聯網化是汽車真正成為智能化終端的基礎,是實現無人駕駛的關鍵一環,也是共享出行的前提。作為汽車“新四化”(智能化、電動化、聯網化、共享化)中承上啟下的環節,車聯網發展仍然處于早期階段,車輛緊急報警、車載導航、在線信息娛樂等是普及較好的車聯網應用,在線升級(OTA)與無線車隊管理逐漸得到重視,不過車聯網在自動駕駛中的應用仍然比較謹慎。
自動駕駛或安全駕駛輔助系統對于聯網通信的實時性、安全性及覆蓋率要求極高,目前的車聯網基礎設施大多不能滿足自動駕駛的需求,但美國部分區域、荷蘭與中國的無錫等地已經在嘗試將交通燈信息推送給聯網車輛,以優化道路吞吐流量,提高行車安全。
據業內人士估算,車聯網技術如果得到充分應用,將能夠降低20%的能源消耗和25% ~ 30%的尾氣排放; 緩解60% 的交通擁堵,提高現有道路通行能力2 ~ 3倍; 減少80%的車輛事故率和30% ~ 70% 的死亡人數。而且,車聯網具有信息產品的特點,其邊際成本較低,利于大規模應用,一旦有效推廣,完全可以基于現有硬件和技術快速實現功能增值和效率提升,因此車聯網的發展潛力將隨應用數量遞增。最后,車聯網也為汽車使用模式的變革創造了條件。汽車租賃、汽車共享等模式都可以借助于車聯網管理平臺而得到快速發展,這一方面將為新能源汽車的普及推廣提供支持,另一方面也將直接提高現有車輛的使用效率,從而有助于能源、環保、擁堵等汽車社會問題的全面解決。
圖為“汽車技術日”贊助商Logo,排名不分先后。
車聯網技術主要由車內網絡與車際網絡構成,其中車內網絡有無線連接和有線連接兩種。車際網絡則只有無線技術,目前主流車際網技術有兩種,一種是基于無線蜂窩技術的車載4G通信(LTE-V)以及其下一代5G 車載通信(C-V2X)技術,另外一種是基于IEEE 802.11p標準的短距離無線通信(DSRC)技術。
DSRC方案早期由美國在上世紀90年代提出,早期主要應用于ETC,載波為915MHz,2002年新標準增加5.9GHz頻段,2003年DSRC被納入IEEE802.11標準,對IEEE802.11標準做了車載使用環境的優化,并于2004年正式命名為IEEE802.11p。歐洲DSRC標準在1998年選擇了5.8GHz頻段,而日本標準則追隨了美國標準。中國交通部ITS中心向交通部無線電管理委員會提出將5.8Ghz頻段分配給智能運輸系統技術領域的短程通信(包括ETC收費系統)。新加坡、韓國等也相繼推出不同頻段的DSRC通信標準。經過美歐等地多年發展,DSRC方案的低時延、高可靠性等特性已經得到驗證,其主推者主要是傳統車企和芯片企業,例如ST意法半導體(展位號E4.4108)、恩智浦、美國高通(展位號E5.5100)、Marvell等都有802.11p的芯片,而日本阿爾卑斯等廠商也提供802.11p模組。
LTE-V技術包括集中式(LTE-V-Cell)和分布式(LTE-V-Direct)兩個工作模式。LTE-V-Cell需要基站作為控制中心,實現大帶寬、大覆蓋通信,而LTE-V-Direct可以無需基站作為支撐,可直接實現車輛與周邊環境節點低時延、高可靠通信。該技術在5G時代會演進成C-V2X技術,其主推者主要是電信企業。華為、愛立信、諾基亞、英特爾、奧迪、寶馬、戴姆勒等公司共同成立5G汽車通信技術聯盟(5GAA),支持該標準發展。高通、聯發科等具備移動通信能力的芯片廠商也表態支持C-V2X。
圖片來源:Figure 1V2X技術演進
與芯片廠商多提供一種解決方案不同,博世(展位號E4.4500)等一級供應商通常兩種模式的產品都提供,而類似TDK(展位號E5.5106)、羅姆(展位號E4.4100)、京瓷(展位號E4.4700)等提供被動元器件的廠商對兩種模式的也沒有什么偏好。
