当前位置: 加速装置 >> 加速装置市场 >> 汽车软件深度报告汽车软件产业链及未来趋势
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关键结论
电动智能趋势下,汽车逐步由机械驱动向软件驱动过渡。近年SDV(软件定义汽车)概念逐步被行业认知,根源在于“汽车如何体现差异化”问题的变迁,随着电动化带来的汽车电子构架革新,汽车硬件体系将逐渐趋于一致,软件成为定义汽车的关键,行业更具想象空间。即造车壁垒已经由从前的上万个零部件拼合能力演变成将上亿行代码组合运行的能力。本文通过对汽车软件行业的系统性梳理,帮助读者把握行业成长中的投资机会。
我们提出零部件赛道三维筛选框架,基于起点(单车价值量)-持续时间(产品生命周期)-斜率(产品升级速度)三维体系评价细分零部件的市场空间,软件平均单车价值量由传统车的美元,提升至年新能源汽车的0.23万美元,进一步至年新能源汽车的1.8万美元。未来十年软件市场复合增速为9%,年亿美元空间,57%的增量来自于ADAS及AD软件。
软件如何定义汽车价值?百年汽车工业面临由机械机器向电子产品过渡的新变局。汽车“驾驶感”及车机APP化的功能实现发生在我们看不到的隐秘角落——上百的电子控制单元循环执行软件代码功能块,通过高性能的中央计算单元,与硬件体系结合以解析驾驶员需求,逻辑运算后向机械部件发送相应响应指令。
汽车软件成为未来汽车构架重要组成部分。而整车电子电气构架提供的硬件、操作系统实现的管理功能、基础软件平台构架实现的抽象化为SDV不可或缺的三大关键部分,软硬件的分离(研发分离、功能发布分离)成为实现SDV基础。
发展史与整车厂战略。汽车软件随产业技术升级持续迭代:年代的简单发动机控制算法→年代中央计算单元创新→年代信息娱乐系统创新→0年代安全系统→年代开始向全新汽车电子构架及软件系统演变。不同于以前依靠多个ECU由部件供应商主导的无独立软件产品概念时代,主机厂愈发需具备软件的管理能力及核心软件设计能力。整车厂中特斯拉引领车载软件行业最高技术,大众重金重塑软件架构,整车厂关乎开发周期、赋予附加值、构架实现、软件变现模式以及操作系统切入等问题上仍未进行标准化定义,却为影响行业发展的关键所在。
产业链机遇。新科技、软件公司涌入带动供应链管理的扁平化、边界模糊化,带动供应链生态体系变革。供应模式上,预计Tier1与整车厂之间将采取两种合作方式,其一,整车厂主导软件,Tier1负责硬件生产;其二,整车厂定义软件框架规范标准,Tier1供应符合标准的相关软件。盈利模式上,偏向制造业逻辑的大部分汽车硬件由于堆桥数量将受到限制,终将会进入产业稳态阶段,往接口及功能上的标准化发展,维持较稳定的利润率水平;软件由于迭代周期快且行业特性带来的标准化程度低,赋予汽车新盈利模式。现阶段特斯拉三大付费模式打开车企软件变现想象空间,开发基础平台收许可费、供应功能模块按Royalty收费及定制化的二次开发均为未来软件供应商主流打法。
推演的5大未来趋势。汽车终将成为搭载“差异化元素”的通用化平台。一方面,ECU功能模块里循环迭代的代码驱动汽车执行动作反馈;另一方面,车载娱乐信息系统APP化吸引第三方开发者入场。海量数据将在车内流转,关于赋能域控制器、定位车机系统的各项软件性能升级,包括功能中心化、以太网应用、整车OTA升级、信息交互上云及深层次的信息安全防御等,或将带来汽车软件一系列发展机遇。
SDV新阶段:软件如何定义汽车价值
百年汽车工业面临由机械机器向电子产品过渡的新变局。跨入驾驶室,安静的启动、柔中带刚的加速、平稳过渡的刹车等为代表的汽车“驾驶感”逐步由机械驱动向软件驱动过渡,这一套功能的实现发生在我们看不到的隐秘角落——上百的电子控制单元循环执行软件代码功能块,通过高性能的中央计算单元,与硬件体系结合以解析驾驶员需求,逻辑运算后向机械部件发送相应响应指令。近年来,SDV(SoftwareDefineVehicles,即软件定义汽车)概念逐步被整车厂认知,根源在于“汽车如何体现差异化”问题的变迁,随着电动化带来的汽车电子构架革新,汽车硬件体系将逐渐趋于一致,整车厂很难在硬件上打造差异化,此时软件成为定义汽车的关键,即造车壁垒已经由从前的上万个零部件拼合能力演变成将上亿行代码组合运行的能力。
