软件定义汽车:新软件,新汽车,新时代

时间:2022-06-19 11:20:07 浏览量:

  内容目录 SDV 成为未来趋势,引领行业变革 ...................................................................................... 5 汽车行业发展新趋势,SDV 成为必然方向 ................................ 5 SDV 颠覆传统汽车价值,重塑产品价值链 ................................ 6 新四化浪潮推动汽车软件服务业务快速发展 ............................... 7 性能与功能双预置,实现软件定义汽车 ................................... 7 汽车新四化发展,OTA 应运而生 .......................................................................................... 7 智能化和网联化发展,OTA 进入汽车领域 ................................ 8 远程升级服务,综合提升汽车体验与性能 ................................. 9 汽车网联化和智能化不断提升,OTA 有更大市场需求 ..................... 10 特斯拉整车 OTA 标杆,打开汽车智能化大门 ............................. 11 OTA 成为未来发展主旋律,同时也充满挑战 ............................. 14 软件定义汽车,智能座舱先行 ............................................................................................. 14 智能座舱开启乘车新体验 .............................................. 15 智能座舱是实现汽车智能化的必要条件之一 .............................. 15 全球智能座舱市场快速增长,中国市场增速抢眼 .......................... 16 中科创达推出 E-Cockpit 智能互联驾驶仓 4.0,7 年先发优势突出 ........... 18 从智能座舱到第三生活空间,逐步转变升级 .............................. 20 市场政策双驱动,ADAS 获井喷发展 ................................................................................. 21 感知、决策和执行,ADAS 三大工作原理 ................................ 21 有效降低交通事故率,ADAS 为旅程保驾护航 ............................ 22 新车装配率不断提升,市场渗透率也将看齐欧美,空间巨大 ................ 23 持续精进的行业龙头——特斯拉 Autopilot ......................................................... 24 智能汽车发展日趋完善,促进 ADAS 应用普及 ........................... 27 建议关注终端软件解决方案供应商...................................................................................... 28 中科创达( 300496 ):智能汽车业务爆发式增长,商业模式逐步升级

 ................. 28

 四维图新( 002405 ):高精度地图落地标杆案例,深度受益自动驾驶发展趋势 . 29

 道通科技( 688208 ):优质汽车诊断龙头,开启数字化、智能化发展新篇章

 ..... 29

 德赛西威( 002920 ):国内车机龙头,智能驾驶推进有序

 ..................................... 30

 科博达( 603786 ):一体两翼,汽车电子核心标的

 ................................................. 30

 中国汽研( 601965 ):掌握核心技术的智能检测龙头

 ............................................. 31

 华阳集团( 002906 ):汽车电子优质企业, HUD

 产品加速拓展

 ........................... 31

 国信证券投资评级 ................................................................................................................. 33 分析师承诺 ............................................................................................................................. 33 风险提示 ................................................................................................................................. 33 证券投资咨询业务的说明 ..................................................................................................... 33

 图表目录 图 1:汽车电子成本占整车成本比例 .................................................................................... 5 图

 2:供应链生态体系 ........................................................................................................... 6 图

 3:产业核心竞争要素 ....................................................................................................... 6 图 4:2020-2030 汽车软件和电气电子元件市场规模预测 ................................................. 6 图 5:全球汽车软件与硬件产品内容结构占比 .................................................................... 7 图

 6:OTA 技术在车辆上的应用进程 .................................................................................. 8 图

 7:汽车 OTA 主要架构 ..................................................................................................... 9 图 8:2013-2019 国内汽车召回总量 .................................................................................... 9 图 9:2016 年与 2017 年上市新车车联网配置标配率比较 .............................................. 10 图 10:2018-2019SOTA 装配情况 ..................................................................................... 11 图

 11:特斯拉 OTA 主要架构 ............................................................................................. 11 图

 12:智能座舱主要体现形式 ........................................................................................... 15 图

 13:传统与智能座舱中控和仪表对比 ........................................................................... 16 图 14:2018-2022 年全球智能座舱行业市场规模及预测(单位:亿美元)

 ................. 17 图 15:2017-2025 中国智能座舱行业市场规模及预测(单位:亿元)

 ......................... 17 图 16:2020 年与 2025 年智能座舱硬件设备渗透率变化情况 ........................................ 17 图 17:2019-2025 年中国汽车智能语音前装市场规模变化(单位:亿元)

 ................. 18 图 18:中科创达 E-Cockpit 智能互联驾驶舱

 4.0 产品特点 .......................................... 19 图

 19:智能驾驶舱解决方案历程 ....................................................................................... 19 图

 20:第三生活空间“车”功能 ........................................................................................... 20 图 21:ADAS 工作原理 ....................................................................................................... 22 图

 22:ADAS 技术解析 ...................................................................................................... 22 图 23:2013-2019 交通事故死亡人数 ................................................................................ 23 图 24:新车 ADAS 的装配情况 ........................................................................................... 23 图 25:全球 ADAS 市场规模预测(亿欧元)

 ................................................................... 24 图

 26:12 个超声波传感器 ................................................................................................. 25 图 27:前置摄像头 ................................................................................................................ 25 图

 28:前置雷达 ................................................................................................................... 25 图 29:卫星高精度地图 ........................................................................................................ 25 图 30:智能辅助驾驶累计行程里程数(亿公里)

