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1.1 汽车行业的发展和汽车电子的机遇

进入21世纪以后,中国汽车市场逐渐进入增长快车道,中国汽车工业飞速发展,实现了从小到大的跨越式发展。从2009年开始,中国汽车产销量位居世界第一,成为名副其实的汽车产业大国,但是由于基数比较大,增长速度也处在一个逐步放缓的过程。由图1-1可以看出,中国汽车产业正处在黄金阶段,它为社会创造了很多的价值和财富。而随着汽车产业的发展进入新阶段,从单个企业到行业整体的销量增速都明显放缓,国内汽车市场已从中高速增长转为中低速增长,甚至是微增长,企业和行业整体的利润大幅下降,未来新车市场将从以购车为主的时代进入以汽车置换等为主的汽车消费升级时代。从目前汽车产品的创新而言,未来人们出行的格局已经改变,渐渐呈现出“汽车新四化”的趋势,即电动化、网联化、智能化与共享化。电动化可能是对传统燃油汽车产品的颠覆性创新;智能化、网联化作为一个全新的技术,是在未来会改变出行方式的产品创新;共享化体现了高效智能的交通出行模式。而在这种“汽车新四化”的发展趋势当中,汽车电子作为一种汽车产品本体与服务的链接走向了前台,也成为汽车技术中最根本和最重要的部分之一。

图1-1 2010—2022年中国汽车产量及增速情况

福特汽车的前CEO马克·菲尔兹(Mark Fields)第一个提出汽车公司要成为一家硅谷类型的软件公司的观点:“我们首先考虑要给消费者带来什么样的体验,然后用技术、硬件和软件一起来实现这些体验;我们在软件方面将会越来越有经验,掌握更多的技巧,为我们的汽车添加更多的功能。我们现在已经拥有了很多的软件技巧,例如发动机控制、校准、通信和车内娱乐系统等,希望未来还能掌握更多的技术。”也是因为上述原因,汽车零配件业中汽车电子部件这个子行业也越来越被整车企业和各个细分子类的公司所关注。随着汽车工业的发展和消费者期望的不断提高,各汽车生产厂商更加注重提高安全性、降低能耗、改善舒适性和增加娱乐及辅助功能,以提高汽车产品的竞争力。在这个过程中,汽车各个子系统从传统的机械控制开始转向电子控制,汽车产品的电子化程度越来越高,在整车上装设的汽车电子部件和传递的数据也越来越多,在整车的各个位置发挥着巨大的作用。

汽车电子的分类方法比较多,本书将以主流的两种划分方法作为分类依据,如图1-2所示。

图1-2 汽车电子的分类方法

1.划分方法一

根据对汽车行驶性能的影响不同,电子模块一般可分为汽车电子控制模块和汽车车载电子模块两类,这种分类方法也是后续前装、附件和后装电子部件的定义基础。

汽车电子控制模块是保证汽车完成基本行驶功能不可或缺的控制单元,往往需要与其他系统如机械装置、显示设备等执行机构配合使用。汽车电子控制模块通常被划分至汽车的各个子系统中,与其他子系统如动力传动系统、底盘电子控制系统、车身电子控制系统和其他控制系统一起,作为控制单元存在。

汽车车载电子模块与汽车基本行驶功能无关,但却是能极大提升汽车舒适性和便利性的电子模块。此类产品通常是从工业应用或消费电子产品转化而来的。汽车车载电子模块主要包括汽车信息系统、导航系统和汽车娱乐系统等。

通常对于汽车电子市场有前装市场和后装市场的定义。

前装市场指汽车电子行业的零部件供应商参与到整车的设计和生产过程中。零部件供应商面向的对象直接是整车厂商,其电子产品的功能确定、配套工作相关参数、安装位置等重要信息,都由整车企业确定并委托合作零部件商提供满足要求的零部件。这种开发方式一般具有产品产量大、利润高的特点。由于是与整车企业共同开发,往往对零部件企业的设计和生产能力有严格的要求。目前大部分电子模块前装市场都被外资或合资企业占据,这不仅是因为它们具有技术上的优势,而且其完善的企业管理也给后来的竞争者带来了进入门槛。

