力傳動系統 的集成。2、網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車 電子網絡系統的要求,可實現數據通信、信息共享和各個系 統間的功能協調和優化。總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀 表等連接起來,構成汽車內部局域網,通過協議進行相互通 信,實現各系統間的信息等的共享。主要優點包括:大大減 少汽車線束的數量、連接點和種類,提高系統的可靠性和可 維護性 ;采用通用傳感器,達到數據信息共享目的;改善系統 的靈活性,即通過軟件可實現系統功能的變化。3、智能化?,F代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方 向發展,以達到“人 - 車-環境”的智能協調。智能系統的主
7、要特點是以技術彌補認為因素的缺陷,使得即便在很復雜的 道路環境情況下,能自動地更精確地操控汽車,使汽車更安 全,更舒適,更節能,性能更好,汽車電子產品在整車中的 價值和效能得到進一步的提高。智能化的特點是系統能夠主動協助駕駛員采取必要的 動作,體現在系統必須具有三個方面的特征,即具有實時感 知能力、判斷決策能力和操控執行的能力。實際上,目前正 在開發的具有高度反應性的駕駛員輔助系統等(主動安全性系統 )都具有相當高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統 / 車道保持系統、主動碰撞避免系統、自適應巡航控制系統、 智能導航 / 智能交通系統、智能駕駛系統 -無人駕駛汽車、智 能化安全氣囊等。汽車電
8、子系統關鍵核心技術 國內汽車電子產業的發展與競爭力的提高,有賴于國 內上游半導體產品和集成模塊的開發和產業化發展,芯片和 核心零部件技術是汽車電子產業發展的基礎和保障。而現在 國內這一領域被外企壟斷,基本靠進口,在此基礎上進行二 次開發,在技術和成本上都不具有優勢。汽車電子系統的關鍵核心技術包括:電控單元 (ECU) :電控系統的核心。開發和制造性能強,耐久可靠,質量高,成本低并能在復雜和惡劣環境下工作的 汽車嵌入式電子芯片和 PCB 的能力,是汽車電控系統對電控 單元的基本要求??刂坪蛙浖夹g:控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術發展的最關鍵部分,也是最大的技術瓶頸, 要實現核心的控制功能,
9、故障診斷和故障安全保護,與其他 系統和零部件的通信。電控執行機構:是電控系統的關鍵部 件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統的性能 和質量。對執行機構的基本要求是精度高、反應快、功率密 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質量高、成本低。 傳感器技術:所需的傳感器種類和數量不斷增加高精度、高 可靠性、高質量且低成本是系統應用的基本需求。未來傳感 器技術也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發 展。電子系統網絡化和整車集成:系統的性能和成本取決 于零部件在系統中的優化匹配。集成包括電控系統自身的系 統或整車的,網絡通信的集成,必須具有機電集成的技術知 識和經驗,具有對系統知
10、識的精深了解,甚至對整車動力學 和有關系統的深入掌握。以 MCU( 微控制器 )為例,英飛凌、 飛思卡爾、 NXP 、瑞薩、 TI 等國際廠商占據了 90% 以上的 市場,每臺車使用數量超過 100 個,一些高端車甚至達到 250 個 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業采購成本存在巨大差別。又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前國內芯片制造商還沒有真 正開始在汽車領域有大量應用芯片的案例,再加上基本所有 專用芯片都有專利限制,因此,國內零配件廠 ASIC 的購買 主要是從一家在國際大廠采購應用
11、或正在應用的簡化版,國 內零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價能力。而掌握以上幾方面關鍵核心技術是具備汽車電控系統 開發能力,并實現產業化,制造出高性能、高質量、低成本 的高端電子技術產品目標的關鍵所在。 國內汽車電子技術困境和突圍之路 上海航天汽車機電股份有限公司汽車電子技術中心總經理 潘定海曾表示, “我們的汽車市場仍處于戰國時期,是全世 界汽車行業的戰場,但在汽車技術領域,可以說是一盤散 沙?!彼赋觯瑖鴥日嚭团涮灼髽I至今還基本沒掌握核心 技術,尤其是缺乏汽車產業發展的關鍵前沿技術保障:汽車 電子技術。盡管從整體市場數據上看中國汽車電子市場前景似乎 一片光明,但國內市場利潤幾乎被外