汽车软件为未来汽车构架重要组成部分
汽车软件与硬件体系发生分化。近几十年随汽车构架升级、性能与用户操作感需求逐年提升,汽车软硬件数量爆发,并愈发复杂化。在硬件方面,电控单元数量迅速增长,于年面临增速放缓的拐点(主要受整车成本与控制器数量平衡的影响),年随行业集中式电子电气架构趋势持续推进,电控单元迈向集成化从而控制器数量将较为平稳。在软件方面,各大主机厂软件功能体系越做越大,其中“功能函数”作为软件体系中的最小单元,其单车数量持续增大,控制器内部的功能函数复杂度提升,叠加智能座舱新增的应用型软件需求,软件重要性愈发凸显。年(增速放缓的硬件数量VS.急剧攀升的软件数量)与年(硬件产业成型VS.软件加速迭代塑造汽车差异性)为汽车软硬件发展中两个重要的分水岭。
汽车复杂的运作需软硬件结合进行。无论是驾驶舱对汽车电子功能的调用,抑或汽车与驾驶员和环境互动,均可抽化为软硬件密切配合的模型,即驾驶员的需求与汽车功能反应之间存在着复杂的控制链条:驾驶员通过机械硬件或部分虚拟按钮输入期望(例如通过车载按钮、踏板等输入型机械硬件给出期望)→驾驶员动作转换为电子信号传入电控单元→执行器控制控制对象达到驾驶员的需求→传感器向电控系统持续反馈控制达成的具体情况,软件逻辑持续运算向执行器发出指令,最终达成驾驶员的期望要求。以刹车辅助驾驶为例,在驾驶员刹车信号不足或过慢的情况下,内置的一套软件逻辑将被激活,让制动系统自动做出减速相应。在电控单元中快速进行的一次次软件迭代循环,为汽车正常运作的基石。
SDV研发工具链仍以V流程为主。汽车研发系统过程能拆解为软件、硬件、执行器及传感器4大部分。与传统车相同,V模型为车企主流的开发流程,从产品设计、子系统设计、控制器验证及系统验证等阶段均有相对应的工具链进行支撑,涵盖从系统到软件以及集成后的一系列测试等内容。SDV模式下对工具链的应用具部分变化:一方面,硬件愈发通用化,研发会集中在作为功能集群的ECU开发上;另一方面,车的各种功能实现尽量靠软件实现。
Step1:产品设计阶段。此阶段核心为分析和拆解需求。由消费者的需求、车型安全及性能的刚性需求以及法律法规需求定义出软件的基础构架,以及定义出各大功能模块。
Step2:子系统设计阶段。步骤为由系统构架需求定义软硬件构架设计。关乎软件系统部分在这一步雏形初显,能将技术问题具体化,例如定义软件能实现的功能、软件功能模块的分离、如何跟对应的控制器配合等。
Step3:控制器验证阶段。完成硬软件及控制器集成,代码成型并迭代测试。
Step4:系统验证阶段。测试软硬件在整车上的装载使用情况。
SDV不可或缺的三大关键部分——电子电气架构、操作系统、软件平台
整车电子电气构架为硬件基础。汽车电子电气架构(ElectronicandElectricalArchitecture,文中简称EEA)最初由德尔福公司提出,以博世经典的五域分类拆分整车为动力域(安全)、底盘域(车辆运动)、座舱域/智能信息域(娱乐信息)、自动驾驶域(辅助驾驶)和车身域(车身电子)等5个子系统。后续演变成车企所定义的一套整合方式,可形象看作人体结构中的骨架部分,后续需要“器官”、“血液”和“神经”进行填充。具体到汽车上来说,EEA把汽车中的各类传感器、ECU(电子控制单元)、线束拓扑和电子电气分配系统完美地整合在一起,完成运算、动力和能量的分配,实现整车的各项智能化功能。博世曾经将汽车电子电气架构划分为三个大阶段:传统分布式电子电气架构-域控制器电子电气架构-集中式电子电气架构:
(1)传统分布式的电子电气架构:主要用在L0-L2级别车型,此时车辆主要由硬件定义,采用分布式的控制单元,专用传感器、专用ECU及算法,资源协同性不高,有一定程度的浪费。产业链分工上,车型架构由整车厂定义,实现核心功能的ECU及其软件开发由Tier1完成。
(2)域控制器电子电气架构:从L3级别开始,通过域控制器的整合,分散的车辆硬件之间可以实现信息互联互通和资源共享,软件可升级,硬件和传感器可以更换和进行功能扩展。属于过渡形态,ECU仍承担大部分功能实现,整车厂将参与部分域控制器的开发。
(3)集中式电子电气架构:以特斯拉Model3领衔开发的集中式电子电气架构基本达到了车辆终极理想——也就是车载电脑级别的中央控制架构。此时集成化趋势将消减大部分ECU,主机厂将逐渐主导原本属于Tier1参与的软件部分(预计以直接开发模式或定义规范标准后让供应商参与),其目标是设计简单的软件插件和实现物理层变化的本地化。
操作系统实现管理功能。车载操作系统(Car-OS)承担着管理车载电脑硬件与软件资源的程序的角色。20世纪90年代伊始,汽车上基于微控制芯片的嵌入式电子产品的应运兴起,需加入相关的软件架构以实现分层化,即汽车电子产品均需要搭载嵌入式操作系统。从产品品类上,汽车电子产品可归纳为两类,一是以仪表,娱乐音响、导航系统为代表的车载娱乐信息系统;二是主管车辆运动和安全防护的电控装置。两者对比而言,电控系统更强调安全性和稳定性,因此应用于电控单元ECU的嵌入式操作系统标准更为严格。未来操作系统发展面临两大趋势,一是以OSEK、AUTOSAR为典型代表的操作系统标准联盟将定义统一的技术规范;二是智能网联趋势下数据融合度提升,由于各个部件的安全标准等级不一从而整车上存在多种操作系统的运用,通常引入虚拟机管理(可提供同时运行多个独立操作系统的环境),如在智能座舱ECU中同时运行Android(车载电子操作系统)和QNX(电控操作系统)。
基础软件平台构架是实现抽象化的关键所在。从定义上,软件架构为软件系统定义了一个高级抽象(软件表达行为、属性、相互作用、集成方式及约束均在此架构上体现)。而SDV核心内涵是能够通过软件作用,动态地改变构架网络节点之间的联结或分离状态,从而定义汽车不同的功能组成。基础软件平台需具备三方面要求:一是可靠性,能保证汽车功能实现的实时和安全;二是通用性,适用于不同车型和不同的操作系统上;三是网构架节点易于更换联结方式。AUTOSAR是全球各大整车厂、供应商联合拟定开放式标准化的软件架构,其使得不同结构的电子控制单元的接口特征标准化,从而软件具更优的可扩展性及可移植性,降低重复性工作,缩短开发周期。
汽车软硬件分离为SDV基础
软硬件的分离涵盖研发分离、功能发布分离两方面。软硬件分离为实现SDV基础,电动化趋势简化造车流程,未来汽车硬件的研发、制造更偏向于流水线过程,而软件发展逐步具互联网的快速迭代趋势倾向。汽车软硬件分离概念由此而生,其包含两方面内容,一方面,由于开发周期(汽车硬件5-7年的开发周期vs.软件2-3年的开发周期)及技术领域(偏向制造业vs.偏向互联网)的差别,汽车软硬件在开发上、供应上逐渐分开。另一方面,软件的功能发布可以与车型完成分离,新软件不仅适用于新车,仍可快速发布到已量产车型上,增强车型硬件的使用长尾期。
软硬件分离在功能升级及工艺装配上具优势。基于软硬件分离的新构架体系在车型功能升级及制造模式上发生变化。功能升级上,新的扩充功能由软件定义通过云端直接升级,无需再在硬件层面进行验证;工艺制造上,与软件分离后的电子电气构架不同于现阶段“八爪鱼”式的复杂构造,更易于自动化装配。
当前车企实现更新的方式——硬件冗余,后续依靠更新升级。
(1)硬件预置:传统汽车定价由硬件及性能决定。而SDV模式下,相同硬件的车型通过不同的软件配置决定车与车之间不同的功能与体验。车企在车型设计之初需提前定义软硬件,SOP时将具备扩展功能的冗余硬件预装,后续将通过付费型软件升级或者功能开放回收成本。以特斯拉的AutoPilot为例,冗余的预设硬件将通过后期持续的软件升级调动功能,为新创收模式。