 ............................................................ 27 表 1:特斯拉 7 年中 10 次软件更新亮点 ............................................................................ 12 表 2:重要部件更新次数 ...................................................................................................... 12 表 3:蔚来 ota 更新情况 ...................................................................................................... 13 表 4:理想 ota 更新情况 ...................................................................................................... 13 表 5:小鹏汽车 ota 更新情况 .............................................................................................. 13 表 6:各品牌 ota 产品对比 .................................................................................................. 14 表 7:中科创达智能汽车领域重大并购 .............................................................................. 18 表 8:E-Cockpit 智能驾驶舱 4.0 产品核心亮点 .............................................................. 20 表 9:ADAS 功能介绍 .......................................................................................................... 21 表 10:ADAS 更新历史 ....................................................................................................... 25 表 11:特斯拉自动驾驶布局历程 ........................................................................................ 26 表 12:各品牌 ADAS 当前硬件情况 ................................................................................... 26 表 13:各品牌 ADAS 多项目实测数据 ............................................................................... 26

  SDV 成为未来趋势,引领行业变革 数字技术已经渗透到人们生活的各个角落,作为交通工具的汽车,逐渐由机械驱动的机器向软件驱动的电子产品过渡。在这个趋势下,汽车产品和内部系统的竞争法则将发生改写。整车企业以往的技术工程核心是发动机和变速箱,而展望未来,给汽车配置足够强大的感应器、软件、计算能力以及外部与车辆连接的网络平台,会越来越重要。

 汽车行业发展新趋势,SDV 成为必然方向 软件定义汽车(Software Defined Vehicles,SDV)是软件在车辆中扮演的角色逐 步放大,纵观汽车发展历史,从最开始的“机械定义汽车”到“电器定义汽车” 再到“电子定义汽车”最后到现在的“软件定义汽车”。一方面是汽车电子占整车成本逐渐提高,根据摩根斯坦利研究中心的调查结果,到 2020 年,车辆的软件价值占车身本来价格的比例为 40%。

 图 1:汽车电子成本占整车成本比例

  占比

 60%

 40%

 20%

 0% 1970 1980 1990 2000 2010 2020

 资料来源:摩根斯坦利研究中心,整理

 另一方面车联网、自动驾驶技术的发展,以及国家政策的逐渐推进,加速汽车智能化发展。2017 年 4 月,工信部联合国家发改委、科技部发布的《汽车产业 中长期发划》指出,未来我国汽车强国建设路线上以智能网联汽车为重要突破口,引领整个产业转型升级。2018 年 1 月国家发改委印发的《智能汽车创新发展战略(征求意见稿)》提出,到 2020 年智能汽车新车占比达到 50%。2019 年 9 月国务院发布《交通强国建设纲要》,指示加强智能网联汽车(智能汽车、自动驾驶、 车路协同)

 研发,形成自主可控完整的产业链。车辆除了本身的驾驶属性外,服务属性逐渐增加,比如通过车联网实现内容的推送,通过 OTA 实现车辆的个性化定制等。

 半导体行业的迅速发展,车载芯片的主频存储空间和算力有预置空间。传统的MCU(控制器的微处理器)的 ROM 和 Flash 均是按照 K 来计算的,主频一般处于 4M、8M 较低的水平,而现在半导体行业在摩尔定律的作用下,已经把车载芯片的主频提升到几百兆甚至更高的级别,存储空间问题也已经解决。因此, 现在的控制器设计基本都会预留一定比例的算力和存储空间供后续升级使用, 为 SDV 提供硬件支持。

 移动互联网的发展,提供移动端物质基础,并为消费者教育做好铺垫。。在今天, 软件付费已经成为了一种习以为常的事情。移动互联网的普及建设了移动支付渠道、手机的 APP 和云,为 SDV 提供了重要的物质基础。而软件需要付费才能使用的观念的普及,让用户对于知识付费也不再排斥。

 新能源汽车的崛起,促使竞争加剧,激发了汽车行业活性。电动车降低了造车的门槛,使许多互联网行业的从业者涌入到造车领域,一方面加剧了行业生存资源的争夺,另一方面也使传统的行业有了新的动能。融入互联网思维的造车 新势力给传统造车行业带来了很大冲击。通过软件付费的思想已经被广泛接受, 这让 SDV 的发展有了广泛的群众基础,因此传统的 OEM 们将软件提升到了战

 略的高度。

 SDV 颠覆传统汽车价值,重塑产品价值链 汽车不断进行智能化、网联化、电动化、自动化的发展,软件、芯片、计算能力等变得越发重要,其地位有望超越发动机、变速箱、底盘传统三大件。正在颠覆传统的汽车价值链并影响其所有利益相关者。

 新科技、软件公司的涌入带动了供应链管理的扁平化、边界模糊化,推动产业竞争要素发生本质变化,带动供应链生态体系变革。在传统封闭式供应链的汽 车制造商在整条供应链中只负责一个环节,主要担任汽车研发制造的角色。而在新生态体系中各大汽车制造商抓紧打造自己的生态体系,并且从汽车全生命周期出发,服务覆盖整个产业链条。

 图 2:供应链生态体系

 资料来源:蔚来汽车,盖世汽车研究院,整理

 产业核心竞争要素发生转变。传统汽车核心竞争要素为四大类:造型与工程设计、动力总成、底盘和电子电器,这些占据了整车绝大部分的成本;而现在智能电动车核心元素颠覆了传统模式,新的三大核心竞争要素为:硬件、软件和服务。

 图 3:产业核心竞争要素

 资料来源:蔚来汽车,盖世汽车研究院,整理

 图 4:2020-2030 汽车软件和电气电子元件市场规模预测

  市场规模(亿美元)

