2023中国智能电动汽车车载通信研究报告

智能电动汽车与车载通信 智能网联作为智能电动汽车的核心之一，与智能驾驶、智能座舱的关系并非完全并列。实际上，智能驾驶的性能提升、智能座舱的服务多样化都建立在智能网联所提供的高效、稳定的通信通路之上。 车载通信作为智能网联功能的血液，依托通讯及互联网技术，以车载总线通信与车载无线通信的方式，分别形成车内网、车际网以及车云网，推动车身各域融合与电子电气架构演进，实现多样化与轻量化的平衡发展。借助多样化通信方式，车载通信产业内连接汽车、手机、基础设施、卫星基站等多个终端，为智能电动汽车与道路、城市之间的协同增添更多可能性，也为智能电动汽车如火如荼的形态升级、业态演进更添一把火。 关于《2023中国智能电动汽车车载通信研究报告》 报告以车载总线通信与车载无线通信划分产业领域，展示了业内前瞻技术的服务能力以及应用范围，分析了不同技术的通信能力以及应用现状，并分别对各细分领域的发展做出洞察，同时为智能电动汽车车载通信产业的整体发展方向做出预判。 智能电动汽车智能网联发展综述 1.1汽车智能网联发展现状1.2车载通信产业全景及图谱 02智能电动汽车车载通信技术特征及对比 2.1车载通信技术发展历程及对比 2.2车内总线通信技术特征及应用范围2.3车载无线通信技术特征及应用范围 03智能电动汽车车载通信前瞻技术应用及产业分析 3.1车内总线通信前瞻技术应用分析3.2车载无线通信前瞻技术应用分析 3.3车载通信产业玩家发展路径、业务类型及核心竞争力 04智能电动汽车车载通信发展趋势 4.1车载通信技术发展趋势4.2车载通信产业发展趋势 智能电动汽车智能网联发展综述 1.1汽车智能网联发展现状1.2车载通信产业全景及图谱 02智能电动汽车车载通信技术特征及对比 2.1车载通信技术发展历程及对比 2.2车内总线通信技术特征及应用范围2.3车载无线通信技术特征及应用范围 03智能电动汽车车载通信前瞻技术应用及产业分析 3.1车内总线通信前瞻技术应用分析3.2车载无线通信前瞻技术应用分析 3.3车载通信产业玩家发展路径、业务类型及核心竞争力 04智能电动汽车车载通信发展趋势 4.1车载通信技术发展趋势4.2车载通信产业发展趋势 1.1汽车智能化程度日益提升，亟需车载通信技术支持 随着汽车智能化程度提升，智能座舱、智能网联、智能驾驶等方面功能体验日益丰富，用户体验与技术迭代相互牵引，推动智能电动汽车在物理层面和链路层面发生进一步的技术演进。物理层面，汽车电子电气架构不断向更轻量化方向发展，以适应汽车软硬件解耦及功能按域集中的发展趋势； 链路层面，高速通信网络向着更高效、更安全、更稳定、互联设备更多的方向演进，为车端应用发展提供更可靠的技术支撑。 随着物理层面与链路层面的技术整体提升，智能电动汽车所需的车载通信技术也进一步迭代，车内总线通信与车载无线通信均有提升，智能电动汽车成为万物互联新的接入点，也成为移动的数据库。 亿欧智库：汽车智能功能及所需车载通信技术 汽车电子电气架构演进 数字钥匙及无钥匙进入车辆定位及远程遥控智能无人洗车代客泊车 链路层面： 高速通信网络演进 1.2车载通信产业全景及图谱 智能电动汽车智能网联发展综述 1.1汽车智能网联发展现状1.2车载通信产业全景及图谱 02智能电动汽车车载通信技术特征及对比 2.1车载通信技术发展历程及对比 2.2车内总线通信技术特征及应用范围2.3车载无线通信技术特征及应用范围 03智能电动汽车车载通信前瞻技术应用及产业分析 3.1车内总线通信前瞻技术应用分析3.2车载无线通信前瞻技术应用分析 3.3车载通信产业玩家发展路径、业务类型及核心竞争力 04智能电动汽车车载通信发展趋势 4.1车载通信技术发展趋势4.2车载通信产业发展趋势 2.1车载有线与无线通信共同搭建车内网、车际网与车云网，实现多渠道信息交互 车载通信技术以有线和无线可以划分为车内总线通信和车载无线通信两部分，其中车内总线通信以汽车线束为载体，以不同形式、不同速率连接车内各域控制器、网关、MCU，构成车载网络，即车内网。 