(2)性能预置:性能预置分为两个方面,控制器算力预留,为更多的软件功能和算法预留空间。随智能驾驶趋势,车载算力大幅提升,由于无法预估后续所需算力的极限,通常在实际情况中会预留算力空间。性能预留,通常在各性能硬件上做事先预留,以应付如加速性能提升,续航里程提升,图像的清晰度提升,音响效果提升等升级事项。例如年6月,美国权威杂志《消费者报告》发现,Model3刹车距离比皮卡福特F-要长。ElonMusk接受了《消费者报告》的批评并承诺通过OTA尽快解决此问题。此后在不到一周时间,特斯拉通过一次OTA升级解决了该个问题,《消费者报告》重新测试后发现,升级后的Model3刹车距离缩短了5.8米。
追溯发展史:汽车软件的前世
汽车软件随产业技术升级持续迭代:年代的简单发动机控制算法(软件嵌入应用模式)→年代中央计算单元创新(显示车辆基本信息)→年代信息娱乐系统创新(GPS、自适应巡航控制出现)→0年代安全系统(出现高级驾驶员辅助驾驶概念)→年代开始向全新汽车电子构架及软件系统演变(电子化和软件化,出现无人驾驶概念)。
年代之前,汽车仅搭载车灯、启动机、火花塞等简易电子设备,并未运用任何软件部分。整车电子设备通信及电能供给依靠铜导线传输。部分豪华车装置仅由收音机为核心部件的车载娱乐系统。
年代,发动机系统具备算法功能。出现点火系统、电子燃油喷射等装置,软件直接嵌入应用使用,软件之间无关联具独立性。
年代随IT技术起步,电子电气化革命在传统机械部件上进行创新。油耗及行驶距离等信息可在车内做电子化显示,搭载软件的电控单元开始出现,如防抱死系统ABS、车辆稳定系统ESP、电子变速箱等电子系统诞生,新功能由嵌入式软件的算法控制,CAN及LIN总线解决不同控制器之间的通信问题。
年代,信息娱乐系统持续创新,软件成为汽车重要部分。汽车软件构架愈发分散,出现GPS及自适应巡航控制等较高阶的电子组件及软件。同时,不同控制器间持续延长的通信总线成为车企后续进行成本管控的重要一环。
0年代,安全系统推出,软件开始主导汽车创新。“高级辅助驾驶概念”在此阶段兴起,例如驾驶员未及时反应的障碍物可以系统运算下汽车自发停车规避。此时的软件系统更为高阶,行业引入AUTOSAR标准软件构架。车型方面,电子化特征明显,奔驰S级轿车车型电控单元超80个,通信总线近0条。
年开始,汽车电动化带来电子电气构架、汽车软件新变局。智能驾驶、车联网概念引入,造车新势力、互联网企业等多玩家参与进造车环节,以特斯拉为代表的整车厂重新定义软件系统,新创OTA新升级模式。
产业链机遇:SDV重塑市场格局
新科技、软件公司的涌入带动了供应链管理的扁平化、边界模糊化,推动产业竞争要素发生本质变化,带动供应链生态体系变革。在传统封闭式供应链的汽车制造商在整条供应链中只负责一个环节,主要担任汽车研发制造的角色。而在新生态体系中,汽车软硬件分离重塑产业格局,主机厂、供应商以及互联网企业均参与进汽车新生态体系,从汽车全生命周期覆盖整个产业链条。
供应模式转变,主机厂、供应商及互联网企业入局
SDV软件开发模式下,不同于以前依靠多个ECU由部件供应商主导的无独立软件产品概念时代,主机厂愈发需具备软件的管理能力及核心软件设计能力,并引入供应商及互联网企业参与此环节。在软件领域,预计未来Tier1与整车厂之间将采取两种合作方式:
其一,整车厂主导整车软件部分,Tier1负责硬件生产。在传统车企巨头入场燃油车领域多年的历史里,造车流水线仍以机械制造为主,Tier1以分担主机厂重资产角色存在,通常与整车厂车型生产周期形成相应配套。而在智能化时代,软件主要以轻资产模式运转,出于掌握核心技术考量通常为主机厂所主导。其二,整车厂定义软件框架规范标准,Tier1供应符合此标准的相关软件。瞬息万变的技术导致车企研发容错率下降。尤其对新入场的造车势力而言,若在前1~2款车连续失败,大概率将面临淘汰。因此对部分在技术储备、研发及资金实力较弱的主机厂而言,可在其定义软件标准后由Tier1进行对应的开发配套。
