汽車(chē)智能化、電子化程度的不斷提高，這是大背景，這個(gè)大家肯定沒(méi)異議。畢竟客戶(hù)爸爸們現(xiàn)在很喜歡，未來(lái)會(huì)更喜歡。

這時(shí)候來(lái)了三批工程師要搞定這個(gè)事，他們首先要解決的就是怎么把車(chē)上這么多電子設(shè)備連接起來(lái)，這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程就是電子電器架構(gòu)

所謂「電子電氣架構(gòu)」，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是把汽車(chē)?yán)锏?a target="_blank">傳感器、中央處理器、電子電氣分配系統(tǒng)、軟件硬件通過(guò)技術(shù)手段整合在一起。通過(guò)這種架構(gòu)，可以將動(dòng)力總成、驅(qū)動(dòng)信息以及娛樂(lè)信息等，轉(zhuǎn)化為實(shí)際的電源分配的物理布局、信號(hào)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、診斷、容錯(cuò)、能量管理等電子電氣解決方案。

通俗來(lái)說(shuō)，汽車(chē)是一個(gè)軟硬件結(jié)合的產(chǎn)物，如果把它比作是一個(gè)人，「四個(gè)輪子+一個(gè)沙發(fā)」是身體，電子電氣架構(gòu)就相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)完成各個(gè)部位的連接，統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)身體的運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)特定功能。

首先是一群抱著“機(jī)械定義汽車(chē)”思維的傳統(tǒng)車(chē)企工程師開(kāi)始動(dòng)作了。增加電子控制單元(ECU)、增加傳感器、增加儀表。要連接了咋么辦。哪兩個(gè)東西之間有需求，就加根線(xiàn)唄。

傳統(tǒng)的車(chē)上電氣系統(tǒng)，大多采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單一通信方式，相互之間很少有聯(lián)系

但隨著系統(tǒng)變復(fù)雜情況不對(duì)了，布線(xiàn)系統(tǒng)變得異常龐大, 一輛傳統(tǒng)連接的汽車(chē)中，導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)度可以達(dá)到2000多米，電氣節(jié)點(diǎn)可以達(dá)到1500多個(gè)。導(dǎo)致線(xiàn)束材料成本劇增，可靠性驟減。系統(tǒng)不可持續(xù)了。

又來(lái)了一群抱著“硬件定義汽車(chē)”思維的車(chē)企工程師開(kāi)始尋思了，計(jì)算機(jī)硬件里不是有總線(xiàn)嘛，能不能借鑒下，大家都先連在幾根粗線(xiàn)上。

總線(xiàn)技術(shù)可以簡(jiǎn)單理解為高速公路，路上所有的車(chē)（信息）都走一段高速，降低道路（線(xiàn)束）成本。

為簡(jiǎn)化線(xiàn)路連接，提高可靠性、利于各裝置之間的數(shù)據(jù)共享，以汽車(chē)分布式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)的車(chē)載網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展起來(lái)了。

汽車(chē)總線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是在統(tǒng)一應(yīng)用層協(xié)議和數(shù)據(jù)定義的基礎(chǔ)上，可以使之成為一個(gè)“開(kāi)放式系統(tǒng)”，具有很強(qiáng)的靈活性。對(duì)于任何遵循上述協(xié)議的供應(yīng)商所生產(chǎn)的控制單元都可輕易添加入該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中或者從網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中拆除，幾乎不需要做任何硬件和軟件的修改，這完全符合現(xiàn)代汽車(chē)平臺(tái)式設(shè)計(jì)的理念。因此汽車(chē)電子控制采用網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)可大大降低設(shè)計(jì)成本。

當(dāng)然行人或者自行車(chē)（數(shù)據(jù)）移動(dòng)的過(guò)程對(duì)路（線(xiàn)束）的需求不同，不同設(shè)備之間的通訊也有不同需求，有些要高可靠，有些要大容量，有些要抗干擾。這也催生了大量的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò)如LIN，CAN，CAN FD， FlexRay，MOST，汽車(chē)以太網(wǎng)的百家齊放。

