汽車電子核心技術(shù)趨勢(shì)與困境
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1、 (精編 )汽車電子核心技 術(shù)趨勢(shì)與困境 目前,汽車上的電子系統(tǒng)成本可能占汽車整車成本的 25~30% 左右,今年將超過 40%。2012年中國(guó)汽車電子市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)已經(jīng)突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速發(fā)展也加速了電子控制系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用和發(fā)展的步伐。 汽車電子控制技術(shù)已成為汽車技術(shù)發(fā)展和和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。 從市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看,汽車電子技術(shù)的系統(tǒng)化、一體化集成和
2、 智能化是必然方向,三個(gè)趨勢(shì)沿著汽車安全性、節(jié)能減排和 舒適便捷 / 增強(qiáng)性能三條主線發(fā)展。 而貫穿這三條主線的技術(shù) 主流則是汽車系統(tǒng)的電子化、系統(tǒng)化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線 1、汽車安全技術(shù) 汽車安全性技術(shù)的市場(chǎng)和社會(huì)需求主要來源于三方面 的因素:消費(fèi)者對(duì)安全性的要求、最新安全法規(guī)的制定、駕 駛員越來越分心。調(diào)查發(fā)現(xiàn), 57% 的消費(fèi)者認(rèn)為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統(tǒng)或行車道導(dǎo)向系統(tǒng)是他們購(gòu)買汽車時(shí)要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發(fā)生,很多國(guó)家已經(jīng)制定了各種法規(guī)對(duì)汽車的安全性做出具體要
3、求。 另一方面,智能手機(jī)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)在車上的應(yīng)用使駕駛員越來越分心,使用不當(dāng)就很有可能引發(fā)交通事故。因此,政府法規(guī)和用戶要求決定了市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律,現(xiàn)代電子技術(shù)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(dòng)安全性技術(shù)的發(fā)展。 汽車安全性技術(shù)可分為主動(dòng)安全性系統(tǒng)和被動(dòng)安全性系統(tǒng)兩大類。主動(dòng)安全系統(tǒng)指能夠預(yù)防事故發(fā)生的安全性技術(shù)如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統(tǒng)如碰撞報(bào)警、 車道保持系統(tǒng)、盲點(diǎn)預(yù)警系統(tǒng)和車尾監(jiān)視系統(tǒng), 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (TPMS) 、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (EPS)以及車身電子安全系統(tǒng)等 ;被動(dòng)安全系統(tǒng)指用于
4、事故發(fā)生后避免或降低傷亡程度的安全性技術(shù)如安全帶、安全氣囊、側(cè)翻乘客保護(hù)系統(tǒng)等。 2、汽車節(jié)能減排電子技術(shù) 對(duì)于傳統(tǒng)能源汽車來說,包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制和管理系 統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器 (ECAT) 、電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車輛啟動(dòng) / 停止系統(tǒng)等。而對(duì)于新能源車而言,汽車電子控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn) 新能源車的基本技術(shù)條件,反過來新能源車的發(fā)展給汽車電子帶來了更多新的機(jī)會(huì),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電 池和電池管理系統(tǒng) (BMS) 、整車電控系統(tǒng)、 熱管理系統(tǒng)、 EPS 或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)等。 3、舒適便捷 / 增強(qiáng)系統(tǒng)性能 乘坐舒適、
5、網(wǎng)絡(luò)信息化和系統(tǒng)性能改善也是汽車系統(tǒng)電 子化的主要驅(qū)動(dòng)力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內(nèi)部車身上的控制模塊的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng) (Telematics) 即車聯(lián)網(wǎng):汽車與外界網(wǎng)絡(luò)連接。電話、 GPS 導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交通信息、上網(wǎng)、遠(yuǎn)程故障診斷 / 防盜、娛樂、 C2C 通信等使汽車成為一臺(tái)“移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端”的各種電子模 塊 ;智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng) (ITS) :可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控、調(diào)度以
6、 及道路交通信息服務(wù)、車輛輔助導(dǎo)航等。系統(tǒng)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(jù)駕 駛員提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng),提供距離最短且能繞開車輛密度相 對(duì)集中處的最佳行駛路線,實(shí)現(xiàn)智能車輛輔助導(dǎo)航。其他: 如自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)、車內(nèi)主動(dòng)噪聲消除技術(shù)等。汽車電子 三大主流技術(shù) 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統(tǒng)集成控制技術(shù)、計(jì) 算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟,使汽車電子控制系統(tǒng)的 一體化集成、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨 勢(shì)。 1、一體化集成。協(xié)調(diào)和加強(qiáng)汽車系統(tǒng)的安
7、全性、燃油經(jīng)濟(jì) 性、操縱穩(wěn)定性、舒適性等性能,提高汽車的價(jià)值,降低總 成本。當(dāng)前最典型的兩個(gè)集成領(lǐng)域在于底盤和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 的集成。 2、網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車 電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、信息共享和各個(gè)系 統(tǒng)間的功能協(xié)調(diào)和優(yōu)化。 總線技術(shù)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(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng),通過協(xié)議進(jìn)行相互通 信,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息等的共享。主要優(yōu)點(diǎn)包括:大大減 少汽車線束的數(shù)量、連接點(diǎn)和種類,提高系統(tǒng)的可靠性和可 維護(hù)性 ;采
8、用通用傳感器,達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享目的 ;改善系統(tǒng) 的靈活性,即通過軟件可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。 3、智能化?,F(xiàn)代汽車技術(shù)正朝著更加主動(dòng)智能化趨勢(shì)的方 向發(fā)展,以達(dá)到“人 - 車 - 環(huán)境”的智能協(xié)調(diào)。智能系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是以技術(shù)彌補(bǔ)認(rèn)為因素的缺陷,使得即便在很復(fù)雜的道路環(huán)境情況下,能自動(dòng)地更精確地操控汽車,使汽車更安全,更舒適,更節(jié)能,性能更好,汽車電子產(chǎn)品在整車中的價(jià)值和效能得到進(jìn)一步的提高。 智能化的特點(diǎn)是系統(tǒng)能夠主動(dòng)協(xié)助駕駛員采取必要的動(dòng)作,體現(xiàn)在系統(tǒng)必須具有三個(gè)方面的特征,即具有實(shí)時(shí)感知能力、判斷決策能力和操控執(zhí)行的能力。實(shí)際上,目