12、國廠商瓜分,本土企業 最多只能搶到剩下的 1/10 。 首先,汽車電子面臨著外企的技術和市場壟斷。盡管大部分 技術已在國外發展的很成熟,但核心技術都控制在歐美日等 配套商的手里,并實行技術保護和壟斷,國內的市場也幾乎 被其壟斷。其次,缺乏核心技術和研發能力。國內企業研發能力 弱、缺乏核心技術和創新能力,產品在低級和小規模水平徘 徊。同時,還缺乏長遠戰略和合作精神。大家都開發- 重復開發,研發技術力量分散,資源浪費嚴重。汽配產業得不到 主機廠實質性和戰略性的支持,情況并不樂觀。 針對這些困境,潘定海提出了幾點思路:首先整車廠與國內汽配供應商之間長期性的戰略合作 不可或缺。整車廠應有計劃有目的有針
13、對性地培育國內電子 技術供應商,與其建立長期的戰略合作,給予市場支持和成 長的機會,這是對國內電子技術發展最有效最直接的支持。 其二是汽車電子企業直接的戰略合作。汽車電子技術難度 高、研發周期長投入大、競爭對手實力強大。如果大家聯合 起來,可以大幅增強研發實力,降低投資風險,也許是一條 突圍之路。再次,呼吁國家加大政策支持,但決策要科學、資源 要集中。最后,建議建立相對獨立的國家級核心技術和產品 開發平臺。從國家層面進行核心技術的研發,在基礎技術和 共性技術等方面力圖實現突破,包括核心零部件供應鏈體系 的建立和培育。目前,汽車上的電子系統成本可能占汽車整車成本的 2530% 左右,今年將超過
14、40% 。 2012 年中國汽車電子市 場規模預計已經突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速 發展也加速了電子控制系統在汽車上應用和發展的步伐。汽 車電子控制技術已成為汽車技術發展和和市場競爭的主戰 場。 從市場發展趨勢看,汽車電子技術的系統化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個趨勢沿著汽車安全性、節能減排和 舒適便捷 / 增強性能三條主線發展。 而貫穿這三條主線的技術 主流則是汽車系統的電子化、系統化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線1、汽車安全技術汽車安全性技術的市場和社會需求主要來源于三方面 的因素:消費者對安全性的要求、最新安全法規的制定、駕 駛員越來越分心。調查發現, 57
15、% 的消費者認為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統或行車道導向系統是他們 購買汽車時要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發 生,很多國家已經制定了各種法規對汽車的安全性做出具體 要求。另一方面,智能手機、車內娛樂系統和導航系統在車上 的應用使駕駛員越來越分心,使用不當就很有可能引發交通 事故。因此,政府法規和用戶要求決定了市場的發展規律,現代電子技術使避免事故和車禍成為可能,或能夠大大降低 車禍的損失程度,推動安全性技術的發展。 汽車安全性技術可分為主動安全性系統和被動安全性系統 兩大類。主動安全系統指能夠預防事故發生的安全性技術如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統如碰撞報警、
16、車道保持系統、 盲點預警系統和車尾監視系統, 胎壓監測系統 (TPMS) 、電動 助力轉向系統(EPS)以及車身電子安全系統等;被動安全系統 指用于事故發生后避免或降低傷亡程度的安全性技術如安 全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統等。2、汽車節能減排電子技術對于傳統能源汽車來說,包括發動機電子控制和管理系統、電控自動變速器(ECAT)、電控轉向系統和車輛啟動 /停止系統等。而對于新能源車而言,汽車電子控制技術是實現 新能源車的基本技術條件,反過來新能源車的發展給汽車電 子帶來了更多新的機會,包括驅動電機和驅動控制系統、電 池和電池管理系統 (BMS) 、整車電控系統、 熱管理系統、 EPS 或線控
17、轉向系統、制動能量回收系統等。3、舒適便捷 /增強系統性能乘坐舒適、網絡信息化和系統性能改善也是汽車系統電 子化的主要驅動力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內部車身上的控制模塊的網絡化集成,包括車門、車窗、雨 刮器、 大燈、 座椅控制、 除霧/除霜等;車載信息系統(Telematics) 即車聯網:汽車與外界網絡連接。電話、 GPS 導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷/ 防盜、娛樂、C2C 通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模 塊;智能導航 / 智能交通系統 (ITS) :可實現目標監控、調度以 及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統可獲取沿途天 氣、前方道路車
