電子發(fā)燒友報(bào)道（文/程文智）特斯拉作為汽車行業(yè)的新秀，這幾年的表現(xiàn)可圈可點(diǎn)，不僅帶來(lái)了新能源汽車市場(chǎng)的爆發(fā)，也讓汽車的電子電氣架構(gòu)發(fā)生大革新，開(kāi)啟了汽車電子電氣架構(gòu)的大革命。

其實(shí)在2017年的Model 3發(fā)布之前，大部分的車企使用的汽車電子電氣架構(gòu)(EEA，Electrical/Electronic Architecture)是德?tīng)柛Ｔ?007年提出來(lái)的“功能域”架構(gòu)，該架構(gòu)同一個(gè)域的零部件可能分布在整車四周，需要通過(guò)不斷往返整車之間的線束來(lái)進(jìn)行通信。而Model 3推出了“區(qū)域Zone”的概念，使用中域、左域與右域來(lái)取代傳統(tǒng)的德?tīng)柛５墓δ苡?，從而可以減少線束的使用，讓通信更加方便。

也正是因?yàn)樘厮估母覟槿讼?，走在大部分車企的前面進(jìn)行變革，它在資本市場(chǎng)很受投資者的青睞，據(jù)最新的統(tǒng)計(jì)顯示，特斯拉的市值已經(jīng)成為全球第一，幾乎是排名第二的豐田汽車的兩倍。

特斯拉帶來(lái)的變革

在汽車制造的歷史上，曾經(jīng)有過(guò)三次重要的轉(zhuǎn)變，一是福特在1913年創(chuàng)造的T型車流水線生產(chǎn)方式，結(jié)束了依靠手工打造汽車的歷史，使大規(guī)模生產(chǎn)汽車成為現(xiàn)實(shí)，讓普通人都能買得起汽車；二是在20世紀(jì)50年代誕生的豐田精益式生產(chǎn)成為標(biāo)桿，這個(gè)生產(chǎn)方式的核心是及時(shí)性和自動(dòng)化，大幅提升了效率和效益；三是20世紀(jì)70年底，大眾帶來(lái)的平臺(tái)化概念，改變了汽車制造的思維。以前流水線生產(chǎn)主要依靠的是零部件的標(biāo)準(zhǔn)化，一個(gè)流水線只能生產(chǎn)一個(gè)車型，平臺(tái)化之后，在一個(gè)平臺(tái)上可以產(chǎn)生多個(gè)車型，通過(guò)尺寸的變化衍生出更多產(chǎn)品?，F(xiàn)在，平臺(tái)化競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)進(jìn)入了模塊化平臺(tái)階段。

而現(xiàn)階段，新一代平臺(tái)最為關(guān)鍵的競(jìng)爭(zhēng)是汽車的電子電氣架構(gòu)。因?yàn)殡S著汽車電子化、智能化和互聯(lián)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，加上自動(dòng)駕駛技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用到汽車上，車上的ECU數(shù)量越來(lái)越多，有的車輛上甚至有超過(guò)100個(gè)不同的ECU，使用傳統(tǒng)德?tīng)柛Ｌ岢龅募軜?gòu)，不僅阻礙了新功能的上市步伐，而且托管在各個(gè)ECU中的數(shù)據(jù)非常難以獲取，也就是說(shuō)傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)受到了前所未有的挑戰(zhàn)。

特別是新能源汽車的三電系統(tǒng)增加了汽車電子電氣架構(gòu)的復(fù)雜程度，加上智能座艙和自動(dòng)駕駛等功能的發(fā)展，產(chǎn)生了OTA更新，需要大量的數(shù)據(jù)處理和信號(hào)傳輸，這對(duì)算力和車輛安全提出了新的挑戰(zhàn)，原來(lái)的電子電子架構(gòu)成為了技術(shù)發(fā)展的桎梏。