9、前正 在開發(fā)的具有高度反應(yīng)性的駕駛員輔助系統(tǒng)等 (主動(dòng)安全性系統(tǒng) )都具有相當(dāng)高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統(tǒng) / 車道保持系統(tǒng)、主動(dòng)碰撞避免系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、 智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng) - 無人駕駛汽車、智能化安全氣囊等。 汽車電子系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù) 國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力的提高,有賴于國(guó)內(nèi)上游半導(dǎo)體產(chǎn)品和集成模塊的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,芯片和核心零部件技術(shù)是汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域被外企壟斷,基本靠進(jìn)口,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā),在技術(shù)和成本上都不具有優(yōu)勢(shì)。 汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵核
10、心技術(shù)包括: 電控單元 (ECU) :電控系統(tǒng)的核心。開發(fā)和制造性能強(qiáng), 耐久可靠,質(zhì)量高,成本低并能在復(fù)雜和惡劣環(huán)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(tǒng)對(duì)電控 單元的基本要求。控制和軟件技術(shù):控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵部分,也是最大的技術(shù)瓶頸, 要實(shí)現(xiàn)核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護(hù),與其他 系統(tǒng)和零部件的通信。電控執(zhí)行機(jī)構(gòu):是電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部 件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統(tǒng)的性能 和質(zhì)量。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求是精
11、度高、反應(yīng)快、功率密 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質(zhì)量高、成本低。 傳感器技術(shù):所需的傳感器種類和數(shù)量不斷增加高精度、高 可靠性、高質(zhì)量且低成本是系統(tǒng)應(yīng)用的基本需求。未來傳感 器技術(shù)也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā) 展。 電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和整車集成:系統(tǒng)的性能和成本取決 于零部件在系統(tǒng)中的優(yōu)化匹配。集成包括電控系統(tǒng)自身的系 統(tǒng)或整車的,網(wǎng)絡(luò)通信的集成,必須具有機(jī)電集成的技術(shù)知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn),具有對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的精深了解,甚至對(duì)整車動(dòng)力學(xué) 和有關(guān)系統(tǒng)的深入掌握。以 MCU(
12、微控制器 )為例,英飛凌、 飛思卡爾、 NXP 、瑞薩、 TI 等國(guó)際廠商占據(jù)了 90% 以上的 市場(chǎng),每臺(tái)車使用數(shù)量超過 100 個(gè),一些高端車甚至達(dá)到 250 個(gè) 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業(yè)采購(gòu)成本存在巨大差別。 又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前國(guó)內(nèi)芯片制造商還沒有真正開始在汽車領(lǐng)域有大量應(yīng)用芯片的
13、案例,再加上基本所有 專用芯片都有專利限制,因此,國(guó)內(nèi)零配件廠 ASIC 的購(gòu)買 主要是從一家在國(guó)際大廠采購(gòu)應(yīng)用或正在應(yīng)用的簡(jiǎn)化版,國(guó)內(nèi)零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價(jià)能力。 而掌握以上幾方面關(guān)鍵核心技術(shù)是具備汽車電控系統(tǒng)開發(fā)能力,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,制造出高性能、高質(zhì)量、低成本的高端電子技術(shù)產(chǎn)品目標(biāo)的關(guān)鍵所在。國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)困境和突圍之路 上海航天汽車機(jī)電股份有限公司汽車電子技術(shù)中心總經(jīng)理潘定海曾表示, “我們的汽車市場(chǎng)仍處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,是全世界汽車行業(yè)的戰(zhàn)場(chǎng),但在汽車技術(shù)領(lǐng)域,可以說是一盤散沙?!彼赋觯瑖?guó)內(nèi)整車和配套企業(yè)至今還基本沒掌握核心技術(shù),尤其
14、是缺乏汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵前沿技術(shù)保障:汽車電子技術(shù)。 盡管從整體市場(chǎng)數(shù)據(jù)上看中國(guó)汽車電子市場(chǎng)前景似乎一片光明,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)利潤(rùn)幾乎被外國(guó)廠商瓜分,本土企業(yè)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(shù)和市場(chǎng)壟斷。盡管大部分技術(shù)已在國(guó)外發(fā)展的很成熟,但核心技術(shù)都控制在歐美日等 配套商的手里,并實(shí)行技術(shù)保護(hù)和壟斷,國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也幾乎 被其壟斷。 其次,缺乏核心技術(shù)和研發(fā)能力。國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)能力 弱、缺乏核心技術(shù)和創(chuàng)新能力,產(chǎn)品在低級(jí)和小規(guī)模水平徘 徊。 同時(shí),還缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略和合作精神。大
15、家都開發(fā) - 重復(fù)開發(fā),研發(fā)技術(shù)力量分散,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。汽配產(chǎn)業(yè)得不到主機(jī)廠實(shí)質(zhì)性和戰(zhàn)略性的支持,情況并不樂觀。 針對(duì)這些困境,潘定海提出了幾點(diǎn)思路: 首先整車廠與國(guó)內(nèi)汽配供應(yīng)商之間長(zhǎng)期性的戰(zhàn)略合作不可或缺。整車廠應(yīng)有計(jì)劃有目的有針對(duì)性地培育國(guó)內(nèi)電子技術(shù)供應(yīng)商,與其建立長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作,給予市場(chǎng)支持和成長(zhǎng)的機(jī)會(huì),這是對(duì)國(guó)內(nèi)電子技術(shù)發(fā)展最有效最直接的支持。其二是汽車電子企業(yè)直接的戰(zhàn)略合作。汽車電子技術(shù)難度高、研發(fā)周期長(zhǎng)投入大、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)力強(qiáng)大。如果大家聯(lián)合起來,可以大幅增強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,降低投資風(fēng)險(xiǎn),也許是一條突圍之路。 再次,呼吁國(guó)家加大政策支持,但決策要科學(xué)、資源要集