18、流量、交通事故、交通堵塞等信息,根據駕 駛員提供的目標數據項,提供距離最短且能繞開車輛密度相 對集中處的最佳行駛路線,實現智能車輛輔助導航。其他: 如自動空調控制系統、車內主動噪聲消除技術等。汽車電子 三大主流技術 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統集成控制技術、計 算機技術和網絡技術的發展和成熟,使汽車電子控制系統的 一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發展的必然趨 勢。1、一體化集成。協調和加強汽車系統的安全性、燃油經濟 性、操縱穩定性、舒適性等性能,提高汽車的價值,降低總 成本。當前最典型的兩個集成領域在于底盤和動力傳動系統 的集成。2、網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽
19、車 電子網絡系統的要求,可實現數據通信、信息共享和各個系 統間的功能協調和優化。總線技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀表等連接起來,構成汽車內部局域網,通過協議進行相互通 信,實現各系統間的信息等的共享。主要優點包括:大大減 少汽車線束的數量、連接點和種類,提高系統的可靠性和可 維護性 ;采用通用傳感器,達到數據信息共享目的;改善系統的靈活性,即通過軟件可實現系統功能的變化。3、智能化。現代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方 向發展,以達到“人 - 車-環境”的智能協調。智能系統的主 要特點是以技術彌補認為因素的缺陷,使得即便在很復雜的 道路環境情況下,能自動地更精確地操控汽車,使
20、汽車更安 全,更舒適,更節能,性能更好,汽車電子產品在整車中的 價值和效能得到進一步的提高。智能化的特點是系統能夠主動協助駕駛員采取必要的 動作,體現在系統必須具有三個方面的特征,即具有實時感 知能力、判斷決策能力和操控執行的能力。實際上,目前正 在開發的具有高度反應性的駕駛員輔助系統等(主動安全性系統 )都具有相當高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統 / 車道保持系統、主動碰撞避免系統、自適應巡航控制系統、 智能導航 / 智能交通系統、智能駕駛系統 -無人駕駛汽車、智 能化安全氣囊等。汽車電子系統關鍵核心技術 國內汽車電子產業的發展與競爭力的提高,有賴于國 內上游半導體產品和集成模塊的開
21、發和產業化發展,芯片和 核心零部件技術是汽車電子產業發展的基礎和保障。而現在 國內這一領域被外企壟斷,基本靠進口,在此基礎上進行二 次開發,在技術和成本上都不具有優勢。 汽車電子系統的關鍵核心技術包括:電控單元 (ECU) :電控系統的核心。開發和制造性能強, 耐久可靠,質量高,成本低并能在復雜和惡劣環境下工作的 汽車嵌入式電子芯片和 PCB 的能力,是汽車電控系統對電控 單元的基本要求。控制和軟件技術:控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術發展的最關鍵部分,也是最大的技術瓶頸, 要實現核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護,與其他 系統和零部件的通信。電控執行機構:是電控系統的關鍵部 件。其工
22、作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統的性能 和質量。對執行機構的基本要求是精度高、反應快、功率密 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質量高、成本低。 傳感器技術:所需的傳感器種類和數量不斷增加高精度、高 可靠性、高質量且低成本是系統應用的基本需求。未來傳感 器技術也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發 展。電子系統網絡化和整車集成:系統的性能和成本取決 于零部件在系統中的優化匹配。集成包括電控系統自身的系 統或整車的,網絡通信的集成,必須具有機電集成的技術知 識和經驗,具有對系統知識的精深了解,甚至對整車動力學 和有關系統的深入掌握。以 MCU( 微控制器 )為例,英飛凌、
