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智能汽车跨出的第一步——EDR
道法自然 2022-04-05 08:00
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一、 EDR将成为中国乘用车标配

根据公安部于2021年2月发布的《机动车运行安全技术条件》国家标准第2号修改单的要求,自2022年1月1日开始,新生产的乘用车要求配备EDR或配备符合GB/T38892规定的DVR。自此,中国继美国、韩国之后也成为了新车出厂强制安装行车记录仪的国家。

1. 什么是EDR?

EDR全称Event Data Recorder,即汽车事件数据记录系统,其功能主要是记录车辆碰撞前、碰撞时、碰撞后三个阶段中汽车的关键运行数据(包括速度、ABS状态、安全带状态等)。换句话说,EDR就是汽车行业中的“黑匣子”,是事故数据记录仪器。套用航空业通行的“海恩法则”:每一起严重事故的背后,必然有29次轻微事故和300起未遂先兆以及1000起事故隐患。如果EDR可以把每一次轻微事故都记录在册,通过大数据分析,将帮助后来人排查出潜在的1000起事故隐患,从而让所有驾乘人员,行驶在安全之路上。

2. EDR与DVR(Digital Video Recorder)的区别

第一,EDR如字面所示,是事件触发。车辆横向或者纵向一定时间内速度变化超过一定阈值,即认为可能会有一次碰撞的情况,此时开始记录车辆相关信息。从以下EDR技术要求我们可以看到有专项的触发阈值这一条。这意味着与DVR持续记录不同,EDR只记录触发时间点前后数秒的汽车状态。

第二,记载数据类型和来源不同。DVR通过车辆向前的摄像头进行视频录像,留存下的仅有车辆前部视频数据,而根据EDR技术要求记录包括ABS状态、车辆转速、纵向加速度、安全带情况、转向灯情况等17项必须记录数据,若车辆安装了相关设备,则需要记录定速巡航状况、紧急制动系统情况、车胎压力等43项必记项。由此我们可以发现,EDR的数据来源都是车辆内部装置产生的信息,对车辆真实的驾驶情况有着比DVR更为全面和深入的记录。

第三,数据安全性不同,EDR储存的数据无法被篡改,并且需要专用的设备才能读取出来。目前可供公众使用的读取工具,主要是由博世、现代、起亚、特斯拉等几家公司生产的CDR(Crash Data Retrieval Tool)。不同品牌的汽车所用的数据线及转接头也不一样。CDR可将EDR记录的原始数字代码转换成可理解的数据,并生成PDF、CSV格式的报告。

3. EDR在商用车已经是老面孔

2004年,国务院发布的《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》就已经提出,营运商用车需安装行驶记录仪。此后,公安部、交通部等主管部门相继完善了管理规则,要求行驶记录仪增加GPS定位功能及视频监控功能,用以保障道路安全,为处理交通事故提供依据。目前现行的国标为旧国标,行业内预计新国标近期出台。比原标增加了音视频记录、灾备、驾驶人身份识别等新功能,同时增强了定位精度要求。

由于立法较早,国内商用车EDR相关产品相对更为成熟。国内目前直接参与EDR产品的厂商主要布局于商用车,包括鸿泉物联、启明信息、锐明技术等。我们选取了鸿泉物联行驶记录仪代表产品和瑞士苏黎世金融服务集团的Bright Box以及Trak Global Group的Intelligent Mechatronic Systems等国外产品进行对比。我们可以看到,目前国内的EDR还仅限于对定位、速度类为主的驾驶数据进行记录分析,而海外更为成熟的产品已经通过ECU等电子设备对车辆的驾驶环境和信息化服务提供信息记载。因此我们认为,目前国内已有的EDR虽然有一定先发优势,但仍然有巨大的功能空白点可能培育出新的行业龙头。


4. 整体市场空间

汽车销量持续增加,将带动EDR产业需求放量。根据中国汽车工业协会统计,2021年1至10月汽车累计生产量达2058.7万辆,其中10月生产233万辆环比增长12.2%。同时,中汽协预计12月汽车产销量有望延续环比增长势头全年汽车产销量均有望超过2600万辆。基于依此为基数,并以5.5为年度汽车生产增长率,则2022年全年汽车产销量有望达到2743万辆。