16、中。最后,建議建立相對(duì)獨(dú)立的國(guó)家級(jí)核心技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。從國(guó)家層面進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā),在基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)等方面力圖實(shí)現(xiàn)突破,包括核心零部件供應(yīng)鏈體系的建立和培育。 目前,汽車上的電子系統(tǒng)成本可能占汽車整車成本的 25~30% 左右,今年將超過 40% 。 2012 年中國(guó)汽車電子市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)已經(jīng)突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速發(fā)展也加速了電子控制系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用和發(fā)展的步伐。汽車電子控制技術(shù)已成為汽車技術(shù)發(fā)展和和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn) 場(chǎng)。 從市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看,汽車電子技術(shù)的系統(tǒng)化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個(gè)
17、趨勢(shì)沿著汽車安全性、節(jié)能減排和 舒適便捷 / 增強(qiáng)性能三條主線發(fā)展。 而貫穿這三條主線的技術(shù) 主流則是汽車系統(tǒng)的電子化、系統(tǒng)化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線 1、汽車安全技術(shù) 汽車安全性技術(shù)的市場(chǎng)和社會(huì)需求主要來源于三方面 的因素:消費(fèi)者對(duì)安全性的要求、最新安全法規(guī)的制定、駕 駛員越來越分心。調(diào)查發(fā)現(xiàn), 57% 的消費(fèi)者認(rèn)為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統(tǒng)或行車道導(dǎo)向系統(tǒng)是他們購(gòu)買汽車時(shí)要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發(fā)生,很多國(guó)家已經(jīng)制定了各種法規(guī)對(duì)汽車的安全性做出具體要求。 另一
18、方面,智能手機(jī)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)在車上的應(yīng)用使駕駛員越來越分心,使用不當(dāng)就很有可能引發(fā)交通事故。因此,政府法規(guī)和用戶要求決定了市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律, 現(xiàn)代電子技術(shù)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(dòng)安全性技術(shù)的發(fā)展。 汽車安全性技術(shù)可分為主動(dòng)安全性系統(tǒng)和被動(dòng)安全性系統(tǒng) 兩大類。主動(dòng)安全系統(tǒng)指能夠預(yù)防事故發(fā)生的安全性技術(shù)如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統(tǒng)如碰撞報(bào)警、 車道保持系統(tǒng)、 盲點(diǎn)預(yù)警系統(tǒng)和車尾監(jiān)視系統(tǒng), 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (TPMS) 、電動(dòng) 助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (EPS)以及車
19、身電子安全系統(tǒng)等 ;被動(dòng)安全系統(tǒng) 指用于事故發(fā)生后避免或降低傷亡程度的安全性技術(shù)如安 全帶、安全氣囊、側(cè)翻乘客保護(hù)系統(tǒng)等。 2、汽車節(jié)能減排電子技術(shù) 對(duì)于傳統(tǒng)能源汽車來說,包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制和管理系 統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器 (ECAT) 、電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車輛啟動(dòng) / 停 止系統(tǒng)等。而對(duì)于新能源車而言,汽車電子控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)新能源車的基本技術(shù)條件,反過來新能源車的發(fā)展給汽車電子帶來了更多新的機(jī)會(huì),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電 池和電池管理系統(tǒng) (BMS) 、整車電控系統(tǒng)、 熱管理系統(tǒng)、 EPS 或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)等
20、。 3、舒適便捷 / 增強(qiáng)系統(tǒng)性能 乘坐舒適、網(wǎng)絡(luò)信息化和系統(tǒng)性能改善也是汽車系統(tǒng)電 子化的主要驅(qū)動(dòng)力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內(nèi)部車身上的控制模塊的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng) (Telematics) 即車聯(lián)網(wǎng):汽車與外界網(wǎng)絡(luò)連接。電話、 GPS 導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交通信息、上網(wǎng)、遠(yuǎn)程故障診斷 / 防盜、娛樂、 C2C 通信等使汽車成為一臺(tái)“移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端”的各種電子模 塊
21、;智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng) (ITS) :可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控、調(diào)度以及道路交通信息服務(wù)、車輛輔助導(dǎo)航等。系統(tǒng)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(jù)駕駛員提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng),提供距離最短且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線,實(shí)現(xiàn)智能車輛輔助導(dǎo)航。其他: 如自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)、車內(nèi)主動(dòng)噪聲消除技術(shù)等。汽車電子三大主流技術(shù) 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統(tǒng)集成控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟,使汽車電子控制系統(tǒng)的一體化集成、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 1、一體化集成。協(xié)調(diào)和加強(qiáng)汽車系統(tǒng)的安全性、燃油經(jīng)濟(jì) 性、
22、操縱穩(wěn)定性、舒適性等性能,提高汽車的價(jià)值,降低總 成本。當(dāng)前最典型的兩個(gè)集成領(lǐng)域在于底盤和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 的集成。 2、網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車 電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、信息共享和各個(gè)系 統(tǒng)間的功能協(xié)調(diào)和優(yōu)化。 總線技術(shù)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(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng),通過協(xié)議進(jìn)行相互通 信,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息等的共享。主要優(yōu)點(diǎn)包括:大大減 少汽車線束的數(shù)量、連接點(diǎn)和種類,提高系統(tǒng)的可靠性和可 維護(hù)性 ;采用通用傳感
