2016年のスマートカー分野の7つのキーワード：車載情報システム、ADAS、自動運転、ESPがリストに載る

私たちはもはや車を単なる交通手段としてではなく、思いやりのある友人として見ています。自動車の機能や性能に対する消費者の要求が高まるにつれ、自動車は徐々に知能化に向かっており、この変化は機械システムから電子システムへの移行でもあります。現在、自動車に使用される電気・電子部品が自動車の総コストに占める割合は、25%から40%に増加しています。将来的には、この割合はさらに増加するでしょう。統計によれば、市場は年間 7% の成長率を示しています。車載テレマティクスシステムを例にとると、その市場規模は200億ドルに達するでしょう。

自動車エレクトロニクスとは何ですか?

自動車エレクトロニクスは、目に見える部分と目に見えない部分に分けられ、車載機器が目に見える部分で、自動車の電子制御装置が目に見えない部分です。自動車エレクトロニクスは、用途の観点から、電力制御システム、安全制御システム、車体制御システム、運転制御システム、情報システムに分けられます。

パワーコントロールシステム：エンジンマネジメントコントロールシステム、パワーステアリング、ATコントロール、ACCを含む

安全制御システム：エアバッグ、ABS/ASR、SAFE-BY-WIREを含む

車体制御システム：スイッチ制御、照明制御、盗難防止システム、ドアロック制御、ウィンドウ制御、ワイパー、その他の車体電子制御を含む

運転制御システム：計器、空調、シャシー制御システムを含む

情報システム：エンターテイメント、モバイル通信、GPSナビゲーション、情報処理システムなど

ご存知のとおり、自動車はボディ、シャーシ、エンジン、電子システムの 4 つの部分で構成されており、自動車用電子機器は基本的にボディ、シャーシ、エンジンに含まれています。自動車の快適性、安全性からエンターテイメントまで、あらゆる側面を制御するために自動車用エレクトロニクスが必要です。グレードや技術内容が異なる自動車において、自動車の総コストに占める自動車エレクトロニクスの割合は次の通りです。

一般的に言えば、自動車エレクトロニクスは、電子技術、自動車技術、情報技術、コンピュータ技術、ネットワーク技術を統合し、基本技術層、電子制御システム層、人間と車両環境の相互作用層の3つのレベルを含み、個別電子部品制御、独立部品制御、インテリジェントなネットワーク統合制御アプリケーションの3つの開発段階を経てきました。

世界的な半導体買収の波の中で、自動車エレクトロニクス企業が最も狙われるターゲットとなっている。 2016年は自動車エレクトロニクス関連の買収が多数ありました。四維新は自動運転の重要部分を埋めるため、済発科技を38億7500万人民元で買収した。クアルコムはオランダのNXPセミコンダクターズを300億ドル以上で買収し、過去最大の買収となった。サムスンによるハーマンの買収も自動車用電子機器を狙ったものだった。シーメンスによるメンター買収は混乱を招いたが、これも自動車エレクトロニクスとの深い関係があると分析されている。

今日の自動車エレクトロニクス産業の急速な発展に伴い、自動車エレクトロニクス技術のキーワードは何でしょうか?

キーワード1：自動運転

自動運転は世界の自動車業界に大きな勢いで広がりつつあります。従来の自動車メーカー、自動車部品メーカー、IT通信企業などが自動運転の分野に参入し、研究開発や製造に参加している。自動運転は、渋滞や駐車の難しさといった都市開発における問題を解決します。無人運転技術は物流やシェアリング旅行などの分野でも活用でき、社会的・経済的メリットが極めて高い。

自動運転はもはや単なる企業間の競争ではなく、国家戦略のレベルにまで高まっている。自動運転業界の主導権をめぐる「国家競争」が本格的に始まった。はい、これは国家競争力をかけた戦いです。センサーの供給からソフトウェア技術の統合、そしてハードウェアの開発に至るまで、自動運転は自動車産業チェーンの中で次に獲得すべき大きなパイになりつつあります。

