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专访TE Connectivity:汽车数据吞吐量将呈现井喷式增长,无人驾驶就是数据革命

2018-02-28 18:18:51 0 自动驾驶 | , ,

文 | 易建成

来自新智驾(AI-Drive)的报道

今年是 TE Conectivity 在中国发展的第 30 个年头。

这家拥有 75 年历史,专注于连接和传感解决方案的供应商,产品涵盖汽车、航空航天、能源、工业、医疗、消费类电子等广泛领域,多达 50 万个品种。其中汽车是 TE 最大业务板块,市场份额超过 40 %。

作为供应商代表,在参加去年 12 月蔚来 NIO Day 那场声势浩大的发布会后,TE Connectivity 中国汽车事业部副总裁兼总经理沈伟明表示:「中国人能够自主研发制造高端车已经是板上钉钉了。」

这话并非空穴来风,中国汽车产业链经过 30 年发展积淀、近 3000 万辆的产销规模培养了一大批技术和产品供应商,支撑着汽车产业的发展。而类似蔚来在近三四年崛起的新造车公司可以在短期内推出一款产品,也是受益于像 TE 这样的成熟供应商的支持。

比如蔚来第一款量产车 ES8 配备的汽车高压配电盒(Power Distribution Unit,PDU),就是 TE 作为 Tier 1(一级供应商)提供的产品。

除了 PDU,TE 还作为 Tier 2(二级供应商)为蔚来提供连接器和传感器等零部件。例如在 NIO Power (充换电服务体系)、NIO Pilot(辅助驾驶系统)、NIO NOMI(车载人工智能系统领域),TE 均有提供对应的解决方案。用 TE 一位工程师的话说,「如果稍微深入技术层面,你会发现 TE 的产品无处不在。」

在这种情况下,汽车厂商的重心转变为如何利用与整合这些资源去塑造品牌和进军高端市场。

当然,对 TE 这样的供应商而言,它想做的不仅仅是单纯的连接。随着 AI、自动驾驶的火热,汽车供应商在保证传统业务增长的同时,也面临着转型的难题:

如何加速步入智能连接时代?如何解决汽车传感器和数据吞吐量的井喷式增长?如何在恶劣环境下为汽车厂商提供一个安全可靠的数据传输,并保证功能安全和数据完整性?

这里的门道,都隐藏在看似不起眼的连接器中。

以下是新智驾对 TE Connectivity 的专访(有删减):

新智驾:自动驾驶是一个全新的领域,很多供应商都在探索,TE 在自动驾驶方面的思考是怎样的?TE 的连接器和传感器对自动驾驶会起到什么关键作用?

汽车工业最大的变革正在同时进行,其一是汽车电动化,另一个就是汽车的智能化和网联化。

就智能化、网联化而言,汽车对于数据量的处理是几何倍数的增长。当发展到无人驾驶,其实就是数据的革命,这也对数据的传输和感应提出了更高的要求。实现这场变革,需要整个行业的共同努力。

在自动驾驶领域,车企都在寻求独特卖点,需求多样化。TE 早在十几年前就已经对智能交通、自动驾驶等新领域进行规划和投入。我们在自动驾驶技术发展过程中努力推动连接的标准化,实现规模化生产。在合作模式上,TE 在设计阶段便与客户紧密合作,共同进行产品设计开发。

新智驾:目前现在汽车厂商、科技公司都在进行自动驾驶(包括辅助驾驶)的研发,针对这一部分,TE 有哪些特定产品和技术?自动驾驶与之前汽车自动化部分的产品和技术会有哪些不同?

自动驾驶充分体现了汽车技术智能化、网联化的发展趋势,也对车辆在数据、信号等方面的感知和传输提出了更多更高的要求。

无论汽车系统架构如何改变,为了实现智能化、网联化,汽车上势必会大量装载各种感知传感器。如:高清摄像头;激光雷达,毫米波雷达,超声波雷达;各种天线,如:4G/LTE、导航、5G、V2X 天线等;各种分级高速运算平台,决策控制器;以及连接各模块所用的高速连接器和高速数据线束等汽车主干网络。

我们为此提供安全可靠的连接及传感解决方案。其中,TE 高速数据传输系统解决方案是非常重要的一部分。

随着先进驾驶辅助系统 ADAS,甚至 Level 4/5 高级别自动驾驶的到来,高速数据传输系统的应用外延被大大扩展。除了经典的信息娱乐应用外,还被扩展到了自动驾驶相关的安全系统以及车内数据传输的高速网络。

*TE 高速数据传输解决方案:高速数据连接、车载以太网连接器、小型同轴连接器、高清摄像头连接器、汽车天线等

我们对连接器的要求是不但能满足严苛环境下的耐高温、抗震等条件,还要不断适应更为复杂的网络架构设计,实现更高的传输速率,更强的抗电磁干扰能力,以满足大数据的传输需求。

新智驾:对车载连接器,传感器产品来讲,现阶段较成熟的是哪些?国内 ADAS 和自动驾驶传感器市场处于什么阶段?未来还有哪些增长点?