23、器,達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享目的 ;改善系統(tǒng) 的靈活性,即通過軟件可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。 3、智能化?,F(xiàn)代汽車技術(shù)正朝著更加主動(dòng)智能化趨勢(shì)的方 向發(fā)展,以達(dá)到“人 - 車 - 環(huán)境”的智能協(xié)調(diào)。智能系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是以技術(shù)彌補(bǔ)認(rèn)為因素的缺陷,使得即便在很復(fù)雜的道路環(huán)境情況下,能自動(dòng)地更精確地操控汽車,使汽車更安全,更舒適,更節(jié)能,性能更好,汽車電子產(chǎn)品在整車中的價(jià)值和效能得到進(jìn)一步的提高。 智能化的特點(diǎn)是系統(tǒng)能夠主動(dòng)協(xié)助駕駛員采取必要的動(dòng)作,體現(xiàn)在系統(tǒng)必須具有三個(gè)方面的特征,即具有實(shí)時(shí)感知能力、判斷決策能力和操控執(zhí)行的能力。實(shí)際上,目前正 在開發(fā)的具有高
24、度反應(yīng)性的駕駛員輔助系統(tǒng)等 (主動(dòng)安全性系統(tǒng) )都具有相當(dāng)高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統(tǒng) / 車道保持系統(tǒng)、主動(dòng)碰撞避免系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、 智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng) - 無人駕駛汽車、智能化安全氣囊等。 汽車電子系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù) 國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力的提高,有賴于國(guó)內(nèi)上游半導(dǎo)體產(chǎn)品和集成模塊的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,芯片和 核心零部件技術(shù)是汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域被外企壟斷,基本靠進(jìn)口,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā),在技術(shù)和成本上都不具有優(yōu)勢(shì)。汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)
25、包括: 電控單元 (ECU) :電控系統(tǒng)的核心。開發(fā)和制造性能強(qiáng), 耐久可靠,質(zhì)量高,成本低并能在復(fù)雜和惡劣環(huán)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(tǒng)對(duì)電控 單元的基本要求??刂坪蛙浖夹g(shù):控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵部分,也是最大的技術(shù)瓶頸, 要實(shí)現(xiàn)核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護(hù),與其他 系統(tǒng)和零部件的通信。電控執(zhí)行機(jī)構(gòu):是電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部 件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統(tǒng)的性能 和質(zhì)量。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求是精度高、反應(yīng)快、功率密
26、 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質(zhì)量高、成本低。 傳感器技術(shù):所需的傳感器種類和數(shù)量不斷增加高精度、高 可靠性、高質(zhì)量且低成本是系統(tǒng)應(yīng)用的基本需求。未來傳感 器技術(shù)也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā) 展。 電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和整車集成:系統(tǒng)的性能和成本取決 于零部件在系統(tǒng)中的優(yōu)化匹配。集成包括電控系統(tǒng)自身的系 統(tǒng)或整車的,網(wǎng)絡(luò)通信的集成,必須具有機(jī)電集成的技術(shù)知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn),具有對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的精深了解,甚至對(duì)整車動(dòng)力學(xué) 和有關(guān)系統(tǒng)的深入掌握。以 MCU( 微控制器
27、)為例,英飛凌、 飛思卡爾、 NXP 、瑞薩、 TI 等國(guó)際廠商占據(jù)了 90% 以上的 市場(chǎng),每臺(tái)車使用數(shù)量超過 100 個(gè),一些高端車甚至達(dá)到 250 個(gè) 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業(yè)采購(gòu)成本存在巨大差別。 又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前國(guó)內(nèi)芯片制造商還沒有真正開始在汽車領(lǐng)域有大量應(yīng)用芯片的案
28、例,再加上基本所有 專用芯片都有專利限制,因此,國(guó)內(nèi)零配件廠 ASIC 的購(gòu)買主要是從一家在國(guó)際大廠采購(gòu)應(yīng)用或正在應(yīng)用的簡(jiǎn)化版,國(guó)內(nèi)零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價(jià)能力。 而掌握以上幾方面關(guān)鍵核心技術(shù)是具備汽車電控系統(tǒng)開發(fā)能力,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,制造出高性能、高質(zhì)量、低成本的高端電子技術(shù)產(chǎn)品目標(biāo)的關(guān)鍵所在。國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)困境和突圍之路 上海航天汽車機(jī)電股份有限公司汽車電子技術(shù)中心總經(jīng)理潘定海曾表示, “我們的汽車市場(chǎng)仍處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,是全世界汽車行業(yè)的戰(zhàn)場(chǎng),但在汽車技術(shù)領(lǐng)域,可以說是一盤散沙?!彼赋?,國(guó)內(nèi)整車和配套企業(yè)至今還基本沒掌握核心技術(shù),尤其是缺乏汽車
29、產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵前沿技術(shù)保障:汽車電子技術(shù)。 盡管從整體市場(chǎng)數(shù)據(jù)上看中國(guó)汽車電子市場(chǎng)前景似乎 一片光明,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)利潤(rùn)幾乎被外國(guó)廠商瓜分,本土企業(yè) 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(shù)和市場(chǎng)壟斷。盡管大部分 技術(shù)已在國(guó)外發(fā)展的很成熟,但核心技術(shù)都控制在歐美日等 配套商的手里,并實(shí)行技術(shù)保護(hù)和壟斷,國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也幾乎 被其壟斷。 其次,缺乏核心技術(shù)和研發(fā)能力。國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)能力 弱、缺乏核心技術(shù)和創(chuàng)新能力,產(chǎn)品在低級(jí)和小規(guī)模水平徘 徊。 同時(shí),還
30、缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略和合作精神。大家都開發(fā) - 重復(fù)開發(fā),研發(fā)技術(shù)力量分散,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。汽配產(chǎn)業(yè)得不到主機(jī)廠實(shí)質(zhì)性和戰(zhàn)略性的支持,情況并不樂觀。 針對(duì)這些困境,潘定海提出了幾點(diǎn)思路: 首先整車廠與國(guó)內(nèi)汽配供應(yīng)商之間長(zhǎng)期性的戰(zhàn)略合作不可或缺。整車廠應(yīng)有計(jì)劃有目的有針對(duì)性地培育國(guó)內(nèi)電子技術(shù)供應(yīng)商,與其建立長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作,給予市場(chǎng)支持和成長(zhǎng)的機(jī)會(huì),這是對(duì)國(guó)內(nèi)電子技術(shù)發(fā)展最有效最直接的支持。其二是汽車電子企業(yè)直接的戰(zhàn)略合作。汽車電子技術(shù)難度高、研發(fā)周期長(zhǎng)投入大、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)力強(qiáng)大。如果大家聯(lián)合起來,可以大幅增強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,降低投資風(fēng)險(xiǎn),也許是一條突圍之路。 再次,呼吁國(guó)家加大政策支
