佐思汽研發(fā)布《2019-2020 智能汽車計算平臺與系統(tǒng)架構(gòu)研究報告》,。
隨著汽車新四化發(fā)展,,傳統(tǒng)分布式 E/E 架構(gòu)受到挑戰(zhàn):EV 的三電系統(tǒng),增加了汽車 E/E 架構(gòu)的復雜程度,;智能座艙,、自動駕駛等功能,需要融合更多傳感器數(shù)據(jù),對 OTA,、算力和車輛安全等提出更多挑戰(zhàn)。因此,,未來汽車需要更高算力的 ECU 協(xié)同以及可拓展性的架構(gòu)設計,,域集中電子電氣架構(gòu)、車輛集中電子電氣架構(gòu)等對現(xiàn)有分布式架構(gòu)的替代作用將逐漸顯現(xiàn),,車企和 Tier1 爭相進行前瞻布局,。 豐田電子電氣架構(gòu)開發(fā)部總經(jīng)理 Nishikawa 總結(jié)的電子電氣架構(gòu)演進路線為:簡單 LAN→分層 LAN→中央網(wǎng)關+域 LAN→計算平臺(包括在線云)→計算平臺++(包括在線云、線下云),。
來源:豐田
博世則將汽車電子電氣架構(gòu)演變路徑分為 6 個階段:從簡單到復雜依次為模塊化,、集成化、集中化,、域融合,、車載電腦和車 - 云計算。
來源:博世,,佐思產(chǎn)研
E/E 架構(gòu)方面,,特斯拉發(fā)展最為領先,其新一代集中式 E/E 架構(gòu)達到車載中央電腦和區(qū)域控制器階段,,配合自研的操作系統(tǒng),,可實現(xiàn)整車 OTA。相對傳統(tǒng)車企,,特斯拉領先五年以上,。 近日,由于存在自動泊車系統(tǒng)功能缺陷,,現(xiàn)代公司決定召回 1.2 萬余輛 2020 款索納塔車型,。這是傳統(tǒng)車企最郁悶的地方。在傳統(tǒng)架構(gòu)上添加越來越多的智能化網(wǎng)聯(lián)化功能,,由于軟件復雜永遠都有 BUG,,只會導致更多的客戶不滿甚至召回。只有在全新 E/E 架構(gòu)下實現(xiàn)整車 OTA,,才能最終解決召回難題,。 因此,大眾,、奧迪,、通用、豐田等車企都在加快部署全新 E/E 架構(gòu),,量產(chǎn)時間大概在 2021-2025 年,。大眾 ID.3 將搭載名為 E3的 E/E 架構(gòu),,并將出現(xiàn)跨域中心控制器,實現(xiàn)域融合架構(gòu),;通用新一代 E/E 架構(gòu) Global B,,將搭載在全新凱迪拉克 CT5 上;豐田則將采用 Central & Zone 的 E/E 架構(gòu),。 國內(nèi)車企,,如比亞迪、合眾汽車,、奇點等都在采用新一代 E/E 架構(gòu),。 以特斯拉最新電子電氣架構(gòu)為例,其搭載車型 Model3 的 E/E 架構(gòu)包括三大塊:
? 一是自動駕駛及娛樂控制模塊,,接管所有輔助駕駛相關的傳感器,,例如攝像頭、毫米波雷達等,。
? 二是右車身控制器 BCM RH,,集成了自動駛?cè)腭偝觥峁芾?、扭矩控制等,,以及用于泊車的超聲波雷達。
? 三是左車身控制器 BCM LH,,負責內(nèi)部燈光及進入部分,。
豐田在未來電子電氣架構(gòu)中,則將采取 Central& Zone 的 E/E 方案,。
豐田 Central & Zone 架構(gòu)
來源:豐田,,佐思
從 Tier1 來看,安波福,、華為,、大陸、博世等 Tier1 正在加緊部署新一代電子電氣構(gòu)架:
? 安波福已于 2020 年 1 月正式發(fā)布全新智能汽車架構(gòu) SVA,,計劃 2022 年實現(xiàn)半智能汽車架構(gòu)(PARTIAL SVA),、2025 年實現(xiàn)全智能汽車架構(gòu)(FULL SVA)。
? 華為提出基于計算和通信的 CC 架構(gòu),,由分布式網(wǎng)絡和三大域控制器構(gòu)成,。
? 大陸、博世等也提出了未來 E/E 構(gòu)架方案,,正在積極推進,。
以安波福 SVA 電子電氣架構(gòu)為例,,其由三大部分構(gòu)成:
? 動力數(shù)據(jù)中心(PDC):一個“通用擴展塢”和區(qū)整合器,;
? 統(tǒng)一供電和數(shù)據(jù)主干網(wǎng):模塊化且可自動化的簡化線束技術 / 設計,;通過雙環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)冗余網(wǎng)絡;
? 中央計算集群:通用計算平臺,,帶有標準化接口和互聯(lián)網(wǎng)安全網(wǎng)關,。
圖:安波福智能汽車架構(gòu) SVA 示意圖
來源:安波福
總體來看,域集中 E/E 架構(gòu)是未來幾年的主流,,其核心技術主要包括網(wǎng)關,、域控制器、車載以太網(wǎng)等,。 域控制器可將汽車電子各部分功能劃分成幾個領域,,如動力傳動域、車身電子域,、輔助駕駛域等等,,然后利用處理能力強大的多核 CPU/GPU 芯片,相對集中地控制域內(nèi)原本歸屬各個 ECU 的大部分功能,,以此來取代傳統(tǒng)的分布式架構(gòu),。目前 Tier1 對域控制器的布局主要集中在智能座艙域和自動駕駛域。
車載以太網(wǎng)的出現(xiàn),,是為了滿足 ADAS 系統(tǒng),、高清車載娛樂系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),、云服務及大數(shù)據(jù)等新興技術在車輛應用上的高帶寬要求,,以此部分甚至完全取代 CAN、LIN,、FlexRay,、LVDS 等傳統(tǒng)車載網(wǎng)絡。布局車載以太網(wǎng)的供應商主要有 NXP,、羅森伯格,、Broadcom、Marvell,、東芝,、TE Connectivity 等。 汽車網(wǎng)關作為整車網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)交互樞紐,,可將 CAN,、LIN、MOST,、FlexRay 等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)在不同網(wǎng)絡中進行路由,。布局網(wǎng)關的 Tier1 以國外的半導體大廠和傳統(tǒng)汽車供應商為主,如 NXP,、英飛凌,、瑞薩電子,、意法半導體、大陸集團,、博世,、德州儀器、英特爾等,;國內(nèi)布局企業(yè)有經(jīng)緯恒潤,、致遠電子、聯(lián)合汽車電子等,。
博世和豐田對 E/E 架構(gòu)趨勢分析中,,將車+云計算架構(gòu)歸結(jié)為最高階段。目前對時延要求不高的座艙域應用(如聽歌,,語音識別等)都已經(jīng)實現(xiàn)了云端計算+本地計算的結(jié)合,。自動駕駛域也將是這個趨勢,但是會更復雜,,將是車端計算+云端計算+邊緣計算的結(jié)合,。 車端計算+云端計算+邊緣計算的結(jié)合,需要車路協(xié)同技術和智慧道路基礎設施的支持,。車路協(xié)同將率先在國內(nèi)落地,,華為的 CC(計算+通信)架構(gòu)可能是更適合車路協(xié)同應用的新一代 E/E 架構(gòu)。
來源:華為