前幾年買車的時(shí)候，銷售總會(huì)為你重點(diǎn)介紹車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱三大件，以及動(dòng)力、操控和空間等動(dòng)靜態(tài)體驗(yàn)。但現(xiàn)在，買車的話題中關(guān)于輔助駕駛、智能座艙的篇幅越來越多，智能成為了汽車最受關(guān)注的產(chǎn)品力。而一輛車的智能化程度，很大程度上取決于它的大腦與神經(jīng)系統(tǒng)――汽車電子電氣架構(gòu)。

　　在電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域，一場(chǎng)轟轟烈烈的變革正在上演，其中中國品牌追趕世界潮流的大戲，就在本屆廣州車展上進(jìn)入高潮。我們今天從電子電氣架構(gòu)的進(jìn)化史聊起，為您解讀它是什么、能為我們帶來什么，以及中國品牌亮出了怎樣的“王炸”。

●電子電氣架構(gòu)到底是什么

　　從“架構(gòu)”這個(gè)詞對(duì)應(yīng)的英文原詞――Architecture來看，它是由詞根architect“建筑師”+ure“與行為有關(guān)的事物”組成的，原意指建筑學(xué)、建筑。我們可以通過與建房子進(jìn)行類比，來解釋電子電氣架構(gòu)從設(shè)計(jì)到應(yīng)用于您愛車的整個(gè)過程。

　　接下來的工作，則是由零部件工程師根據(jù)這些具體要求，設(shè)計(jì)開發(fā)出相應(yīng)的零部件，這就跟施工隊(duì)最終將設(shè)計(jì)圖落地的過程相似。設(shè)計(jì)完善、施工技術(shù)好，最終房屋的品質(zhì)才能有保障。體現(xiàn)在汽車上，一個(gè)好的電子電氣架構(gòu)不僅是造出一輛車機(jī)反應(yīng)靈敏、輔助駕駛靠譜的好車，還需要在造車成本、車輛性能之間找到平衡點(diǎn)，并能讓汽車具備良好的OTA升級(jí)潛力，從而進(jìn)一步滿足用戶日益增長的功能需求。

●過去――“機(jī)械定義汽車”的思維誕生了分布式架構(gòu)

　　無論是曾經(jīng)真實(shí)存在的產(chǎn)品，還是那個(gè)大多數(shù)人思維定式中的形象，汽車就是由四個(gè)輪子+沙發(fā)組成的交通工具，決定產(chǎn)品力的是那個(gè)鐵殼子以及殼子里的各式機(jī)器。在這種“機(jī)械定義汽車”的思維下，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱三大件仍舊是一輛車的“C位”，電子電氣設(shè)備只能“打打輔助”協(xié)助機(jī)械們完成工作，甚至在很多人眼里等同于收音機(jī)、地圖導(dǎo)航這樣的娛樂功能。

　　這種分布式的架構(gòu)，優(yōu)勢(shì)在于“直截了當(dāng)”。比如你需要加裝一套藍(lán)牙功能，往總線上連接一組能與其他ECU通訊的藍(lán)牙控制模塊就能實(shí)現(xiàn)，整個(gè)過程非常簡(jiǎn)單粗暴，就是不斷的做加法。而由于各ECU功能之間比較獨(dú)立，單一ECU的失效對(duì)整車功能的影響也較小。

　　到了2010年，奧迪A8上的ECU就已經(jīng)突破了100個(gè)，數(shù)量的暴增使整個(gè)結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜。不同的ECU往往由不同供應(yīng)商提供，甚至單個(gè)ECU中的多個(gè)軟件都由不同二級(jí)供應(yīng)商提供，很難實(shí)現(xiàn)ECU之間的協(xié)同。算力浪費(fèi)、功能冗余、功耗增加、OTA管理困難的情況，也就不可避免，這顯然不符合我們此前對(duì)于一個(gè)好架構(gòu)的定義。

　　而到了2020年，一輛汽車平均擁有約60個(gè)ECU、代碼量近億行（是安卓系統(tǒng)代碼量的7倍）、電子系統(tǒng)占到整車成本的46%，像智能座艙、自動(dòng)駕駛這些需要依靠ECU實(shí)現(xiàn)的功能越來越多，你不得不承認(rèn)汽車已經(jīng)從那個(gè)精美的機(jī)械變成了電子產(chǎn)品。復(fù)雜的分布式電子電氣架構(gòu)，不僅在成本上給整車帶來了不小的壓力，智能化功能對(duì)算力、傳輸速度等方面的要求，也超越了現(xiàn)有分布式電子電氣架構(gòu)能承受的上限。