 6000 4000 2000 0

 2020 2025

  2030

 资料来源:麦肯锡,整理

 根据麦肯锡的调查,汽车软件和电气电子元件(E / E)市场预计复合年增长率为 7%,该市场将从如今的 2380 亿美元增长至 2030 年的 4690 亿美元。软件在 D 级车整车价值中所占的比例有望在 2030 年达到 30%。将成为未来汽车行业最重要的领域。

 新四化浪潮推动汽车软件服务业务快速发展 随着汽车新概念的不断普及,新四化的浪潮推动汽车软件服务业务快速发展。汽车行业的重点将从依靠硬件驱动的产品逐步进行转移,当下的新产品应当是由硬件+软件同步驱动的产品 图 5:全球汽车软件与硬件产品内容结构占比

  硬件驱动 软件驱动 其他

 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0%

 2010 2016 2030E

 资料来源:麦肯锡,整理

 据麦肯锡预测,全球汽车软件与硬件产品内容结构正发生着重大变化,2016 年软件驱动占比从 2010 年的 7%增长到 10%,预计 2030 年软件驱动的占比将达到 30%,届时硬件驱动占比仅为 41%。

 性能与功能双预置,实现软件定义汽车 当前车企主要通过对硬件的主要功能进行提前预置,从而实现后续的逐步更新升级。

 硬件预置:传统的汽车销售模式是按照硬件配置的有无和性能来决定价格,而SDV 是通过软件的不同配置来决定车与车之间的差异,每辆车之间的硬件完全一样,但功能与体验却各有不同。车企在产品设计之初需提前将软硬件预设计 好,在 SOP 的时候把将来用于扩展功能所需硬件预置进去,后续通过软件的升级或者功能开放来收回这部分成本。比如特斯拉的 AutoPilot,采用的是硬件预置,后续通过软件开放权限和更新升级来进一步收取相关费用。

 性能预置:性能预置分为两个方面,控制器算力预留,为将来提供更多的软件功能而事先留出空间,可以增加软件功能或算法等。由于 AI(人工智能)在车上不断的应用,所需要的算力也大幅度提升,而将来 AI 的算法的不断提升究竟 需要多少算力,没有人能够准确的预估,所以实际情况中会多预留出一些,以免将来需要通过更换硬件来进行升级。性能预留,如加速性能提升,续航里程 提升,图像的清晰度提升,音响效果提升等。例如 2018 年 6 月,美国权威杂志《消费者报告》发现, Model3 刹车距离比皮卡福特 F-150 要长。ElonMusk 接受了《消费者报告》的批评并承诺通过 OTA 尽快解决此问题。在不到一周时间,特斯拉通过一次 OTA 升级解决了该个问题,《消费者报告》重新测试后发现,升级后的 Model3 刹车距离缩短了 5.8 米。

 汽车新四化发展,OTA 应运而生 汽车新四化(电动化、智能化、网联化、共享化)是行业公认的趋势,电子部

 分和软件的重要性变强,意味着整车的复杂度升高。和硬件相比,软件是车里迭代最快、最容易个性化的部分,也是亟需进行系统化管理的部分。车辆无论是遇到软件故障还是更新,线下店维修和召回的模式,从覆盖范围和复杂度上是越来越难管理。而 OTA 技术具备减少召回成本、快速响应安全需求、提升用户体验等多种优势,是未来智能化汽车时代的必然选择。

 智能化和网联化发展,OTA 进入汽车领域 OTA 技术的英文全称为 Over the Air Technology 中文翻译是空中下载技术,通过移动通信的空中接口实现对汽车设备及 SIM 卡数据进行远程管理的技术,简单理解就是通过移动通信技术进行无线系统升级。这项技术最早源于手机,近几年在汽车行业普及开来。

 图

 6:OTA 技术在车辆上的应用进程

  资料来源:汽车之家,整理

  OTA 技术的发展经历了四个阶段:1)萌芽阶段 2)娱乐系统和网联模块本身更新阶段 3)动力总成和安全系统更新阶段 4)未来可能的更新汽车的核心运算单元(各个区块的域控制器)

 OTA 系统升级,分为软件升级和硬件升级,即通常所说的 SOTA(Software Over The Air)应用软件升级和 FOTA(Firmware Over The Air)固件版本在线升级:FOTA 固件空中升级:指通过云端升级技术,为具有连网功能的设备:

 例如手机、平板电脑、便携式媒体播放器、移动互联网设备等提供固件升级服务。SOTA 软件空中升级:偏向于应用软件升级。

 OTA 架构:OTA 整体架构包含 OTA 云端、OTA 终端、OTA 升级对象三部分。OTA 云端为 OEM 专属的云端服务器平台,OTA 终端采用 Tbox,OTA 升级对象按功能域划分,分为动力系统域、车身系统域、影音系统域、ADAS 主动安全域,分为四个不同的功能安全等级。

 OTA

 云端:

 OTA

 云端也称为 OTA

 云服务平台,包含

 OEM

 支持 OTA

 升级的 ECU全部的完整的升级包。OTA 云端的设计要求是独立的平台,支持多车型、多型号规格、多种类型 ECU 软件的升级。OTA 云端的框架结构主要包括五部分:

 OTA 管理平台、OTA 升级服务、任务调度、文件服务、任务管理。

 OTA 终端:OTA 终端主要包含 OTA 引擎和 OTA 适配器,其中 OTA 引擎是一个连接 OTA 终端与 OTA 云端的桥梁,实现云端同终端的安全通信,包括升级

