深評：電子電氣架構(gòu)將引領(lǐng)智能汽車變革

2010年起，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的普及和新銳車企特斯拉的崛起，汽車產(chǎn)業(yè)迎來重大的發(fā)展變革和歷史機(jī)遇。從目前趨勢來看，汽車的諸多層面都發(fā)生了巨大改變，既有傳統(tǒng)動(dòng)力總成向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型，也有電子電氣架構(gòu)的不斷進(jìn)化。　　

今年，通用汽車不止一次在各個(gè)場合提到，“新一代電子電氣架構(gòu)Global B將為未來汽車產(chǎn)品開發(fā)中的電氣化、主動(dòng)安全、車載娛樂、智能互聯(lián)以及Super Cruise技術(shù)升級提供系統(tǒng)支持，并為通用推出真正的‘智能汽車’奠定基礎(chǔ)。”凱迪拉克CT5是通用面向中國市場而推出的首款搭載該架構(gòu)的車型。目前被全球主流汽車企業(yè)所重視的電子電氣架構(gòu)，到底會(huì)給汽車帶來什么樣的顛覆性變革？

本期行業(yè)評論員——朱玉龍，在汽車電子和新能源汽車領(lǐng)域從事多年的技術(shù)工程師，曾在上汽通用、LEAR、捷新動(dòng)力等知名整車/零部件企業(yè)就職，對汽車技術(shù)的革新和發(fā)展有深入理解，充滿探索熱情。

60s快速了解核心論點(diǎn)：1、汽車電子電氣架構(gòu)是由車企定義的一套整合方式。未來，所有車企都將打造一套智能化的、可演化的電子電氣架構(gòu)，這將是決定產(chǎn)品個(gè)性化差異的核心技術(shù)。2、汽車電子電氣架構(gòu)未來的演變方向，是圍繞著更大區(qū)域內(nèi)的計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行搭建。3、隨著電子電氣架構(gòu)的演變，車企和供應(yīng)商之間的合作模式也將發(fā)生改變。車企會(huì)把更多本屬于供應(yīng)商的軟件開發(fā)工作吸收到自己手中，全產(chǎn)業(yè)鏈的軟件整合能力成為競爭的決定性因素。

● 什么是電子電氣架構(gòu)？車企為何要使勁“折騰”？

電子電氣架構(gòu)（EEA，Electrical/Electronic Architecture）是由車企所定義的一套整合方式。該架構(gòu)能把汽車中的各類傳感器、ECU（電子控制單元）、線束拓?fù)浜碗娮与姎夥峙湎到y(tǒng)完美地整合在一起，完成運(yùn)算、動(dòng)力和能量的分配，實(shí)現(xiàn)整車的各項(xiàng)智能化功能。

“通用電子電氣架構(gòu)展示”

大眾、寶馬、奔馳和沃爾沃等歐洲車企，已經(jīng)開始基于新的車載高性能計(jì)算平臺(tái)（HPC）的汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)工作。一方面是因?yàn)楦偁帉κ痔厮估呀?jīng)在很多方面采用了跳躍式的開發(fā)方式；另一方面是他們敏銳地覺察到，消費(fèi)者對未來智能汽車的期待與智能手機(jī)有類似之處。傳統(tǒng)車企已經(jīng)感受到，新技術(shù)發(fā)展給自身開發(fā)流程帶來的壓力，尤其是在面對“以快打慢”、講究體驗(yàn)和迭代的互聯(lián)網(wǎng)巨頭時(shí)，這種競爭壓力更甚。

為順應(yīng)消費(fèi)者的訴求，整個(gè)汽車行業(yè)不得不快速地與數(shù)字世界進(jìn)行融合。不管從研發(fā)、制造，還是服務(wù)等方面都處在數(shù)字化的演變中。車企將以用戶體驗(yàn)來指導(dǎo)整車功能設(shè)計(jì)，并試圖把數(shù)字化拓展到車上，使得車輛成為數(shù)字生活的一部分。此外，車企還將借鑒“蘋果模式”來進(jìn)行整車開發(fā)（蘋果有自己的用戶體驗(yàn)/UX設(shè)計(jì)、封閉成熟的iOS系統(tǒng)，以及性能領(lǐng)先的處理芯片）。為實(shí)現(xiàn)這樣的目的，車企能做的首先是改變一臺(tái)汽車的電子電氣架構(gòu)。