直到2017年Model 3的出現(xiàn)，這個(gè)局面才開(kāi)始改變。在特斯拉掀開(kāi)汽車電子電氣架構(gòu)變革的序幕后，安波福（從德?tīng)柛２鸱侄鴣?lái)）提出 smartar－chitecture（智能架構(gòu)），將汽車內(nèi)部的大量模塊，整合為發(fā)動(dòng)機(jī)模塊、信息娛樂(lè)模塊以及自動(dòng)駕駛與主動(dòng)安全模塊三類。安波福提出了汽車內(nèi)部建立“神經(jīng)”（傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)）和“大腦”（計(jì)算平臺(tái)）的概念。與此同時(shí)，博世、采埃孚、大陸等也先后提出要從分布式向集中式轉(zhuǎn)變的新一代電子電氣架構(gòu)。這種變化展示了軟件算法對(duì)電子電氣架構(gòu)帶來(lái)的影響。

圖：汽車電子電氣架構(gòu)的演進(jìn)方向。

目前，對(duì)電子電氣架構(gòu)的劃分主要是采用博世的6段劃分方式。博世集團(tuán)把電子電氣架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)大致分為分布式的電子電氣架構(gòu)、域集中化的電子電氣架構(gòu)、車集中化的電子電氣架構(gòu)三種。博世用六個(gè)階段來(lái)描述電子電氣架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜依次為：模塊化、集成化、集中化、域融合、車載電腦和車-云計(jì)算。這種劃分的核心思想是電子控制單元（ECU）從分布到集中。

而以特斯拉為代表的智能電動(dòng)車造車新勢(shì)力，在一開(kāi)始就期望打破分布式的設(shè)計(jì)思維，考慮全面智能化。例如特斯拉在Model 3上重新劃分了“域”的概念，搭載車載電腦，直接跨入車載電腦和區(qū)域?qū)蚣軜?gòu)。

這改變了傳統(tǒng)“單純功能累積”的方式，以幾個(gè)大單元為單位將其從屬功能整合在區(qū)域內(nèi)，進(jìn)行模塊化和集中化，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊數(shù)量級(jí)的減少，“域”的概念由此而生。

可以將幾十個(gè)甚至上百個(gè)ECU控制單元，減少到3-5個(gè)“域”控制系統(tǒng)，即車身系統(tǒng)、娛樂(lè)系統(tǒng)、底盤(pán)與安全系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)，和高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)等五個(gè)大“域”。不同“域”之間安全隔離的同時(shí)，也可以根據(jù)需求進(jìn)行通信和互操作，變成了可共享的資源和算力，在其上層可以有一個(gè)統(tǒng)一的“操作軟件”。

電子電氣架構(gòu)的改變，是真正底層的革命。其帶來(lái)最重要的改變，就是智能汽車可以實(shí)現(xiàn)OTA（Over-the-Air）升級(jí)，目前全球只有特斯拉、理想、小鵬、蔚來(lái)可以實(shí)現(xiàn)整車OTA。

另一個(gè)改變就是造車成本下降。傳統(tǒng)汽車需要依靠龐雜的線束來(lái)為ECU們傳輸電信號(hào)，線束由于長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)且“太軟”，組裝必須要由人工來(lái)完成。要知道，傳統(tǒng)汽車中線束通常是第三重且昂貴的部件，最大重量為50kg，總長(zhǎng)度達(dá)5km。

在新的電子電氣架構(gòu)下，由于ECU數(shù)量減少和打破壁壘，因此線束長(zhǎng)度大大減少（特斯拉Model S 3km，Model 3僅1.5km），最大的好處就是提高生產(chǎn)效率及降低人工成本，線束組裝甚至可以由機(jī)械手臂來(lái)完成，甚至特殊情況下線路可以打印在車身上，自動(dòng)化率進(jìn)一步提升。

在新的“域”架構(gòu)及中央計(jì)算架構(gòu)下，應(yīng)用軟件和服務(wù)的投資價(jià)值顯著提升?，F(xiàn)階段，一輛汽車?yán)?5%的價(jià)值來(lái)自單個(gè)零部件，但未來(lái)硬件抽象化后，軟件將成為核心實(shí)力。

新一代電子電氣架構(gòu)的玩家有哪些？

從全球來(lái)看，進(jìn)入了博世“集中化階段”的智能汽車，有特斯拉Model3、大眾ID.3、通用凱迪拉克CT5等，大多數(shù)車企的新一代電子電氣架構(gòu)正處于集成化階段想集中化階段過(guò)渡的節(jié)點(diǎn)。不過(guò)現(xiàn)在，很多車企都在加速進(jìn)行第四階段的電子電氣架構(gòu)研發(fā)。