 包下载、升级包解密、差分包重构等功能。OTA 适配器是为兼容不同的软件或设备的不同更新逻辑或流程,根据统一的接口要求封装的不同实现。升级适配器由需要 OTA 升级的各个 ECU 软件实现提供。

 OTA 升级对象:汽车 OTA 升级对象对象主要包括影音系统,ADAS 软件,以及车内嵌入式 ECU。嵌入式 ECU 通常采用软件备份功能,即 ECU 内部用于两片区域,一部分用于存储当前运行的程序,一部分用于存储备份程序。除第一次安装或者设备下线时,ECU 内部只有一份软件外,之后安装的软件都会与上 一份共存。当前运行的是最新的软件,如果升级过程中发生错误或者刷写的程序不能运行,ECU 内部自动回滚至上一版程序,保证车辆的可靠性。

 图 7:汽车 OTA 主要架构

 资料来源:汽车 ECU 开发,整理

 远程升级服务,综合提升汽车体验与性能 近几年智能传感器技术、大数据、人工智能、5G 通讯技术等技术快速发展加持下,汽车也在经历史无前例的变革。在过去,汽车上的发动机、底盘等硬件是汽车的主体,而未来的汽车,软件的地位和规模将加速上升,占据越来越大的比重。伴随着软件的发展,软件需要不断的升级。因此,OTA 作为智能网联汽车必备的基础能力之一,其价值也在行业内达成共识,越来越多的车企将远程升级纳入智能网联汽车战略规划之中。

 汽车 OTA 主要优势:

 1 )

 使用 OTA 系统快速修复软件缺陷:可以快速高效修复汽车本身存在的一些系统性的缺陷。在一般情况下,传统的汽车厂商在发现旗下某款产品存在系统 BUG 的时候会进行统一召回,整个过程非常的繁杂,费时费力。据统计,2018 年和 2019 年我国国内汽车召回总量分别为 1242 万辆和 641.7 万辆。有了 OTA 升级以后,无需再去 4S 店,直接在汽车上通过厂商推送的更新包升级即可, 提高了客户体验,也减少了厂商线下维修成本。

 图 8:2013-2019 国内汽车召回总量

  召回总量(万辆)

 2500 2000 1500 1000 500 0

 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

 资料来源:爱卡汽车,整理

 2 )

 缩短新产品、功能开发上市周期:车企使用 OTA 的方式向终端客户推送新产品、新功能,用户在第一时间可以随时随地进行更新使用,极大程度地缩短了新产品和新功能的开发上市周期。

 3 )

 收集用户数据,为大数据布局:通过 OTA 系统手机终端用户实际用车数据,分析用户车辆及使用情况,针对性修改软件功能和参数,并且为日后大数据的业务开展做铺垫。

 4 )

 提高用户体验,提升用户粘性:进行界面优化更新,提升人机交互体验。汽车连接互联网,改变了过去销售是研发过程结束的汽车销售模式,使销售成为厂商与客户互动的开始。

 汽车 OTA 应用的意义:

 1 )

 提高用户体验,延缓汽车产品过时周期。OTA 的意义在于提供不断升级更 新的服务,通过软件的迭代更新,实现更多的可能性,提高用户体验,延缓汽车过时周期。

 2 )

 提高车型研发效率,提高车型迭代质量、改善用户体验。研发人员对客户 反馈响应不及时是导致车型满意度无法快速提升的关键。某些已售车辆的缺点一般需要用户通过一线的售前或者售后人员层层反馈到研发部门,研发人员优化 后再将升级代码发回服务站,最后多次交叠才能完成,导致升级的实时性和效率较低,并且多数用户也只有在购买新车型才能感受到功能的升级,对已售出的车辆无法做到及时更新。而在智能汽车 OTA 时代,研发人员更新完软件代码, 能够快速传达到用户,增强驾驶员体验,提高用户满意程度。

 3 )

 OTA 成为车企发展新方向。OTA 也是智能汽车技术的一个重要的功能,用户需求和车企售后维护都需要。这项技术将随着整车企业对软件能力、网络能力、产品全生命周期需求的把握,变得越来越重要。如果汽车厂没有重视 OTA 研发,无法持续更新软件、没有办法做双向的沟通跟交流,没有办法组成有用的服务跟应用供车主使用,则有可能被边缘化。

 汽车网联化和智能化不断提升,OTA 有更大市场需求 汽车网联化和智能化的发展,新车车联网配置占比提升。OTA 的发展与汽车网联化和智能化的推进息息相关,而近两年,这两方面的发展正在提速。2017 年 上市的新车中车辆联网配置占比达

 21% ,高于

 2016

  年上市新车配置占比

 16% 。

 接下来,随着新车型的推出,车联网装配比例将继续提升,到 2020 年,中国 车联网用户将从现有的 700 万,增长至 2020 年的 4400 万左右,渗透率将达到 18.1%。

 图 9:2016 年与 2017 年上市新车车联网配置标配率比较

  标配选配无

  资料来源:华晨汽车工程研究院,整理

 对 OTA 产生重大影响的车联网市场当前也正处于成长阶段,其快速的发展有利

 于 OTA 的加速成长。在 SOTA 方面,装配量和装配率在迅速提升。据佐思汽研数据,2018 年中国乘用车 SOTA 装配量为 239 万辆,装配率为 11.8%;2019 年增加至