31、持,但決策要科學(xué)、資源 要集中。最后,建議建立相對(duì)獨(dú)立的國(guó)家級(jí)核心技術(shù)和產(chǎn)品 開發(fā)平臺(tái)。從國(guó)家層面進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā),在基礎(chǔ)技術(shù)和 共性技術(shù)等方面力圖實(shí)現(xiàn)突破,包括核心零部件供應(yīng)鏈體系 的建立和培育。 目前,汽車上的電子系統(tǒng)成本可能占汽車整車成本的 25~30% 左右,今年將超過 40% 。 2012 年中國(guó)汽車電子市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)已經(jīng)突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速發(fā)展也加速了電子控制系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用和發(fā)展的步伐。汽車電子控制技術(shù)已成為汽車技術(shù)發(fā)展和和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。 從市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看
32、,汽車電子技術(shù)的系統(tǒng)化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個(gè)趨勢(shì)沿著汽車安全性、節(jié)能減排和 舒適便捷 / 增強(qiáng)性能三條主線發(fā)展。 而貫穿這三條主線的技術(shù) 主流則是汽車系統(tǒng)的電子化、系統(tǒng)化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線 1、汽車安全技術(shù) 汽車安全性技術(shù)的市場(chǎng)和社會(huì)需求主要來源于三方面 的因素:消費(fèi)者對(duì)安全性的要求、最新安全法規(guī)的制定、駕 駛員越來越分心。調(diào)查發(fā)現(xiàn), 57% 的消費(fèi)者認(rèn)為,幫助他們 防止偏離車道的駕駛員輔助系統(tǒng)或行車道導(dǎo)向系統(tǒng)是他們購(gòu)買汽車時(shí)要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發(fā)生,
33、很多國(guó)家已經(jīng)制定了各種法規(guī)對(duì)汽車的安全性做出具體 要求。 另一方面,智能手機(jī)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)在車上 的應(yīng)用使駕駛員越來越分心,使用不當(dāng)就很有可能引發(fā)交通 事故。因此,政府法規(guī)和用戶要求決定了市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律, 現(xiàn)代電子技術(shù)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(dòng)安全性技術(shù)的發(fā)展。 汽車安全性技術(shù)可分為主動(dòng)安全性系統(tǒng)和被動(dòng)安全性系統(tǒng) 兩大類。主動(dòng)安全系統(tǒng)指能夠預(yù)防事故發(fā)生的安全性技術(shù)如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統(tǒng)如碰撞報(bào)警、 車道保持系統(tǒng)、盲點(diǎn)預(yù)警系
34、統(tǒng)和車尾監(jiān)視系統(tǒng), 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (TPMS) 、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (EPS)以及車身電子安全系統(tǒng)等 ;被動(dòng)安全系統(tǒng)指用于事故發(fā)生后避免或降低傷亡程度的安全性技術(shù)如安全帶、安全氣囊、側(cè)翻乘客保護(hù)系統(tǒng)等。 2、汽車節(jié)能減排電子技術(shù) 對(duì)于傳統(tǒng)能源汽車來說,包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制和管理系 統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器 (ECAT) 、電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車輛啟動(dòng) / 停止系統(tǒng)等。而對(duì)于新能源車而言,汽車電子控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn) 新能源車的基本技術(shù)條件,反過來新能源車的發(fā)展給汽車電子帶來了更多新的機(jī)會(huì),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電 池和電池管理系統(tǒng) (BMS) 、整車電控系統(tǒng)、
35、熱管理系統(tǒng)、 EPS 或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)等。 3、舒適便捷 / 增強(qiáng)系統(tǒng)性能 乘坐舒適、網(wǎng)絡(luò)信息化和系統(tǒng)性能改善也是汽車系統(tǒng)電 子化的主要驅(qū)動(dòng)力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內(nèi)部車身上的控制模塊的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng) (Telematics) 即車聯(lián)網(wǎng):汽車與外界網(wǎng)絡(luò)連接。電話、 GPS 導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交通信息、上網(wǎng)、遠(yuǎn)程故障診斷 / 防盜、娛樂、 C2C 通信等使
36、汽車成為一臺(tái)“移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端”的各種電子模 塊 ;智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng) (ITS) :可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控、調(diào)度以及道路交通信息服務(wù)、車輛輔助導(dǎo)航等。系統(tǒng)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(jù)駕駛員提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng),提供距離最短且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線,實(shí)現(xiàn)智能車輛輔助導(dǎo)航。其他: 如自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)、車內(nèi)主動(dòng)噪聲消除技術(shù)等。汽車電子三大主流技術(shù) 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統(tǒng)集成控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟,使汽車電子控制系統(tǒng)的一體化集成、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為汽車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 1、一體化集
37、成。協(xié)調(diào)和加強(qiáng)汽車系統(tǒng)的安全性、燃油經(jīng)濟(jì) 性、操縱穩(wěn)定性、舒適性等性能,提高汽車的價(jià)值,降低總 成本。當(dāng)前最典型的兩個(gè)集成領(lǐng)域在于底盤和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 的集成。 2、網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車 電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、信息共享和各個(gè)系 統(tǒng)間的功能協(xié)調(diào)和優(yōu)化。 總線技術(shù)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(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng),通過協(xié)議進(jìn)行相互通 信,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息等的共享。主要優(yōu)點(diǎn)包括:大大減 少汽車線束的數(shù)量、連接點(diǎn)和種類
