2023中国智能电动汽车车载通信研究报告

系列报告 “CHINASMARTELECTRICVEHICLE”SERIESREPORT 2023中国智能电动汽车车载通信研究报告 亿欧智库https://www.iyiou.com/researchCopyrightreservedtoEOIntelligence,April2023 亿欧智库： 最懂中国智能电动汽车的第三方研究机构 前言 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。 2 01 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 目录 CONTENTS 智能电动汽车车载通信技术特征及对比 02 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 目录 CONTENTS 智能电动汽车车载通信技术特征及对比 01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 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 高效、安全、稳定、互联 链路层面： 高速通信网络演进 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。 车汽 端车 体智 验能 丰化 富提 升 •巡航系统 •并线辅助 •车道偏离预警系统 •车道保持辅助系统 •主动刹车/主动安全系统 •前方碰撞预警 •自动泊车入位、遥 控泊车 •L2及以上自动驾驶功能 智能驾驶 •GPS导航系统 •实时路况信息显示 •道路救援呼救 •OTA远程在线升级 •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 显示 手机互联 增强感知 健康舒适 生物识别 智能座舱 •车内温度分区控制 •车内空气净化及香氛 •车内主动降噪系统 •座椅加热按摩自调节 •车内氛围灯 智能网联 •语音、手势控制 •生命体征监测 •情绪状态识别 •行车记录 •行车、泊车影像系统 •手机无线充电 •手机互联/映射 •多屏化、大屏化 •HUD 功能集中化 软硬件解耦 物理层面： 汽车电子电气架构演进 车载通信技术迭代应用场景丰富 车载无线通信 车内总线通信 亿欧智库：汽车智能功能及所需车载通信技术 智能网联主机厂 通信芯片制造商 通信模组T-BOX制造商 智能网联Tier1 车载无线通信 1.2车载通信产业全景及图谱 车内总线通信 车载以太网芯片研发商 车载线束供应商 车载连接器供应商 通信运营 /服务商 政策法规技术规范协议标准产业联盟 01 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 目录 CONTENTS 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。 车载网络-车内网 车载自组织网络-车际网 车载移动互联网络-车云网 车身控制 座椅控制 电动锁 V2X GPS/北斗系统 GPS/北斗系统 总线通信 V2V V2R V2I V2P 空调 气囊 车灯控制中心云 T-BOX 移动车机终端 边缘云 动力总成 点对点通信 车身控制 车门控制 智能路灯 空调智能道钉 智能红绿灯 4/5G基站 气囊 电动锁 变速控制 ABS/ASR 主动悬挂 引擎控制 变速控制 ABS/ASR 车门控制 仪表盘 主动悬挂 引擎控制 动力总成 仪表盘 车灯控制 座椅控制 车内总线通信 短距离无线通信 长距离无线通信 车载无线通信 ECU( ) 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。 电池管理 ECU 仪表显示 ECU 电机控制 ECU 故障诊断 警告信号 ECU 动力转向 ECU 气候控制 ECU 巡航控制 ECU 后视镜喇叭ECU 电控悬架 ECU 高速总线 网控 整车 关制 器 低速总线 电动车窗 ECU 安全气囊门锁防盗 ECUECU ABS/TCSECU 电动座椅 ECU 自动变速器ECU 刮雨洗涤控制ECU 发动机 ECU 灯光控制 ECU CAN CAN-FD MOST LIN FlexRay 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、中央集控锁等 ECU 亿欧智库：车载总线通信基本架构、技术对比及演进历程 CAN CAN-FD LIN MOST FlexRay 车载以太网 通信介质 非屏蔽双绞线 1Mbps 线型总线 非屏蔽双绞线 8Mbps 线型总线 单线缆 20Kbps 线型总线 双绞线、光纤 150Mbps 环形拓扑 双绞线、光纤 10Mbps星型拓扑 单对非屏蔽双绞线 10Mb-10Gb/s 交换机式通信方式 最高传输速率 拓扑结构成本优势 实时控制抗干扰性强成本较低 实时控制可靠性高成本较低 传输速率提高 成本低廉 线束质量轻抗干扰性强传输速率高信号衰减少 实时控制容错能力强传输速率高 传输速率高线束质量轻兼容性强持续迭代 局限 传输速率相对较低 存在升级兼容 传输速率低 扩展性差研发周期长成本高昂 成本高昂不易扩展 协议一致性要求高 应用场景 空调、电子显示、故障诊断等 空调、电子显示、故障诊断等 灯光、门锁、座椅等 导航、信息娱乐等 引擎、ABS、线控转向等 骨干网、摄像头、激光雷达、 域控等 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 名称特性应用 短距离无线通信 车载无线通信技 LTE 通用移动通信 WiFi 无线局域网 BT 蓝牙 NFC 近场通信 UWB 超宽带无线通信技术 DSRC 专用短程通信技术 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 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 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 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 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 车机与交通其他参与方的联系 车辆定位、车机互联以及为车载娱乐系统提供互联网服务 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 车门解锁、无钥匙进入等 车辆定位、数字钥匙、车内活体检测、后备箱感应开启等车辆之间的通信和与道路基础设施之间的通信 术SparkLink 星闪 时延更低、更可靠无钥匙进入、车机互联、无线电池管理系统等 联网接入和