 383.8

 万辆,同比增长

 60.6% ,同时装配率提高至

 19% 。咨询机构

 ABI Research 在一份报告里预测,到 2022 年将有 2.03 亿辆部汽车能通过 OTA 方式更新软件,其中至少 2200 万辆汽车还能通过 OTA 更新固件。

 图 10:2018-2019SOTA 装配情况

  450

 400

 350

 300

 250

 200

 150

 100

 50

 0

 装配量(万辆)

 装配率

 383.8

  2018 2019

  20.00% 18.00% 16.00% 14.00% 12.00% 10.00% 8.00% 6.00% 4.00% 2.00% 0.00%

  资料来源:佐思汽研,整理

 政策推动行业发展。根据《电动汽车远程服务与管理系统技术规范》规定,从2017 年 1 月 1 日起,新生产的全部新能源汽车安装车载终端,通过企业监测平台对整车及动力电池等关键系统运行安全状态进行监测和管理。公共服务领域车辆相关安全状态信息要上传至地方监测平台。在信息上行监管的同时,电池 (主要指

 BMS )、电机、 T-box

  都会产生

 OTA

  需求。

 特斯拉整车 OTA 标杆,打开汽车智能化大门 业界公认,特斯拉是第一家做到整车 OTA 的车企。之所以能做到高频的升级, 是因为它遵循了软件定义汽车的模式,从系统架构设计之初便考虑周全。通过采用集中式的电子电气架构,将传感器、ECU、线束、电子电气分配系统整合, 实现了整体的配置和功能。

 图 11:特斯拉 OTA 主要架构

 资料来源:汽车之家,整理

 特斯拉电动车拥有整车实现空中下载 (over-the-air ; OTA) 软件升级的能力。不

 仅可透过 OTA 将软件升级发送到车辆内的车载资通讯(telematics)单元,更新车 载信息娱乐系统 (IVI) 内的地图和应用程序 (App) 以及其他软件,还可以直接将软

 件增补程序传送至有关的电子控制单元(ECU),以实现安全、可靠的功能升级。

 表 1:特斯拉 7 年中 10 次软件更新亮点

 2014V5.9 版本 2014 年 4 月 22 日,特斯拉正式向第一批中国区车主交付 Model S 车型,V5.9 版本系统成为特斯拉首次进入中国的系统

 2014 V6.0 版本 第一次通过大屏幕使用地图、第一次手机 App 可以开启远程启动。

 2015 V6.2 版本 第一次通过 OTA 为 P85D 提升加速度,优化主动巡航控制(TACC)

 第一次推出 Autopilot 自动辅助驾驶,含自动泊车、辅助转向、自动辅助变道功能。

 2015 V7.0 版本 从这个版本以后,在 AP 下打开转向灯,车辆即可自动完成变道,自动辅助驾驶变得更加智能,向未来汽车世界迈出了重要一步。

 2016 V7.1 版本 第一次推出召唤功能

 2016 V8.0 版本 第一次将 UI 页面扁平化,优化 Autopilot 自动辅助驾驶,导航地图更新实时路况功能。2018 v9.0 版本 第一次推出了自动辅助导航驾驶(Navigation on Autopilot)

 2019 V10.0 版本 屏幕上优化了周围障碍物显示,持续改进自动辅助变道。开始支持 Tesla 剧场,可以通过触摸屏播放视频,同时我们熟悉的软件开始进入大屏幕。

 2020 V10.1 版本 第一次推出智能召唤功能 2020 V10.2 版本 2020 支持 Bilibili、优酷视频,新增星露谷物语、斗地主、欢乐麻将等游戏,升级新版本导航地图,同时支持在车内触摸屏扫码联系在线客服 资料来源:特斯拉官网、整理

 根据统计,从第一款 ModelS 上市开始,截止到 17 年 3 月份的 5 年时间里, Tesla 总计推送 25 次 OTA 升级(不含小版本)。涉及各大功能域、至少 22 个控制器。在这其中:中控屏更新 21 次,更新内容囊括 bug 更新/显示/报警/交互/控制设置等方面,几乎每次更新都会涉及;动力及电池系统相关更新 11 次, 包括能量管理/热管理/性能优化/车载充电等方面;座舱系统相关更新 10 次,包括雨刮/座椅/PE/门把手/鸥翼门等方面。

 表 2:重要部件更新次数

 中控屏 动力及电池系统 座舱系统 推动更新涉及的次数 22 11 10 推送更新未涉及次数 3 14 15 资料来源:eefocus、整理 传统车企追赶特斯拉在研发 OTA 过程中所面临的困境。1)任何一项技术的研发都需投入大量的人力、物力、财力,传统车企重新研发固件的升级,将面临更多技术难点; 2 )与特斯拉直营不同,传统汽车制造商拥有很多经销商合作伙

 伴,经销商通过各种增值服务来获取利润,而 OTA 无疑将打破这一关系;3)

 网络连接毕竟是有风险的,防止大规模的黑客行为,车企还需做很多安全工作。特斯拉是造车新势力的标杆,给传统汽车行业带来了前所未有的冲击。有分析师提醒传统汽车应对特斯拉快速的创新步伐保持警惕,因为它可能彻底颠覆传 统汽车行业。事实也如此,特斯拉整车 OTA 的问世,给消费者带来了极大的便利和前所未有的用车体验。

 OTA 系统同行业对比方面,国内当前能够真正意义上进行 FOTA 的车企我们选取了理想、小鹏和蔚来进行对比。

 蔚来汽车在稳定性和功能性两个层面有明显进步。稳定性层面:2018 年蔚来汽车由于软件问题频频出现在各大网站头条,而 2019 年蔚来汽车销量提高了 2 倍,但是爆出的问题大幅降低。功能性层面:蔚来汽车已具备 FOTA 能力,可以实现通过 OTA 对车机、辅助驾驶、动力三大块内容都进行了优化和升级。

