新能源汽車下半場戰事,已經開啟
滲透率跨過拐點
智慧化將成為電動車產品力競爭最主線
11月10日中國汽車工業協會發布資料顯示,10月份國內汽車銷量突破233萬輛,其中新能源汽車表現突出,產銷量再創歷史新高,10月銷量達38.3萬臺。截至目前,我國新能源汽車市場滲透率已達到16%的歷史高點,有業務專家甚至提到“即使按照保守估計,明年年初新能源汽車滲透率可以達到20%,明年年底預計可以高達35%,遠遠超過原本的規劃。”
對於新能源汽車廠商來說,2022年也將是極為關鍵的一年,新勢力和傳統廠商明年將推出眾多純電動新車型。可以預見,新能源車市場的競爭在跨過20%的滲透率的以後已經邁入了競爭的下半場,智慧化作為汽車迭代的最主線邏輯,將在下半場得到最充分演繹。
圖1:國內主要新能源車廠銷量月度資料
EE架構領先者在智慧化能力上具備什麼優勢?
傳統汽車電子電氣架構主要體現為分散式ECU網路,電控單元(ECU)連線至一個或多個系統匯流排的網路節點,最後由控制器區域網路(CAN)、局域網際網路絡(LIN)和FlexRay等與其連線的各種匯流排系統構成汽車分散式網路。
圖2:汽車傳統分散式電子電氣架構
複雜的架構可以直觀上理解,隨著汽車智慧化程度提升,ECU數量急劇增加,會帶來汽車智慧體驗上很大的障礙,最主要原因就是不同ECU會採用不同嵌入式OS,由不同Tier1提供,由於軟硬體強耦合,若後續功能更新升級就會顯然帶來在統一維護和OTA升級方面的麻煩。為解決這個問題,行業共識建立以域為單位的整合化架構,域控制器DCU負責將分散的ECU的運算能力集中,並利用主控晶片相對集中地控制域內原本歸屬各個ECU的大部分功能,不同域之間的通訊,由更高傳輸效能的乙太網作為主幹網路承擔資訊交換任務。
圖3:汽車域集中式架構基本理念
資料來源:博世,Datayes
另外,在域為單位的整合化架構建立後,為進一步提升協同執行的效能,跨域融合集中化方案也開始出現,將多個域控制器合併為一個域控制器。我們通常說的智慧汽車的標誌特徵自動駕駛功能,顯然需要汽車動力、底盤、車身、座艙這些域功能的整體配合,所以達到中央域控是比較理想的狀態,車中只有一箇中央計算平臺,域控制受中央計算平臺統一管理。這顯然對於智慧汽車供應鏈、硬體效能以及軟體方面提出了大量變革升級的要求。
圖4:汽車電子電氣架構演變路徑
資料來源:意法半導體,Datayes
從這個角度,我們再去理解為什麼特斯拉是汽車智慧的標杆,以Model3為例,我們從座艙設計上可以去直觀觀察。整個座艙的幾乎對車輛所有功能的控制都集中在一塊中控大屏上,對比目前很多傳統廠商的新能源車的座艙體驗,雖然說傳統廠商目前可能會認為應該更多考慮人類駕駛員的使用便利性和行車安全性而採用更多物理按鍵去控制各類功能,但也難以遮掩傳統廠商的新能源車座艙在極致智慧化方面暫時較為落後的體驗。
而我們看特斯拉的產品設計,即使在目前消費者尚未對全面智慧化有較高需求的情況下,仍然將產品形態已經完全瞄準到了未來完全自動駕駛普及的狀態,這充分體現了何為汽車智慧化的標杆。在完全自動駕駛的未來駕駛場景中,顯然並不需要人類干預做太多的事情,那麼只需要一個人機互動的顯示屏就可以了,例如也就不需要類似其他廠商目前在單獨的儀表顯示上去堆配置,因為單獨的儀表盤畢竟是主要適合人類主導駕駛的模式的。我們從特斯拉的產品顯然看到了汽車智慧化標杆對於汽車智慧化的最終形態的探索闡釋和極致產品追求。
圖5:特斯拉Model3座艙設計
資料來源:特斯拉,Datayes
顯然,實現這些使用者可及的座艙和駕駛體驗不可能僅是外觀的變化,回到汽車電子電氣架構,特斯拉電子電氣架構已按功能域進行整合,根據車身區域分為了三大部分:中央計算模組 (CCM)、左車身控制模組(BCM LH)和右車身控制模組(BCM RH) ,其中中央計算模組整合了自動駕駛域、資訊娛樂系統域和通訊系統域,左車身和右車身控制模組分別整合了車身與便利域、底盤與安全域和動力總成域。前沿的架構再加上相關硬體和軟體的支援,才有我們看到的在中控屏上例如對於車身的控制通常是透過“左”和“右”這樣的使用者很容易直觀理解的邏輯去操作的體驗。
圖6:特斯拉中央整合和區控制器的架構
資料來源:特斯拉,Datayes
影響汽車智慧體驗的相關電子器件
智慧汽車相較於傳統汽車比較顯著的增量部分主要在動力總成域、智慧座艙域和自動駕駛域,以A股公司目前已涉及的業務範圍來看,電子器件涉及動力總成域的主要包括IGBT、碳化矽等功率器件,涉及智慧座艙域的主要包括提供座艙硬體解決方案,涉及自動駕駛域的主要包括自動駕駛晶片、鐳射雷達、攝像頭等,從整體智慧車架構升級的角度,包括車載MCU、MEMS感測器、電源管理/訊號鏈晶片、乙太網交換晶片/PHY晶片等,其他包括車用線纜、PCB等也存在普遍的需求量和產品迭代機會。
對於汽車智慧化趨勢及未來的升級迭代,硬體方面相關電子器件的效能提升是整體電子電氣架構的支撐,本篇僅對相關器件做A股公司梳理,後續分別就相關器件板塊詳細展開。
IGBT板塊:
智慧座艙板塊:
自動駕駛板塊:
車載MCU板塊:
MEMS感測器:
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