汽车电子电气架构发展趋势是什么?

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作为一个科技爱好者,最热爱的是智能硬件、智能汽车、虚拟现实。写这个系列,是为了梳理这几年的所学、所思、所想,从而形成一个完整的知识体系,供大家参考。将讲述关于产品、技术、商业在汽车领域的现状与未来。

在《电子电气架构在说什么?》中,我们明白了电子电气架构的价值,那么今天汽车电子电气架构发展趋势是怎么样的?

01 汽车电子电器架构的发展构想

博世(顶级供应商):未来汽车电子电气架构趋势

这是一张只要讲电子电气架构就会看到的图片,也是一张很难得到清晰版本的图片。

虽然不清晰,但是我们仍然很明显能看明白,在博世的EE架构演进规划中最核心的思想就是ECU从分布到集中。下图对整个过程进行了更详细的说明。

整个过程被分为三个大的步骤,分布式架构、跨域集中架构、车载电脑集中架构,六个阶段模块化,集成化,中央域化,跨域融合,车载中央电脑,车载云计算,逐步完成功能整合、多个独立网络内整合、中央网关协调通信、跨域功能整合,进一步通过中央域控制器进行降本,最后通过网络网络,建立虚拟域,通过车载中央电脑甚至云计算,完成复杂功能的整合。

宝马(高端汽车企业):分层电子电气架构

宝马创建了分层的电子电气架构模型,但这图在描述的是一个静止的状态,可以在任何一层与博世的想法进行适配。汽车电子会包含各种各样的电子控制单元(ECU)、传感器(Sensor)、执行器(Actuator)。商品化标准化的ECU从原有的传感器与执行器中抽象剥离、ECU根据需求进行一进抽象,直接中央计算平台。

华为(跨界企业):从EE到CC的“计算+通信”架构

华为的电子电气架构大概等同于博世所说的跨域集中架构。

恩智浦(芯片提供商):如何支持电子电气架构

恩智浦(NXP)想象中的电子电气架构大概等同类似于华为,域内融合,域间高速通信的能力。

特斯拉model3:域/域区混合电子电气架构

特斯拉的电子电器架构与大多数的车企有所不同,首先功能分布上采用了区域的方式,将原有的车身与便利系统、底盘与安全系统和部分动力系统的功能,根据空间、布线等需求,拆分到了左车身控制模块(BCM_LH)和右车身控制模块(BCM_RH)。在中央计算模块(CCM)上整合了自动驾与娱乐模块。

02 不同电子电器架构的共同之处

今天汽车行业各种角色对电子架构的理解整体方向是一致的,是算力向中央集中,向云端集中,简化底层硬件、解耦软硬件。

提供传感器、执行器产品的Tier1是最先受到冲击,Tier1 除了尽一步优化原有产品之外,必寻找新的利润点。为此,Tier1必须升级自身的系统能力,向上层ECU、DCU探索。原有的复杂ECU提供商,比如车机产品的供应商,需要考虑更大范围的娱乐域控制器产品。

今天的电子电气架构仍然满足低端车型的需求,而车企对Tier1技术能力的依赖短期无法解决,电子电气架构的升级是一个持续的,渐近的过程。

在整个电子电气演进过程中,面临的机会有软硬两个方向。

03 硬件产品的方向

  • 传感器与执行器,该方向走向标准化,低成本,非定制化产品。如果不是选择的方向没有技术门槛,则无需要过多关注。比如固态激光雷达、柔性屏等;
  • ECU,该方向走向集中化,大多数会消失,软件集成在DCU,但渐进工过程中,特定功能的ECU依然会存在。比如TBOX(通信单元),考虑到该多个域对网络的依赖,该产品可能会与中央网关集成。但是考虑到4G、5G、V2X、ETC、智能天线等的发展,该产品更大的可能是独立与其它模块。
  • DCU(域控制器)方向,应该是多数互联网人接触的最多的汽车产品方向,最为主要的会有娱乐域控制器、自动驾驶域控制器。思考这两类产品时,要从原有的单ECU的视角跳出来,从更全局的角度看待。同时也需要考虑不同的域之间的通信,以及带来的新的用户场景与体验。
  • CGW(中央网关),在渐进的过程中必然会出现区域性网关,以及中央网关,同时区域性网关有可能与域控制器进行整合。
  • CCU(中央计算单元),可能会先出现在车身底盘动力域的整合方向上。

04 软硬件分离带来的产品机会

电子电气架构的发展让汽车电子的软硬件分离有了可能。

关于软件定义汽车涉及到的内容请参考:

《软件究竟如何定义汽车?【一】》

《软件究竟如何定义汽车?【二】》

该部分内容由leo_huang_授权,他的文字洁简明了,非常适合快速的理解这个行业。软硬件的分离,为互联网公司帮助汽车企业解决软件问题带来了巨大的机会。除了原有的嵌入式软件、算法软件、自动驾驶软件等的开发,汽车企业需要更多的操作系统、中间件等的开发团队,为微软、东软、华为、阿里、百度、腾讯。OTA、以太网、SOA、ROS、Autosar、Hypervisor都有机会成为产品的切入点。

考虑到OTA等需求,汽车企业面临着自身开发能力的提升,自身开发团队的建设,类似的团队有吉利的亿咖通、长城的仙豆、奇瑞的雄狮、长安的梧桐。

扩展阅读:

看leo_huang_授权的两篇文章,就感觉找到了志同道合的人。他的文字洁简明了,非常适合快速的理解这个行业。

参考更多的车企的电子电器的资源:

  • 特斯拉E/E架构:https://www.oktesla.cn/2019/12/35326.html
  • 通用汽车E/E架构:https://auto-time.36kr.com/p/382708123041799
  • 比亚迪E/E架构:https://chejiahao.autohome.com.cn/info/4648740
  • 华为E/E架构:https://www.ofweek.com/auto/2019-10/ART-70110-11000-30414053.html
  • 丰田E/E架构:http://www.eeaconference.com/news/651155/
  • 宝马分层E/E架构:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic473785.html
  • 博世E/E架构:https://youyou-tech.com/2019/10/11/%E4%BB%8E%E7%89%B9%E6%96%AF%E6%8B%89Model3%E7%9C%8B%E6%95%B4%E8%BD%A6%E7%94%B5%E5%AD%90%E7%94%B5%E6%B0%94%E6%9E%B6%E6%9E%84%E7%9A%84/

 

作者:updatedb;公众号:强哥的面包屑  /  MyCrumbs。

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题图来自Unsplash,基于CC0协议

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