后装市场指在已经有的汽车上安装电子产品。零部件提供商面向的对象是消费者个人和汽配维修单位。这个市场主要是满足部分车主对于改装和添加的需求。由于客户分散并且没有规模效应,后装市场厂商往往都是产量小、利润低的代名词。很多中国零部件企业都集中于这一领域,尤其集中在车载娱乐和导航系统服务上,它们生产了大量的同质产品,且由于利润低而无法完成技术积累,也无法建立起符合前装市场需要的管理制度,在这个市场上发展的公司前途并不乐观。汽车IATF 16949认证是一个非常严格和成本较高的体系,主要考察供应商的过程管理能力,对大多数采用代工生产方式的设计公司而言,其零件质量控制和追踪性较差,因此在这方面,建立起国内本土的电子零部件供应商体系是一个很困难的课题。

汽车公司开发的附件产品(选配件):在汽车开发过程中,为了满足部分特定的需求,汽车厂家会联合一些零部件企业开发各种选配件,由于其设计的需求介于前装的统一要求和后装的数量、价格需求之间,使得这一类可以单独分列出来。

2.划分方法二

这是参考RossT.Bannatyne在“The Changing World of Automotive Electronic Control Unit”一文中的分类方法,将电子模块分为如下几类:动力总成(Powertrain)、安全性与舒适性(Safety & Convenience)、整车/车身控制(Vehicle/Body Control)和娱乐信息系统(Entertainment & Information)。实际上在不同的车企中划分方法并不完全相同,随着各个细分领域的电子化,又呈现出一些交叉的特性。汽车企业的电子电气部门从协议、线束等几方面进行综合考虑,而不同设计方向的工程师对各子系统的功能负责。因此这里只做简单的划分,供各位读者根据不同的车企的划分情况设置合适的分类。

1)动力总成:动力总成控制是传统汽车的技术核心。电子控制模块需要处理很多输入信号,以实现对复杂度和实时性要求非常高的控制。动力总成控制模块通过接收发动机控制系统与自动变速器控制系统的输入,智能地协调发动机与变速器的工作,从而提高动力总成的匹配性,在获取最佳动力输出的同时有效地降低了燃油消耗。自动变速器控制主要根据汽车和路面的状态实现自动换档、失效保护和故障自诊断等功能。

2)安全性与舒适性:与汽车安全相关的电子模块是必须要进行安全件认证的,这便形成了不低的门槛。安全性电子模块有主动安全与被动安全之分,主要包括电子制动控制、安全气囊系统、电子防盗系统和底盘悬架控制系统。

3)整车/车身控制:整车/车身控制部分的汽车电子模块,主要控制的对象为汽车车身、座椅、车门、刮水器和灯光系统。其主要包括整车控制模块、车身控制模块、自动前照/尾灯控制系统、弯道辅助照明系统、电动座椅控制系统和车门控制模块等。其中整车控制模块用来综合管理其他电子模块;车身控制模块与其他传感器和执行器一起工作,共同完成对车身的控制。

4)娱乐信息系统:汽车娱乐信息系统负责收集和处理车内外环境的各种信息,利用软件、无线通信、多媒体等技术,实现多媒体娱乐、GPS定位导航、无线上网、移动办公和数字仪表控制等功能,提高驾驶的安全性和舒适性。

随着汽车电子技术在感知、计算和控制方面的不断发展,电子部件智能化和集成化的特点越发明显,汽车电子未来的发展方向是域控制器方向,因此上述的划分将会越来越模糊,以后更多的是以软件功能来区分。 4hVXp1Y6vr0Yn5E3vvmFZtxSxvpLE/0RN6D5PKSVcfNG+thCLqyL5GwLjLTBS4jy

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