第1章 汽車電子產業和汽車電子工程師成長

1.1 汽車行業的發展和汽車電子的機遇

進入21世紀以后，中國汽車市場逐漸進入增長快車道，中國汽車工業飛速發展，實現了從小到大的跨越式發展。從2009年開始，中國汽車產銷量位居世界第一，成為名副其實的汽車產業大國，但是由于基數比較大，增長速度也處在一個逐步放緩的過程。由圖1-1可以看出，中國汽車產業正處在黃金階段，它為社會創造了很多的價值和財富。而隨著汽車產業的發展進入新階段，從單個企業到行業整體的銷量增速都明顯放緩，國內汽車市場已從中高速增長轉為中低速增長，甚至是微增長，企業和行業整體的利潤大幅下降，未來新車市場將從以購車為主的時代進入以汽車置換等為主的汽車消費升級時代。從目前汽車產品的創新而言，未來人們出行的格局已經改變，漸漸呈現出“汽車新四化”的趨勢，即電動化、網聯化、智能化與共享化。電動化可能是對傳統燃油汽車產品的顛覆性創新；智能化、網聯化作為一個全新的技術，是在未來會改變出行方式的產品創新；共享化體現了高效智能的交通出行模式。而在這種“汽車新四化”的發展趨勢當中，汽車電子作為一種汽車產品本體與服務的鏈接走向了前臺，也成為汽車技術中最根本和最重要的部分之一。

福特汽車的前CEO馬克·菲爾茲（Mark Fields）第一個提出汽車公司要成為一家硅谷類型的軟件公司的觀點：“我們首先考慮要給消費者帶來什么樣的體驗，然后用技術、硬件和軟件一起來實現這些體驗；我們在軟件方面將會越來越有經驗，掌握更多的技巧，為我們的汽車添加更多的功能。我們現在已經擁有了很多的軟件技巧，例如發動機控制、校準、通信和車內娛樂系統等，希望未來還能掌握更多的技術。”也是因為上述原因，汽車零配件業中汽車電子部件這個子行業也越來越被整車企業和各個細分子類的公司所關注。隨著汽車工業的發展和消費者期望的不斷提高，各汽車生產廠商更加注重提高安全性、降低能耗、改善舒適性和增加娛樂及輔助功能，以提高汽車產品的競爭力。在這個過程中，汽車各個子系統從傳統的機械控制開始轉向電子控制，汽車產品的電子化程度越來越高，在整車上裝設的汽車電子部件和傳遞的數據也越來越多，在整車的各個位置發揮著巨大的作用。

汽車電子的分類方法比較多，本書將以主流的兩種劃分方法作為分類依據，如圖1-2所示。

1.劃分方法一

根據對汽車行駛性能的影響不同，電子模塊一般可分為汽車電子控制模塊和汽車車載電子模塊兩類，這種分類方法也是后續前裝、附件和后裝電子部件的定義基礎。

汽車電子控制模塊是保證汽車完成基本行駛功能不可或缺的控制單元，往往需要與其他系統如機械裝置、顯示設備等執行機構配合使用。汽車電子控制模塊通常被劃分至汽車的各個子系統中，與其他子系統如動力傳動系統、底盤電子控制系統、車身電子控制系統和其他控制系統一起，作為控制單元存在。

汽車車載電子模塊與汽車基本行駛功能無關，但卻是能極大提升汽車舒適性和便利性的電子模塊。此類產品通常是從工業應用或消費電子產品轉化而來的。汽車車載電子模塊主要包括汽車信息系統、導航系統和汽車娛樂系統等。

通常對于汽車電子市場有前裝市場和后裝市場的定義。

前裝市場指汽車電子行業的零部件供應商參與到整車的設計和生產過程中。零部件供應商面向的對象直接是整車廠商，其電子產品的功能確定、配套工作相關參數、安裝位置等重要信息，都由整車企業確定并委托合作零部件商提供滿足要求的零部件。這種開發方式一般具有產品產量大、利潤高的特點。由于是與整車企業共同開發，往往對零部件企業的設計和生產能力有嚴格的要求。目前大部分電子模塊前裝市場都被外資或合資企業占據，這不僅是因為它們具有技術上的優勢，而且其完善的企業管理也給后來的競爭者帶來了進入門檻。

