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专栏:蓬勃发展的汽车智能化

来源:基金视窗 作者:摩根士丹利华鑫基金研究管理部 张伟 发布日期:2020-09-22

近年来,汽车行业向着电动化、智能化、网联化方向发展的趋势日益明显,世界主要汽车产销国家都陆续推出法规政策,促进智能汽车的普及发展。

在顶层设计层面,2020年2月,发改委、工信部等11部委联合发布《智能汽车创新发展战略》,提出到2025年,实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产,实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用,展望2035到2050年,中国标准智能汽车体系全面建成、更加完善。顶层设计的一系列法规政策为中国智能汽车的发展指明了方向。在智能化建设层面,2017年12月,工信部发布《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》,目标到2020年,智能汽车技术水平大幅提升,建立可靠、安全、实时性强的智能汽车智能化平台,形成平台相关标准,支撑L4级自动驾驶功能研发与应用。在网联化建设层面,2018年12月,工信部发布《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》,目标到2020年,实现智能汽车产业跨行业融合,构建能够支撑L3级及以上的智能汽车技术体系。

智能汽车的发展给汽车行业带来了许多重大的技术变革,并取得了丰硕的研发成果,其中最具有代表性的莫过于高级辅助驾驶系统(ADAS)和集中式电子电气架构。ADAS(高级辅助驾驶系统)是指利用安装在车上的各种传感器(如摄像头、毫米波雷达等),充分收集汽车在行驶过程中产生的数据和路况、天气等环境数据,在此基础上对数据进行处理,进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪,从而在一定程度上实现低级别的自动驾驶,使驾驶者预先察觉到可能发生的危险,有效增加汽车驾驶的安全性。ADAS通常包括自适应巡航(ACC)、车道偏移报警系统(LDWS)、车道保持系统、碰撞避免或预碰撞系统、夜视系统、自适应灯光控制、行人保护系统、自动泊车系统、交通标志识别、盲点探测,驾驶员疲劳探测、下坡控制系统和电动汽车报警系统等功能。

汽车智能网联化的发展使汽车行驶过程中产生的信息流和数据流爆发式增长,汽车电子电气(EE)架构也将迎来升级,沿着分布式-域集中式-中央计算式的路径逐渐进化,当前正处于分布式向域集中式演化过渡阶段。从全车100余个ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)到5个DCU(Drive Control Unit,传动控制单元),控制功能迅速集中,算力更强、性能更优的域控制器走上历史舞台。ECU是域控制器的前身,在车辆发动机、变速箱、安全气囊等各底层执行零部件中广泛应用,承担决策功能,目前大部分传统车企上都是分布ECU搭载;往后发展,控制范围更广、算力更强的域控制器取代了原有较为独立的各ECU的决策功能。以博世经典的五域分类拆分整车为动力域、底盘域、座舱域/智能信息域、自动驾驶域和车身域,五域较为完备的集成了L3+车型的所有控制功能,在极少数L3级别车型上(如长安UNI-T/小鹏P7等)进行应用。

域控制器再往后发展,以特斯拉Model 3为代表的中央计算平台Central & Zone Concept是行业未来趋势。特斯拉通过升级电子架构可以有效减少线束的长度,Model 3约为1.5km,Model Y仅100米。特斯拉直接跨越域集中电子电器架构,采用域ECU车载电脑的方式,其自研的FSD(Full Self-Driving)芯片每秒能完成144万亿次计算,能同时处理每秒2300帧的图像,并且能够应对L5级别自动驾驶所需的感知层数据量和计算能力。 

特斯拉于2014年10月推出Autopilot 1.0首次实现智能驾驶系统商业化,目前正在向L3级别迈进。大众与福特以ARGO为纽带展开合作,大众于2017年量产L3级别的奥迪A8;宝马与戴姆勒展开技术合作,计划于2021年量产车型iNext,同样是L3级别的智能驾驶产品;Uber也计划于2020年推出适合高速场景的L3级自动驾驶汽车。在国内,2018年小鹏与德赛西威联合开发L3级自动驾驶汽车,小鹏P7于2020年上市。 

互联网企业也积极布局智能驾驶赛道。Google的无人驾驶项目于2009年正式启动,2016年谷歌无人驾驶项目独立为谷歌母公司Alphabet旗下子公司Waymo。Waymo已经收集了几十亿英里的模拟驾驶数据和超过350万英里的道路驾驶数据的沉淀。同时Waymo的模拟器可以在每个新软件版本里回放我们在真实世界里驾驶的数据,还可以针对我们的软件构建全新的现实虚拟场景进行测试,从而帮助车辆安全地在现实世界中驾驶。从测试里程指标来看,Waymo排名第1。在无人出租车方面,百度阿波罗7月初推出了300辆L4自动驾驶汽车,成为首家获得“T4”路试许可证(公开路试许可证)的国内公司,标志着该自动驾驶汽车具有在复杂的城市道路、隧道和学校区域行驶的能力,并能够应对各种复杂的情况。数据显示,阿波罗的Robotaxi已完成了超过600万公里的道路测试,零事故的发生率创历史新低。配有Apollo平台的车辆在全球27个城市运送了100,000多名乘客。