張君蘭

(江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院宜興分院，江蘇 宜興 214206)

0 前言

基于智能聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨兩方面的挑戰(zhàn)：① 充電樁配套設(shè)備尚未完善且發(fā)展?jié)摿薮?。隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的進(jìn)一步增長(zhǎng)，中央和地方政府相關(guān)扶持政策的出臺(tái)，充電樁行業(yè)在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)將得到快速的發(fā)展。② 新能源汽車售后服務(wù)體系尚未完備。新能源汽車的特性催生出與傳統(tǒng)汽車不同的汽車售后服務(wù)需求，其服務(wù)范圍已從傳統(tǒng)的維修、保養(yǎng)、換電等項(xiàng)目擴(kuò)展到了充電服務(wù)、包括出行服務(wù)和車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等在內(nèi)的衍生服務(wù)、二手車交易、電池回收等。

1 新能源汽車的產(chǎn)業(yè)發(fā)展

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)

新能源汽車的發(fā)展涉及人工智能、人機(jī)交互、配電網(wǎng)系統(tǒng)、信息通信、能源材料等多個(gè)領(lǐng)域。因此，發(fā)展新能源汽車有助于推動(dòng)城市整體基礎(chǔ)設(shè)施的升級(jí)改造和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)綠色城市的建設(shè)與發(fā)展。目前，各能源消耗大國(guó)為實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)、減少常規(guī)能源的消耗和對(duì)他國(guó)能源的依賴，都大力發(fā)展新能源汽車，支持新能源汽車相關(guān)技術(shù)的研發(fā)。在全球范圍內(nèi)，各國(guó)基于環(huán)保、技術(shù)與能源安全等原因都在積極推進(jìn)汽車電動(dòng)化。新能源汽車制造企業(yè)必須明確發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略選擇，找準(zhǔn)企業(yè)定位，加大科研投入，依托數(shù)據(jù)分析、產(chǎn)品云和信息互聯(lián)等技術(shù)，加快新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1.2 產(chǎn)業(yè)發(fā)展困境

隨著全球工業(yè)的快速發(fā)展和人類生活水平的提高，各國(guó)的常規(guī)能源消耗大幅增長(zhǎng)，全球生態(tài)環(huán)境不斷惡化。為了保護(hù)環(huán)境，新能源汽車逐漸成為全球汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展方向，各國(guó)相繼出臺(tái)了相關(guān)的支持政策和發(fā)展計(jì)劃，新能源汽車人才成為行業(yè)發(fā)展的動(dòng)力源泉。在此背景下，我國(guó)也正在加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。新能源汽車制造涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的核心技術(shù)，其關(guān)鍵技術(shù)包括整車集成、電驅(qū)動(dòng)、能量?jī)?chǔ)存、燃料電池、高壓電氣等技術(shù)。特別是高壓電氣技術(shù)，將有望突破無(wú)線充電、高耐壓等級(jí)薄壁絕緣層等技術(shù)難題?，F(xiàn)階段新能源汽車在質(zhì)量、續(xù)航等方面的問(wèn)題仍未得到解決，新能源汽車的售后處理周期長(zhǎng)，售后供應(yīng)鏈尚未形成，直接影響到用戶的用車體驗(yàn)。

2 智能網(wǎng)聯(lián)核心技術(shù)

2.1 車規(guī)級(jí)功率半導(dǎo)體與芯片技術(shù)

車規(guī)級(jí)芯片是指適用于汽車電子元件的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)芯片。小到汽車輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TMPS)、攝像頭，大到整車控制器、自動(dòng)駕駛域控制器，均包含車規(guī)級(jí)芯片。與手機(jī)芯片、電腦芯片和電視芯片等消費(fèi)類芯片相比，雖然車規(guī)級(jí)芯片的制程工藝要求并不苛刻，但對(duì)性能指標(biāo)、使用壽命、可靠性、安全性及質(zhì)量的一致性要求極高，具有準(zhǔn)入門檻高、研發(fā)周期長(zhǎng)、資金投入大等特點(diǎn)。

從汽車芯片用途劃分，車規(guī)級(jí)芯片可分為功能芯片、功率半導(dǎo)體芯片與傳感器芯片。其中，功能芯片又稱為微控制單元，主要應(yīng)用于汽車電子控制系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、動(dòng)力總成系統(tǒng)、車輛行駛系統(tǒng)等。