38、,提高系統(tǒng)的可靠性和可 維護(hù)性 ;采用通用傳感器,達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享目的 ;改善系統(tǒng) 的靈活性,即通過軟件可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。 3、智能化?,F(xiàn)代汽車技術(shù)正朝著更加主動(dòng)智能化趨勢(shì)的方 向發(fā)展,以達(dá)到“人 - 車 - 環(huán)境”的智能協(xié)調(diào)。智能系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是以技術(shù)彌補(bǔ)認(rèn)為因素的缺陷,使得即便在很復(fù)雜的道路環(huán)境情況下,能自動(dòng)地更精確地操控汽車,使汽車更安全,更舒適,更節(jié)能,性能更好,汽車電子產(chǎn)品在整車中的價(jià)值和效能得到進(jìn)一步的提高。 智能化的特點(diǎn)是系統(tǒng)能夠主動(dòng)協(xié)助駕駛員采取必要的動(dòng)作,體現(xiàn)在系統(tǒng)必須具有三個(gè)方面的特征,即具有實(shí)時(shí)感知能力、判斷決策能力和
39、操控執(zhí)行的能力。實(shí)際上,目前正 在開發(fā)的具有高度反應(yīng)性的駕駛員輔助系統(tǒng)等 (主動(dòng)安全性系統(tǒng) )都具有相當(dāng)高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統(tǒng) / 車道保持系統(tǒng)、主動(dòng)碰撞避免系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、 智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng) - 無人駕駛汽車、智 能化安全氣囊等。 汽車電子系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù) 國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力的提高,有賴于國(guó)內(nèi)上游半導(dǎo)體產(chǎn)品和集成模塊的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,芯片和核心零部件技術(shù)是汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域被外企壟斷,基本靠進(jìn)口,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)
40、,在技術(shù)和成本上都不具有優(yōu)勢(shì)。汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)包括: 電控單元 (ECU) :電控系統(tǒng)的核心。開發(fā)和制造性能強(qiáng), 耐久可靠,質(zhì)量高,成本低并能在復(fù)雜和惡劣環(huán)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(tǒng)對(duì)電控 單元的基本要求??刂坪蛙浖夹g(shù):控制算法和嵌入式軟件 是汽車電子技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵部分,也是最大的技術(shù)瓶頸, 要實(shí)現(xiàn)核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護(hù),與其他 系統(tǒng)和零部件的通信。電控執(zhí)行機(jī)構(gòu):是電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部 件。其工作精度、性能和可靠性直接決定了控制系統(tǒng)的性能 和
41、質(zhì)量。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求是精度高、反應(yīng)快、功率密 度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質(zhì)量高、成本低。 傳感器技術(shù):所需的傳感器種類和數(shù)量不斷增加高精度、高 可靠性、高質(zhì)量且低成本是系統(tǒng)應(yīng)用的基本需求。未來傳感 器技術(shù)也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā) 展。 電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和整車集成:系統(tǒng)的性能和成本取決 于零部件在系統(tǒng)中的優(yōu)化匹配。集成包括電控系統(tǒng)自身的系 統(tǒng)或整車的,網(wǎng)絡(luò)通信的集成,必須具有機(jī)電集成的技術(shù)知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn),具有對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的精深了解,甚至對(duì)整車動(dòng)力
42、學(xué) 和有關(guān)系統(tǒng)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(guó)際廠商占據(jù)了 90% 以上的 市場(chǎng),每臺(tái)車使用數(shù)量超過 100 個(gè),一些高端車甚至達(dá)到 250 個(gè) 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業(yè)采購(gòu)成本存在巨大差別。 又例如 ASIC( 專用集成電路 ),目前
43、國(guó)內(nèi)芯片制造商還沒有真正開始在汽車領(lǐng)域有大量應(yīng)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(guó)內(nèi)零配件廠 ASIC 的購(gòu)買主要是從一家在國(guó)際大廠采購(gòu)應(yīng)用或正在應(yīng)用的簡(jiǎn)化版,國(guó)內(nèi)零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價(jià)能力。 而掌握以上幾方面關(guān)鍵核心技術(shù)是具備汽車電控系統(tǒng)開發(fā)能力,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,制造出高性能、高質(zhì)量、低成本的高端電子技術(shù)產(chǎn)品目標(biāo)的關(guān)鍵所在。國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)困境和突圍之路 上海航天汽車機(jī)電股份有限公司汽車電子技術(shù)中心總經(jīng)理潘定海曾表示, “我們的汽車市場(chǎng)仍處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,是全世界汽車行業(yè)的戰(zhàn)場(chǎng),但在汽車技術(shù)領(lǐng)域,可以說是一盤散
44、 沙?!彼赋?,國(guó)內(nèi)整車和配套企業(yè)至今還基本沒掌握核心技術(shù),尤其是缺乏汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵前沿技術(shù)保障:汽車電子技術(shù)。 盡管從整體市場(chǎng)數(shù)據(jù)上看中國(guó)汽車電子市場(chǎng)前景似乎一片光明,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)利潤(rùn)幾乎被外國(guó)廠商瓜分,本土企業(yè)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(shù)和市場(chǎng)壟斷。盡管大部分技術(shù)已在國(guó)外發(fā)展的很成熟,但核心技術(shù)都控制在歐美日等配套商的手里,并實(shí)行技術(shù)保護(hù)和壟斷,國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也幾乎被其壟斷。 其次,缺乏核心技術(shù)和研發(fā)能力。國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)能力弱、缺乏核心技術(shù)和創(chuàng)新能力,產(chǎn)品在低級(jí)和小規(guī)模水平徘徊。 同時(shí),還缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略和合
45、作精神。大家都開發(fā) - 重復(fù) 開發(fā),研發(fā)技術(shù)力量分散,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。汽配產(chǎn)業(yè)得不到 主機(jī)廠實(shí)質(zhì)性和戰(zhàn)略性的支持,情況并不樂觀。 針對(duì)這些困境,潘定海提出了幾點(diǎn)思路: 首先整車廠與國(guó)內(nèi)汽配供應(yīng)商之間長(zhǎng)期性的戰(zhàn)略合作 不可或缺。整車廠應(yīng)有計(jì)劃有目的有針對(duì)性地培育國(guó)內(nèi)電子 技術(shù)供應(yīng)商,與其建立長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作,給予市場(chǎng)支持和成 長(zhǎng)的機(jī)會(huì),這是對(duì)國(guó)內(nèi)電子技術(shù)發(fā)展最有效最直接的支持。 其二是汽車電子企業(yè)直接的戰(zhàn)略合作。汽車電子技術(shù)難度 高、研發(fā)周期長(zhǎng)投入大、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)力強(qiáng)大。如果大家聯(lián)合