就目前來(lái)看，不少車企都傾向于三域EEA，即車輛控制域、智能駕駛域和智能座艙域。其中，車輛控制域基本將原動(dòng)力域、底盤(pán)域和車身域等傳統(tǒng)車輛域進(jìn)行了整合（整合更多是系統(tǒng)層面的概念，并不一定是硬件層面合并，因此并不是說(shuō)這個(gè)域中其他ECU就不存在，或者就減少了）；智能駕駛域和智能座艙域則專注實(shí)現(xiàn)汽車的智能化和網(wǎng)聯(lián)化。涉及的零部件主要有4類，車控域控制器（VDC，Vehicle Domain Controller）、智能駕駛域控制器（ADC，ADASAD Domain Controller）、智能座艙域控制器（CDC，Cockpit Domain Controller）以及若干高性能網(wǎng)關(guān)，其中：

VDC作為Private DCU，負(fù)責(zé)整車控制，實(shí)時(shí)性安全性要求高；

ADC作為Public DCU，負(fù)責(zé)自動(dòng)駕駛相關(guān)感知、規(guī)劃、決策相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)；

CDC作為Public DCU，負(fù)責(zé)HMI交互和智能座艙相關(guān)（甚至整合T-Box）功能的實(shí)現(xiàn)；

三域EEA算是非常徹底的域集中式EEA。

目前的玩家有以下幾家:

大眾MEB平臺(tái)的E3架構(gòu)

大眾的MEB平臺(tái)（首款車ID.3）的E3架構(gòu)，即由3個(gè)車輛應(yīng)用服務(wù)器（ICAS，即In-Car Application Server）組成的域集中式EEA，具體包括：車輛控制服務(wù)器ICAS1、智能駕駛服務(wù)器ICAS2和信息娛樂(lè)服務(wù)器ICAS3。通過(guò)ICAS這種大型域控制器，逐步得將本域的其他ECU的軟件功能（如智能傳感器Smart Sensor的一些功能Applications，以及基礎(chǔ)軟件Basic Services）逐步向ICAS中轉(zhuǎn)移，直到其他ECU（本域的傳感器和執(zhí)行系統(tǒng)）慢慢被合并。

E3的骨干網(wǎng)采用車載以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。車控域控制器需要更多DMIPS算力，因此除了提供MCU（Micro Controller Unit）外，還有一個(gè)多核ARM作為MPU（Micro Processor Unit）。

不過(guò)E3現(xiàn)在還存在著一些問(wèn)題，根據(jù)去年12月份德國(guó)媒體Manager Magazin的一則報(bào)道，顯示出大眾E3電子架構(gòu)還有待進(jìn)一步完善。事情是，ID.3在生產(chǎn)期間無(wú)法完成順利完成軟件的自動(dòng)升級(jí)。而工程師很可能難以在短期內(nèi)找出問(wèn)題所在，只能選擇人工手動(dòng)升級(jí)軟件。原本被賦予智能科技屬性的ID.3將展示出大眾集團(tuán)兩年來(lái)的成果，現(xiàn)在它也讓眾人看到痛點(diǎn)。

寶馬iNEXT車型的三域架構(gòu)

寶馬iNEXT車型的EEA也包括3個(gè)域控制器，分別是BDC（body Domain Controller，對(duì)應(yīng)VDC），SAS（即ADC）以及MGU（Media Graphics Unit，對(duì)應(yīng)CDC）。

寶馬ADC的hPAD版本，主要由 1xMCU（TC397）+ 2xCPU（Intel Denveton）+ 2xSOC（Mobileye EyeQ5，1個(gè)軟硬件一體，1個(gè)開(kāi)放）。

寶馬ADC的uPAD版本，主要由 1xMCU + 1xCPU（Intel Xeon）+ 3xSOC（Mobileye EyeQ5，1個(gè)軟硬件一體，2個(gè)開(kāi)放）。

就在11月11日，寶馬在其NEXTGen未來(lái)峰會(huì)上，正式發(fā)布了iNEXT的量產(chǎn)車型 寶馬iX，新車將于明年晚些時(shí)候正式上市。

新車定位為中大型純電SUV，搭載第五代eDrive電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，WLTP標(biāo)準(zhǔn)下續(xù)航里程超過(guò)600公里。雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可帶來(lái)超過(guò)370kW的最大輸出功率，零至百公里加速不到5秒，百公里能耗低于21kWh。