EDR在国内机动车整体渗透率偏低,主要搭载在中高端车系中。根据高工智能汽车研究院数据显示,2020年国内新车前装标配搭载行车记录仪上险量为135.71万辆,搭载率仅为7.12%。此前国内销售的汽车中,只有部分汽车装配有EDR。例如雷克萨斯等豪华车配置,长城旗下哈弗、小鹏G3/P5、比亚迪汉EV、蔚来、五菱宏光MINI EV等在多款车型中标配了EDR设备。图片上传自尺度APPr据鸿泉物联招股说明书,公司单个行驶记录仪市场价格在500元左右,考虑到DVR和EDR有一定的替代关系,同时EDR具备了经济性、便利性等优势,假设单个EDR价格为100元、90%的车辆将采用EDR方案。我们预计2022年我国新车生产量为2743万辆,则对应的2022年国内EDR(含符合标准的DVR)产业空间38亿元。

二、 海外EDR推进状况

美国汽车安全技术法规(FMVSS)CFR第49篇第563部分对碰撞事件数据记录仪提出了要求。美国国家道路交通安全管理局(NHTSA)要求2014年9月份之后,美国境内所有销售车辆都需要配备EDR。CFR563标准起源于2006年的技术,仅要求最低数据,尽管NHTSA的意见是强制安装,但最后并未施行,不过在2019年美国上市的新车中99%都有EDR。算上存量车辆,美国目前注册有3.05亿车辆,其中59%拥有EDR。

欧洲的EDR标准与美国类似,要求于2022年3月新车强制安装,2024年3月,存量车也要安装。从具体技术要求来看,无论从触发要求还是从数据要求来看,欧盟全面参考美国的技术标准。

东亚另两大汽车强国日韩也跟随欧美步伐提出了自己的EDR计划。其中韩国已经自2015年12月强制安装(包括存量车),日本有独立的EDR标准,不过未强制安装。

三、 EDR产业链

总体来看,由于EDR新规刚刚正式实施,EDR市场还是一片未知新蓝海。我们判断EDR产品的技术壁垒不会太高,因此谁能抢占先机,快速量产稳定可靠的EDR产品占领市场,显得至关重要。我们以上下游的顺序对现有的产业参与者进行梳理:

1) EDR产业链上游:
主要是零部件供应商,EDR硬件部分主要包括主控芯片、电源模块、存储模块和传感模块等。传感器负责数据采集,主控芯片将采集的状态信息解析压缩后写入存储单元中,通过汽车CAN数据总线接收和发送实时数据。当事故发生后,可以通过提取ECU部件,借助于EDR数据读取工具(CDR)读取FLASH中的相关数据,进行事故重建。

车规级数据处理芯片(MCU)作为汽车半导体的重头,无论从技术含量、下游客户稳定度还是成本占比都是未来最具有成长潜力的部分,没有之一;公司国外供应商有英飞凌、恩智浦、瑞萨、意法半导体等,国内有兆易创新、国民技术、瑞芯微、全志科技等;

数据存储芯片供应商主要有三星、海力士、美光、西部数据等,国内存储芯片主要有北京君正、兆易创新、长江存储等,数据存储目前的主要逻辑一是国产替代,二是DDR5的升级;

电源管理模块公司包括明微电子、华创电子等,目前还有包括龙芯半导体等拟IPO企业正在加速登陆资本市场。

目前CDR供应商较少,比较常见的只有博世、特斯拉(自用)、现代、起亚和美亚柏科。

2) 产业链中游主要是EDR产品集成和组装厂商,包括EDR产品设计集成厂商、安全气囊厂商和车联网终端厂商。

EDR产品设计集成厂商有启明信息、威帝股份、鸿泉物联等;

安全气囊供应商有均胜电子、奥托立夫;

车联网终端厂商包括锐明技术、得润电子等。

其中,启明信息在2020年开始针对EDR国标进行产品研发,目前已有成熟的EDR相关数据存储类产品,并已应用在商用车上;威帝股份主营产品包括CAN总线控制系统、传感器、ECU控制单元,已有汽车数据记录相关产品,产品此前主要应用在客车上;鸿泉物联视频行驶记录仪一体机此前涵盖部分EDR功能,主要装配在重卡车型。

需要注意的是,EDR设备目前直观来看主要是硬件,但实际上是软硬一体化的部件。单做硬件的厂商由于其硬件组装门槛不高,极易被市场淘汰,在未来EDR技术标准统一的背景下,必须通过自研或者收购,建立前文提到的17/43项数据进行提取和数据分析算法的能力,并且进一步研发基于17/43数据融合其他模块数据进行综合车辆运行管理才是中游厂商的出路所在。