盈利模式转换,将逐渐由硬件逐渐向软件倾斜
硬件发展具天花板效应,软件持续赋予车型新附加值。以经过15年发展的手机产业链为例,硬件体系随处理器性能持续提升、摄像头像素及摄像头个数持续增加、屏幕材质与大小升级,其产业增速趋缓,硬件盈利模式逐渐固化。而随苹果iPhone产品横空出世定义软件附加值新模式,小米做低手机硬件利润并将其定位于功能载体,至此软件与服务成为手机产业链盈利模式的重要来源。对标至汽车,偏向造业模式的传统车具较固定的盈利模式,从而车企具较稳定的利润率,而目前在汽车电子电气化架构趋势下,软件有多样性应用的空间,无论硬件抑或软件体系均包含升级或新生环节,盈利模式尚未定型。而长远来看,偏向制造业逻辑的大部分汽车硬件由于堆桥数量将受到限制,终将会进入产业稳态阶段,往接口及功能上的标准化发展,维持较稳定的利润率水平;软件由于迭代周期快且行业特性带来的标准化程度低,赋予汽车新盈利模式。
特斯拉已构筑初阶车企软件盈利模式。硅谷出身的特斯拉已证实一条软件大规模变现的可行性路径,分为FSD付费、软件应用商城及订阅服务三种模式:
(1)FSD付费模式:特斯拉车型在售出后标配Autopilot辅助驾驶功能,而实现自动泊车、智能召唤的FSD全自动驾驶功能需付费使用。FSD单价并未固定,过去一年内特斯拉FSD售价经过三次提价(国外美元,国内6.4万元),成为特斯拉利润的重要来源。以年36.7万辆的交付量计算(30万辆Model3,6.7万辆ModelS/X),假定35%的FSD装载率,6美元的ASP,则软件收入近8.3亿美元(其毛利率大概率高于80%)。
(2)软件应用商城:类似手机应用商城,可即时购买性能升级软件包(包括辅助驾驶功能、FSD及各类性能升级包),通过OTA进行升级。
(3)订阅服务:Q4推出定价9.9美元/月的车联网高级连接服务,包括流媒体、卡拉OK、影院模式等功能。Q2,特斯拉宣布计划在年底推出定价美元/月的FSD套件订阅服务,为FSD的使用提供另一选择。
对于第三方汽车软件供应商,盈利模式仍不明晰,参考手机产业模式及目前行业发展情况,预计其未来有望采用以下3种主流盈利模式:
(1)受主机厂委托,开发基础平台并收取许可费用。
(2)供应功能模块按汽车出货量Royalty收费(按销售量和单价一定比例分成)。
(3)基于车企平台为其做定制化的二次开发,并收取费用。
市场空间:未来十年软件市场复合增速为9%,年亿美元空间
软件市场进入快速扩张期。包括系统软件和应用软件在内的软件系统将在智能化趋势中,由低基数实现快速扩张,据麦肯锡预计,软件在D级车整车价值中所占的比例有望在年达到30%,将成为未来汽车行业最重要的领域。
市场规模方面:电动智能化趋势下硬件发展周期领先于软件,增量市场弹性小于软件。据麦肯锡,-年汽车软件和E/E架构市场预计复合年增长7%,从目前的亿美元增长至年的亿美元。拆分来看,-年软件市场规模(操作系统、中间件及功能软件)复合增速为9%(由年的亿美元,增长至年的亿美元,进一步增长至年的亿美元)。-年动力系统市场规模复合增速为15%,主要受动力源更迭拉动。在硬件方面,ECU/DCU、传感器以及其他电子元件的复合增速分别为5%、8%及3%。软件的应用带动汽车集成及验证环节革新,-年集成及验证市场规模复合增速为10%。
单车价值量方面:汽车软硬件实现分离后两者的发展模式将出现分化。其中硬件体系的价值量随模块化、集成化发展,在规模化降本过程中其单车价值量增长将较为平缓或略下降态势;而软件体系迭代速度快,在其对附加值模式的持续探索下,价值量将持续上行。据麦肯锡预计,汽车中软件单车价值量增速最大,纯电动车型将由年的0.23万美元增长7倍至年的1.82万美元。同期ECU/DCU、传感器、动力系统(除电池)及其他电子器件增速分别为37%、27%、-7%、5%。此外,在豪华车及主打智能化车型上,软件的价值量占比及绝对值将处较高水平。