“博世劃分的電子電氣架構(gòu)演進(jìn)”

未來，軟件的功能和質(zhì)量將決定汽車的產(chǎn)品體驗(yàn)，汽車的差異性逐步由“軟件定義”，這也是智能家居、智能手機(jī)等產(chǎn)品共同具有的特征。凡是有雄心的車企都希望牢牢掌控決定產(chǎn)品個(gè)性化的核心技術(shù)，因此每個(gè)車企都會(huì)基于一個(gè)智能化的、可演化的電子電氣架構(gòu)來打造汽車產(chǎn)品。

● 電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢是什么樣的？

汽車電子電氣架構(gòu)正朝著滿足用戶個(gè)人數(shù)字生活需求的方向演變，其核心邏輯是基于“MaaS”（出行即服務(wù)）的理念。那么，從過去到現(xiàn)在再到未來，汽車電子電氣架構(gòu)都是如何進(jìn)化的呢？

傳統(tǒng)的電子電氣架構(gòu)是一種分布式方案，根據(jù)汽車功能劃分成不同的模塊，如動(dòng)力總成、信息娛樂、底盤和車身等。如此，既可以把功能進(jìn)行簡化，又方便在各個(gè)模塊中找到最優(yōu)的供應(yīng)商。此外，每個(gè)控制器的設(shè)計(jì)都基于特定的功能需求展開的，并通過CAN總線傳遞彼此間的信息，以此來實(shí)現(xiàn)整車的功能。

這種分布式方案最大的特點(diǎn)是功能劃分明確，可以通過預(yù)先的設(shè)計(jì)來嚴(yán)格明確界限，所有歷史工作的繼承性也很強(qiáng)。由于劃分后的每個(gè)模塊相對獨(dú)立，如果需要做出改變，那么選出一部分東西進(jìn)行更新即可。然而，這種模式的缺點(diǎn)也很明顯，那就是容易導(dǎo)致模塊太多且可控性不強(qiáng)。

現(xiàn)如今，汽車電子電氣架構(gòu)已經(jīng)向集中式發(fā)展，并使用“域”劃分的方法，把從屬相關(guān)的部分盡可能地進(jìn)行整合，以幾個(gè)大單元為單位打破模塊內(nèi)的功能劃分。特別是通過系統(tǒng)和軟件層面的集成，把原有的硬件配置局限打破，域控制器成為一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的主要計(jì)算和調(diào)度單位，可滿足整個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)算需求。

“域”方案的不足之處，主要是不同車型平臺(tái)對模塊的空間布置有物理限制?；谝粋€(gè)領(lǐng)域的劃分在車輛物理空間上未必是最優(yōu)的分配，想要大規(guī)模推廣使用，不可避免會(huì)受到車型的約束。

汽車電子電氣架構(gòu)未來的發(fā)展方向，是圍繞著更大區(qū)域內(nèi)的計(jì)算平臺(tái)來進(jìn)行搭建。車企可以把一個(gè)或若干個(gè)核心計(jì)算平臺(tái)作為基礎(chǔ)，在此之上構(gòu)建一整套完整的軟件系統(tǒng)。為便于理解，我們可以將這種方式看成是手機(jī)主板。

“HPC在域控制器上有很大的演化空間”

可以看出，汽車電子電氣架構(gòu)的演化主要是圍繞一個(gè)強(qiáng)有力的通信架構(gòu)和整車級計(jì)算平臺(tái)這兩項(xiàng)內(nèi)容而展開的。從計(jì)算平臺(tái)角度來看，整車企業(yè)做架構(gòu)更新的第一步是重新審視哪些東西應(yīng)該放在一起，哪些需要獨(dú)立分布，哪些需要頻繁升級更新。

