來(lái)源:洞見熱管理
FSD進(jìn)入V12版本之后,馬斯克多次公開講到特斯拉的FSD已經(jīng)進(jìn)入了Chat GPT時(shí)刻,自動(dòng)駕駛的拐點(diǎn)將要到來(lái),并且宣布了8月8日將推出自己的Robo taxi,自動(dòng)駕駛將邁向L4級(jí)時(shí)代。目前特斯拉FSD:累計(jì)里程指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)超10億英里,劍指百億公里

圖1.Tesla(圖源:百度)
特斯拉FSD ,引領(lǐng)無(wú)圖城市NOA重新定義智能汽車,自華為ADS 2.0問(wèn)世后,城市NOA的競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)向著無(wú)圖化、全城市可用的方向發(fā)展。華為的ADS 2.0首次搭載在華為問(wèn)界M5上,相比與ADS 1.0, ADS 2.0結(jié)合道路拓?fù)渫评砭W(wǎng)絡(luò)(RCR)和華為的先進(jìn)算法,實(shí)現(xiàn)了不依賴于高精地圖的高速、城區(qū)高階智能駕駛功能。小鵬汽車宣布面向智駕經(jīng)驗(yàn)用戶即刻推送無(wú)限XNGP智能輔助駕駛功能,號(hào)稱“不限城市、不限路線,有導(dǎo)航的地方就能用”。其先進(jìn)的智駕方案離不開先進(jìn)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)ADAS;目前國(guó)內(nèi)理想、比亞迪、華為、小鵬等智駕頭部車企將自動(dòng)駕駛放在優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略地位
00 前言
ADAS全稱為高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistance Systems),是一種幫助駕駛員提高駕駛安全性和舒適性的一系列技術(shù)。ADAS通過(guò)攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等傳感器來(lái)收集車輛周圍的環(huán)境信息,并對(duì)這些信息進(jìn)行分析和處理,從而提供各種輔助功能。根據(jù)美國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)定義,ADAS從Level 0到Level 5分為六個(gè)等級(jí),如下所示:
(1)Level 0:無(wú)自動(dòng)化,由人類駕駛,僅有提供警示功能于短暫協(xié)助功能,例如緊急剎車、車道偏離等警示;
(2)Level 1:輔助駕駛,主要由人類駕駛,雖有多種自動(dòng)化控制功能,但每次僅能使用其中一項(xiàng),例如車道偏離修正功能、防鎖死剎車系統(tǒng)等;
(3)Level 2:部分自動(dòng),除了擁有多項(xiàng)自動(dòng)駕駛控制功能外,亦可代替駕駛緊急處理路況的環(huán)境變化,但駕駛員還是需要自行注意周邊環(huán)境,隨時(shí)控制車輛行駛,以避免意外狀況發(fā)生;
(4)Level 3:有條件自動(dòng),在滿足自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所設(shè)定的所有條件情況之下可開啟自動(dòng)功能,但若遇到系統(tǒng)無(wú)法處理的情況時(shí),駕駛?cè)诉€是需要隨時(shí)準(zhǔn)備好接手駕駛;
(5)Level 4:高度自動(dòng),在滿足所有自駕條件下,車輛可在道路上直接開放自動(dòng)駕駛功能并抵達(dá)目的地,但此等級(jí)的自動(dòng)駕駛功能在車輛較少的道路使用;
(6)Level 5:完全自動(dòng)駕駛,自動(dòng)駕駛功能完整,車輛甚至不用安裝方向盤與油門剎車等人為操作系統(tǒng),無(wú)需有駕駛?cè)?,在任何條件下都可直接開啟自動(dòng)駕駛,系統(tǒng)可完整監(jiān)控駕駛環(huán)境。
01 關(guān)于ADAS
高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS, Advanced Driver Assistance Systems)的發(fā)展涉及安全、技術(shù)、研發(fā)、AI、互聯(lián)網(wǎng)、法律法規(guī)以及智慧交通系統(tǒng)等基礎(chǔ)建設(shè)和配套設(shè)施。近幾年,各國(guó)政府紛紛制定ADAS相關(guān)安全法規(guī),于2021-2022年中、歐、美、日等陸續(xù)進(jìn)入ADAS,相較于這些國(guó)家,歐洲在ADAS進(jìn)入程度是最為完善的,早在2020-2022年間,分別已將自動(dòng)緊急剎車、車道偏移、智慧速度輔助、酒精偵測(cè)/車輛上鎖,疲勞注意力偵測(cè)、駕駛?cè)朔中木?、事故資料記錄器、倒車偵測(cè)等等ADAS功能導(dǎo)入智能電動(dòng)車中。