我國(guó)是全球最大的新能源汽車市場(chǎng)，隨著國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車市場(chǎng)占有率不斷提升，新能源汽車需要大量功率半導(dǎo)體來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛頻繁的電壓變換需求，功率半導(dǎo)體市場(chǎng)需求也不斷擴(kuò)大。目前，新能源汽車搭載的功率半導(dǎo)體主要以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(MOSFET)為主，其材質(zhì)為硅基材料。隨著新能源汽車電池動(dòng)力系統(tǒng)的電壓逐步提高至800 V以上，作為第3代半導(dǎo)體核心材料的碳化硅將主導(dǎo)功率半導(dǎo)體市場(chǎng)。與傳統(tǒng)硅基材料相比，碳化硅材料在高壓系統(tǒng)中性能表現(xiàn)更優(yōu)異，碳化硅功率半導(dǎo)體有望逐步替代部分IGBT、MOSFET等硅基功率半導(dǎo)體，在新能源汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.2 信息安全與隱私保護(hù)技術(shù)

數(shù)據(jù)是汽車數(shù)字化、智能化的基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛、輔助駕駛、人機(jī)交互、智能網(wǎng)聯(lián)等功能，智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要不斷地采集環(huán)境信息、車輛工況信息及駕駛員和乘客信息，并利用這些信息為車主提供個(gè)性化服務(wù)。當(dāng)前，汽車已成為繼智能手機(jī)之后的又一智能移動(dòng)終端，越來(lái)越多的汽車制造企業(yè)、網(wǎng)約車平臺(tái)和科技公司都已將汽車數(shù)據(jù)應(yīng)用于節(jié)能減排、交通管理、規(guī)避事故發(fā)生等領(lǐng)域，智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)帶來(lái)的價(jià)值愈發(fā)凸顯。同時(shí)，越來(lái)越多的用戶信息和環(huán)境信息被車機(jī)系統(tǒng)收集、使用和共享，帶來(lái)了信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。建設(shè)汽車信息安全防護(hù)墻變得越發(fā)重要。

汽車信息安全防護(hù)墻的建設(shè)需要汽車制造企業(yè)、供應(yīng)商和互聯(lián)網(wǎng)科技公司等多方聯(lián)手合作，單靠任何一方都無(wú)法有效提升汽車信息系統(tǒng)的安全性。隨著多方深入合作，在突破技術(shù)壁壘后，汽車制造企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)零部件質(zhì)量安全信息的有效把控，用于約束零部件供應(yīng)商的安全標(biāo)準(zhǔn)與內(nèi)部的安全驗(yàn)證，測(cè)試能力也將不斷更新和提升?；ヂ?lián)網(wǎng)科技公司也不斷突破基于密碼算法的安全防護(hù)技術(shù)及公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)技術(shù)的安全認(rèn)證技術(shù)，打破智能網(wǎng)聯(lián)汽車信息安全的遠(yuǎn)程信息處理盒子(T-box)、車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)(IVI)、應(yīng)用程序(APP)等加固技術(shù)的邊界。

相關(guān)企業(yè)目前正在積極提供信息安全解決方案，強(qiáng)化安全策略、安全配置、安全能力、安全日志等方面的管理，特別是加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全、移動(dòng)安全、云安全存儲(chǔ)、加密應(yīng)用及敏感信息防護(hù)等安全產(chǎn)品的功能，全面做好數(shù)據(jù)防泄密工作。

2.3 其他相關(guān)技術(shù)