綜合考慮功能和位傳輸速率等因素現(xiàn)有的汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)大致可劃分為ABCDE類(lèi)網(wǎng)絡(luò)：
A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于低速場(chǎng)合，通信速率不超過(guò)10kb/s。目前A類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用最廣的是LIN總線(xiàn)。LIN總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是由LIN協(xié)會(huì)制定的專(zhuān)門(mén)用于低速網(wǎng)絡(luò)的低成本網(wǎng)絡(luò)解決方案。
B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求不高的場(chǎng)合，通信速率一般為過(guò)10~125kb/s。以前有低速CAN，J1850和VAN等多種，目前低速CAN總線(xiàn)成為B類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中的主流。
C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合，通信速率一般為125~1000kb/s。目前C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)中主要有高速CAN，F(xiàn)lexRay其中仍屬高速CAN使用較為廣泛，普遍應(yīng)用于動(dòng)力、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的控制。
D類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主要面向多媒體、導(dǎo)航系統(tǒng)等領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率為250kb/s~400Mb/s。目前的D類(lèi)網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)有IDB-1394和MOST。兩者目前在量產(chǎn)中是并存關(guān)系。
E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主要面向成員的安全系統(tǒng)以及車(chē)輛被動(dòng)安全領(lǐng)域。目前主要的E類(lèi)網(wǎng)絡(luò)主流為Byteflight，其最高傳輸速率10Mb/s。特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)高安全性。

可問(wèn)題又來(lái)了，這高速公路是修了，成本也節(jié)省了，可這道路上的交規(guī)（總線(xiàn)協(xié)議）是幾個(gè)山頭（ECU供應(yīng)商)定出來(lái)的，不允許你變化。最多兩年變一次（整車(chē)開(kāi)發(fā)周期）。還有一種情況是本來(lái)走自行車(chē)的現(xiàn)在要走卡車(chē)了，這路面又支持不了了，部分總線(xiàn)比如LIN,CAN并沒(méi)有很高的容量擴(kuò)展性。需求變化了，基本就只能讓客戶(hù)爸爸等兩年換一輛車(chē)了。

這個(gè)時(shí)候抱著“軟件定義汽車(chē)”思維的工程師跨步走來(lái)，看著他們好像要做軟件了，實(shí)際他們第一件事還是盡可能的要折騰下硬件，就是在把盡可能多不同的總線(xiàn)合并（所有路都按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)修建），另外盡可能多的合并控制器（哪有那么多山頭，交通部全中國(guó)就一個(gè)），這樣后面有個(gè)啥世博會(huì)，馬拉松啥的，我可以根據(jù)需求統(tǒng)一變化，適應(yīng)各種需求。

博世電子電器架構(gòu)研究研究

這里還是要再專(zhuān)業(yè)點(diǎn)描述這個(gè)問(wèn)題，在軟件定義汽車(chē)思維下有三個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)

硬件成本進(jìn)一步降低：相同功能需求下，減少 ECU（電子控制單元）數(shù)量，可以降低 ECU 物料成本，另一方面也進(jìn)一步減少了整車(chē)線(xiàn)束使用量。Model S 線(xiàn)束約 3 公里長(zhǎng)，而 Model 3 縮短了近 1 倍。

硬件抽象：此前的供應(yīng)體系是供應(yīng)商將「軟件+零部件」打包賣(mài)給主機(jī)廠(chǎng)，軟硬件的耦合很深，議價(jià)能力差，測(cè)試調(diào)試苦難。特斯拉的牛叉在于軟件基本自己寫(xiě)，即便更換硬件供應(yīng)商，也不會(huì)顯著影響軟件功能的部署。