3) 产业链下游即是各大整车厂。就此前已经加装EDR的车型来看,参与交通规则修订中的厂商无疑具有先发优势,其中一汽、长安、吉利、长城等已经既发布了EDR车型又参与了我国EDR及符合规定的DVR标准的设计。图片上传自尺度APP
四、 EDR高附加值环节及未来发展趋势

1. EDR的发展趋势

回到主题,为什么说EDR是真正智能汽车迈出的第一步?我们认为,此前已有的车内大屏、雷达等模块固然是智能汽车进步的要素,但汽车的首要任务并不是驾驶体验,而是安全地将车主送达目的地,在安全这一点上,EDR的介入将填补这一空白,而安全也是目前困扰汽车走上无人驾驶的最重要绊脚石。

毫无疑问,汽车智能化与无人化是大势所趋,按智能化程度,我们将智能汽车分为5个等级。在技术逐步演进的过程中,EDR作为收集了汽车运行过程中最核心安全类数据的核心,在智能汽车演进过程中的事故责任认定、技术标准制定、法律法规制定占据了至关重要的作用。而参考智能手机模块集约化的发展路径,我们也可以推导出未来智能汽车各个车载模块的集中化趋势。据汽车之心数据Model S整车共有3000米线束,而Model 3只有1500米,预计Model Y线束只有100米,不断缩短的线束也从侧面反映了现代汽车模块的集中化。在争夺车载模块核心地位的竞争中,作为记录保障汽车安全行驶的必备硬件,EDR具有不可替代的优势。以EDR为基础,叠加上车载物联网模块、摆脱事件触发机制等功能的未来EDR将是智能汽车走向L4/L5的必经之路。

1) EDR联网趋势不可逆转

国内目前有大量“物联网概念企业”参与到EDR/DVR生产中。在智能控制器、车载连接器领域,有瑞可达、得润电子、永贵电器、鼎通科技;车载模组领域有移远通信、广和通、拓邦股份;激光雷达激光器及光学部件领域则有联创电子、光库科技、天孚通信等;车载网关领域则有映翰通;高精度导航定位领域有华测导航、北斗星通等公司。

之所以EDR尚未联网化,主要是考虑到信息安全因素。目前车企大多数采用本地存储,不法分子只需要一个“CDR设备”,接入车辆OBD口上,就可以解读EDR数据信息。但当进入EDR数据云存储时代,车辆OBD接口就可以更隐蔽,恰好符合信息安全、数据合规和智能网联化三个标准。

未来伴随智能驾驶普及性越来越高,5G环境的完善,强制装机的EDR存储数据将呈几何量级增长,有碍于本地数据存储容量的局限性,数据上网或许是最优解,若企业间打通数据壁垒,共享EDR数据,将迅速推升智能驾驶系统安全性。

2) DSSAD(Data storage system for automated driving),自动驾驶汽车的“黑匣子”

L3/L4级别以上自动驾驶汽车的行驶过程中,驾驶员的行为与汽车自动驾驶行为的责任认定将成为事故责任认定和无人汽车改进的重要基础,单有EDR已不能满足未来市场需求。因为EDR侧重于记录事故发生时车辆和驾驶员信息,无法记录是人为还是自动驾驶系统的责任,因此需要DSSAD(自动驾驶车辆的数据存储系统)来弥补这些不足。

举个例子,我们都知道L3级别的自动驾驶,在紧急状态下,需要驾驶员紧急接管车辆。那么一旦发生了事故,车辆是否及时的向驾驶员发出警报,这个数据就很重要,这关系到事故主要责任人是自动驾驶还是驾驶员,可EDR并不记录这么重要的数据。所以对于自动驾驶而言,EDR记录的就远远不够,那时候就需要DSSAD,而在EDR进化到DSSAD的过程中,依然有大量的软硬件机会。

未来,随着L3级自动驾驶政策的落地,以及高级自动驾驶汽车的规模量产,DSSAD系统有望得到普遍应用。2020年6月,全球首部关于L3级自动驾驶汽车的国际性法规明确规定,自动驾驶汽车必须配备DSSAD;当前中国的DSSAD标准还在制定中。目前,正在修订的《道路交通安全法》加入了允许关于L3级别的使用场景内容预计将在2023年左右正式实施届时L3车辆责任划分将有法律保障,为L3级别自动驾驶量产落地扫除障碍。从DSSAD参与者看,天瞳威视、江苏都万电子等已抢先布局,推出了相关产品。其中,2021年天瞳威视DSSAD系统已适配十多款车型。

