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員輔助系統(tǒng)或行車道導(dǎo)向系統(tǒng)是他們購買汽車時(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)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)、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
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、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。
國內(nèi)汽車電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭力的提高,有賴于國內(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)采購成本存在巨大差別。
又例如ASIC(專用集成電路),目前國內(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,國內(nèi)零配件廠ASIC的購買主要是從一家在國際大廠采購應(yīng)用或正在應(yīng)用的簡化版,國內(nèi)零配件廠商基本沒有選擇余地,也喪失了議價(jià)能力。
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。”他指出,國內(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)上看中國汽車電子市場(chǎng)前景似乎一片光明,但國內(nèi)市場(chǎng)利潤幾乎被外國廠商瓜分,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:
首先整車廠與國內(nèi)汽配供應(yīng)商之間長期性的戰(zhàn)略合作不可或缺。整車廠應(yīng)有計(jì)劃有目的有針對(duì)性地培育國內(nèi)電子技術(shù)供應(yīng)商,與其建立長期的戰(zhàn)略合作,給予市場(chǎng)支持和成長的機(jī)會(huì),這是對(duì)國內(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)周期長投入大、競(jìng)爭對(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)立的國家級(jí)核心技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)。從國家層面進(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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