2022年中国新能源汽车行业系列研究：汽车智能化下OTA的发展机遇和挑战
www.leadleo.com 2022年中国新能源汽车行业系列研究—— 汽车智能化下OTA的发展机遇和挑战 概览标签：新能源汽车、OTA、SOTA、FOTA 报告主要作者：王品臻 2022/06 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究院保留采取法律措施，追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 本报告从近年来汽车架构的变化着手，对OTA 技术在汽车产业的应用进行介绍与分析。 研究方向 摘要 •20世纪以来，汽车的电子电气架构也不断演进，单车价值构成发生变化了巨大变化，汽车软件架构也向SOA转型升级。软硬件架构的升级为OTA技术在汽车上的应用提供了基础，OTA技术在汽车上的应用又进一步推进了软件定义汽车的进程 •目前大部分车企的新车型都已实现OTA技术应用，但目前各主机厂的OTA技术应用深度确有不同，新势力和个别传统厂商能够实现全领域的OTA，但是多数主机厂还只覆盖了座舱娱乐域和智能驾驶域的应用 •在智能网联汽车时代，汽车OTA也或将会经历从零部件级OTA、整车级OTA再到企业级OTA和产业级OTA。汽车OTA将不局限于汽车功能的升级迭代，而是全产业链模式的革新 研究方向&摘要 2 此报告将会回答的关键问题： ①什么是OTA？ ②OTA给汽车带来什么？ ③汽车OTA产业链有哪些构成？ ④OTA技术的应用面领着哪些机遇和挑战？ ⑤汽车OTA技术未来发展趋势如何？ www.leadleo.com400-072-5588 ©2022LeadLeo 名词解释 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 5 第一章：汽车OTA发展背景 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 6 •汽车电子电气架构面临的挑战 7 •汽车电子电气架构的发展 8 •单车价值量的变化 9 第二章：汽车OTA概况 10 •OTA的定义 11 •汽车OTA的基本构成 12 •汽车OTA的流程 13 •汽车OTA的价值 14 •汽车OTA的发展历程 15 第三章：汽车OTA产业生态分析 16 •汽车OTA产业生态图谱 17 •汽车OTA解决方案提供者 18 •汽车OTA解决方案支持者 19 •OEM 20 •终端用户 22 第四章：汽车OTA现状 23 •汽车OTA发展的机遇和挑战 24 •汽车OTA政策分析 27 第五章：汽车OTA展望 28 •汽车OTA展望 29 目录 CONTENTS 第六章：企业案例 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 •小鹏汽车 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31 •艾拉比 32 •哈曼 33 目录 CONTENTS 图表：单车ECU数量增长趋势 ------------------------------------------------------------------------------------- 7 图表：汽车电子电气架构发展趋势 ------------------------------------------------------------------------------------- 8 图表：OTA应用场景延伸 ------------------------------------------------------------------------------------- 11 图表：OTA分类 11 图表：汽车OTA结构 ------------------------------------------------------------------------------------- 12 图表：汽车OTA流程 13 图表：OTA给汽车行业带来的改变 14 图表：汽车OTA发展历程 15 图表：汽车OTA产业链总览 17 图表：汽车OTA产业链上游 18 图表：其他OTA解决方案支持 19 图表：部分厂商OTA进展 20 图表：部分厂商OTA情况 21 图表：中国汽车OTA升级部分服务使用者现状分析 22 图表：汽车OTA乱象 24 图表：汽车OTA面临的安全问题 25 图表：汽车OTA突破关键 26 图表：中国汽车OTA相关政策，2020-2021年 27 图表：汽车OTA发展展望 29 图表：小鹏汽车2018年-2021年服务及其他收入 31 图表目录ListofFiguresandTables 名词解释 汽车OTA：汽车用空中下载技术（Over-The-Airtechnology），是汽车使用的一种远程无线升级技术，通过互联网对车辆系统和功能进行升级，是汽车软件更新的核心技术之一 固件：是专门驱动硬件设备的程序，为对应的硬件提供低级控制或标准化操作环境，是决定硬件设备功能和性能的软件 FOTA：固件远程升级（Firmware-Over-the-Air），是利用远程无线技术给汽车固件系统进行升级和完善的一种手段，能够远程对自动驾驶、动力系统等进行持续性更新 