23、 飛思卡爾、 NXP 、瑞薩、 TI 等國際廠商占據了 90% 以上的 市場,每臺車使用數量超過 100 個,一些高端車甚至達到 250 個 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業采購成本存在巨大差別。又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前國內芯片制造商還沒有真 正開始在汽車領域有大量應用芯片的案例,再加上基本所有 專用芯片都有專利限制,因此,國內零配件廠 ASIC 的購買 主要是從一家在國際大廠采購應用或正在應用的簡化版,國 內零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價能力。而掌握以上幾方面關鍵核
24、心技術是具備汽車電控系統 開發能力,并實現產業化,制造出高性能、高質量、低成本 的高端電子技術產品目標的關鍵所在。 國內汽車電子技術困境和突圍之路 上海航天汽車機電股份有限公司汽車電子技術中心總經理 潘定海曾表示, “我們的汽車市場仍處于戰國時期,是全世 界汽車行業的戰場,但在汽車技術領域,可以說是一盤散 沙。”他指出,國內整車和配套企業至今還基本沒掌握核心 技術,尤其是缺乏汽車產業發展的關鍵前沿技術保障:汽車 電子技術。盡管從整體市場數據上看中國汽車電子市場前景似乎一片光明,但國內市場利潤幾乎被外國廠商瓜分,本土企業 最多只能搶到剩下的 1/10 。首先,汽車電子面臨著外企的技術和市場壟斷。
25、盡管大部分 技術已在國外發展的很成熟,但核心技術都控制在歐美日等 配套商的手里,并實行技術保護和壟斷,國內的市場也幾乎 被其壟斷。其次,缺乏核心技術和研發能力。國內企業研發能力 弱、缺乏核心技術和創新能力,產品在低級和小規模水平徘 徊。同時,還缺乏長遠戰略和合作精神。大家都開發- 重復開發,研發技術力量分散,資源浪費嚴重。汽配產業得不到 主機廠實質性和戰略性的支持,情況并不樂觀。 針對這些困境,潘定海提出了幾點思路:首先整車廠與國內汽配供應商之間長期性的戰略合作 不可或缺。整車廠應有計劃有目的有針對性地培育國內電子 技術供應商,與其建立長期的戰略合作,給予市場支持和成 長的機會,這是對國內電子
26、技術發展最有效最直接的支持。 其二是汽車電子企業直接的戰略合作。汽車電子技術難度 高、研發周期長投入大、競爭對手實力強大。如果大家聯合 起來,可以大幅增強研發實力,降低投資風險,也許是一條 突圍之路。再次,呼吁國家加大政策支持,但決策要科學、資源 要集中。最后,建議建立相對獨立的國家級核心技術和產品 開發平臺。從國家層面進行核心技術的研發,在基礎技術和 共性技術等方面力圖實現突破,包括核心零部件供應鏈體系 的建立和培育。目前,汽車上的電子系統成本可能占汽車整車成本的 2530% 左右,今年將超過 40% 。 2012 年中國汽車電子市 場規模預計已經突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速
27、 發展也加速了電子控制系統在汽車上應用和發展的步伐。汽 車電子控制技術已成為汽車技術發展和和市場競爭的主戰 場。 從市場發展趨勢看,汽車電子技術的系統化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個趨勢沿著汽車安全性、節能減排和 舒適便捷 / 增強性能三條主線發展。 而貫穿這三條主線的技術 主流則是汽車系統的電子化、系統化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線1、汽車安全技術汽車安全性技術的市場和社會需求主要來源于三方面 的因素:消費者對安全性的要求、最新安全法規的制定、駕 駛員越來越分心。調查發現, 57% 的消費者認為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統或行車道導向系統是他們 購買汽車時要考慮的
28、十分重要的因素。為了降低汽車事故發 生,很多國家已經制定了各種法規對汽車的安全性做出具體要求。另一方面,智能手機、車內娛樂系統和導航系統在車上 的應用使駕駛員越來越分心,使用不當就很有可能引發交通 事故。因此,政府法規和用戶要求決定了市場的發展規律, 現代電子技術使避免事故和車禍成為可能,或能夠大大降低 車禍的損失程度,推動安全性技術的發展。 汽車安全性技術可分為主動安全性系統和被動安全性系統 兩大類。主動安全系統指能夠預防事故發生的安全性技術如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統如碰撞報警、 車道保持系統、 盲點預警系統和車尾監視系統, 胎壓監測系統 (TPMS) 、電動 助力轉向系統(E
29、PS)以及車身電子安全系統等;被動安全系統 指用于事故發生后避免或降低傷亡程度的安全性技術如安 全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統等。2、汽車節能減排電子技術對于傳統能源汽車來說,包括發動機電子控制和管理系 統、電控自動變速器(ECAT)、電控轉向系統和車輛啟動 /停 止系統等。而對于新能源車而言,汽車電子控制技術是實現 新能源車的基本技術條件,反過來新能源車的發展給汽車電 子帶來了更多新的機會,包括驅動電機和驅動控制系統、電 池和電池管理系統 (BMS) 、整車電控系統、 熱管理系統、 EPS 或線控轉向系統、制動能量回收系統等。3、舒適便捷 /增強系統性能乘坐舒適、網絡信息化和系統性能改善也