车载无线通信可按照通信距离划分为短距离无线通信与长距离无线通信。其中，短距离无线通信传输距离一般不超过一公里，具有低成本、低功耗、对等通信等特征，以不同形式实现遥控、互联、识别等功能，最终实现车机与路端、交通弱势参与方之间的互联，形成车载自组织网络，即车际网。 长距离无线通信技术由移动通信技术、微波通信技术和卫星通信技术组成，目前移动通信技术以4G为主，逐步向5G发展，车机与信号基站、云服务、移动设备终端以及卫星定位系统共同构成车载移动互联网络，即车云网。 车载自组织网络-车际网 车载移动互联网络-车云网 2.2多类型车载总线通信技术协同组合，推动整车通信架构轻量、高效发展 车载总线通信的演进基于汽车电动化程度的提高，连接范围由基本控制系统到主要控制系统，再到如今各电子控制系统间的连接。目前智能电动汽车上搭载了多个ECU，分别控制不同功能模块，各模块与总线直接或组合后间接连接。 总线通信技术包括CAN、CAN-FD、LIN、MOST、FlexRay、车载以太网等。不同通信技术在速率、成本、扩展性、抗干扰性等方面各有所长，从而综合应用于不同车身应用中。CAN总线目前用于空调、显示、故障诊断等领域，将向更多骨干网络延伸。LIN总线多用于灯光、座椅等传输相对稳定且速率要求不高的位置中。车载以太网以轻质量、高速率、强兼容性等优势，目前应用于摄像头、激光雷达等关键部件的连接，受限于价格，亿欧智库认为中高端车型将首先实现车载以太网的大规模上车应用。 亿欧智库：车载总线通信基本架构、技术对比及演进历程 汽车各电子控制系统间 各电子控制系统之间的综合、实时控制和信息反馈 动力总线系统 （汽车主要控制系统）电喷ECU控制系统、ABS系统、自动变速箱等 舒适总线系统 （汽车基本控制系统） 照明、电动车窗、中央集控 2.3车载无线通信技术各有所长，激发更多新兴功能体验 车载无线通信技术中，短距离无线通信传输速率更快，多用于车内设备与车身附近场域的数据传输和连接，如车身定位、解闭锁等；实际应用范围多有交叉，Tier1和主机厂也更多倾向于适度冗余配置，以保证更稳定的体验。长距离无线通信一般指移动通信网络，以4/5G为代表，主要提供通信、导航等功能，服务智驾智舱功能。 不同的通信技术所覆盖的范围与能力稍有交叉，在实际车端应用中也并非“井水不犯河水”，比如车端T-BOX配备有多种通信能力，用户感知到的车身功能体验实际上是多种通信能力共同配合完成的结果。亿欧智库认为，当前仍处于“技术引领需求”的阶段，新技术的出现并不会一蹴而就地取代传统技术，而是在多种技术共存的同时，由新技术激发出更具创造性的功能体验。 亿欧智库：车载无线通信技术特征及应用 包含TDD（时分双工）和FDD（频分双工）两种主流制式，FDD-LTE在国际中应用广泛，中国常用TDD-LTE 车机与交通其他参与方的联系 约覆盖100米，安装于T-BOX中,传输速率快，覆盖范围广，但功耗较大 车辆定位、车机互联以及为车载娱乐系统提供互联网服务 经典蓝牙可分为传统蓝牙和高速蓝牙，低功耗、成本低廉，但传输速率较慢，覆盖范围较小 车载音响与手机之间的连接与传输，地下车库等4G网络不佳处远程寻车或解闭门锁 由非接触式射频识别（RFID）及互联互通基于移动终端实现解锁等场景，通信距离通常不超过 10cm 系统结构实现较为简单，数据传输速度较高，功耗低，定位精确，具有天然的安全性 车辆定位、数字钥匙、车内活体检测、后备箱感应开启等 专为汽车设计的短距离无线通信技术，传输速度快、安全性高、可靠性强，但需要建立专门的基础设施 车辆之间的通信和与道路基础设施之间的通信 无钥匙进入、车机互联、无线电池管理系统等 为导航、接打电话等智驾智舱服务提供支持，适用于车载互联网接入和高清视频流媒体服务 传输速率快、覆盖范围广、稳定性好，但成本较高。 