 表 3:蔚来 ota 更新情况

 NIO OS 1.2.1 新增百度地图;NOMI Halo 升级 NIO OS 2.0.0 ES8 NIO Pilot 主要功能开放;全新 UI/UX 设计 NIO OS 2.1.0 ES8 支持全自动泊车 S-APA;ACC/Pilot 功能整合能量回收;增加 NOMI 语音控制指令;ES8 新增后排空调儿童锁

 NIO OS 2.3.0 新增动态仪表界面以及车道自动模拟;新增窄路辅助;优化节能模式(百公里加速由 6.9s 变为 9.9s);新增疲劳驾驶监控;新增车辆最大充电上限 NIO OS 2.4.0 新增雪地模式(前后轮扭矩分别锁定 50:50);新增主驾座椅记忆 新增智能场景推荐;新增加电助手;新增远程方向盘/座椅加热;新增电池智能预 NIO OS 2.5.0 热开关;新增车内照片分享;新增带行人及自行车识别的自动紧急制动(AEB); 新增超车辅助 NIO OS 2.6.5 新增 NIO OS 浅色模式;泊车影像界面优化;全自动泊车系统优化;车载 QQ 音乐支持豪华绿钻会员;地图增加充电桩/换电站详细信息;其它体验更新优化 资料来源:蔚来汽车官网、整理

 理想汽车以 OTA 方式对理想 One 的底盘动力系统、信息娱乐系统和电气电控系统进行升级。

 2019 年 12 月至今,理想 One 已推送 6 次 OTA 软件升级,为用户打造持续提升的用车体验。预计 2020Q3,理想 One 还将推送新一轮 OTA 软件升级,带来 QQ 音乐、微信读书、腾讯新闻等全新应用。

 表 4:理想 ota 更新情况

 V1.0.4 修复部分误报警问题;优化部分报警显示方式 优化车辆停放过程中的电量消耗;优化部分工况下燃油消耗;优化辅助驾驶系统 v1.0.6 性能;预约充电功能;音响 HiFi 模式、环绕模式 v1.0.7 优化中低电量/低油量时,剩余续航里程显示方式;优化蓄电池补电策略 调整能源模式为纯电优先和燃油优先提升可用油量至 44L;优化辅助驾驶系统性 v1.1.9

  v1.2.5 能;优化手机 app 唤醒车辆速度;总续航里程显示;轮毂视角功能;微信车载版应用 优化:上下电逻辑、车辆驾驶模式、尾门关门并锁车逻辑、自适应巡航(ACC)

 和自动泊车(APA)、蓝牙连接;油电混合模式;手机蓝牙要钥匙开启、关闭尾门预约充电设置

 资料来源:蔚来汽车官网、整理

 小鹏汽车自 2019 年 1 月的首次 OTA 到 2020 年 6 月 23 日,G3 一共完成 12 次 OTA 升级,新增逾 59 项功能,逾 1912 项功能优化升级,平均一个半月就有 1 次 OTA 升级。

 表 5:小鹏汽车 ota 更新情况

 版本 更新亮点 Xmart OS 1.1 XPILOT 2.5、X-Mart OS、电池包能力进行优化提升,并新增了【车辆钥匙召唤】功能 Xmart OS 1.2 新增遥控泊车、ATC 自适应弯道巡航、智能导航、哨兵模式(车辆蹭刮报警)、冥想模式、斜列式车位泊车辅助及 ETCP 智能停车服务。

 Xmart OS 1.3 行车记录仪、基于人脸识别的 ID 登录与车辆个性设置 Xmart OS 1.4 开放 ICA 智能巡航辅助功能;新增功能:违章查询 Xmart OS 1.5 开放 ALC 自动变道辅助、TJA 交通拥堵辅助、透明底盘、驾驶员疲劳预警、驾驶员分神预警等功能 Xmart OS 1.6 优化功能:LCC 车道居中辅助系统、ACC 自适应巡航系统、ALC 自动变道辅助、智能泊车系统、BMS 电池管理系统 Xmart OS 1.7 优化功能:智能泊车系统、智能驾驶系统、智能导航、小 P 智能推荐服务、“你好 小 P”AI 语音助手 Xmart OS 1.8 优化功能:智能泊车系统、智能驾驶系统、车载智能系统资料来源:蔚来汽车官网、整理

 表 6:各品牌 ota 产品对比

 特斯拉 蔚来 小鹏 理想 One 面向市场时间 2012 2017 2019 2020 适用车型 Model S/X/3/Y 蔚来 ES8/ES6 小鹏 G3 理想 One 动力系统 √

 √

  √

 底盘系统 √

  √

  车身电子系统 √

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 座舱娱乐系统 √

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 自动驾驶系统 √

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  资料来源:蔚来汽车官网、整理

 通过综合对各品牌 OTA 当前功能的对比,特斯拉 OTA 依然属于行业标杆。1)

 技术全面领先,在 FOTA 中更加凸显。能够通过 OTA 对动力系统和底盘系统均进行有效的功能新增和功能优化。2)产品具有先发优势。产品对新能源汽车进 行了最先定义,并且在用户体验、系统成熟和稳定性方面均处于行业领先地位。3)新能源汽车玩法创新。特斯拉开创了新能源汽车的玩法,并且目前仍然具备引领的能力。