30、是汽車系統電 子化的主要驅動力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內部車身上的控制模塊的網絡化集成,包括車門、車窗、雨 刮器、大燈、座椅控制、除霧/ 除霜等;車 載信息系統 (Telematics) 即車聯網:汽車與外界網絡連接。電話、 GPS 導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷 / 防盜、娛樂、 C2C 通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模 塊;智能導航 / 智能交通系統 (ITS) :可實現目標監控、調度以 及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統可獲取沿途天 氣、前方道路車流量、交通事故、交通堵塞等信息,根據駕 駛員提供的目標數據項,提供距離最短且能繞開車輛密度
31、相 對集中處的最佳行駛路線,實現智能車輛輔助導航。其他: 如自動空調控制系統、車內主動噪聲消除技術等。汽車電子 三大主流技術 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統集成控制技術、計 算機技術和網絡技術的發展和成熟,使汽車電子控制系統的 一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發展的必然趨 勢。1、一體化集成。協調和加強汽車系統的安全性、燃油經濟 性、操縱穩定性、舒適性等性能,提高汽車的價值,降低總 成本。當前最典型的兩個集成領域在于底盤和動力傳動系統 的集成。2、網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車 電子網絡系統的要求,可實現數據通信、信息共享和各個系 統間的功能協調和優化??偩€技術將
32、汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀 表等連接起來,構成汽車內部局域網,通過協議進行相互通 信,實現各系統間的信息等的共享。主要優點包括:大大減 少汽車線束的數量、連接點和種類,提高系統的可靠性和可 維護性 ;采用通用傳感器,達到數據信息共享目的;改善系統的靈活性,即通過軟件可實現系統功能的變化。3、智能化。現代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方 向發展,以達到“人 - 車-環境”的智能協調。智能系統的主 要特點是以技術彌補認為因素的缺陷,使得即便在很復雜的 道路環境情況下,能自動地更精確地操控汽車,使汽車更安 全,更舒適,更節能,性能更好,汽車電子產品在整車中的 價值和效能得到進一步的提
33、高。智能化的特點是系統能夠主動協助駕駛員采取必要的 動作,體現在系統必須具有三個方面的特征,即具有實時感 知能力、判斷決策能力和操控執行的能力。實際上,目前正 在開發的具有高度反應性的駕駛員輔助系統等(主動安全性系統 )都具有相當高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統 / 車道保持系統、主動碰撞避免系統、自適應巡航控制系統、 智能導航 / 智能交通系統、智能駕駛系統 -無人駕駛汽車、智 能化安全氣囊等。汽車電子系統關鍵核心技術 國內汽車電子產業的發展與競爭力的提高,有賴于國 內上游半導體產品和集成模塊的開發和產業化發展,芯片和 核心零部件技術是汽車電子產業發展的基礎和保障。而現在 國內這一領
34、域被外企壟斷,基本靠進口,在此基礎上進行二 次開發,在技術和成本上都不具有優勢。汽車電子系統的關鍵核心技術包括:電控單元 (ECU) :電控系統的核心。開發和制造性能強, 耐久可靠,質量高,成本低并能在復雜和惡劣環境下工作的 汽車嵌入式電子芯片和 PCB 的能力,是汽車電控系統對電控 單元的基本要求??刂坪蛙浖夹g:控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術發展的最關鍵部分,也是最大的技術瓶頸, 要實現核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護,與其他 系統和零部件的通信。電控執行機構:是電控系統的關鍵部 件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統的性能 和質量。對執行機構的基本要求是精度高、反應快