米国運輸省は、地球上の主権国家が発行する初の自動運転車規制草案を発表した。日本政府の戦略目標は、2020年の東京オリンピックまでにレベル4の完全自動運転を実現することです。日本政府は、「自動運転」という戦略的チャンスを活用して、アジアにおける自動車産業の主導的地位を取り戻すことを望んでいる。中国政府は上海で自動運転技術ロードマップを発表し、2025年までに自動運転機能を備えた新車の割合を15%にすることを計画している。ドイツ運輸省、バイエルン州、アウディが共同で自動運転計画を開始した。

テスラの自動運転車の事故以来、自動運転は世間の注目の的となっている。自動運転は本当に人間の運転に取って代わることができるのでしょうか?これは避けられないことだと私は思いますが、技術が成熟するには時間がかかるでしょう。現在、無人運転車を開発する企業はいずれもAIシステムの研究開発を積極的に推進しています。はい、AI によって車は学習し、考え、判断できるようになります。

2020年は多くの業界関係者から自動運転開発の分岐点になるとみられています。 2020年には自動運転技術がより成熟し完成度が高まり、高度な自動運転車が登場するでしょう。モルガン・スタンレーは、自動運転産業が2030年までに6兆ドルに達すると予測している。

キーワード2: リチウム電池

新エネルギー車の急速な発展により、動力電池の市場需要が高まっています。動力電池は基本的に蓄電池（主にリチウムイオン電池）と燃料電池の2種類に分けられます。しかし、燃料電池は研究開発費や維持費が高い（燃料電池の維持費は蓄電池の約3～4倍）ため、現段階では電気自動車の開発にはあまり適していません。新エネルギー車の差し迫った「ブーム」に直面して、リチウム電池は成功への魔法の武器となったようだ。

現在、リチウム電池企業は上流原材料の不足とコストの急上昇というジレンマに直面しています。電気自動車のリチウム電池には、充電が遅い、走行距離が短い、寿命が短いなどの致命的な問題があります。

一般的な電子製品におけるリチウム電池の平均耐用年数は 8 年ですが、電気自動車では 3 ～ 5 年しかありません。電気自動車のバッテリー容量が 80% 未満に低下すると、電気自動車の走行距離が大幅に減少します。バッテリー容量が 70% 未満に低下した場合は、バッテリーを交換する必要があります。しかし、バッテリーは車両総コストの約40％を占めており、バッテリー交換には莫大な費用がかかります。電気自動車のリチウム電池はなぜそれほど壊れやすいのでしょうか?作業環境の影響や大規模な充放電により寿命が短くなるという問題があり、これは変えられない問題です。

市場の強い需要のおかげで、わが国のリチウム電池産業は世界でもトップクラスにランクされ、珠江デルタ、長江デルタ、北京・天津・河北地域、中原の4大工業地帯を形成しました。中国のリチウム埋蔵量の80％を占める青海省は、豊富なリチウム資源を頼りにリチウム電池市場のシェアを獲得し、全国的な影響力を持つ新たなリチウム産業拠点の構築を目指している。

我々は第一陣に属していますが、技術レベルという点では、我が国と韓国や日本のトップ企業との間にはまだ差があります。たとえば、製品の一貫性には依然として大きなギャップがあります。

リチウム電池業界にとって、電池のリサイクルを改善し、環境汚染を削減することは、業界の持続可能な発展を確実にするための重要な要素です。しかし、使用済み動力電池のリサイクルコストは高く、企業のリサイクルレベルは高くありません。これは我が国のリチウム電池産業の悩みの種であり、先進国との主なギャップの一つです。

キーワード3：車載情報システム

車載インフォテインメント システムは、多様なインタラクション方法と強力なグラフィック機能を備えたインテリジェント システムです。近年、もともと閉鎖的で保守的だった車載システムに新たな競争の波が押し寄せ、市場構造や製品形態は大きな変革を余儀なくされています。快適性、エンターテインメント、情報の要件を満たすという条件下で、車載インフォテインメント システムは、パフォーマンスの統合と比率の増加の方向に向かって徐々に発展しています。これまでの単独性能から、映像エンターテインメント、カーナビゲーション、無線通信などを統合したマルチメディア情報インタラクションデバイスへと徐々に拡大しています。