 中国车企发展迅速,行业差距不断缩小。特斯拉产品力在当下行业领先,但是通过对比发现,中国车企仅短短几年的发展,无论在固件更新还是软件更新方面均能够实现拓展与优化功能,未来发展可期。

  OTA 成为未来发展主旋律,同时也充满挑战 众多新车企才用 OTA 升级方式搭载,节约大量成本。作为装备有自动驾驶功能的车型,很多车企也会采用 OTA 升级的方式进行搭载。蔚来是国内比较早应用 OTA 的企业,比亚迪、小鹏和威马在 2018 年底也都先后以不同形式推出了 OTA 功能。据咨询机构 ABI Research 的一份报告预测,到 2022 年将有 2.03 亿辆汽车能通过 OTA 方式更新软件,其中至少 2200 万辆汽车还能通过 OTA 更新固件。咨询机构 IHS 预测,汽车制造商从 OTA 软件更新中节省的成本将从 2015 年的 27 亿美元增长到 2022 年的 350 亿美元。

 OTA 的布局亦对车企提出了新的要求和挑战。安全层面,当汽车通过 OTA 升级的话等于是全面开放的,一些机密文件很可能会被一些不法分子利用一些手段窃取,因为现在的车电控单元太多,手刹电子的,方向盘电动、ACC 自适应巡航的等等,这些都是可以通过网络可控制修改的,当然更为重要的就是现在 很多车渐渐的支持无人驾驶,一旦重要开放不免对安全造成一定的隐患。管理层面,以前我们车要升级都要去经销商升级,升级同时会帮你检测车辆然后推 广一些用品和服务,一旦 OTA 全面实行难免会使客户与经销商的接触少了很多, 所以如何管理经销商形成新的营销体系也是非常重要的。

 OTA 发展需要经历一个逐步增长的过程。OTA 升级的车型出现。从车联网的发展方面来看,相关数据示,目前中国市场在售车型车联网配置装配率较低,仅有 13%,另有 2%的车型可选配。尽管根据多方预测,2020

 年国车联网市场规 模将达到约 338 亿美元,但不可否认的是,车联网发展并非一蹴而就,中间需要经历一个逐步增长的过程。而由此也不难得出,OTA 的车内应用同样会经历类似的过程。

 软件定义汽车,智能座舱先行 智能汽车的发展伴随着智能化、网联化这两大风口,其重要性日益凸显。在实现自动驾驶之前,汽车座舱正在成为聚拢车载互联网、智能交互、新型材料等

 技术的阵地,车内空间的形态从最早的出行工具角色转变成一个移动的智能空间。

 智能座舱开启乘车新体验 智能座舱是相对传统座舱而言的。传统座舱一般是采用机械式仪表盘和内嵌式中控液晶屏,各个系统是相互独立的。智能座舱通过搭载智能化 / 网联化的车载

 设备或服务,主要构成包括车载信息娱乐系统(主要是前座中控屏)、液晶仪表盘 、 中控大屏 、 抬头显示 ( HUD )、 流媒体后视镜 、 车联网模块 等。智能座舱

 中各项功能集成整合为一个系统,在一套芯片和软件驱动下实现全部功能。,使得“人-车-路-云”之间的交互内容更加丰富,各系统信息充分融合;可以实现个性化定义,使驾驶人和乘车人有更佳的体验。

 图 12:智能座舱主要体现形式

 资料来源:搜狐汽车、新浪科技,整理

 智能座舱是实现智能座舱各项子系统及功能的软硬件架构。它包含硬件和软件两大部分:硬件部分主要是指域控制器和各种芯片等组成的硬件平台;软件部分主要是指由操作系统、Hypervisor、中间件、支撑工具等组成的软件平台。

 随着芯片、软件等技术的不断提高,一芯多屏多系统的一体化座舱平台成为下一代座舱的主流趋势。一方面可以实现系统整合、降低成本;另一方面实现了传统座舱不能满足的多屏互联、智能交互、智能驾驶等场景化功能需求。

 智能座舱是实现汽车智能化的必要条件之一 智能驾驶舱是汽车智能化的综合体现之一,除了改善驾驶/乘车体验之外,更为重要的是与汽车底层硬件甚至是更为根本的技术架构的革命相关。智能驾驶舱的发展是汽车实现智能化的必要条件之一。

 1 )

 集成更多信息和功能,提升驾驶/乘车体验。传统驾驶舱中,如摄像头等感知设备的数量与网络媒体服务的内容均十分有限,座舱内所集成的信息和功能均显单一;智能驾驶舱中可集成多类传感器所收集的信息,强大的通信功能和 智能化软硬件亦允许融入更为丰富的网络媒体服务,故而可提供更为丰富的信息和功能服务。

 传统驾驶舱多是机械工业的产物,外观仍属于大工业时代的旧时风格,而智能驾驶舱在当前阶段,“中控大屏 + 数字化仪表”的组合是智能驾驶舱最具代表性的体现,是近 2-3 年多数车企在座舱设计方面的重要发力点。智能中控大屏主要由触屏、语音等方式控制,融入更加丰富的显示内容和功能,尤其是安卓系统正在迅速普及,相比于仅支持 CD/DVD、导航、倒车影像等的 Linux 系统,

 具有更加丰富的应用生态和拓展性;数字仪表相比传统机械仪表的最大优势则是可以显示内容可灵活切换,从而可以显示更多的车辆状态信息,且可纳入天气、路况、地图、导航等功能,还可以与手机互联互动,两者的结合无疑会在很大程度上提升驾车体验。

