基于智能網聯技術的新能源汽車產業共同體研究

張君蘭

(江蘇聯合職業技術學院宜興分院，江蘇 宜興 214206)

0 前言

基于智能聯網技術的新能源汽車產業發展面臨兩方面的挑戰：① 充電樁配套設備尚未完善且發展潛力巨大。隨著新能源汽車產銷量的進一步增長，中央和地方政府相關扶持政策的出臺，充電樁行業在未來一段時期內將得到快速的發展。② 新能源汽車售后服務體系尚未完備。新能源汽車的特性催生出與傳統汽車不同的汽車售后服務需求，其服務范圍已從傳統的維修、保養、換電等項目擴展到了充電服務、包括出行服務和車聯網服務等在內的衍生服務、二手車交易、電池回收等。

1 新能源汽車的產業發展

1.1 產業發展態勢

新能源汽車的發展涉及人工智能、人機交互、配電網系統、信息通信、能源材料等多個領域。因此，發展新能源汽車有助于推動城市整體基礎設施的升級改造和產業轉型，促進能源消費結構優化，實現綠色城市的建設與發展。目前，各能源消耗大國為實現環境保護、減少常規能源的消耗和對他國能源的依賴，都大力發展新能源汽車，支持新能源汽車相關技術的研發。在全球范圍內，各國基于環保、技術與能源安全等原因都在積極推進汽車電動化。新能源汽車制造企業必須明確發展目標和戰略選擇，找準企業定位，加大科研投入，依托數據分析、產品云和信息互聯等技術，加快新能源汽車產業化發展進程，提升企業的市場競爭力。

1.2 產業發展困境

隨著全球工業的快速發展和人類生活水平的提高，各國的常規能源消耗大幅增長，全球生態環境不斷惡化。為了保護環境，新能源汽車逐漸成為全球汽車行業轉型升級的發展方向，各國相繼出臺了相關的支持政策和發展計劃，新能源汽車人才成為行業發展的動力源泉。在此背景下，我國也正在加速推進產業轉型升級，推動新能源汽車產業高質量發展。新能源汽車制造涉及多個學科領域的核心技術，其關鍵技術包括整車集成、電驅動、能量儲存、燃料電池、高壓電氣等技術。特別是高壓電氣技術，將有望突破無線充電、高耐壓等級薄壁絕緣層等技術難題。現階段新能源汽車在質量、續航等方面的問題仍未得到解決，新能源汽車的售后處理周期長，售后供應鏈尚未形成，直接影響到用戶的用車體驗。

2 智能網聯核心技術

2.1 車規級功率半導體與芯片技術

車規級芯片是指適用于汽車電子元件的規格標準芯片。小到汽車輪胎壓力監測系統(TMPS)、攝像頭，大到整車控制器、自動駕駛域控制器，均包含車規級芯片。與手機芯片、電腦芯片和電視芯片等消費類芯片相比，雖然車規級芯片的制程工藝要求并不苛刻，但對性能指標、使用壽命、可靠性、安全性及質量的一致性要求極高，具有準入門檻高、研發周期長、資金投入大等特點。

從汽車芯片用途劃分，車規級芯片可分為功能芯片、功率半導體芯片與傳感器芯片。其中，功能芯片又稱為微控制單元，主要應用于汽車電子控制系統、信息娛樂系統、動力總成系統、車輛行駛系統等。

我國是全球最大的新能源汽車市場，隨著國內純電動汽車與混合動力汽車市場占有率不斷提升，新能源汽車需要大量功率半導體來實現車輛頻繁的電壓變換需求，功率半導體市場需求也不斷擴大。目前，新能源汽車搭載的功率半導體主要以絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和金屬-氧化物半導體場效晶體管(MOSFET)為主，其材質為硅基材料。隨著新能源汽車電池動力系統的電壓逐步提高至800 V以上，作為第3代半導體核心材料的碳化硅將主導功率半導體市場。與傳統硅基材料相比，碳化硅材料在高壓系統中性能表現更優異，碳化硅功率半導體有望逐步替代部分IGBT、MOSFET等硅基功率半導體，在新能源汽車領域得到廣泛應用。

2.2 信息安全與隱私保護技術

數據是汽車數字化、智能化的基礎，為實現自動駕駛、輔助駕駛、人機交互、智能網聯等功能，智能網聯汽車需要不斷地采集環境信息、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性化服務。當前，汽車已成為繼智能手機之后的又一智能移動終端，越來越多的汽車制造企業、網約車平臺和科技公司都已將汽車數據應用于節能減排、交通管理、規避事故發生等領域，智能網聯汽車數據帶來的價值愈發凸顯。同時，越來越多的用戶信息和環境信息被車機系統收集、使用和共享，帶來了信息泄露的風險。建設汽車信息安全防護墻變得越發重要。