2. 高附加值环节:通过梳理本次强制安装的EDR法规要求,我们可以看到,受制于最基础版本的功能和总价,本次强装EDR最基础版本的业绩兑现能力并不会太高;真正的业绩爆发在于EDR升级为DSSAD和EDR数据与其他智能驾驶舱数据打通后数据穿插分析的奇点。梳理完EDR上下游结构,我们认为产业链上游的MCU、存储环节是未来主要的硬件部分利润点;中游主要以获取、处理多口径数据的软硬一体化企业为未来值得投资的方向;下游以CDR为明显机会。

1) MCU:车载MCU群雄割据的局面在持续。瑞萨、恩智浦和英飞凌市场领先,德州仪器、微芯科技、意法半导体等也有比较强的竞争力,这些厂商与车厂形成了较为紧密的关系,新进入者难度较大,国内市场也基本为国际龙头大厂占据。不同厂商的产品难以相互替代,很大一部分原因是,MCU产品架构具有独特性,找到第二家产品进行替换的可能性不大。

从产品趋势上看,未来32位产品占比还将继续提升,主要是对16位产品的替代。随着汽车对精细化控制需求的增加,32位产品在传动和安全在经过一段时间验证之后,占比还会上升。

兆易创新:MCU已在EDR设备中使用并且批量供货。出货量比较大的MCU主要是105和305等产品。其中,商用车EDR采用的是兆易创新的GD32F105。

2) 存储环节

目前,车载芯片存储单元的数量与性能的大幅提升是无人驾驶由L2迈向更高局次L4/L5的重要保障。不同的自动驾驶级别需要不同的DRAM和NAND。一个标准L3级的智能汽车需要至少16GB的DRAM和256GB的NAND存储器,而一个L4或L5级全自劢驾驶汽车业内预估则需要64GB的DRAM和高达1TB的NAND。据Counter point Research估计,未来十年,单车存储容量将达到2TB-11TB,以满足不同自动驾驶等级的车辆存储需求。

兆易创新:NOR Flash,主要用来存储代码及少量数据,广泛应用于汽车电子。2019年,兆易创新针对工控、汽车电子等高可靠性及高性能领域推出256Mb、512Mb等产品;并依据AEC-Q100标准认证了GD25全系列产品,是唯一全国产化和符合上述标准的闪存解决方案。

聚辰半导体:汽车级EEPROM用以存储配置和校准数据,以满足车量应用对参数存储的各种需求及更广泛的驾驶功能。此外,聚辰与澜起科技等企业在DDR5 EEPROM产品等领域进行合作研发。

北京君正:2019年通过收购北京矽成,转型为汽车存储龙头。最近三年,北京矽成的SRAM、DRAM产品收入分别位于全球第二位、前八位。在车用易失性存储芯片等应用领域,美光科技近年来均位于行业第一名,市场份额超过40%,北京矽成位于行业第二,市场份额约为15%。

3) 中游软硬一体化

高效的数据闭环构造自动驾驶核心竞争力,自动驾驶数据主要有外界环境道路信息、驾驶员行为数据信息、车辆运行信息组成,而车端数据的获取离不开EDR设备的参与。大部分车厂都有比较固定的供应商,谁家的EDR设备能获得车厂的认证,谁就获取了稳定的数据来源。而数据处理能力较差的EDR厂商也势必被驱赶出市场,只有能基于不同车厂获得不同口径的数据进行综合调较的EDR厂商才能够生存。目前国内的主要上市公司有启明信息、鸿泉物联、锐明技术、国民技术、得润电子、协创数据等,虽然其有一定的基于商用车的硬件先发优势,但数据处理及训练方向的综合能力仍有待乘用车全面铺开EDR之后考证,以上上市公司在2021年12月一波EDR概念炒作后持续回调也反映了市场对竞争格局存有忌惮,只有抓住时间窗口印证自身软硬一体能力的公司才可能成为下一个2019年的南华仪器。

4) 下游CDR

博世:全球EDR数据提取工具主要提供商,自2000年以来,其碰撞数据读取工具(CDR)应用于各种乘用车、轻型卡车上的EDR信息获取。2022年1月,将全面支持在华销售的多个2022款车型,如宾利、玛莎拉蒂、法拉利、克莱斯勒、菲亚特、吉普、丰田卡罗拉等。

美亚柏科:在2019年上市的新车87%的EDR系统读取工具(CDR)都由博世提供,博世过于强大。在EDR数据导出分析中,53%是法律行为,41%是私属事故重建,还有保险,政府,车队等。由于车辆运行信息的保密性要求,我国势必要有属于自己的CDR软件系统,目前美亚柏科是唯一具有成规模CDR能力的国内公司。

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