常見的ADAS功能:
(1)自適應(yīng)巡航控制(ACC):自動(dòng)調(diào)節(jié)車速以保持與前車的安全距離;
(2)車道保持輔助(LKA):幫助車輛保持在車道中間,防止無(wú)意偏離;
(3)自動(dòng)緊急制動(dòng)(AEB):在檢測(cè)到可能的碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí),自動(dòng)剎車以避免或減輕碰撞;
(4)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)(BSM):監(jiān)測(cè)車側(cè)盲區(qū),當(dāng)有車輛接近時(shí)提醒駕駛員;
(5)交通標(biāo)志識(shí)別(TSR):識(shí)別路邊的交通標(biāo)志并提醒駕駛員,比如限速標(biāo)志;
(6)泊車輔助(PA):幫助駕駛員進(jìn)行平行或垂直停車,有些系統(tǒng)還能自動(dòng)完成停車操作;
02 為什么ADAS很重要?
ADAS在提高道路安全方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。根據(jù) AAA 交通安全基金會(huì)的數(shù)據(jù),目前可用的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 技術(shù)有可能在未來(lái) 30 年內(nèi)預(yù)防約 40% 的碰撞、減輕 37% 的傷害并避免 29% 的死亡。從本質(zhì)上講,人類司機(jī)有局限性。我們的反應(yīng)時(shí)間不是瞬間的,我們的注意力可能會(huì)因疲勞、打噴嚏等分心或其他注意力不集中的時(shí)刻而減弱。在這些關(guān)鍵時(shí)刻,ADAS會(huì)進(jìn)行干預(yù),與人類駕駛員單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的應(yīng)急響應(yīng)相比,提供可靠、更快速的應(yīng)急響應(yīng),從而減少事故并可能挽救生命。

圖2.Boyd官網(wǎng)
03 ADAS的工作原理
ADAS的工作原理:(1)數(shù)據(jù)收集:通過(guò)安裝在車上的各種傳感器,如攝像頭、雷達(dá)和超聲波傳感器,實(shí)時(shí)收集周圍環(huán)境和車輛狀態(tài)的數(shù)據(jù);(2)數(shù)據(jù)處理:車載計(jì)算系統(tǒng)對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,識(shí)別出道路標(biāo)志、車道線、其他車輛和行人等信息;(3)做出反應(yīng):根據(jù)分析結(jié)果,系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng),比如發(fā)出警報(bào)、自動(dòng)剎車或調(diào)整方向盤。
ADAS的優(yōu)點(diǎn):(1)提高駕駛安全性:通過(guò)及時(shí)提醒和自動(dòng)干預(yù),減少交通事故的發(fā)生;(2)增強(qiáng)駕駛舒適性:減少長(zhǎng)途駕駛或擁堵路段駕駛的疲勞感;(3)輔助駕駛學(xué)習(xí):幫助新手司機(jī)更快地掌握駕駛技能;
04 ADAS進(jìn)入擴(kuò)張期
智駕前裝加速向上滲透。根據(jù)佐思汽研數(shù)據(jù),2023年1-7月搭載ADAS(L1-L2)銷量610.98萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)24.0%,滲透率達(dá)55.6%,同比增長(zhǎng)9.2pcts。其中L1級(jí)智駕滲透率11.2%,同比降低2.9pcts,L2級(jí)智駕滲透率44.4%,同比增長(zhǎng)12.1pcts。我們認(rèn)為2024年智駕市場(chǎng)整體將維持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),并加速?gòu)腖1向L2升級(jí),預(yù)計(jì)2024年ADAS前裝滲透率將突破65%,其中L2級(jí)滲透率突破55%。