 图 13:传统与智能座舱中控和仪表对比

 资料来源:搜狐汽车、新浪科技,整理

 2 )

 与底层芯片升级紧密相关。从底层芯片模组的角度来看,在传统驾驶舱之中,中控台、仪表盘等均是分离式的系统,由独立的芯片模组提供驱动支持。而 在智能驾驶舱时代,随着芯片技术的发展以及算力的提升,“一芯多屏多系统” 正在迅速成为趋势——即由同一芯片模组同时支持中控大屏、数字仪表、后座娱 乐屏等多类舱内智能设备和服务。

 在“一芯多屏多系统”的基础上,软件在汽车座舱内的重要性日益加强,其复杂度和开发难度也一并上升。除了芯片模组之上更为复杂的驱动程序与部署于各类屏之上的操作系统,用以支持多屏多设备之间互动的中间件以及如语音、视觉、情感识别等智能算法愈发的重要;而且,随着空调、座椅等车内设施趋于智能化,软件对车内硬件的控制范围也进一步扩大。

 3 )

 是软件定义汽车的重要构成。从更为根本的产业技术趋势来看,汽车的功能定位将从传统的移动出行工具逐步进化为一个融合娱乐、办公、生活等多类属性为一身的移动智能空间——即智能汽车。相比于传统“功能汽车”以动力传 动和底盘系统为核心,智能汽车的功能更加多元化,其核心能力由灵活的软件定义,并借助丰富的网络资源获得额外的赋能。

 结合电动化、智能网联化、自动驾驶化的长期趋势和现阶段发展方向来看,下一阶段的汽车 EEA 至少应会形成动力总成、智能驾驶舱、智能驾驶三个 DCU。另根据 NVIDIA 的展望,在未来的智能汽车中,智能驾驶舱芯片、自动驾驶芯片将成为最为重要的两类车载芯片,且两类芯片近年的市场空间体量也大致相当。相应的,无论是用于驱动座舱的操作系统及智能算法,还是用以控制车身的自动驾驶实时操作系统,均将是下一发展阶段汽车中最为重要的软件构成。综上,在软件定义汽车的大趋势下,智能驾驶舱是汽车基础架构革命的一部分。

 全球智能座舱市场快速增长,中国市场增速抢眼 2015 年后,随着人工智能技术的兴起,大批风险资本开始关注人工智能在交通出行方向的应用。在自动驾驶技术快速发展的同时,消费者在汽车中有了更大的自由度,所以提高整个乘坐品质和行驶体验的智能座舱产品逐步走进大众的视野,相关市场也得到较快发展。

 全球智能座舱行业市场保持快速增长,中国市场增速抢眼。根据 ICVTank 公布的数据显示,2019 年全球智能座舱行业市场规模达 364 亿美元,同比增长10.3%,随着人们乘车体验要求的提高,智能座舱将加速普及,全球智能座舱

 行业市场规模将保持快速增长,预计到 2022 年,全球智能座舱行业市场规模有望达 461 亿美元,年均复合增长率达 8%。

 图 14:2018-2022 年全球智能座舱行业市场规模及预测(单位:亿美元)

  500

 400

 300

 200

 100

 0

 市场规模 增速

  2018 2019 2020E 2021E 2022E

  15.00%

 10.00%

 5.00%

 0.00%

  资料来源:ICVTank,整理

 中国作为全球汽车行业发展潜力最大的市场,2019 年中国智能座舱行业市场规模达 441.1 亿元,随着中国市场消费升级,智能座舱加速应用,中国智能座舱 行业的市场规模将保持高速增长,预计到 2025 年市场规模将达到 1030 亿元, 年均复合增速达 13%,高于全球增速。

 图 15:2017-2025 中国智能座舱行业市场规模及预测(单位:亿元)

  1200 1000 800 市场规模 增速

 28.54%

 739 648

 930 836

 1030

 30.00% 25.00% 20.00% 600 400

 383.1 396.9 441.1

 567 11.14% 14.29% 14.04% 13.13%

 11.24% 15.00% 10.00% 10.75% 200

 0

 3.60%

 2017 2018 2019 2020E 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 5.00% 0.00%

  资料来源:ICVTank,整理

 硬件设备渗透率将不断提高。智能座舱的硬件主要分为 4 大部分:中控大屏(包括车载信息娱乐系统)、流媒体中央后视镜、抬头显示系统 HUD、全液晶仪表。中控屏是智能座舱的主要硬件之一,目前汽车中控屏在新车中的渗透率已经达到 80%,是智能座舱硬件设备中渗透率最高的设备,预计到 2025 年其渗透率 将达到 100%。流媒体中央后视镜、抬头显示系统的渗透率分别为 7%和 10%, 预计到 2025 年两者的渗透率均会提升至 30%;全液晶仪表目前渗透率为 30%, 预计到 2025 年其渗透率将提升至 70%。

 图 16:2020 年与 2025 年智能座舱硬件设备渗透率变化情况

  2020 2025

 150% 100% 50% 0%

 汽车中控屏 全液晶仪表 流媒体中央后视镜 HUD抬头显示

 资料来源:ICVTank,整理

 语音控制将逐渐成为标配。2019 年国内汽车智能语音市场规模为 14.8 亿元, 其新车渗透率到 2019 年底已达到 53%,目前科大讯飞以市占率 55%占据国内第一,其 2019 年汽车智能语音出货量 6...

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