電子電氣架構(gòu)將引領(lǐng)智能汽車變革
今年,通用汽車不止一次在各個場合提到,“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)?!眲P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),到底會給汽車帶來什么樣的顛覆性變革?
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201911/406625.htm60s快速了解核心論點:
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)的計算平臺進(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,完成運算、動力和能量的分配,實現(xiàn)整車的各項智能化功能。
『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算平臺(HPC)的汽車電子電氣架構(gòu)開發(fā)工作。一方面是因為競爭對手特斯拉已經(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”、講究體驗和迭代的互聯(lián)網(wǎng)巨頭時,這種競爭壓力更甚。
為順應(yīng)消費者的訴求,整個汽車行業(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。車企將以用戶體驗來指導(dǎo)整車功能設(shè)計,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/UX設(shè)計、封閉成熟的iOS系統(tǒng),以及性能領(lǐng)先的處理芯片)。為實現(xiàn)這樣的目的,車企能做的首先是改變一臺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,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)品個性化的核心技術(shù),因此每個車企都會基于一個智能化的、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,又方便在各個模塊中找到最優(yōu)的供應(yīng)商。此外,每個控制器的設(shè)計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,以此來實現(xiàn)整車的功能。
這種分布式方案最大的特點是功能劃分明確,可以通過預(yù)先的設(shè)計來嚴(yán)格明確界限,所有歷史工作的繼承性也很強(qiáng)。由于劃分后的每個模塊相對獨立,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,域控制器成為一個領(lǐng)域內(nèi)的主要計算和調(diào)度單位,可滿足整個領(lǐng)域的運算需求。
“域”方案的不足之處,主要是不同車型平臺對模塊的空間布置有物理限制?;谝粋€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)的計算平臺來進(jìn)行搭建。車企可以把一個或若干個核心計算平臺作為基礎(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強(qiáng)有力的通信架構(gòu)和整車級計算平臺這兩項內(nèi)容而展開的。從計算平臺角度來看,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)可的計算平臺方案主要分為三大部分:一、自動駕駛計算平臺,根據(jù)L3-L4級自動駕駛的不同需求來確定HPC的數(shù)量;二、車輛基礎(chǔ)計算平臺,原先車身控制、熱管理控制、通信控制等都是由各個分散的ECU來完成的,未來要通過基礎(chǔ)計算平臺來實現(xiàn)整車功能的總控制;三、信息和通信計算平臺,主要是滿足人車交互方面的需求,該平臺承擔(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,這三個基礎(chǔ)單元可能會被整合成為一個。
另外,關(guān)于車輛基礎(chǔ)計算平臺與信息和通信平臺之間的功能分配,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,整合成一個完整的HPC。
『Zone架構(gòu)下最終演變成一個強(qiáng)有力的計算平臺』
此外,由以太網(wǎng)構(gòu)成的主干網(wǎng)絡(luò)將成為計算平臺和傳統(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)會出現(xiàn)和手機(jī)行業(yè)一樣的現(xiàn)象,比如會有更多的車企發(fā)布操作系統(tǒng)、召開軟件開發(fā)者大會等。
『開發(fā)模式的轉(zhuǎn)變』
而“軟件定義汽車”,意味著整車開發(fā)模式將會變得更為簡化。車企會投入大量的人才從事軟件開發(fā)工作,并且也不再堅持以“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)。因為,車企會在整車開發(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的軟件能力都會被車企的軟件中心所“吸收”。
從目前各大車企所發(fā)布的計劃來看,大眾汽車在這方面推進(jìn)的最為迅速。一輛基于MQB平臺的傳統(tǒng)汽車上有近70個ECU,而大眾計劃將ECU數(shù)量削減到3-5個HPC。如果大眾掌握了這幾個核心的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年會更加“繁榮”。同時也可以看出,電子電氣架構(gòu)是一個階段性演進(jìn)的產(chǎn)物,是隨著車企向前發(fā)展而不斷進(jìn)化的。
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