汽车结构方面:全球汽车软件与硬件内容结构正发生着重大变化,软件驱动逐渐成为主导。据麦肯锡预测,年软件驱动占比从年的7%增长到10%,预计年软件驱动的占比将达到30%,届时硬件驱动占比仅为41%。
软件内容方面:应用型软件为汽车软件发展主力,ADAS及AD软件为主要增量。据麦肯锡预测,-年一体化软件、验证型软件及功能性软件市场规模复合增速分别为9%、10%、10%,其中功能性型软件占据汽车软件半壁江山(结构上占比6成)。-年按软件功能划分的市场规模中,最大增量为ADAS及AD软件,占市场规模增量的57%;信息娱乐、安全及联网相关软件次之,占20%;操作系统和中间件、车身和动力系统相关软件、动力总成和底盘相关软件分别占据10%、10%、2%。
整车厂战略思路:软件为必争之地
在汽车构架三步走过程中——传统分布式电子电气架构-域控制器电子电气架构-集中式电子电气架构,主机厂将逐渐主导原本由Tier1包揽的定制软件部分,软硬件进行拆分发包的趋势近年来愈发明显。车企和互联网软件企业纷纷入局,特斯拉引领车载软件行业最高技术,大众计划紧跟,组建5千名软件工程师开发旗下所有车型统一的操作系统“vw.OS”,汽车属性已然将逐渐由代步工具转换为移动的第三空间(例如未来的娱乐、办公场所)。现阶段整车厂与Tier1的合作模式仍在探索中,关乎开发周期、赋予附加值、构架实现、软件变现模式以及操作系统切入等问题上仍未进行标准化定义,却为影响行业发展的关键所在。
特斯拉在软件层面最大亮点是OTA升级模式
特斯拉创整车OTA升级先河。其升级主要在两个方面:一方面,将软件升级发送到车辆内的车载通讯单元,更新车载信息娱乐系统内的地图和应用程序以及其他车机类软件。例如升级车机的运算速度、屏幕操作流畅度,运行高画质游戏以及增强可视化效果等,属于驾驶舱内“看得见”的升级。另一方面,以直接将软件增补程序传送至有关的电子控制单元(ECU),为Autopilot持续引入及优化新功能。例如提升时速、修复驾驶漏洞等。软硬件分离开发、硬件性能冗余的设计思路是实现OTA的必要条件,随法规放开、算法逐渐完善,特斯拉以OTA升级软件模式逐步解锁新运用功能。此外,特斯拉颠覆车载软件盈利模式,以6.4万元的FSD选装软件包定价、0美元的“AccelerationBoost”动力性能加速升级包独创软件付费的商业模式。
集中式电子电气架构提供OTA基础。特斯拉的整车OTA升级需要其超前的汽车电子电气架构做配套配合,传统车企分布式电子电气架构中ECU数量庞大,单个ECURAM内存容量有限,同时供应商的底层代码和嵌入软件差别较大,难以完成整车功能的统一更新。而特斯拉采用集中式的电子电气架构,分为CCM(中央计算模块,整合ADAS及IVI域功能)、BCMLH(左车身控制模块)、BCMRH(右车身控制模块)三个部分,款的ModelS大约有15个ECU,此后发布的Model3则直接通过Hardware3.0和三个车身控制器执行来控制行驶、转向和停止等功能,集中的架构和高算力的控制模块支撑了特斯拉整车OTA升级。目前特斯拉已经可以通过OTA的方式实现改善车辆的底盘、信息娱乐、电池续航、ADAS乃至自动驾驶等多项功能,让车的功能迭代更加灵活和便捷,最终变成一台可以不断进化的智能终端。
OTA升级过程需数据网络配合,其安全性尤为重要。特斯拉OTA升级即指将程序从主机厂服务器更新到指定ECU,主要步骤为:车辆与服务器通过蜂窝网络进行安全连接,将待更新的固件传输至车辆远程信息处理系统及OTAManager,OTAManager将固件分发至需更新的ECU并管理更新过程,更新完毕后向服务器发送确认信息。整个OTA升级过程面临安全考验,腾讯科恩实验室曾实现对特斯拉的无物理接触远程攻击,并将漏洞情况报告给特斯拉以做修复。OTA模式的信息安全(信息包加密及隔离)及功能安全(车辆状态信息传输)需得到足够保障。