高速NOA實(shí)現(xiàn)規(guī)模落地,城市NOA正快速推進(jìn)?;?span id="5833hr7hvci" class="wx_search_keyword_wrap" style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; letter-spacing: 0.544px; outline: 0px; cursor: pointer; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">BEV+Transformer的NOA方案已然成為行業(yè)主流,通過(guò)算法架構(gòu)轉(zhuǎn)變擺脫高精地圖約束,引入人類駕駛數(shù)據(jù)快速實(shí)現(xiàn)固定線路通勤NOA落地,極大提高城市NOA功能全國(guó)范圍內(nèi)擴(kuò)張。目前,包括小鵬、理想、蔚來(lái)、問(wèn)界在內(nèi)的頭部企業(yè)已實(shí)現(xiàn)城市NOA落地,并有望在2024年繼續(xù)加速功能OTA全域推送。
驅(qū)動(dòng)因素:政策法規(guī)
2023年6月21日,工信部表示將支持L3級(jí)及更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能商業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)將啟動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車準(zhǔn)入和上路通行試點(diǎn),組織開展城市級(jí)“車路云一體化”示范應(yīng)用,為高階自動(dòng)駕駛量產(chǎn)提供政策保障。各地方相關(guān)部門也陸續(xù)推出智能駕駛鼓勵(lì)政策與智能網(wǎng)聯(lián)試點(diǎn)方案,推動(dòng)汽車進(jìn)一步智能化落地。
2023年7月26日,工信部等兩部門印發(fā)《國(guó)家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)(2023版)》。提出分階段建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系:提出到2025年,形成能夠支撐組合駕駛輔助和自動(dòng)駕駛通用功能的標(biāo)準(zhǔn)體系;到2030年,全面形成能夠支撐實(shí)現(xiàn)單車智能和網(wǎng)聯(lián)賦能協(xié)同發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系。 政策的頻繁推出下智駕標(biāo)準(zhǔn)體系完善將加速。伴隨L2級(jí)自駕逐漸普及,L3級(jí)智駕法規(guī)亦提上日程。政策以分階段形式確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)時(shí)間點(diǎn),明確了未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)節(jié)點(diǎn)和進(jìn)程,L3級(jí)智駕標(biāo)準(zhǔn)有望在年內(nèi)落地。
L3法規(guī)落地給予國(guó)內(nèi)廠商競(jìng)爭(zhēng)信心,使主機(jī)企業(yè)和供應(yīng)鏈廠商長(zhǎng)期研發(fā)投入落地,大大促進(jìn)高級(jí)別智能駕駛技術(shù)的普及;此外也為L(zhǎng)4及更高級(jí)別的智能駕駛技術(shù)研發(fā)開辟空間,L3商用后領(lǐng)先廠商或?qū)㈤_啟L4級(jí)高級(jí)自動(dòng)駕駛研發(fā),推動(dòng)智駕技術(shù)發(fā)展。
05 ADAS熱管理解決方案
隨著高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的發(fā)展,隨著更復(fù)雜的傳感器、強(qiáng)大的處理器和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析,這些系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量。保持ADAS功能的可靠性和有效性需要有效散熱。量身定制的冷卻系統(tǒng)對(duì)于確保最佳性能和防止過(guò)熱相關(guān)故障至關(guān)重要。冷卻不足會(huì)使ADAS組件受到熱應(yīng)力的影響,從而導(dǎo)致性能下降和潛在故障,從而損害系統(tǒng)準(zhǔn)確檢測(cè)危險(xiǎn)、及時(shí)發(fā)出警告或執(zhí)行關(guān)鍵操作(如自動(dòng)制動(dòng)或轉(zhuǎn)向輔助)的能力。通過(guò)高效散熱和保持最佳工作溫度,這些冷卻系統(tǒng)可提高車輛安全性和駕駛員在道路上的信心。