OTA升級(jí)：在硬件抽象的基礎(chǔ)上，特斯拉可以通過(guò) OTA 的方式進(jìn)行新功能的更新下放，以及對(duì)車(chē)輛狀況進(jìn)行良好監(jiān)控，降低維修成本。整車(chē)軟件開(kāi)發(fā)變得更多樣化，更簡(jiǎn)單。

一個(gè)最經(jīng)典例子：特斯拉通過(guò) OTA 解決制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題。彼時(shí) Consumer Reports（消費(fèi)者報(bào)告）發(fā)布的特斯拉 Model 3 測(cè)評(píng)中指出，這臺(tái)車(chē)的 60mph-0 剎停距離并不理想，達(dá)到了 46.33 米，但是經(jīng)過(guò) OTA，Model 3 的剎車(chē)距離得到了顯著提升。

剛才說(shuō)了有三批工程師來(lái)解決這些問(wèn)題，目前第二批工程師代表了主流的主機(jī)廠(chǎng)，而第三批工程師代表了Tesla等新興的車(chē)企。主流主機(jī)廠(chǎng)看Tesla不眼饞嘛？家大業(yè)大干不過(guò)他？還真是。。。

阻礙帝國(guó)成長(zhǎng)的是帝國(guó)本身，軟件定義汽車(chē)本質(zhì)就不是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題

表面上，車(chē)子都是整車(chē)廠(chǎng)造出來(lái)的，但這并不意味著車(chē)上的所有技術(shù)都是由整車(chē)廠(chǎng)研發(fā)的，供應(yīng)商才是大部分技術(shù)的幕后功臣，而「整合」才是整車(chē)廠(chǎng)的重要任務(wù)。汽車(chē)工業(yè)百年發(fā)展，早已形成完備且復(fù)雜的供應(yīng)商體系，比如我們常說(shuō)的一級(jí)供應(yīng)商、二級(jí)供應(yīng)商、三級(jí)供應(yīng)商。。。。

如此多供應(yīng)商的加持，看起來(lái)更牛逼了。舊時(shí)代看著是一只軍隊(duì)，新時(shí)代里就變成了烏合之眾。車(chē)企轉(zhuǎn)型需要自身有足夠強(qiáng)的研發(fā)能力，還得和供應(yīng)商不斷博弈，付出大量的人力物力財(cái)力，還需要經(jīng)過(guò)一個(gè)比較長(zhǎng)的磨合期，才能真正在量產(chǎn)車(chē)上落地。

更重要的，欲練此功，必先自宮，主機(jī)廠(chǎng)們擔(dān)心特斯拉的這種設(shè)計(jì)趨勢(shì)會(huì)淘汰掉他們數(shù)十年來(lái)培育起來(lái)的零部件供應(yīng)鏈。誰(shuí)能想到有一天，曾經(jīng)讓主機(jī)廠(chǎng)安逸發(fā)財(cái)?shù)墓?yīng)鏈成為阻礙其創(chuàng)新的絆腳石？

大眾、豐田、上汽等傳統(tǒng)整車(chē)廠(chǎng)，體量巨大。在電子電氣架構(gòu)上動(dòng)刀子 ， 如果不成功，誰(shuí)來(lái)為負(fù)責(zé)？輕則影響公司未來(lái)幾年產(chǎn)品的銷(xiāo)量，重則事關(guān)生死。而且，難免會(huì)因此而觸犯別人的利益，推行阻力很大。

特斯拉體量小得多，也沒(méi)什么歷史包袱，因此可以直接上手去做。而馬斯克個(gè)人秉承的第一性原理的思維方式以及超強(qiáng)控制欲，多年以來(lái)，公司堅(jiān)持創(chuàng)新自研、垂直整合，已經(jīng)是這家公司的深刻烙印。特斯拉在電子電氣和軟件層面的優(yōu)勢(shì)，并不是偶然。