目前多數(shù)車企比較認(rèn)可的計(jì)算平臺(tái)方案主要分為三大部分：一、自動(dòng)駕駛計(jì)算平臺(tái)，根據(jù)L3-L4級自動(dòng)駕駛的不同需求來確定HPC的數(shù)量；二、車輛基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)，原先車身控制、熱管理控制、通信控制等都是由各個(gè)分散的ECU來完成的，未來要通過基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)整車功能的總控制；三、信息和通信計(jì)算平臺(tái)，主要是滿足人車交互方面的需求，該平臺(tái)承擔(dān)著非常重要的信息安全工作。當(dāng)電子電氣架構(gòu)演變接近終局時(shí)，這三個(gè)基礎(chǔ)單元可能會(huì)被整合成為一個(gè)。

另外，關(guān)于車輛基礎(chǔ)計(jì)算平臺(tái)與信息和通信平臺(tái)之間的功能分配，不同的車企間也都有所差異。比如，有的車企就把這兩部分直接放在一起，整合成一個(gè)完整的HPC。

“Zone架構(gòu)下最終演變成一個(gè)強(qiáng)有力的計(jì)算平臺(tái)”

此外，由以太網(wǎng)構(gòu)成的主干網(wǎng)絡(luò)將成為計(jì)算平臺(tái)和傳統(tǒng)模塊之間的數(shù)據(jù)通道。海量數(shù)據(jù)通信需要依賴高穩(wěn)定、大帶寬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以滿足控制系統(tǒng)的時(shí)延要求。

● 電子電氣架構(gòu)演變帶來整車工程開發(fā)模式改變

在汽車電子電氣架構(gòu)的演變趨勢下，如果車企轉(zhuǎn)型順利，未來的汽車行業(yè)會(huì)出現(xiàn)和手機(jī)行業(yè)一樣的現(xiàn)象，比如會(huì)有更多的車企發(fā)布操作系統(tǒng)、召開軟件開發(fā)者大會(huì)等。

“開發(fā)模式的轉(zhuǎn)變”

而“軟件定義汽車”，意味著整車開發(fā)模式將會(huì)變得更為簡化。車企會(huì)投入大量的人才從事軟件開發(fā)工作，并且也不再堅(jiān)持以“V模式”和非常確定的組織形式來展開整車開發(fā)。

另一方面，供應(yīng)商與車企間的合作模式也會(huì)發(fā)生變化。Tier 1不再是像以前一樣把軟件和硬件綁在一起，向車企提供一套完整的系統(tǒng)。因?yàn)?，車企?huì)在整車開發(fā)中擔(dān)任軟件整合的核心角色，并讓更多可控的第三方軟件供應(yīng)商參與其中。

“汽車企業(yè)的軟件中心架構(gòu)”

全產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)整合能力將成為衡量一個(gè)車企是否真正成功的關(guān)鍵，而其中最重要的就是車企的汽車軟件中心的架構(gòu)。從某種意義上說，部分原屬于Tier 1和Tier 2的軟件能力都會(huì)被車企的軟件中心所“吸收”。

從目前各大車企所發(fā)布的計(jì)劃來看，大眾汽車在這方面推進(jìn)的最為迅速。一輛基于MQB平臺(tái)的傳統(tǒng)汽車上有近70個(gè)ECU，而大眾計(jì)劃將ECU數(shù)量削減到3-5個(gè)HPC。如果大眾掌握了這幾個(gè)核心的HPC，那么就能把軟件開發(fā)從外包模式轉(zhuǎn)向內(nèi)部。這就意味著，原來依賴于200個(gè)供應(yīng)商才能完成的軟件開發(fā)工作都回到了大眾自己手中。

小結(jié)：汽車電子電氣架構(gòu)是車企轉(zhuǎn)型的第一步，隨著開發(fā)的不斷縱深，包括操作系統(tǒng)、軟件更新和生態(tài)建設(shè)等在未來3-5年會(huì)更加“繁榮”。同時(shí)也可以看出，電子電氣架構(gòu)是一個(gè)階段性演進(jìn)的產(chǎn)物，是隨著車企向前發(fā)展而不斷進(jìn)化的。（文/汽車之家行業(yè)評論員 朱玉龍）

(責(zé)編：李碩)

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