46、 起來,可以大幅增強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,降低投資風(fēng)險(xiǎn),也許是一條 突圍之路。 再次,呼吁國(guó)家加大政策支持,但決策要科學(xué)、資源 要集中。最后,建議建立相對(duì)獨(dú)立的國(guó)家級(jí)核心技術(shù)和產(chǎn)品 開發(fā)平臺(tái)。從國(guó)家層面進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā),在基礎(chǔ)技術(shù)和 共性技術(shù)等方面力圖實(shí)現(xiàn)突破,包括核心零部件供應(yīng)鏈體系 的建立和培育。 目前,汽車上的電子系統(tǒng)成本可能占汽車整車成本的 25~30% 左右,今年將超過 40% 。 2012 年中國(guó)汽車電子市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)已經(jīng)突破 3000 億元。另一方面新能源車的迅速發(fā)展也加速了電子控制系統(tǒng)在汽車上應(yīng)用和發(fā)展的步伐。
47、汽車電子控制技術(shù)已成為汽車技術(shù)發(fā)展和和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。 從市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)看,汽車電子技術(shù)的系統(tǒng)化、一體化集成和 智能化是必然方向,三個(gè)趨勢(shì)沿著汽車安全性、節(jié)能減排和 舒適便捷 / 增強(qiáng)性能三條主線發(fā)展。 而貫穿這三條主線的技術(shù) 主流則是汽車系統(tǒng)的電子化、系統(tǒng)化、集成化和智能化。 汽車電子三條主線 1、汽車安全技術(shù) 汽車安全性技術(shù)的市場(chǎng)和社會(huì)需求主要來源于三方面的因素:消費(fèi)者對(duì)安全性的要求、最新安全法規(guī)的制定、駕 駛員越來越分心。調(diào)查發(fā)現(xiàn), 57% 的消費(fèi)者認(rèn)為,幫助他們防止偏離車道的駕駛
48、員輔助系統(tǒng)或行車道導(dǎo)向系統(tǒng)是他們 購(gòu)買汽車時(shí)要考慮的十分重要的因素。為了降低汽車事故發(fā)生,很多國(guó)家已經(jīng)制定了各種法規(guī)對(duì)汽車的安全性做出具體要求。 另一方面,智能手機(jī)、車內(nèi)娛樂系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)在車上的應(yīng)用使駕駛員越來越分心,使用不當(dāng)就很有可能引發(fā)交通事故。因此,政府法規(guī)和用戶要求決定了市場(chǎng)的發(fā)展規(guī)律,現(xiàn)代電子技術(shù)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(dòng)安全性技術(shù)的發(fā)展。 汽車安全性技術(shù)可分為主動(dòng)安全性系統(tǒng)和被動(dòng)安全性系統(tǒng)兩大類。主動(dòng)安全系統(tǒng)指能夠預(yù)防事故發(fā)生的安全性技術(shù)如 ABS/ESC ,各種駕駛員輔助系統(tǒng)如碰撞報(bào)警、 車道保持系統(tǒng)、盲點(diǎn)預(yù)警系統(tǒng)
49、和車尾監(jiān)視系統(tǒng), 胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (TPMS) 、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (EPS)以及車身電子安全系統(tǒng)等 ;被動(dòng)安全系統(tǒng)指用于事故發(fā)生后避免或降低傷亡程度的安全性技術(shù)如安 全帶、安全氣囊、側(cè)翻乘客保護(hù)系統(tǒng)等。 2、汽車節(jié)能減排電子技術(shù) 對(duì)于傳統(tǒng)能源汽車來說,包括發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制和管理系 統(tǒng)、電控自動(dòng)變速器 (ECAT) 、電控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車輛啟動(dòng) / 停 止系統(tǒng)等。而對(duì)于新能源車而言,汽車電子控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn) 新能源車的基本技術(shù)條件,反過來新能源車的發(fā)展給汽車電 子帶來了更多新的機(jī)會(huì),包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)、電
50、 池和電池管理系統(tǒng) (BMS) 、整車電控系統(tǒng)、 熱管理系統(tǒng)、 EPS 或線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)能量回收系統(tǒng)等。 3、舒適便捷 / 增強(qiáng)系統(tǒng)性能 乘坐舒適、網(wǎng)絡(luò)信息化和系統(tǒng)性能改善也是汽車系統(tǒng)電 子化的主要驅(qū)動(dòng)力。主要包括:車身控制模塊 (BCM) :汽車 內(nèi)部車身上的控制模塊的網(wǎng)絡(luò)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(tǒng) (Telematics) 即車聯(lián)網(wǎng):汽車與外界網(wǎng)絡(luò)連接。電話、 GPS 導(dǎo)航、實(shí)時(shí)交通信息、上網(wǎng)、遠(yuǎn)程故障診斷
51、/ 防盜、娛樂、 C2C 通信等使汽車成為一臺(tái)“移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)終端”的各種電子模 塊 ;智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng) (ITS) :可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)監(jiān)控、調(diào)度以及道路交通信息服務(wù)、車輛輔助導(dǎo)航等。系統(tǒng)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(jù)駕駛員提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)項(xiàng),提供距離最短且能繞開車輛密度相對(duì)集中處的最佳行駛路線,實(shí)現(xiàn)智能車輛輔助導(dǎo)航。其他: 如自動(dòng)空調(diào)控制系統(tǒng)、車內(nèi)主動(dòng)噪聲消除技術(shù)等。汽車電子三大主流技術(shù) 汽車上的電控單元越來越多,嵌入式系統(tǒng)集成控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和成熟,使汽車電子控制系統(tǒng)的一體化集成、網(wǎng)絡(luò)化和智能化成為汽車
52、技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 1、一體化集成。協(xié)調(diào)和加強(qiáng)汽車系統(tǒng)的安全性、燃油經(jīng)濟(jì) 性、操縱穩(wěn)定性、舒適性等性能,提高汽車的價(jià)值,降低總 成本。當(dāng)前最典型的兩個(gè)集成領(lǐng)域在于底盤和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng) 的集成。 2、網(wǎng)絡(luò)化。數(shù)據(jù)的快速交換、高可靠性及低成本是對(duì)汽車 電子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的要求,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、信息共享和各個(gè)系 統(tǒng)間的功能協(xié)調(diào)和優(yōu)化。 總線技術(shù)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(gòu)成汽車內(nèi)部局域網(wǎng),通過協(xié)議進(jìn)行相互通 信,實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)間的信息等的共享。主要優(yōu)點(diǎn)包括:大大減
53、 少汽車線束的數(shù)量、連接點(diǎn)和種類,提高系統(tǒng)的可靠性和可 維護(hù)性 ;采用通用傳感器,達(dá)到數(shù)據(jù)信息共享目的 ;改善系統(tǒng) 的靈活性,即通過軟件可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的變化。 3、智能化。現(xiàn)代汽車技術(shù)正朝著更加主動(dòng)智能化趨勢(shì)的方 向發(fā)展,以達(dá)到“人 - 車 - 環(huán)境”的智能協(xié)調(diào)。智能系統(tǒng)的主 要特點(diǎn)是以技術(shù)彌補(bǔ)認(rèn)為因素的缺陷,使得即便在很復(fù)雜的 道路環(huán)境情況下,能自動(dòng)地更精確地操控汽車,使汽車更安 全,更舒適,更節(jié)能,性能更好,汽車電子產(chǎn)品在整車中的 價(jià)值和效能得到進(jìn)一步的提高。 智能化的特點(diǎn)是系統(tǒng)能夠主動(dòng)協(xié)助駕