寶馬稱，新車在電子電氣架構(gòu)、自動(dòng)駕駛功能、顯示和操控系統(tǒng)以及內(nèi)部裝備全方位創(chuàng)新，同時(shí)也是寶馬集團(tuán)首款采用5G技術(shù)的車型。

據(jù)介紹，新車采用了寶馬集團(tuán)全新一代數(shù)字化架構(gòu)和感應(yīng)器系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理能力是目前車輛的20 倍。

華為的CC架構(gòu)

華為的“計(jì)算+通信”(CC)架構(gòu)比較特殊，把智能網(wǎng)聯(lián)也囊括了，應(yīng)該是IoT視角的中心計(jì)算（云）+通信（管）+邊緣計(jì)算（端）這種思路。

華為提出的CC架構(gòu)，用分布式網(wǎng)絡(luò)＋域控制器的架構(gòu)，將車輛分為三大部分：駕駛、座艙和整車控制，并推出了三大平臺(tái)：mdc智能駕駛平臺(tái)、cdc智能座艙平臺(tái)和vdc整車控制平臺(tái)。華為通過(guò)提供芯片＋操作系統(tǒng)，將上述三大平臺(tái)的每一個(gè)平臺(tái)都打造成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。

按照官方的說(shuō)法，在mdc智能駕駛平臺(tái)上，昇騰芯片＋智能操作系統(tǒng)是基礎(chǔ)，通過(guò)傳感器生態(tài)、智能駕駛應(yīng)用生態(tài)和執(zhí)行部件生態(tài)，將來(lái)實(shí)現(xiàn)智能駕駛。在傳感器生態(tài)上，華為將自研激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)；在智能駕駛應(yīng)用生態(tài)上，華為將希望合作伙伴基于mdc，開(kāi)發(fā)算法和應(yīng)用；在執(zhí)行部件生態(tài)上，華為希望打造接口標(biāo)準(zhǔn)，讓mdc與執(zhí)行部件更容易配合。

偉世通的三域EEA方案

偉世通的三域EEA方案（概念），也是三個(gè)域控制器，Body Super Core即為VDC，ADAS Super Core即為ADC，Cockpit Super Core即為CDC。

偉世通公司是一家全球性科技公司，為全球主要汽車制造商設(shè)計(jì)、研發(fā)并制造座艙電子產(chǎn)品和智能網(wǎng)聯(lián)汽車解決方案。 它2000年從福特汽車分離出來(lái)，在2014年到2015年進(jìn)行了資產(chǎn)重組，剝離了汽車內(nèi)飾、汽車空調(diào)業(yè)務(wù)，同時(shí)在2014年完成了對(duì)江森自控電子業(yè)務(wù)收購(gòu)；2015年7月，Sachin Lawande加盟偉世通公司，并擔(dān)任首席執(zhí)行官。他在加盟偉世通以后，進(jìn)行了公司文化梳理和愿景重新定位，對(duì)組織架構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整。隨后三年里，偉世通推出了座艙域控制器、信息娛樂(lè)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛域控制器。

結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)是新能源汽車的銷售大國(guó)。2017-2019年中國(guó)新能源汽車銷量幾乎均占全球銷量的一半。而疫情影響下，2020年上半年歐洲的新能源汽車銷量成為第一，銷售占比達(dá)到43.5%。在各國(guó)政府制定的新能源汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策扶持研發(fā)的基礎(chǔ)上，新能源汽車在全球范圍內(nèi)已進(jìn)入快速發(fā)展期。

圖：2017年~2020H1年全球新能源車銷量市場(chǎng)占比。

新能源汽車普遍比汽油車的電子設(shè)備更多，多媒體信息資源也更加豐富，對(duì)新一代的電子電氣架構(gòu)需求更明顯?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是新一代的電子電氣架構(gòu)將越來(lái)越多地出現(xiàn)在新出產(chǎn)的汽車中，而這一塊，目前國(guó)內(nèi)廠商幾乎與國(guó)際廠商處于同一起跑線上，大家的機(jī)會(huì)都差不多，未來(lái)誰(shuí)將脫穎而出都各憑本事了。

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