車載インフォテインメントシステムは、車両の電気およびネットワークシステムの重要なノードとして、車両の状態と情報を表示およびフィードバックする重要な役割を果たします。独自の車載システム設計を通じて高級車市場にいかにして足場を築くかが、大手メーカーの課題となっている。サムスンによるハーマンの買収は明らかにその第一歩だ。

インフォテインメント システムの機能には、人間とコンピュータの相互作用、オーディオ/ビデオ信号、無線信号、有線信号、バス信号などの複数のテクノロジの統合が含まれます。

キーワード4: 先進運転支援システム（ADAS）

スマートカー技術と産業の発展の道筋として認識されているのは、先進運転支援（ADAS）、部分的自動運転、高度自動運転、完全無人運転、スマートカーの段階です。

先進運転支援システム（ADAS）は、自動車に搭載されたさまざまなセンサーを使用して、自動車の運転中にいつでも周囲の環境を感知し、データを収集し、静的および動的物体を識別、検出、追跡し、ナビゲーションマップデータを組み合わせて体系的な計算と分析を実行し、ドライバーが事前に起こり得る危険を認識できるようにすることで、自動車運転の快適性と安全性を効果的に高めます。

ADAS は車両を制御するためではなく、潜在的な危険をドライバーに警告し、運転の安全性を向上させるために設計されています。これらのアクティブセーフティ技術は、レーダー、カメラ、LIDAR センサーを使用する高度な運転支援システムによって実現されます。たとえば、車線逸脱警報システムでは CMOS カメラ センサーが使用され、暗視システムでは赤外線センサーが使用され、アダプティブ クルーズ コントロール システム (ACC) では通常レーダー技術が使用され、駐車支援システムでは超音波技術が使用されます。典型的な ADAS アプリケーションでは、下の図に示すように、多くのテクノロジが統合されています。

今後のADASの開発動向としては、次の2つが考えられます。

早期警報システムから介入システムへ

ADAS の現在の主な機能は、危機的な状況でドライバーに注意を促すことですが、将来的には介入システム、つまり限られた状況下で自動車を制御するシステムへと発展します。例えば、カメラシステムは車線逸脱警報システムから車線制御システムへと進化します。

アクティブセーフティシステムとパッシブセーフティシステムの組み合わせ

衝突時のパッシブセーフティシステムとアクティブセーフティADASはそれぞれ独立していますが、将来的には、車載のライダー、レーダー、またはビデオセンサーが避けられない衝突を検知したときにエアバッグを準備するなど、両者の相関関係と統合ポイントが改善されるでしょう。

現状では、ADAS が直面している課題は、主にプロセッサ、センサー、ソフトウェア アルゴリズム、マップの 4 つの側面から生じています。

ADAS システムには、マルチコア アーキテクチャ、より高い周波数、およびより低消費電力のプロセッサを備えた ECU と MCU が必要です。 ADAS システムでは、周囲の環境に関するリアルタイム情報を取得するためにいくつかのデバイスを使用する必要があります。レーダーとライダーは比較的優れた認識センサーですが、どちらも高価です。 ECU および MCU 上で実行されるアルゴリズムは、センサーによって取得されたリアルタイムの周囲情報を使用して、車の動き方を決定する必要があります。 GPS が機能しない場所では、正確な地図システムが事故の回避に役立ちます。

Intel、NVIDIA、パナソニック、Qualcomm、Samsung、Sonyなどのメーカーは、ADAS関連のセンサー、ECU、MCU、オペレーティングシステム、チップシステムなどを積極的に展開しています。2015年から2020年までのADASの増加に関しては、業界関係者の一般的な予測では、少なくとも10％の成長率となっています。

キーワード6：電子車体安定システム

ボッシュでは ESP、BMW では DSC、ゼネラルモーターズでは ESC と呼ばれる電子車体安定システムは、運転中の自動車の安定性を向上させたり、制御不能になるリスクを軽減したりするために使用されます。車両電子安定性プログラム (ESP) は、車両アンチロック ブレーキ システム (ABS) とトラクション コントロール システム (TCS) に続く、車両アクティブ セーフティ制御技術における画期的な進歩です。

