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自动驾驶之传感器清洗
又弱又不努力
自学成才的半棵韭菜
2024-05-09 08:52:36

为了提升自动驾驶的安全性,对摄像头、激光雷达的洁净要求更高。一般来说,自动驾驶的级别越高,车载传感器的用量也更多,从而带动了单车传感器清洗产品的用量。今天就来聊聊这个小众的赛道。


一、传统汽车清洗系统

传统上,一套完整汽车清洗系统通常包括:1个洗涤液罐总成(由清洗泵、洗涤液罐、液位传感器等构成)、若干条洗涤管路、若干个洗涤喷嘴、1个加液管(部分产品加液管和洗涤液罐一体成型)及其他配件等。

根据恒帅股份的招股书,主要组成部分的具体示意图如下所示:

 

传统清洗系统产品的功能主要包括:清洁汽车前后挡风玻璃或车大灯;当汽车前后挡风玻璃存在灰尘、泥水等污渍遮挡视线时,可启动汽车清洗系统,向汽车前后挡风玻璃喷水,雨刮器启动清除污渍。

按照清洗部位不同,又可分为:风窗清洗系统(清洗前后挡风玻璃)和大灯清洗系统(清洗汽车前照灯)等。

一般而言,三厢轿车只配备前风窗清洗系统;两厢轿车、SUV、MPV等车型由于后挡风玻璃容易积灰,会同时配置前后风窗清洗系统;部分高端车型会针对前照灯配置大灯清洗系统。

二、ADAS主动感知清洗系统

(一)ADAS

ADAS(级驾驶辅助系统,Advanced Driving Assistance System),是自动驾驶最重要的辅助系统之一。ADAS系统采取多种硬件作为“眼睛”采集外部信息,包括激光雷达、摄像头、毫米波雷达、超声波雷达等。

对车辆行驶环境进行可靠探测和精确评估是驾驶辅助功能和自动化驾驶的基本前提。车身的外部传感器容易受到尘土、雨雪、飞虫等影响,干扰正常工作及清晰度,不利于传感器捕捉环境状况并提供重要环境数据,危害自动驾驶的安全性。尤其是激光雷达和摄像头受到脏污遮挡后,性能受影响较大,这两种传感器的清洗需求较为显著,因而需要专用的清洗系统自动发现激光雷达和摄像头等设备的脏污部位,实现主动清洗。

(二)技术路线

ADAS主动感知清洗系统的工作原理通过软件算法识别出传感器的脏污,再由域控发射控制信号确定清洗需求,从而通过控制电磁阀连通/断开向多个喷嘴输送清洗介质,通过水路/气路电磁阀的切换,循环清洗车载传感器(如激光雷达)的表面,直到满足清洗需求。

根据清洗介质的不同,目前ADAS传感器清洗产品的技术路线分为三种:液态、气态、气液混合。

1、液态清洗:利用清洗液的ADAS传感器清洗产品会在发现污渍时自动清洁,搭配伸缩臂让清洁液均匀喷洒在传感器表面。但在低温环境中,单一液态清洗存在清洗液结冻、无法除霜等问题。而如果特制清洗液或搭配加热系统,又会增加成本。

2、气态清洗:清洗介质为气体的 ADAS 传感器清洗产品利用喷射气体自然地排除污物,阻止飞虫靠近传感器,对行驶中的灰尘等比较有效。但清洁力度有限,不足以清洗顽固污渍

3、气液混合清洗产品将喷液器和空气喷射干燥器集成在一个双喷嘴清洗中,对不同脏污源采用不同清洗方式。例如喷水可以清除污垢和污物,空气喷射可以去除残留的清洁液滴;同时,对环境有更好的适应性,清洁效率更高,还可以避免残余清洁液带来的二次污染。但是,因为比单一液态清洁多一套压缩空气清洁的设备,因而结构更加复杂和精密,价格更高

(三)清洗系统组成

1、智能清洗泵:核心部件,主要由清洗电机、端盖、壳体、叶轮和其他配件组装而成。清洗泵负责将洗涤液从洗涤液罐中抽出,通过管路系统及喷嘴,将洗涤液喷射到指定位置。随着传感器数量变多,清洗系统更加复杂,清洗泵智能化要求程度较高、同时需要保证体积更小、输出扭矩更大。根据国金证券2023年8月的测算,单个清洗泵的价值量在200元左右。

2、电磁阀门:一般有电磁开关阀、电磁切换阀两种。电磁开关阀以最有 效的方式将流体分配到多个清洗喷嘴上;电磁切换阀可以选择性清洗,简化清洗流体布线,减少管道和泵数量,提供两个不同出口之间的切换。根据国金证券2023年8月的测算,电磁阀单个价值量约25元

3、储液罐:用于储存所用的清洁液,全车装配一个液罐。

4、管路:用于输送清洁液或压缩空气到喷嘴处。一般传感器数量越多,使用的管路数量就越多。

5、喷嘴:用于喷射清洗介质,喷嘴的喷射角度和流量控制是影响传感器清洁程度的直接因素

三、重点公司梳理

恒帅股份:主要产品为各类车用微电机及以微电机为核心组件的汽车清洗泵、清洗系统等产品。ADAS清洗系统产品目前处于市场渗透前期,公司产品部分客户进入小批量定点环节,现有量产车型中尚未大批量应用。

经纬恒润:汽车电子综合性企业;4D毫米波雷达已研发出B样件,预计2024年量产;智能座舱产品包括AR-HUD、车载摄像头、电子外后视镜、灯控类产品、深度相机FOF等,大部分已实现规模化量产,AR-HUD获得客户定点;已开发车辆综合清洗系统(CCS, Comprehensive Cleaning System),可与车辆现有清洗系统进行整合,对挡风玻璃、前照灯等部件进行清洗。

公司自研激光雷达集成系统搭载了激光雷达折叠收纳机构和综合清洗系统,可满足L3~L5级别智能驾驶车载激光雷达的全天候工作和清洁需求,已实现配套量产。

日盈电子:公司逐步形成以“感知—传输—控制”为核心的系列产品,感知类产品有各类传感器、 360全景环视系统,传输类产品有车用线束,控制类产品有天窗控制器,以及洗涤系统、精密注塑等产品。公司目前拥有激光雷达清洗相关产品,已获多家Tier1、Tier2定点,并实现小批量供货;前摄像头洗涤系统已成功应用到大众、通用等主流主机厂车型上。


本文主要参考:

1、恒帅股份2021年3月招股书;

2、重点公司年度报告、公告、官网官微等;

3、国金证券2023年8月研究报告《L3级自动驾驶催生传感器清洗产品》。


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  • 宁静致远0307
    自学成才的韭菜种子
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    谢谢
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  • 颜红光
    航行五百年的老司机
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    谢谢
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