汽車信息安全防護墻的建設需要汽車制造企業、供應商和互聯網科技公司等多方聯手合作，單靠任何一方都無法有效提升汽車信息系統的安全性。隨著多方深入合作，在突破技術壁壘后，汽車制造企業可以實現對零部件質量安全信息的有效把控，用于約束零部件供應商的安全標準與內部的安全驗證，測試能力也將不斷更新和提升。互聯網科技公司也不斷突破基于密碼算法的安全防護技術及公鑰基礎設施(PKI)技術的安全認證技術，打破智能網聯汽車信息安全的遠程信息處理盒子(T-box)、車載信息娛樂系統(IVI)、應用程序(APP)等加固技術的邊界。

相關企業目前正在積極提供信息安全解決方案，強化安全策略、安全配置、安全能力、安全日志等方面的管理，特別是加強數據安全、移動安全、云安全存儲、加密應用及敏感信息防護等安全產品的功能，全面做好數據防泄密工作。

2.3 其他相關技術

最早在汽車行業應用的無線通信技術是紅外通訊技術(IR)，但紅外通訊技術具有傳輸距離短、傳輸速率低等缺點，在汽車行業的使用范圍有限，僅在無線鎖定方面有所應用。隨著短距離無線通信技術(即藍牙技術)的快速發展，智能網聯汽車已實現自動車庫門、自動汽車門鎖等功能。該技術能夠使一些便攜式移動通信設備實現無線入網功能，增加了用戶的便利性和舒適性，成為信息娛樂系統的關鍵功能之一。藍牙連接可以傳輸高質量的音頻，用戶只需將手機等便攜式設備連接到汽車上，就可以收聽自己喜愛的音樂。目前，藍牙功能并不能通過連接的應用程序向用戶提供關于車輛運行的內外環境信息。但無線網絡通信(Wi-Fi)技術已為屏幕投影提供了強大的數據管道，可使用戶實現從智能手機投屏到汽車中控顯示屏的無線連接。

智能網聯汽車要實現車聯網和自動駕駛，需要整合激光雷達、視覺傳感器、毫米波雷達等多種傳感器信息，確保無人駕駛車輛的駕駛安全。環境感知包括車輛狀態感知、道路感知、行人感知、交通信號感知、交通標志感知、交通狀況感知、周邊車輛感知等信息。駕駛輔助系統是實現自動駕駛的重要基礎，主要包括自適應巡航控制(ACC)、自動泊車、電子穩定控制、車道偏離警示、碰撞預警等系統。

3 基于智能網聯技術的新能源汽車產業共同體構建

以智能網聯汽車為載體，“未來出行”模式相關產業鏈的上下游需求正在快速增長，已成為當下最熱門的技術創新領域之一。智能網聯汽車的發展，智慧城市的建設，與人們的智慧生活方式緊密相關。智能網聯汽車和新能源汽車公司正在加強與各高校科研團隊的合作，促進產學研相融合，增加科技研發資金投入，提高科研成果的轉化率。

3.1 基于智能網聯技術的汽車制造企業共同體

汽車行業正在向智能化、網聯化、電動化快速發展。當汽車行業最終實現無人駕駛時，70%的產業價值和構成將并不在傳統的車身、底盤等技術領域。因此，基于智能網聯技術的汽車制造企業共同體正在車輛的控制平臺、電池管理、智能座艙、智能駕駛、智能電動、智能網聯、高精度地圖、云服務等方面全面實現數字化，營造汽車智能化的生態環境。

3.2 基于智能網聯技術的數據共同體

在實際應用中，算法的選擇和應用會對數據系統的精度造成一定影響。通過增強算法研究，可以使誤差所造成的影響最大限度地得到規避，減少誤差可有效提升系統的精度。利用阻塞矩陣預處理接收數據，在得知主瓣的干擾方向后，可以有效構造阻塞矩陣。如果主瓣干擾相對較強、信號相對較弱，需要通過算法使干擾誤差降低，提升系統的精度。

智能網聯汽車的數據安全直接關系到國家、社會和公民個人的切身利益。現階段，智能網聯汽車產業對數據的需求量極大，采集的數據主要包括車輛數據、用戶數據、地圖數據、位置數據、視覺數據、路況數據、業務數據和第三方數據等。一方面，由于采集設備的損壞或安全機制的不健全，極易造成數據被污染和被偽造；另一方面，由于采集主體眾多，采集方式不一，采集數據種類繁多，存在監管手段不夠完善和數據審核機制不夠健全的問題。這不僅給數據監管帶來了困難，也存在公民個人隱私泄露的風險，甚至會危害到國家公共安全。

4 結語

新能源汽車是未來汽車行業的主要發展方向，與大數據、人工智能等新興產業相結合，將促進智能網聯汽車的發展，最終實現無人駕駛的目標。智能網聯汽車的出現與發展既是環境保護、節能減排的需求，也是信息時代技術發展的必然趨勢。