車体安定システムは、車両に搭載された多数のセンサーを通じて車両の状態を「感知」します。通常、各車輪の回転速度を監視する4つの車輪速センサー、ドライバーのステアリング状況を検知するステアリングホイール角センサー、車体のたわみを監視する車体角センサーが搭載されています。センサーに加えて、車両の状態を常に監視し、センサーに正しい指示を与えるコンピューターも必要です。

理論的には、電子車体安定システムはどんな状況でも良い役割を果たすことができますが、ESP は補助機能に過ぎず、システムの反応速度とタイヤの限界に左右されます。速度が速すぎる場合や、車が深刻な制御不能に陥った場合、車体安定システムは状況を救う力がなくなります。しかし、技術はますます成熟し、氷や雪の路面でもその機能と効果は優れています。このため、現在では多くの国や地域でこのシステムが自動車の必須標準構成となっています。

キーワード7:車両のインターネット

車両のインターネットは新しい話題ではありません。 2010年以降、自動車や通信に関連するあらゆる製品やビジネスが「Internet of Vehicles（車両のインターネット）」と名付けられるようになったようです。車両のインターネットとは正確には何であり、どのように定義されるべきでしょうか?

初期の自動車インターネットのアプリケーションは、電子センサー デバイス、車載エンターテイメント システム、車両管理、交通管理、その他のアプリケーション フォームから生まれました。現在では、現代の通信技術を活用し、関連する自動車の操作と運転データを組み合わせたビジネスモデルの総称であり、自動車の購入、運転、乗車、メンテナンス、修理、社会的交流、取引に関連するすべてのビジネスモデルを網羅しています。その最終的な目標は、運転体験を向上させ、車両の使用効率を高め、車両の使用コストを削減することです。車両のインターネットの歴史的解釈を下の図に示します。

簡単に言えば、地図は車両のインターネットの基盤であり、車載システムとスマートハードウェアは自動車とインターネットをつなぐ架け橋であり、クラウドサービスはすべての機能の保証であり、コンテンツと自動車メーカーは機能の実装の担い手であり、ドライバーは車両のインターネットの最終的な受益者でありフィードバックの受信者です。

現在、通信技術の向上は自動車のインターネットに真の意味を与え、自動車アフターマーケットの発展と新エネルギー車の台頭は自動車のインターネット産業の発展を促進するでしょう。

一部のアナリストは、将来の自動車インターネットは次のような発展傾向を示すと考えています。一方では、音声入力を通じて車両端末と対話する方法は、依然として車両端末の発展のトレンドとなるでしょう。一方、ナビゲーション技術はより直感的で使いやすくなり、従来の静的ナビゲーションは徐々に動的ナビゲーションに置き換えられるでしょう。 3Dナビゲーション、リアルシーンナビゲーション、オンライン方式はすべて将来の開発方向になります。

車両のインターネットは、あらゆるものが接続されるモノのインターネットの一部です。 NXP、インフィニオン、ルネサス、STマイクロエレクトロニクス、テキサス・インスツルメンツなどの伝統的な半導体企業はすべて、ここに拠点を置いています。 Google、Baidu、Didi、Uber などの新しいテクノロジー企業も、人工知能やアルゴリズムなどのソフトウェア システムにおける強みを活用してこの市場に参入し、ソフトウェアとハ​​ードウェア システムを統合した総合的なソリューションを立ち上げようとしています。未来のケーキは巨大なものになるだろう。残された唯一の疑問は、それをどうやって食べるかということだ。

自動車は私たちの生活の中でますます重要な役割を果たしており、将来の自動車は必然的にさらにインテリジェントで多様化した方向に発展していくでしょう。テスラの野心やアップルの自動車製造以外への進出にかかわらず、自動車用電子機器の生産額は今後も増加し続けると確実に予測できる。現在、世界の自動車エレクトロニクス製品の中核技術と市場は欧州、米国、日本などに集中していますが、自動車製造業の新興国・地域への移転に伴い、中国、インド、南米などの国々が自動車エレクトロニクスの新興市場となり、急速に発展しています。

出典: ペニンシュラコーヒー