　　比如為了讓自動(dòng)駕駛可以覆蓋更多的場(chǎng)景，需要對(duì)各有專長的攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)采集到的信息進(jìn)行融合，來提高車輛的感知能力。但這對(duì)數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性和傳輸速度，提出了很高的要求，算力羸弱的分布式ECU+速度1Mbps的CAN總線（128KB/s，基本只能用來聊聊微信、看看圖片），顯然無力完成這樣的任務(wù)。

　　可以說，正是自動(dòng)駕駛、智能座艙為代表的智能化功能的涌現(xiàn)，決定了電子電氣架構(gòu)變革的必然性，將分布式電子電氣架構(gòu)卷進(jìn)了歷史，取而代之的是以域控制、車載以太網(wǎng)為特征的集中式電子電氣架構(gòu)。一場(chǎng)圍繞電子電氣架構(gòu)技術(shù)的爭(zhēng)奪，正在火熱的進(jìn)行著。

●現(xiàn)在――集中式電子電氣架構(gòu)成為主流

○消失的ECU

　　在功能需求和成本需求的推動(dòng)下，車企和供應(yīng)商們紛紛對(duì)電子電氣架構(gòu)展開升級(jí)，雖然各家方案的細(xì)節(jié)有所不同，但大體基調(diào)一致：減少ECU的數(shù)量、算力向中央集中、整體架構(gòu)簡(jiǎn)化以及通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的提高，進(jìn)而形成一種集中式的電子電氣架構(gòu)。其中，最直觀的變化就是獨(dú)立的ECU紛紛消失，被功能更集中、算力更強(qiáng)的域控制器所代替。

　　當(dāng)我們擁有了傳輸速度更快、算力更快更集中的集中式電子電氣架構(gòu)，高階自動(dòng)駕駛的大門也就向我們敞開了。攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)乃至GPS和輪速傳感器的數(shù)據(jù)不再各自為戰(zhàn)，而是統(tǒng)一通過車載以太網(wǎng)回傳給同一個(gè)“大腦”完成車輛位置、環(huán)境的辨別，極大提升了車輛在極端環(huán)境下對(duì)周圍態(tài)勢(shì)的感知能力。

　　域控制的另一個(gè)好處是硬件與軟件之間的解耦，讓傳感器不必依賴固定的ECU，可以被域控制器靈活調(diào)用來完成不同功能，甚至能實(shí)現(xiàn)電腦顯卡那樣的硬件“熱插拔”，實(shí)現(xiàn)即插即用的快速升級(jí)。但集成度越高、軟硬件解耦越徹底，對(duì)車企的代碼整合能力的要求也就越嚴(yán)苛，畢竟不是誰都能從熱衷于玩機(jī)械的“猛人”瞬間變身“代碼狂魔”。而引領(lǐng)這場(chǎng)電子電氣架構(gòu)革命的，就是在汽車行業(yè)中最擅長寫代碼的特斯拉。

　　這種按照車身物理位置對(duì)域進(jìn)行劃分的架構(gòu)，相比此前的功能域大大簡(jiǎn)化了機(jī)械布置的難度和線束長度，不再需要一根從車尾拉到車頭的總線，傳感器、執(zhí)行器可以就近接入到附近的域控制器中，這也使Model 3的線束長度縮短到了1.5km。

　　而像豐田的Central & Zone架構(gòu)、安波福全智能汽車架構(gòu)、寶馬中央計(jì)算平臺(tái)central computing platform，這些電子電氣架構(gòu)要么離量產(chǎn)落地還需要5年左右時(shí)間，要么就是在集成度上仍處在功能域?yàn)橹鞯碾A段。

○中國品牌亮出“王炸”

　　國內(nèi)車企也逐漸意識(shí)到，沒有好的電子電氣架構(gòu)，就沒有優(yōu)秀的智能化功能。比亞迪今年發(fā)布并量產(chǎn)的智能域控制架構(gòu)、長城汽車正在使用的GEEP 3電子電氣架構(gòu)，都是基于功能域的域集中式架構(gòu)。而亮相廣州車展的廣汽星靈、小鵬X-EEA 3.0電子電氣架構(gòu)，則更打破了功能域的局限，以中央超算+區(qū)域控制的概念進(jìn)一步接近了未來中央式架構(gòu)的樣式。“軟件常用常新，硬件即插即用”這些在電腦、手機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能，也將隨著電子電氣架構(gòu)的升級(jí)被應(yīng)用到汽車上。

　　綜合考慮功能、位置、重要性等要素，車內(nèi)被劃分為前后左右四個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有自己的區(qū)域控制器。區(qū)域控制器中主要集成了將網(wǎng)關(guān)、配電和機(jī)電控制功能，周邊的傳感器、執(zhí)行器就近接入，再通過骨干網(wǎng)集中與遠(yuǎn)端中央計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而邏輯控制部分則集中到了中央計(jì)算機(jī)來完成。