在汽车智能化、网联化发展过程中,高速数据传输系统扮演着重要的角色,可以从其三大应用领域来了解未来发展的一些亮点:

信息娱乐系统是高速数据传输在汽车内的经典应用。自从上世纪二十年代车载收音机的问世以来,这类应用变得越来越广泛,如:高清、大尺寸显示屏,车载 USB/AUX,GPS 导航、2G/3G/4G 蜂窝网络等。

随着智能网联汽车时代的来临,我们看到这个应用趋势没有减弱,反而越来越明显,点对点的高速数据传输要求变得越来越多,原因在于:未来汽车更加关注人机互动以及乘客体验。

我们看到:显示屏的数量会越来越多,如新增全数字液晶仪表盘、新扶手箱显示屏;尺寸会越来越大,从数年前的 5 寸到目前主流的 8 寸、10 寸,再到以特斯拉为代表的的 12 寸、20 寸显示屏;分辨率和刷新率也会随之升高,从 640*480 提升到 720P,1080P 的汽车级显示屏,乃至 2020 年后,2K 屏幕会被逐渐引入到汽车中控屏,以提升客户体验。

在人机互动方面,USB2.0 和蓝牙连接已经变得非常普遍,未来的应用是会大大加快传输速度,并且实现大电流充电需求。USB3.1 STD A/USB Type C 和 WiFi 等新一代高速连接协议会被引入,这个趋势主要归功于这些协议在消费电子领域的成功。

同样,消费者对车载充电功率的需求也不断提升,从 5V/0.5A 的需求提高到现在的 5V/2A, 乃至 USB Type C 能够达成的 20V/5A,100W 的充电功率。

以自动驾驶和 ADAS(先进驾驶辅助系统)为主要需求的安全系统应用,是高速数据传输在汽车领域的新战场。这个新领域大大拓展了高速数据传输系统在汽车内的应用范围,提升了其重要性,使之成为了智能网联汽车中不可或缺的部分。

它的主要功能块分为:感知、判断、决策、执行。这些功能块由大大小小的传感器、ECU 组成,它们每秒收集着数 Gbps 的数据,给中央运算器做处理和判断,以实现正确的驾驶指令。

*不同的传输速率

相较于传统汽车,智能汽车新增的传感器包括:高清摄像头,毫米波雷达,激光雷达,以及现有的超声波雷达;同时,为了实现汽车互联,也包含了很多天线模块:4G LTE、5G、V2X、GPS、北斗,等等。新增的 ECU 包括:ADAS 控制模块、雷达控制模块、新一代高速运算平台(高速网关)等。

在这些模块之间,每秒钟的数据传输量少则数百 Mbps,多则有数 10Gpbs,而在传统汽车中,这是无法想象的数据吞吐量。为了实现如此多新增模块之间高速、稳定、可靠、低延时的数据传输,高速数据传输系统变得前所未有的重要。

汽车传感器和数据吞吐量会呈现井喷式的增长。然而,要实现汽车的智能网联化,传感器和控制器的增加数量远远不止这些。这一发展趋势会使整车的系统架构也发生天翻地覆的变化,其中,意义最为深远的就是以太网协议的引入,这将对未来汽车架构起着决定性的颠覆作用。

长久以来,汽车车内网络主要以 LIN 总线、CAN 总线,FlexRay 为主要协议,此类协议的速率非常低,一般不超过 1Mbps,但其优势在于搭建架构的成本非常低廉,连接器和线束成本也非常低。在我们对汽车总线的速率要求并不高的时候,CAN 总线等就能够满足需求。

但是,随着汽车智能化和互联化,新一代汽车芯片对总线速率的要求不断提高,汽车工业需要新一代的总线协议,它既可以达到上百 Mbps 甚至更高的传输速率,又能保证对线束成本和重量的有效控制。

根据 IEEE 以及 OPEN 组织所构建的数据传输协议,汽车以太网总线可以很好地承担此任务。第一阶段的任务是将汽车以太网总线的速率达到 100Mbps,下一个则是 1Gbps,在未来的三到五年,甚至实现 10Gbps 的可能。当然,这对芯片以及传输系统(连接器+线束)而言都是非常重大的挑战。

新智驾:目前 TE 在电动车市场和自动驾驶/辅助驾驶市场的供货量比例是怎样的?在车载连接器和传感器方面有哪些合作伙伴?

在这个产业链中,TE 几乎是所有零部件厂商和主机厂的供应商。我们的连接和传感解决方案覆盖各种汽车系统架构,满足不同的应用需求。

TE 汽车事业部在中国目前 55% 的汽车业务与民族品牌合作,45% 的汽车业务与合资品牌合作。我们是一个相对来说非常均衡的供应商,同时这也是我们为什么能够在中国这个市场上发展这么健康的很重要的原因。

新智驾:从 TE 的角度看,目前的汽车产业链是否会对车载连接器、传感器市场产生影响?

自从现代汽车问世近百年以来,它的基本功能和外形都没有发生过实质性的改变。但在这几年,两场汽车工业最大的变革正在同时进行,可以归纳为动力革命、数据革命;其最具体、典型的体现分别就是目前热门的话题:新能源汽车、自动驾驶。

技术的革新也重新定义着汽车工业版图,不单单是传统汽车工业巨头,越来越多的新势力也加入造车大军,特别是具备互联网思维的 IT 科技巨头。

预计未来 5 年,汽车电气化的增长每年将达到 4%,这意味着汽车零部件市场依然有很大的增长空间。在很多新的技术领域,例如新能源汽车的电池包领域,中国市场已经占有很好的市场和技术优势。

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