54、駛員采取必要的 動(dòng)作,體現(xiàn)在系統(tǒng)必須具有三個(gè)方面的特征,即具有實(shí)時(shí)感 知能力、判斷決策能力和操控執(zhí)行的能力。實(shí)際上,目前正 在開發(fā)的具有高度反應(yīng)性的駕駛員輔助系統(tǒng)等 (主動(dòng)安全性 系統(tǒng) )都具有相當(dāng)高的智能化程度, 例如:車道偏離防止系統(tǒng) / 車道保持系統(tǒng)、主動(dòng)碰撞避免系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、 智能導(dǎo)航 / 智能交通系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng) - 無人駕駛汽車、智能化安全氣囊等。 汽車電子系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù) 國(guó)內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力的提高,有賴于國(guó)內(nèi)上游半導(dǎo)體產(chǎn)品和集成模塊的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,芯片和核
55、心零部件技術(shù)是汽車電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和保障。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域被外企壟斷,基本靠進(jìn)口,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā),在技術(shù)和成本上都不具有優(yōu)勢(shì)。 汽車電子系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)包括: 電控單元 (ECU) :電控系統(tǒng)的核心。開發(fā)和制造性能強(qiáng),耐久可靠,質(zhì)量高,成本低并能在復(fù)雜和惡劣環(huán)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(tǒng)對(duì)電控單元的基本要求??刂坪蛙浖夹g(shù):控制算法和嵌入式軟件是汽車電子技術(shù)發(fā)展的最關(guān)鍵部分,也是最大的技術(shù)瓶頸,要實(shí)現(xiàn)核心的控制功能,故障診斷和故障安全保護(hù),與其他系統(tǒng)和零部件的通信。電控執(zhí)行機(jī)構(gòu):是電控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。其工作精度、性能和可靠性直
56、接決定了控制系統(tǒng)的性能和質(zhì)量。對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的基本要求是精度高、反應(yīng)快、功率密度高 (體積小重量輕 ),噪音低、耐久可靠,質(zhì)量高、成本低。 傳感器技術(shù):所需的傳感器種類和數(shù)量不斷增加高精度、高 可靠性、高質(zhì)量且低成本是系統(tǒng)應(yīng)用的基本需求。未來傳感 器技術(shù)也正朝著多功能化、集成化、智能化和微型化方向發(fā) 展。 電子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化和整車集成:系統(tǒng)的性能和成本取決 于零部件在系統(tǒng)中的優(yōu)化匹配。集成包括電控系統(tǒng)自身的系 統(tǒng)或整車的,網(wǎng)絡(luò)通信的集成,必須具有機(jī)電集成的技術(shù)知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn),具有對(duì)系統(tǒng)知識(shí)的精深了解,甚至
57、對(duì)整車動(dòng)力學(xué) 和有關(guān)系統(tǒng)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(guó)際廠商占據(jù)了 90% 以上的 市場(chǎng),每臺(tái)車使用數(shù)量超過 100 個(gè),一些高端車甚至達(dá)到 250 個(gè) 以 上 , MCU 占 PCBA(PrintedCircuitBoard+Assembly) 總成本 1/4 以上, 外企和本土企業(yè)采購(gòu)成本存在巨大差別。 又例如 ASIC( 專用集成
58、電路 ),目前國(guó)內(nèi)芯片制造商還沒有真 正開始在汽車領(lǐng)域有大量應(yīng)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(guó)內(nèi)零配件廠 ASIC 的購(gòu)買 主要是從一家在國(guó)際大廠采購(gòu)應(yīng)用或正在應(yīng)用的簡(jiǎn)化版,國(guó) 內(nèi)零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價(jià)能力。 而掌握以上幾方面關(guān)鍵核心技術(shù)是具備汽車電控系統(tǒng) 開發(fā)能力,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,制造出高性能、高質(zhì)量、低成本 的高端電子技術(shù)產(chǎn)品目標(biāo)的關(guān)鍵所在。 國(guó)內(nèi)汽車電子技術(shù)困境和突圍之路 上海航天汽車機(jī)電股份有限公司汽車電子技術(shù)中心總經(jīng)理潘定海曾表示
59、, “我們的汽車市場(chǎng)仍處于戰(zhàn)國(guó)時(shí)期,是全世界汽車行業(yè)的戰(zhàn)場(chǎng),但在汽車技術(shù)領(lǐng)域,可以說是一盤散沙?!彼赋?,國(guó)內(nèi)整車和配套企業(yè)至今還基本沒掌握核心技術(shù),尤其是缺乏汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵前沿技術(shù)保障:汽車電子技術(shù)。 盡管從整體市場(chǎng)數(shù)據(jù)上看中國(guó)汽車電子市場(chǎng)前景似乎一片光明,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)利潤(rùn)幾乎被外國(guó)廠商瓜分,本土企業(yè)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(shù)和市場(chǎng)壟斷。盡管大部分技術(shù)已在國(guó)外發(fā)展的很成熟,但核心技術(shù)都控制在歐美日等配套商的手里,并實(shí)行技術(shù)保護(hù)和壟斷,國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)也幾乎被其壟斷。 其次,缺乏核心技術(shù)和研發(fā)能力。國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)能力弱、缺乏核心技術(shù)
60、和創(chuàng)新能力,產(chǎn)品在低級(jí)和小規(guī)模水平徘徊。 同時(shí),還缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略和合作精神。大家都開發(fā) - 重復(fù) 開發(fā),研發(fā)技術(shù)力量分散,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。汽配產(chǎn)業(yè)得不到 主機(jī)廠實(shí)質(zhì)性和戰(zhàn)略性的支持,情況并不樂觀。 針對(duì)這些困境,潘定海提出了幾點(diǎn)思路: 首先整車廠與國(guó)內(nèi)汽配供應(yīng)商之間長(zhǎng)期性的戰(zhàn)略合作 不可或缺。整車廠應(yīng)有計(jì)劃有目的有針對(duì)性地培育國(guó)內(nèi)電子技術(shù)供應(yīng)商,與其建立長(zhǎng)期的戰(zhàn)略合作,給予市場(chǎng)支持和成長(zhǎng)的機(jī)會(huì),這是對(duì)國(guó)內(nèi)電子技術(shù)發(fā)展最有效最直接的支持。其二是汽車電子企業(yè)直接的戰(zhàn)略合作。汽車電子技術(shù)難度高、研發(fā)周期長(zhǎng)投入大、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手實(shí)力強(qiáng)大。如果大家聯(lián)合起來,可以大幅增強(qiáng)研發(fā)實(shí)力,降低投資風(fēng)險(xiǎn),也許是一條突圍之路。 再次,呼吁國(guó)家加大政策支持,但決策要科學(xué)、資源要集中。最后,建議建立相對(duì)獨(dú)立的國(guó)家級(jí)核心技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。從國(guó)家層面進(jìn)行核心技術(shù)的研發(fā),在基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)等方面力圖實(shí)現(xiàn)突破,包括核心零部件供應(yīng)鏈體系的建立和培育。
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