圖3.Boyd官網(wǎng)
該圖展示了汽車自動(dòng)化等級(jí)(從L0到L5)與冷卻技術(shù)(從空氣冷卻到液體冷卻)的關(guān)系。以下是對(duì)圖中內(nèi)容的相關(guān)釋意:
空氣冷卻 (自然冷卻到強(qiáng)制冷卻):Die Casting(壓鑄):用于低功率需求(<30W);Die Cast Base + Fin(壓鑄底座+散熱片):適用于稍高功率(30W到60W);
混合冷卻 (Hybrid Cooling):Two Phase Spreader + Fin(兩相擴(kuò)散器+散熱片):適用于更高功率需求(60W到100W+);Two Phase Spreader + Cold Plate(兩相擴(kuò)散器+冷板):進(jìn)一步提升散熱能力,適用于高功率設(shè)備(100W到500W+);
液體冷卻 (Liquid Cooling):Liquid Cold Plate(液體冷板):用于最高功率需求(500W到1000W+),完全液體冷卻提供最佳散熱性能;
ADAS目前常見的散熱方式主要還是自然散熱,雖然ADAS外殼為金屬,散熱快,但是由于內(nèi)部有限的空間,不可能內(nèi)置風(fēng)扇將熱量吹出來(lái),因此需要需要導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱墊片等熱界面材料來(lái)提高芯片的散熱能力。即發(fā)熱芯片與金屬散熱外殼通過(guò)導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱墊片等進(jìn)行快速傳熱。目前Level 0~Level 2還是由駕駛?cè)藛T操控車輛,主要是強(qiáng)化車輛的主被動(dòng)安全,ADAS是輔助系統(tǒng),讓車輛在人為的操控下可以提升安全性。通過(guò)散熱器+風(fēng)扇+熱界面材料的解決方案完全可以滿足當(dāng)下的使用條件。

圖4.百度公開信息
隨著當(dāng)下城市無(wú)圖NOA的持續(xù)推進(jìn),逐漸由Level 2進(jìn)入Level 3的階段,而Level 3~Level 5則進(jìn)入自動(dòng)的范疇,必須要進(jìn)入AI決策系統(tǒng),因此必然導(dǎo)致運(yùn)算數(shù)據(jù)的增加,所以液冷散熱解決方案將有機(jī)會(huì)導(dǎo)入ADAS散熱解決方案。其中液冷板被認(rèn)識(shí)是解決Level 4~Level 5散熱的首要解決方案。智能駕駛技術(shù)的快速發(fā)展為冷板解決方案在ADAS中的應(yīng)用創(chuàng)造了新的機(jī)遇。高效的熱管理不僅能提升系統(tǒng)性能,還能為智能駕駛的普及保駕護(hù)航。冷板技術(shù)將在這一領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,推動(dòng)智能駕駛技術(shù)走向更加廣闊的未來(lái)。
除此之外ADAS系統(tǒng)集成度的提高,電子設(shè)備之間的電磁干擾(EMI)成為一個(gè)重要問(wèn)題。熱管理材料需要兼具電磁屏蔽性能,確保系統(tǒng)的電磁兼容性。這催生了導(dǎo)熱電磁屏蔽材料的發(fā)展,如含有導(dǎo)電填料的聚合物復(fù)合材料,它們既能散熱又能屏蔽電磁干擾。傳統(tǒng)的散熱方式可能無(wú)法滿足ADAS系統(tǒng)復(fù)雜的熱管理需求。集成化熱管理解決方案,包括液冷系統(tǒng)和相變材料(PCM),正在成為一種趨勢(shì)。這些系統(tǒng)可以更高效地管理復(fù)雜電子系統(tǒng)的熱量,從而提升ADAS系統(tǒng)的整體性能和可靠性。ADAS技術(shù)的廣泛應(yīng)用也推動(dòng)了對(duì)高性能熱管理材料的市場(chǎng)需求。相信隨著ADAS的普及,熱管理材料市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng),這也為材料供應(yīng)商和技術(shù)開發(fā)商提供了新得機(jī)遇。
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