SOTA：软件远程升级（Software-Over-the-Air），是利用远程无线技术给汽车软件系统进行升级和完善的一种手段，能够远程对车载信息、娱乐等系统进行持续性更新 DOTA：远程诊断升级（Diagnostic-Over-the-Air），通过与云平台实时数据进行交互，结合深度学习和人工智能，主动性地检查汽车系统异常问题，远程诊断确保了汽车在整个车辆生命周期中的安全性 ADAS：高级驾驶辅助系统（AdvancedDriverAssistanceSystem），是利用车载传感器，辅助汽车运行的系统，可以提高车辆行驶安全和减少道路安全风险 以太网：应用最普遍的一种计算机局域网技术 新能源汽车：新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车 ECU：电子控制单元（ElectronicControlUnit），由微控制器、存储器、输入/输出接口、模数转换器等大规模集成电路组成，用来控制电气系统、电子系统及汽车子系统的车载电脑 IVI：车载娱乐信息系统（In-VehicleInfotainment），又称HU，是提供交通信息与娱乐信息的集成应用系统，提供包括导航、辅助驾驶、故障检测、车辆信息、车身控制等一系列服务 OS：操作系统（Operatingsystem），是指管控整个计算系统的软、硬件，组织计算机资源，提供系统交互操作界面的计算机程序 T-BOX：车载通信终端（TelematicsBOX），承载车端与互联网沟通桥梁的作用。系统升级时，互联网下载的软件包需要经过T-Box再通过总线发送至需要升级的零部件子系统中 OTAManager：OTA升级管理程序，是负责连接车辆与OTA云平台的管理程序，它负责从时间、条件、方式等多维度来管理车辆各个ECU的更新升级，实现了车端与云端的安全通信 UpdateAgent：OTA升级代理程序，是为了兼容不同的车内通信网络和通信协议（包括CAN，以太网），以及不同OEM间各品牌车型的接口差异，其提供了统一接口，由OTA厂商负责实现接口，完成接口和业务逻辑的适配 TMS：热管理系统（ThermalManagementSystem），是负责汽车温度管理控制的系统，对汽车安全性、舒适性、零部件寿命、充电功率等多个方面起到重要支持作用 BCM：车身控制模块（BodyControlModule），是对汽车上的电子电气设备进行控制，汽车通常有多个BCM用于特定的子系统控制 第一章：OTA的发展背景 •汽车电子电气架构面临的挑战 •汽车电子电气架构发展 •单车价值量的变化 系统复杂度超过极限：ECU数量剧增之后，整车的电子电气系统硬件复杂度和响应的软件复杂度大大超过极限，从而导致整个系统缺乏“灵活性”和“可扩展性”。在这样复杂的系统中，增加一项新功能往往会引起整个系统中好多个环节的软硬件变更。这极大地制约了汽车智能化和网联化的发展速度。 汽车电子电气架构面临的挑战 •上世纪80年代，随着IT技术的初步兴起，在当时以机械为主宰的汽车行业掀起了一场汽车电子电气化革命，“电子控制单元（ECU）”成为了汽车的重要组成部分。ECU用量的不断增多使原来的EE架构面临挑战 单车ECU数量增长趋势 ECU数量增多带来的问题 汽车电子电气架构面临的挑战 ECU通常用MCU芯片来实现，每个ECU通常只负责控制一个单一的功能单元，彼此独立各个ECU之间通过CAN （ControllerAreaNetwork，控制器域网络）总线或者LIN （LocalInterconnectNetwork，局部互联网络）总线连接在一起，通过厂商预先定义好的通信协议交换信息。 汽车形态演进 网联化 智能化 电动化 ECU数量 总线的线束长度问题：随着汽车功能的日益增加，每辆汽车搭载的ECU数量也逐年增加。据统计，近些年生产的汽车中平均每辆车搭载的ECU数量可达30个左右，而一些高端的车型这一数量甚至会超过100个。ECU数量越多，总线的线束长度必将更长，相应地总线的线束重量也必将大大增加。 软硬件紧耦合：每个ECU都与某个具体功能紧紧绑定在一起，无法实现横跨多 个ECU的复杂功能，也无法通过OTA来持续更新汽车上的软件系统。 通信带宽瓶颈：汽车不断增加的传感器数量，也使得车载内部网络通信的数据量呈几何级数激增。以单个传感器的数据传输量测算，ADAS系统的雷达和摄像头各自产生的数据量都超过了100Mbyte/s。传统的LIN、CAN等低速总线等已经无法提供所需的高带宽通信能力。 来源：汽车电子软件，头豹研究院编辑整理 汽车电子电气架构发展 •随着汽车形态的发展，汽车的电子电气架构也不断演进。目前正处于从分布式EE架构迈向域集中式EE架构的转变过程中，未来还将往中央集中的EE架构演进 汽车电子电气架构发展趋势 Today Tomorrow Future 每个功能独立ECU 车辆功能在云端 域中心控制器 功能集成 跨域中心控制器 Modular 模块化 Integration 集成化 Centralization 集中化 DomainFusion 域融合 VehicleCloudComputing 车云计算 DistributedEEA 分布式电子电气架构 （Cross）DomainCentralizedEEA （跨）域集中电子电气架构 VehicleCentralizedEEA 车辆集中电子电气架构 来源：博世，汽车电子软件，头豹研究院编辑整理 单车价值量的变化 •基于汽车电子电气架构的变化，汽车单车的价值量构成也随之发生了变化，汽车行业正式进入智能汽车时代，