智能电动汽车智能网联发展综述 1.1汽车智能网联发展现状1.2车载通信产业全景及图谱 02智能电动汽车车载通信技术特征及对比 2.1车载通信技术发展历程及对比 2.2车内总线通信技术特征及应用范围2.3车载无线通信技术特征及应用范围 03智能电动汽车车载通信前瞻技术应用及产业分析 3.1车内总线通信前瞻技术应用分析3.2车载无线通信前瞻技术应用分析 3.3车载通信产业玩家发展路径、业务类型及核心竞争力 04智能电动汽车车载通信发展趋势 4.1车载通信技术发展趋势4.2车载通信产业发展趋势 3.1车载总线通信推动域集中式架构实现，以太网上车有效降低车身重量与制造成本 目前车载总线通信正逐步由“CAN总线为主、其他总线为辅”的分布式架构，向“以太网为主、CAN及其他总线为辅”的域集中式架构转变。 CAN总线为主的分布式总线架构中，功能分别集成，相较原先的点对点通信，功能集成度更高，更便于损坏后的修理与替换，且应用层协议与数据定义统一，修改灵活性强。但分布式架构仍然存在ECU数量多、电气节点多、线束长且重以及随之而来的线束成本高等诸多问题。 以太网为主的域集中式总线架构中，以太网作为汽车骨干网，其余通信分别结合不同通信技术的功能特点使用CAN-FD、FlexRay等总线技术。当下的车内总线通信基本形态为“多技术共存，网关集中控制”，可以更有效地降低车内线束重量以及相应的连接成本和人力成本，整体设计更有利于标准化上车，同时全套配备的成本相比分布式架构更低。 亿欧智库：CAN为主，分布式车载总线通信结构 亿欧智库：以太网为主，域集中式车载总线通信结构 功能分别集成于ECU，便于损坏替换 ECU分别集成于DCU，车内连接相对更简单功能提供更标准，全套功能成本相对更低 应用层协议和数据定义统一，修改灵活性强 3.1智能电动汽车通信架构更集中，车载以太网搭载范围日益广泛 不同车型依照功能差别配备不同总线架构，以大众ID4、特斯拉Model Y、福特Mach E为例，车内通信技术的应用各有侧重。其中大众ID4和福特Mach E在使用以太网的同时仍保留较多分布式ECU，特斯拉Model Y集成度更高，搭载更多LVDS以配合摄像头使用。亿欧智库认为，不同的总线架构体现出传统主机厂在电动化转型中更为保守，新能源车企则演进更快，在供应链中话语权更强，更加趋向于“软件定义汽车”的实现。 车载以太网目前经历了三个阶段，不断扩大替代CAN总线的应用范围。车载以太网最先上车于车载诊断与ECU软件更新部分，进一步拓展对智能座舱与智能驾驶功能的支持。在此发展基础上，目前车载以太网正进一步作为汽车主干网络，集成各部分车身模块的控制，结合CAN-FD，逐步形成跨域融合的车载网络结构，满足更大数据量、更高速、更低时延、更高时效性的性能需求。 亿欧智库：三款车型车内总线通信概况 亿欧智库：车载以太网发展历程 3.2.1 UWB以高精度定位支持车端应用，数字钥匙有望成为汽车数字孪生入口 UWB（Ultra-wideband，超宽带无线通信技术）以低功耗、高定位精度以及抗干扰能力，在智能电动汽车上可实现进入、定位、传输、感应、泊车、充电、支付等多方面的功能，目前主要集中应用于数字钥匙。在移动设备（以手机为主）、车机以及云端之间，UWB支撑形成完备、安全、高效的数字钥匙生态结构。 数字钥匙的技术路径以NFC、BLE以及UWB为主，许多产品将三种技术以不同形式结合。目前数字钥匙的典型配置方案是以功耗更低的BLE完成发现与用户验证功能，以定位精度更高的UWB完成安全测距、无感进入功能，以功耗最小的NFC在电量较低、信号较差情况下作为备用支持。亿欧智库认为，数字钥匙将成为汽车数字孪生的入口，以数字钥匙所关联的数字ID将车机与用户相绑定，拓展更多云端信息交互与后市场服务。 亿欧智库：UWB车端功能应用 亿欧智库：数字钥匙发