特斯拉OTA依然属于行业标杆,传统车企追赶特斯拉在研发OTA过程中仍面临困境。具先发优势的特斯拉在OTA对动力和底盘系统有效升级层面、用户体验、系统成熟和稳定性方面均处于行业领先地位,引领传统车企和造车新势力跟随布局,但仍面临较多困难,体现在三个方面:其一,需投入较大的人力、物力、财力,考验主机厂研发实力;其二,OTA打破固有的经销商提供增值服务的模式,利润蛋糕重新切分具一定阻力;其三,OTA安全性和稳定性上要求较高,主机厂需理解部分互联网领域技术。
大众重塑软件架构,推行vw.OS规划
曾囿于软件问题车型延迟交付。在特斯拉软件技术快速迭代压力下,大众加紧开发基础架构,或因为开发过于仓促等因素,曾多次发生软件问题,如新一代纯电动汽车ID.3因为软件开发延迟造成交付时间推迟,新款高尔夫也曾因为仓促上马新技术(全数字座舱)于车辆中发现软件问题而临时停售。
大众已着手构建软件架构体系。为抗衡特斯拉及科技巨头等新势力的布局,大众愈发重视汽车软件开发业务。年1月1日起,大众集团所有软件开发工作被集中至独立新部门——Car.Software(年6月份成立)。Car.Software分为“互联汽车和设备平台”“智能车身和驾驶舱”“自动驾驶”“车辆运动和能源”以及“数字业务和出行服务”五个业务单元,其所有功能都将用于开发vw.OS车机系统。一系列车型软件问题出现后,宝马制造工程高级副总裁DirkHilgenberg加入成为Car.Software负责人。此外大众也对智能驾驶研发体系进行重组,如拆分L4智能驾驶研发部分、合并各部门自动辅助驾驶研发。
大众软件计划的内在驱动力来源于两个方面:
其一:汽车软件代码愈发复杂。大众曾做过统计,汽车软件的行代码远大于其他应用终端(汽车软件1亿行代码VS.Facebook8千万行代码VS.PC电脑4千行代码VS.飞机2.5千万行代码VS.谷歌浏览器1千万行代码),是智能手机的10倍。年整车代码量有望超2亿行,达L5级智能驾驶代码量有望超10亿行。
其二:汽车成为复杂的联网设备,软件将扮演重要角色。在大众传统车型上仅需约70个ECU,功能相对较为分散。而在未来的集成化计算单元体系下,软件的重要性将愈发凸显,与ECU配合定义汽车功能,涵盖操作系统、基础软件以及其他应用软件的车载软件大众均会自主开发。
大众对研发投入、人员安排及软件化目标做出规划:
投入方面,大众集团将在未来三到五年内投入90亿美元(约合人民币亿元)资金进行软件开发。员工方面,不同于制造环节的裁员情况,数字化部门员工由0名再次扩编至1万人。软件化目标方面,内部研发软件占比由不足10%提升到60%以上,同时提出“8合1目标”(将现有的8个电子平台整合为一个平台)。年前,所有新车型将使用vw.OS操作系统和定制的云服务(大众与微软合作),软件在汽车创新中占据90%份额。
汽车软件的未来推演
若考虑对汽车开发的终极假想,汽车最终会成为搭载“差异化元素”的通用化平台。以目前视角,差异化元素涵盖智能座舱(人与车互动的生态系统,包括包括全液晶仪表、车联网、车载信息娱乐系统IVI、ADAS、HUD、AR、AI、全息、氛围灯、智能座椅等方面)及智能驾驶(L1~L5级智能驾驶等级)领域。而差异化元素主要由车型全新的电子电气架构和软件两方面定义,一方面,ECU里的功能模块持续循环迭代的代码驱动汽车执行最适宜的动作反馈;另一方面,车载娱乐系统越发APP化吸引较多第三方开发者入场。海量数据在车内流转,其深层次的安全防御(检测和防御网络攻击)愈发重要。经过产业趋势推演,提出以下5大汽车软件趋势预判。
趋势1.往车辆集中式电子电气架构发展,功能中心化
集中式电子电气架构为终极构架体系。以域控制器为代表产品的跨域集中式电子电气架构再往后走,就是集成化程度更高的车辆集中式电子电气架构——Vehicle
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