傳統(tǒng)車(chē)廠(chǎng)也在行動(dòng)：大眾開(kāi)發(fā)了自己的 MEB 純電動(dòng)平臺(tái)，同時(shí)斥巨資成立軟件中心，提升自己的軟件能力，與此同時(shí)，大眾設(shè)計(jì)了全新的 E3 電子架構(gòu)，計(jì)劃將 70 個(gè) ECU 減少到 3 個(gè)域控制器。去年 5 月，通用汽車(chē)發(fā)布了新一代電子電氣架構(gòu)，支持整車(chē) OTA。寶馬也在全新一代產(chǎn)品（3 系、X5、X7）都已經(jīng)可以支持整車(chē) OTA，如果不是在電子架構(gòu)層面做改變，這個(gè)特性是很難實(shí)現(xiàn)的。中國(guó)的頭部 OEM 都在積極開(kāi)發(fā)下一代的電子電氣架構(gòu)，并且在 2022 年左右實(shí)現(xiàn)新一代電子電氣架構(gòu)的平臺(tái)化。

趣聞：量產(chǎn)過(guò)程，不是自動(dòng)駕駛工程師不努力，而是臣妾做不到哈

如果你知道整車(chē)開(kāi)發(fā)流程，一定知道“凍結(jié)”這個(gè)概念，關(guān)鍵接口，關(guān)鍵零部件在每個(gè)小迭代周期都會(huì)進(jìn)行凍結(jié)，以維持各個(gè)塊線(xiàn)的合作和同步推進(jìn)。

沒(méi)有OTA或者域控制器之前，智能駕駛功能必須要等到底盤(pán)性能完全凍結(jié)才能開(kāi)始進(jìn)行標(biāo)定、調(diào)教和測(cè)試，雖然多數(shù)時(shí)候會(huì)分多個(gè)迭代過(guò)程，進(jìn)行多個(gè)周期的調(diào)試，但不管哪個(gè)周期，智能駕駛功能永遠(yuǎn)是拍在最后的。一旦前面的某些開(kāi)發(fā)出現(xiàn)了延期，在量產(chǎn)前最著急最痛苦的就是智能駕駛工程師，因?yàn)閴嚎s的基本都是他們性能提升和測(cè)試的時(shí)間。

自動(dòng)駕駛的研發(fā)周期理論上就不可能和整車(chē)研發(fā)周期契合！

無(wú)論生物成長(zhǎng)還是汽車(chē)制造基本都一個(gè)道理：簡(jiǎn)單構(gòu)件往往會(huì)優(yōu)先產(chǎn)生并投入工作，以支持復(fù)雜構(gòu)建的產(chǎn)生，骨架，心肺，往往都會(huì)優(yōu)先形成機(jī)能并支持大腦器官的發(fā)育，后者的成熟周期往往是最長(zhǎng)的。不同器官需要處理的任務(wù)維度不同，因此復(fù)雜度也不同

就像小寶寶，如果它腦袋在出了娘胎后就不成長(zhǎng)（傳統(tǒng)電氣架構(gòu)），那牛津大學(xué)也要在娘胎里讀了。雖然骨架，肌肉，心肺都可以在出生前健全，但10個(gè)月時(shí)間腦子的核心功能是好不了的，他需要對(duì)接外部環(huán)境。但如果可以后天學(xué)習(xí)，那ok了，差不多時(shí)候我就可以從娘胎里出來(lái)了。

OTA或者域控制器的產(chǎn)生，為自動(dòng)駕駛等功能釋放了更多空間和時(shí)間，讓其開(kāi)發(fā)周期和測(cè)試周期得到必要的保障。

你以為結(jié)束了？軟件定義汽車(chē)的工程師剛剛完成了第一步!

把硬件折騰清楚了，充其量就是車(chē)的硬件基本可以和一臺(tái)電腦或者一部手機(jī)相比較了，可這些東西可以真正工作起來(lái)還缺個(gè)操作系統(tǒng)哈（什么android，Windows，Linux），那汽車(chē)的操作系統(tǒng)是什么？下篇將會(huì)介紹。

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