后裝市場指在已經有的汽車上安裝電子產品。零部件提供商面向的對象是消費者個人和汽配維修單位。這個市場主要是滿足部分車主對于改裝和添加的需求。由于客戶分散并且沒有規模效應，后裝市場廠商往往都是產量小、利潤低的代名詞。很多中國零部件企業都集中于這一領域，尤其集中在車載娛樂和導航系統服務上，它們生產了大量的同質產品，且由于利潤低而無法完成技術積累，也無法建立起符合前裝市場需要的管理制度，在這個市場上發展的公司前途并不樂觀。汽車IATF 16949認證是一個非常嚴格和成本較高的體系，主要考察供應商的過程管理能力，對大多數采用代工生產方式的設計公司而言，其零件質量控制和追蹤性較差，因此在這方面，建立起國內本土的電子零部件供應商體系是一個很困難的課題。

汽車公司開發的附件產品（選配件）：在汽車開發過程中，為了滿足部分特定的需求，汽車廠家會聯合一些零部件企業開發各種選配件，由于其設計的需求介于前裝的統一要求和后裝的數量、價格需求之間，使得這一類可以單獨分列出來。

2.劃分方法二

這是參考RossT.Bannatyne在“The Changing World of Automotive Electronic Control Unit”一文中的分類方法，將電子模塊分為如下幾類：動力總成（Powertrain）、安全性與舒適性（Safety & Convenience）、整車/車身控制（Vehicle/Body Control）和娛樂信息系統（Entertainment & Information）。實際上在不同的車企中劃分方法并不完全相同，隨著各個細分領域的電子化，又呈現出一些交叉的特性。汽車企業的電子電氣部門從協議、線束等幾方面進行綜合考慮，而不同設計方向的工程師對各子系統的功能負責。因此這里只做簡單的劃分，供各位讀者根據不同的車企的劃分情況設置合適的分類。

1）動力總成：動力總成控制是傳統汽車的技術核心。電子控制模塊需要處理很多輸入信號，以實現對復雜度和實時性要求非常高的控制。動力總成控制模塊通過接收發動機控制系統與自動變速器控制系統的輸入，智能地協調發動機與變速器的工作，從而提高動力總成的匹配性，在獲取最佳動力輸出的同時有效地降低了燃油消耗。自動變速器控制主要根據汽車和路面的狀態實現自動換檔、失效保護和故障自診斷等功能。

2）安全性與舒適性：與汽車安全相關的電子模塊是必須要進行安全件認證的，這便形成了不低的門檻。安全性電子模塊有主動安全與被動安全之分，主要包括電子制動控制、安全氣囊系統、電子防盜系統和底盤懸架控制系統。

3）整車/車身控制：整車/車身控制部分的汽車電子模塊，主要控制的對象為汽車車身、座椅、車門、刮水器和燈光系統。其主要包括整車控制模塊、車身控制模塊、自動前照/尾燈控制系統、彎道輔助照明系統、電動座椅控制系統和車門控制模塊等。其中整車控制模塊用來綜合管理其他電子模塊；車身控制模塊與其他傳感器和執行器一起工作，共同完成對車身的控制。

4）娛樂信息系統：汽車娛樂信息系統負責收集和處理車內外環境的各種信息，利用軟件、無線通信、多媒體等技術，實現多媒體娛樂、GPS定位導航、無線上網、移動辦公和數字儀表控制等功能，提高駕駛的安全性和舒適性。

隨著汽車電子技術在感知、計算和控制方面的不斷發展，電子部件智能化和集成化的特點越發明顯，汽車電子未來的發展方向是域控制器方向，因此上述的劃分將會越來越模糊，以后更多的是以軟件功能來區分。