35、、功率密 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質量高、成本低。 傳感器技術:所需的傳感器種類和數量不斷增加高精度、高 可靠性、高質量且低成本是系統應用的基本需求。未來傳感 器技術也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發 展。電子系統網絡化和整車集成:系統的性能和成本取決 于零部件在系統中的優化匹配。集成包括電控系統自身的系 統或整車的,網絡通信的集成,必須具有機電集成的技術知 識和經驗,具有對系統知識的精深了解,甚至對整車動力學 和有關系統的深入掌握。以 MCU( 微控制器 )為例,英飛凌、 飛思卡爾、 NXP 、瑞薩、 TI 等國際廠商占據了 90% 以上的 市場,每臺車使用數
36、量超過 100 個,一些高端車甚至達到 250 個 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業采購成本存在巨大差別。又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前國內芯片制造商還沒有真 正開始在汽車領域有大量應用芯片的案例,再加上基本所有 專用芯片都有專利限制,因此,國內零配件廠 ASIC 的購買 主要是從一家在國際大廠采購應用或正在應用的簡化版,國 內零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價能力。而掌握以上幾方面關鍵核心技術是具備汽車電控系統 開發能力,并實現產業化,制造出高性能、高質量、低成本 的高端電子
37、技術產品目標的關鍵所在。 國內汽車電子技術困境和突圍之路 上海航天汽車機電股份有限公司汽車電子技術中心總經理 潘定海曾表示, “我們的汽車市場仍處于戰國時期,是全世 界汽車行業的戰場,但在汽車技術領域,可以說是一盤散 沙?!彼赋?,國內整車和配套企業至今還基本沒掌握核心 技術,尤其是缺乏汽車產業發展的關鍵前沿技術保障:汽車 電子技術。盡管從整體市場數據上看中國汽車電子市場前景似乎 一片光明,但國內市場利潤幾乎被外國廠商瓜分,本土企業 最多只能搶到剩下的 1/10 。 首先,汽車電子面臨著外企的技術和市場壟斷。盡管大部分 技術已在國外發展的很成熟,但核心技術都控制在歐美日等 配套商的手里,并實行
38、技術保護和壟斷,國內的市場也幾乎 被其壟斷。其次,缺乏核心技術和研發能力。國內企業研發能力 弱、缺乏核心技術和創新能力,產品在低級和小規模水平徘 徊。同時,還缺乏長遠戰略和合作精神。大家都開發- 重復開發,研發技術力量分散,資源浪費嚴重。汽配產業得不到 主機廠實質性和戰略性的支持,情況并不樂觀。 針對這些困境,潘定海提出了幾點思路:首先整車廠與國內汽配供應商之間長期性的戰略合作 不可或缺。整車廠應有計劃有目的有針對性地培育國內電子 技術供應商,與其建立長期的戰略合作,給予市場支持和成 長的機會,這是對國內電子技術發展最有效最直接的支持。 其二是汽車電子企業直接的戰略合作。汽車電子技術難度 高、
39、研發周期長投入大、競爭對手實力強大。如果大家聯合 起來,可以大幅增強研發實力,降低投資風險,也許是一條 突圍之路。再次,呼吁國家加大政策支持,但決策要科學、資源 要集中。最后,建議建立相對獨立的國家級核心技術和產品 開發平臺。從國家層面進行核心技術的研發,在基礎技術和 共性技術等方面力圖實現突破,包括核心零部件供應鏈體系 的建立和培育。目前,汽車上的電子系統成本可能占汽車整車成本的 2530% 左右,今年將超過 40% 。 2012 年中國汽車電子市 場規模預計已經突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速 發展也加速了電子控制系統在汽車上應用和發展的步伐。汽 車電子控制技術已成為汽車技術發
40、展和和市場競爭的主戰 場。 從市場發展趨勢看,汽車電子技術的系統化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個趨勢沿著汽車安全性、節能減排和 舒適便捷 / 增強性能三條主線發展。 而貫穿這三條主線的技術 主流則是汽車系統的電子化、系統化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線1、汽車安全技術汽車安全性技術的市場和社會需求主要來源于三方面 的因素:消費者對安全性的要求、最新安全法規的制定、駕 駛員越來越分心。調查發現, 57% 的消費者認為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統或行車道導向系統是他們 購買汽車時要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發 生,很多國家已經制定了各種法規對汽車的安全性做出具