最早在汽車行業(yè)應(yīng)用的無(wú)線通信技術(shù)是紅外通訊技術(shù)(IR)，但紅外通訊技術(shù)具有傳輸距離短、傳輸速率低等缺點(diǎn)，在汽車行業(yè)的使用范圍有限，僅在無(wú)線鎖定方面有所應(yīng)用。隨著短距離無(wú)線通信技術(shù)(即藍(lán)牙技術(shù))的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)汽車已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車庫(kù)門、自動(dòng)汽車門鎖等功能。該技術(shù)能夠使一些便攜式移動(dòng)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線入網(wǎng)功能，增加了用戶的便利性和舒適性，成為信息娛樂(lè)系統(tǒng)的關(guān)鍵功能之一。藍(lán)牙連接可以傳輸高質(zhì)量的音頻，用戶只需將手機(jī)等便攜式設(shè)備連接到汽車上，就可以收聽(tīng)自己喜愛(ài)的音樂(lè)。目前，藍(lán)牙功能并不能通過(guò)連接的應(yīng)用程序向用戶提供關(guān)于車輛運(yùn)行的內(nèi)外環(huán)境信息。但無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信(Wi-Fi)技術(shù)已為屏幕投影提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管道，可使用戶實(shí)現(xiàn)從智能手機(jī)投屏到汽車中控顯示屏的無(wú)線連接。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車要實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)和自動(dòng)駕駛，需要整合激光雷達(dá)、視覺(jué)傳感器、毫米波雷達(dá)等多種傳感器信息，確保無(wú)人駕駛車輛的駕駛安全。環(huán)境感知包括車輛狀態(tài)感知、道路感知、行人感知、交通信號(hào)感知、交通標(biāo)志感知、交通狀況感知、周邊車輛感知等信息。駕駛輔助系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的重要基礎(chǔ)，主要包括自適應(yīng)巡航控制(ACC)、自動(dòng)泊車、電子穩(wěn)定控制、車道偏離警示、碰撞預(yù)警等系統(tǒng)。

3 基于智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的新能源汽車產(chǎn)業(yè)共同體構(gòu)建

以智能網(wǎng)聯(lián)汽車為載體，“未來(lái)出行”模式相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的上下游需求正在快速增長(zhǎng)，已成為當(dāng)下最熱門的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域之一。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，智慧城市的建設(shè)，與人們的智慧生活方式緊密相關(guān)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車和新能源汽車公司正在加強(qiáng)與各高?？蒲袌F(tuán)隊(duì)的合作，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研相融合，增加科技研發(fā)資金投入，提高科研成果的轉(zhuǎn)化率。

3.1 基于智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的汽車制造企業(yè)共同體

汽車行業(yè)正在向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化快速發(fā)展。當(dāng)汽車行業(yè)最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛時(shí)，70%的產(chǎn)業(yè)價(jià)值和構(gòu)成將并不在傳統(tǒng)的車身、底盤(pán)等技術(shù)領(lǐng)域。因此，基于智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的汽車制造企業(yè)共同體正在車輛的控制平臺(tái)、電池管理、智能座艙、智能駕駛、智能電動(dòng)、智能網(wǎng)聯(lián)、高精度地圖、云服務(wù)等方面全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，營(yíng)造汽車智能化的生態(tài)環(huán)境。

3.2 基于智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的數(shù)據(jù)共同體

在實(shí)際應(yīng)用中，算法的選擇和應(yīng)用會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的精度造成一定影響。通過(guò)增強(qiáng)算法研究，可以使誤差所造成的影響最大限度地得到規(guī)避，減少誤差可有效提升系統(tǒng)的精度。利用阻塞矩陣預(yù)處理接收數(shù)據(jù)，在得知主瓣的干擾方向后，可以有效構(gòu)造阻塞矩陣。如果主瓣干擾相對(duì)較強(qiáng)、信號(hào)相對(duì)較弱，需要通過(guò)算法使干擾誤差降低，提升系統(tǒng)的精度。

智能網(wǎng)聯(lián)汽車的數(shù)據(jù)安全直接關(guān)系到國(guó)家、社會(huì)和公民個(gè)人的切身利益。現(xiàn)階段，智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的需求量極大，采集的數(shù)據(jù)主要包括車輛數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、地圖數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)、視覺(jué)數(shù)據(jù)、路況數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和第三方數(shù)據(jù)等。一方面，由于采集設(shè)備的損壞或安全機(jī)制的不健全，極易造成數(shù)據(jù)被污染和被偽造；另一方面，由于采集主體眾多，采集方式不一，采集數(shù)據(jù)種類繁多，存在監(jiān)管手段不夠完善和數(shù)據(jù)審核機(jī)制不夠健全的問(wèn)題。這不僅給數(shù)據(jù)監(jiān)管帶來(lái)了困難，也存在公民個(gè)人隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)，甚至?xí)：Φ絿?guó)家公共安全。

4 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車是未來(lái)汽車行業(yè)的主要發(fā)展方向，與大數(shù)據(jù)、人工智能等新興產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，將促進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的目標(biāo)。智能網(wǎng)聯(lián)汽車的出現(xiàn)與發(fā)展既是環(huán)境保護(hù)、節(jié)能減排的需求，也是信息時(shí)代技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。