DSRC相對LTE-V技術更成熟,在美國與歐洲也已經有商業化落地的案例。但LTE-V和5G C-V2X在技術上也有很多先天優勢:實時性更好,可靠性更高,系統容量更大。在成本方面各有優劣,DSRC模塊相對便宜,市場調研機構ABI Research估算,采用DSRC技術,預計每個車載通信控制單元(TCU)成本比C-V2X解決方案低13.5~15美元,但采用DSRC技術組網需要另建類似基站的沿路單元(RSU),而LTE與5G的蜂窩車載通信技術,可以與移動通信網絡共享基站,因此組網成本比DSRC將低很多。在全球LTE標準統一性較高的條件下,車聯網相關硬件產品有望標準化規模化生產,成本降低可期。
2010年左右,車聯網開始進入推廣和普及階段,國內外汽車企業陸續推出自己的車聯網服務品牌,形成了多種多樣的商業模式。早期推廣的車聯網應用是通用汽車的安吉星系統(OnStar),通用利用自身掌握車輛數據與前裝車載終端入口的優勢,建立了呼叫服務中心,為車主提供緊急救援、一鍵導航等服務。
圖片來源:Figure 2DSRC與C-V2X比較
但到目前為止,國內外尚未出現真正得到大規模推廣或者占據主導地位的車聯網商業模式,安吉星系統在中國市場的續費率僅為40%左右。如前所述,車聯網發展較好的應用是車載導航、車輛緊急報警、車隊管理、車內娛樂等,在駕駛安全方面的應用開發還不夠多。這與當前技術不滿足自動駕駛需求有直接關系,5G商業化部署以后,車聯網在駕駛安全方面的空間將被打開,甚至有專業人士表示,只有自動駕駛才是5G商業化的必要場景,因為4G技術已經可以支持移動寬帶和物聯網應用。
由于車聯網技術發展較晚,中外差距并不大,華為與中興等中國公司在C-V2X標準上也發揮了很大作用,中國較為成熟的互聯網產業也為車聯網奠定了不錯的應用基礎,中國自主車廠對于聯網技術的引入也非常積極,而車聯網發展已引發政府的高度重視,車聯網標準制定上升至國家層面。2018年6月,工信部級國家標準委員會頒布《國家車聯網產業標準體系建設指南(總體要求)》,車聯網標準有望在2020年落地,這為中國發展車聯網產業提供了歷史機遇。
作為業界老牌展會慕尼黑上海電子展(electronica China)的主辦方,對于汽車產業鏈上下游企業進行了全放位調研,收到業界調研反饋同樣顯示,智能網聯汽車領域的話題依舊火熱。自動駕駛技術路線及關鍵技術突破與發展趨勢、5G的技術現狀及其在自動駕駛中的應用、智能網聯汽車的商業化進程和前景預判、智能網聯汽車主動安全與信息安全融合解決方案及部署、智能網聯汽車人機界面技術與發展趨勢、C-V2X與未來交通融合應用、C-V2X商業模式創新和產業鏈變革等熱門話題備受關注。
慕尼黑上海電子展(electronica China)作為中國新能源與智能網聯汽車的開年首秀,傾情打汽車技術日(Automotive Day),旗下高端論壇:2019國際新能源與智能網聯汽車創新發展論壇將于3月18-19日在上海浦東喜來登由由大酒店盛大召開。2天論壇全面升級,12項技術展示、超過30位業界大咖,近35場精彩發言,干貨滿滿。
此次展會預計將吸引600位業界精英參加,中國工程院院士陳清泉,新能源汽車技術創新工程專家委員會主任王秉剛,汽車評價研究院院長李慶文,中國汽車工業協會副秘書長葉盛基,羅蘭貝格全球合伙人/亞太區副總裁鄭赟,以及來自上汽集團、福田汽車技術研究院、蔚來汽車、中國汽研北京分院數據與指數中心、重慶汽車知識產權信息中心、智行者科技、德國汽車工業協會、博世、美光、意法半導體、羅姆半導體、三菱電機、艾邁斯半導體(展位號E4.4524)、村田(展位號E4.4100)、加特蘭(展位號E4.4620)等業界專家與精英共同聚焦新能源和智能網聯汽車產業新生態、新動能和新格局,圍繞兩大領域平行交融展開議題,解讀產業發展焦點話題,啟迪未來。
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原文標題:看蓄勢待發的車聯網如何突破技術瓶頸,尋求新商機!
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