汽車智能化發(fā)展的未來規(guī)劃

隨著汽車智能化的不斷發(fā)展，5G、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）等技術(shù)不斷融合，讓自動駕駛從概念照進了現(xiàn)實。BMS電池管理系統(tǒng)的不斷優(yōu)化升級，ADAS和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步也加速了自動駕駛汽車的研究進程。

本路線側(cè)重于汽車電子領(lǐng)域的芯片廠商，主要從BMS、ADAS、V2X等熱點技術(shù)方面考慮，精心挑選了12家相關(guān)廠商。

文︱郭紫文

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電氣化和共享化不斷推進，汽車電子產(chǎn)業(yè)形態(tài)也在不斷升級和重塑。據(jù)IC Insights報告指出，汽車專用模擬IC和汽車專用邏輯IC將成為2021年增長最快的兩個IC細(xì)分領(lǐng)域。

圖：Top－Growing IC Markets 2019－2021F

汽車市場自2018年起開始逐步呈現(xiàn)疲軟狀態(tài)，加之2020年受到疫情影響嚴(yán)重，使主要汽車芯片及模組廠商的備貨動能明顯下降。而2021年，全球汽車市場正在復(fù)蘇，預(yù)估整車銷售量將自去年的7，700萬輛回升至8，400萬輛。同時，汽車在“新四化”的發(fā)展下，對于各種車規(guī)級半導(dǎo)體元件的用量將大幅上升，汽車電子占整車成本的比例也在不斷上升。隨著汽車智能化的不斷發(fā)展，5G、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）等技術(shù)不斷融合，讓自動駕駛從概念照進了現(xiàn)實。BMS電池管理系統(tǒng)的不斷優(yōu)化升級，ADAS和車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步也加速了自動駕駛汽車的研究進程。

本路線側(cè)重于汽車電子領(lǐng)域的芯片廠商，主要從BMS、ADAS、V2X等熱點技術(shù)方面考慮，精心挑選了12家相關(guān)廠商。

電池管理系統(tǒng)（BMS）

“新基建”政策下，隨著節(jié)能減排、綠色出行的大力推行，新能源汽車正蓬勃發(fā)展。然而頻頻曝出的電池自燃、爆炸等事故，讓消費者對電動汽車的安全打上了一個大大的問號。

數(shù)據(jù)顯示，80％的新能源汽車自燃事故是在充電中或充滿電后1小時內(nèi)發(fā)生。如何有效規(guī)避充電導(dǎo)致的起火，成為汽車電氣化過程中一個亟待解決的難點。

動力電池不同電芯間存在著工作條件及老化率等差異，需要均衡管理。汽車市場對續(xù)航里程、功能安全性、充電時間和成本都有了更高的要求。電池管理系統(tǒng)BMS是連接車載動力電池和電動汽車的紐帶，其主要功能是監(jiān)測動力電池的狀態(tài)、智能化管理和維護電池單元，以確保汽車行駛效率和安全性，防止電池出現(xiàn)過度充放電，延長電池使用壽命，保障電池正常運行。包括電池參數(shù)的實時監(jiān)測、電池狀態(tài)估計、在線診斷預(yù)警、充放電與預(yù)充控制均衡管理、熱管理等方面。

目前，針對BMS應(yīng)用，各大芯片廠商均推出電動汽車的BMS電池管理系統(tǒng)解決方案，不斷升級優(yōu)化對應(yīng)底層芯片，協(xié)助客戶二次開發(fā)。

圖：BMS電源管理系統(tǒng)架構(gòu)（圖源：ST）

ADAS高級駕駛輔助系統(tǒng)

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）通過使用各種傳感器收集汽車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù)，識別跟蹤靜止或移動的人和物體，檢測突發(fā)情況，使駕駛員能夠迅速有效地規(guī)避危險，從而提高汽車行駛安全性。

ADAS涵蓋了眾多先進技術(shù)，如自適應(yīng)巡航（ACC）、盲點探測、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)（LDWS）、碰撞避免或預(yù)碰撞系統(tǒng)、夜視系統(tǒng)、自適應(yīng)燈光控制、自動泊車系統(tǒng)、駕駛員疲勞探測等，為無人駕駛提供了技術(shù)上的積累和過渡。每個ADAS系統(tǒng)均包括信息采集、信息處理和指令執(zhí)行，全面收集車輛運行狀態(tài)和環(huán)境變化，經(jīng)過分析處理，及時做出反饋動作。

不同的系統(tǒng)功能需要運用不同的傳感器來實現(xiàn)，包括毫米波雷達、超聲波雷達、激光雷達、影像傳感器等，將整車工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電氣參數(shù)，進而通過電控單元（ECU）進行分析處理，并發(fā)出指令來執(zhí)行各種反應(yīng)動作。

圖：ADAS概念圖

V2X車聯(lián)網(wǎng)

V2X即車聯(lián)網(wǎng)，是車與外界一切交互的技術(shù)。車聯(lián)網(wǎng)是利用先進傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算技術(shù)、控制技術(shù)、智能技術(shù)對交通進行全面的感知，對每輛汽車進行交通全程的控制，對每條道路進行交通的全時空控制，實現(xiàn)道路的零堵塞、零傷亡、極限通行能力的專門控制網(wǎng)絡(luò)。

V2X分為DSRC、LTE－V2X、5G－V2X等多個技術(shù)方向。DSRC專用短程通信技術(shù)是以IEEE 802．11p通信標(biāo)準(zhǔn)為底層，應(yīng)用于V2X的通信技術(shù)，前期美日及歐洲等國都是基于DSRC進行V2X的布局，從技術(shù)層面來看，DSRC比較成熟、穩(wěn)定，且已經(jīng)進行了多次大規(guī)模測試及應(yīng)用。但2021年美國已經(jīng)宣布放棄DSRC技術(shù)，重新拍賣之前為DSRC預(yù)留的頻譜。

LTE V2X包括兩種集中式（LTE－V－Cell）和分布式（LTE－V－Direct）兩種通信方式。集中式也稱為蜂窩式，需要基站作為控制中心。分布式也稱為直通式，無需基站作為支撐。5G－V2X是5G通信的V2X標(biāo)準(zhǔn)，有融合LTE－V2X及DSRC的可能，為汽車提供更安全、更高效的運行能力。

隨著 5G 正式商用，智能網(wǎng)聯(lián)汽車的無線通信網(wǎng)絡(luò)正在從 LTE－V2X 過渡到 5G－V2X。逐步實現(xiàn)人、車、路、云平臺高度協(xié)同和全方位連接、將各個交通參與要素有機地聯(lián)系在一起，有效提高交通效率，減少車輛污染排放，減少事故發(fā)生率，對改善交通管理具有重要意義。

隨著V2X的普及以及5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展，廣義V2X將與交通聯(lián)系更加緊密，成為智慧交通中最重要的一環(huán)，將有效降低事故率和擁堵指數(shù)的下降。同時，V2X車聯(lián)網(wǎng)帶來自動駕駛、智慧出行、物流集成化等多種應(yīng)用場景。