汽车电子电气架构硬核科普，电子电气架构定义汽车，域控制器的中场战事

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

访问数量 : 23

扫码分享至微信

硬核科普，电子电气架构定义汽车，域控制器的中场战事

集中式电子电气架构和面向云管端一体化SOA的软件平台已成为了汽车的大脑中枢，相比于软件定义汽车，架构定义汽车的说法更为合适。

汽车电子电气架构EEA，主要包括硬件架构、软件架构和通信架构三个维度，本文探讨以域控制器为核心的硬件架构。

“功能域”

功能域，即依据功能而设置域控制器，域控制器之间通过以太网和CANFD相连。

功能域控制器大体可分两类，一类是对算力要求高的座舱域和自动驾驶域，这类域控制器需要处理大量数据；第二类是对算力较低的动力总成域、底盘域、车身域，这类域控制器主要涉及控制指令计算以及通讯资源。

在此功能基础上，为了协同和降低成本，出现了跨域融合 的方案，即将两个或者多个功能域，进一步合并为一个域控制器，例如将动力域、底盘域、车身域合并。

从集成度相对较低的“五域”（自动驾驶域、动力域、底盘域、座舱域和车身域）逐步过渡到“三域”（自动驾驶域、智能座舱域、车控域，加上若干网关）。

华为的三域架构

“位置域”

位置域，又称为区域控制器，即在统一的中央计算平台下，以物理区域位置来定义。

区域控制器可就近布置线束，大大减少了线束成本，还可以减少通信接口，节省了空间；也能进一步提升算力利用率，同时数据也能统一交互；与此同时，只需对中央计算平台进行OTA即可，软件的更新更加灵活。

在中间发展阶段，可能会出现由多个计算平台向一个中央计算平台过渡的过程。

未来云平台会作为中央计算平台的补充，完成部分实时性要求不高的计算。

域控制器现状

功能域最典型的例子，就是大众的E3架构，E3主要由车辆控制域（ICAS1）、智能驾驶域（ICAS2）和智能座舱域（ICAS3）组成，整体上看，分布式模块还比较多。

大众E3架构

而位置域最典型的例子是特斯拉，包括了中央计算模块（CCM）、左车身控制模块(BCMLH)、右车身控制模块(BCMRH)三大域控制器，中央计算模块集成了自动驾驶和信息娱乐系统，基本有了中央集中式架构的雏形。

特斯拉的EEA架构

目前，大部分的车企的EEA架构仍处于早期的功能域阶段，部分功能域集中化，形成“分布式ECU+域控制器“的过渡方案，最后朝着“中央计算单元+区域控制器的架构演进，过程可能长达5-10年。

进一步演进

从分布式架构，到域功能集中，再到跨域融合，最终到中央计算平台，该演化过程基本成为行业共识。

博世汽车EEA演进路线

非常典型的是长城汽车，EEA的规划就是按照这个思路。

长城自主研发的GEEP电子电气架构，目前演进到了第三代，包含动力/底盘、车身、座舱、自动驾驶四个域控制器，属于跨域融合架构。

长城正在研发第四代和第五代电子电气架构，第四代属于中央计算平台+区域控制器架构，中央计算平台包括了中央计算、智能座舱、自动驾驶，中央计算进一步整合le 车身、网关、空调、电池、底盘等功能，计划在2022年推出。

长城汽车GEEP架构

而第五代电子电气架构则是将整车软件高度集中在一个中央大脑，计划2024年面世。

汽车人参考小结

集中式电子电气架构发展趋势下，域控制器已经是硬件领域的必争之地。

高算力域控制器本身，特别是座舱和自动驾驶，已经是一颗SoC的芯片，集成度已经很高；另外一方面，域控制器的数量还是太多，当前依然是一个过渡的产品。

最终域控制器的形态可能就剩一个中央域，通过一个中央计算单元来控制整车功能，就像现在的电脑和手机一样，核心就是一颗SoC芯片。

在三电技术逐步成熟的背景下，汽车人参考认为，智能汽车沿着三条主线在演进，一是打造全新的电子电气架构、操作系统、高算力芯片等通用化平台，通过OTA实现软硬件分离；二是构建数字座舱，打造生态系统；三是提高自动驾驶过程中的场景体验。

而全新的电子电气架构，更像是三条主线的引子，域控制器是硬件架构的核心。

我们会在下一篇文章中针对于EEA的软件架构和通信架构进行梳理。

本文为汽车人参考第360篇原创文章，如果您觉得文章不错，“推荐和关注”是对我最大的支持。

汽车电子电气架构发展趋势是什么？

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。

本文由 @updatedb 原创发布于人人都是产品经理。未经许可，禁止转载

题图来自Unsplash，基于CC0协议