41、體 要求。另一方面,智能手機、車內娛樂系統和導航系統在車上 的應用使駕駛員越來越分心,使用不當就很有可能引發交通 事故。因此,政府法規和用戶要求決定了市場的發展規律, 現代電子技術使避免事故和車禍成為可能,或能夠大大降低 車禍的損失程度,推動安全性技術的發展。 汽車安全性技術可分為主動安全性系統和被動安全性系統 兩大類。主動安全系統指能夠預防事故發生的安全性技術如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統如碰撞報警、 車道保持系統、 盲點預警系統和車尾監視系統, 胎壓監測系統 (TPMS) 、電動 助力轉向系統(EPS)以及車身電子安全系統等;被動安全系統 指用于事故發生后避免或降低傷亡程度的安全
42、性技術如安 全帶、安全氣囊、側翻乘客保護系統等。2、汽車節能減排電子技術對于傳統能源汽車來說,包括發動機電子控制和管理系統、電控自動變速器(ECAT)、電控轉向系統和車輛啟動 /停止系統等。而對于新能源車而言,汽車電子控制技術是實現 新能源車的基本技術條件,反過來新能源車的發展給汽車電 子帶來了更多新的機會,包括驅動電機和驅動控制系統、電 池和電池管理系統 (BMS) 、整車電控系統、 熱管理系統、 EPS 或線控轉向系統、制動能量回收系統等。3、舒適便捷 / 增強系統性能 乘坐舒適、網絡信息化和系統性能改善也是汽車系統電 子化的主要驅動力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內部車身
43、上的控制模塊的網絡化集成,包括車門、車窗、雨 刮器、大燈、座椅控制、除霧/ 除霜等;車載信息系統 (Telematics) 即車聯網:汽車與外界網絡連接。電話、 GPS 導航、實時交通信息、上網、遠程故障診斷/ 防盜、娛樂、C2C 通信等使汽車成為一臺“移動網絡終端”的各種電子模 塊;智能導航 / 智能交通系統 (ITS) :可實現目標監控、調度以 及道路交通信息服務、車輛輔助導航等。系統可獲取沿途天 氣、前方道路車流量、交通事故、交通堵塞等信息,根據駕 駛員提供的目標數據項,提供距離最短且能繞開車輛密度相 對集中處的最佳行駛路線,實現智能車輛輔助導航。其他: 如自動空調控制系統、車內主動噪聲
44、消除技術等。汽車電子 三大主流技術 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統集成控制技術、計 算機技術和網絡技術的發展和成熟,使汽車電子控制系統的 一體化集成、網絡化和智能化成為汽車技術發展的必然趨 勢。1、一體化集成。協調和加強汽車系統的安全性、燃油經濟 性、操縱穩定性、舒適性等性能,提高汽車的價值,降低總 成本。當前最典型的兩個集成領域在于底盤和動力傳動系統 的集成。2、網絡化。數據的快速交換、高可靠性及低成本是對汽車 電子網絡系統的要求,可實現數據通信、信息共享和各個系 統間的功能協調和優化??偩€技術將汽車中各種電控單元、智能傳感器、智能儀 表等連接起來,構成汽車內部局域網,通過協議進行相互
45、通 信,實現各系統間的信息等的共享。主要優點包括:大大減 少汽車線束的數量、連接點和種類,提高系統的可靠性和可 維護性 ;采用通用傳感器,達到數據信息共享目的;改善系統的靈活性,即通過軟件可實現系統功能的變化。3、智能化?,F代汽車技術正朝著更加主動智能化趨勢的方 向發展,以達到“人 - 車-環境”的智能協調。智能系統的主 要特點是以技術彌補認為因素的缺陷,使得即便在很復雜的 道路環境情況下,能自動地更精確地操控汽車,使汽車更安 全,更舒適,更節能,性能更好,汽車電子產品在整車中的 價值和效能得到進一步的提高。智能化的特點是系統能夠主動協助駕駛員采取必要的 動作,體現在系統必須具有三個方面的特征
46、,即具有實時感 知能力、判斷決策能力和操控執行的能力。實際上,目前正在開發的具有高度反應性的駕駛員輔助系統等(主動安全性系統 )都具有相當高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統 / 車道保持系統、主動碰撞避免系統、自適應巡航控制系統、 智能導航 / 智能交通系統、智能駕駛系統 -無人駕駛汽車、智 能化安全氣囊等。汽車電子系統關鍵核心技術 國內汽車電子產業的發展與競爭力的提高,有賴于國 內上游半導體產品和集成模塊的開發和產業化發展,芯片和 核心零部件技術是汽車電子產業發展的基礎和保障。而現在 國內這一領域被外企壟斷,基本靠進口,在此基礎上進行二 次開發,在技術和成本上都不具有優勢。 汽車電子系統的關鍵核心技術包括:電控單元 (ECU) :電控系統的核心。開發和制造性能強, 耐久可靠,質量高,成本低并能在復雜和惡劣環境下工作的 汽車嵌入式電子芯片和 PC
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