　　而在傳輸速度方面，廣汽星靈架構(gòu)的主干網(wǎng)絡(luò)不再使用將分布式架構(gòu)中1Mbps的CAN總線，而是使用了車載以太網(wǎng)，傳輸速度可達(dá)100Mbps甚至1Gbps，同時(shí)還能滿足汽車行業(yè)對(duì)高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲以及同步實(shí)時(shí)性等方面的要求，相當(dāng)于把一條鄉(xiāng)村土路直接改造成了高鐵。

　　在星靈電子電氣架構(gòu)的量產(chǎn)計(jì)劃方面，廣汽埃安AION LX Plus將是首款應(yīng)用星靈架構(gòu)的車型，到2023年，廣汽埃安旗下所有新車型都將全系基于星靈架構(gòu)打造。此外，廣汽傳祺旗下的車型也將搭載星靈電子電氣架構(gòu)。

　　除了比星靈架構(gòu)更高的集成度，像以千兆以太網(wǎng)為主干的通信架構(gòu)、接口標(biāo)準(zhǔn)化的軟硬件這些前文介紹過的設(shè)計(jì)，在X-EEA 3.0電子電氣架構(gòu)上也都有應(yīng)用。新的電子電氣架構(gòu)不僅將幫助小鵬G9成為首款搭載小鵬XPILOT 4.0智能輔助駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車，還增加了無感化OTA、自診斷功能和場(chǎng)景式精準(zhǔn)配電這些比較有特色的功能。

　　X-EEA 3.0具備更為完備的自診斷功能，在車輛發(fā)生故障時(shí)，能更精確的定位問題，并以更加直觀的方式引導(dǎo)用戶進(jìn)行維修的預(yù)約和準(zhǔn)備。同時(shí)，在電力分配與使用上，車輛可根據(jù)用戶用車場(chǎng)景進(jìn)行按需配電，車輛在休眠、喚醒及待機(jī)等狀態(tài)下電耗大幅降低。比如你在路邊等人時(shí)，G9只對(duì)空調(diào)、座椅調(diào)節(jié)、音樂等功能供電，從而充分發(fā)揮每一度電的效能。

●未來――誰將拿到智能汽車時(shí)代的話語權(quán)？

　　從分布式架構(gòu)到域集中式架構(gòu)再到中央式架構(gòu)，電子電氣架構(gòu)算力越來越集中、通信速度越來越快的演進(jìn)趨勢(shì)已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。華為預(yù)計(jì)，到2030年，中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制+大帶寬車載通信的電子電氣架構(gòu)將成為主流。

　　在通信網(wǎng)絡(luò)上，車載以太網(wǎng)將得到普及，傳輸速度在2030年有望超過100Gbps。光通信技術(shù)在解決車規(guī)問題后，以其帶寬大、重量輕、電磁干擾不敏感、成本低等優(yōu)點(diǎn)，也將大量應(yīng)用于車載領(lǐng)域。

　　而隨著電子電氣架構(gòu)的發(fā)展，最先受到?jīng)_擊的將是傳統(tǒng)的汽車供應(yīng)商體系。分布式ECU被集成到域控制器之后，產(chǎn)品研發(fā)的門檻將抬高，軟件開發(fā)能力弱、產(chǎn)品功能單一的供應(yīng)商們，可能會(huì)被那些擁有系統(tǒng)集成能力的大廠踢出局。

　　但對(duì)于特斯拉、國內(nèi)造車新勢(shì)力等玩家來說，由于沒有太多的歷史包袱與體系包袱，只要肯在自研道路上下狠功夫，集中式的電子電氣架構(gòu)之路就會(huì)走得更加輕松一些。那些堅(jiān)持搞全棧自研路線能對(duì)代碼和硬件全面掌控的車企們，將在打通軟硬件的過程中領(lǐng)先半個(gè)身位。而像在ECU的開發(fā)上積累過不少經(jīng)驗(yàn)的比亞迪，搞起智能座艙和自動(dòng)駕駛域控制器的研發(fā)來，也稱得上有聲有色。

　　可以預(yù)計(jì)，未來的智能汽車會(huì)越來越像一臺(tái)會(huì)移動(dòng)的計(jì)算機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、變速箱或者電機(jī)、電池這些基礎(chǔ)的硬件會(huì)像貨架上任你挑選的內(nèi)存、顯卡和硬盤，而大家爭(zhēng)奪的下一個(gè)焦點(diǎn)將是基于中央式電子電氣架構(gòu)的中央處理器和汽車操作系統(tǒng)。無論汽車行業(yè)的老玩家，還是進(jìn)入汽車領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)大廠，都?jí)粝胫蔀橹悄芷囶I(lǐng)域的Intel+Windows或者ARM+安卓。

編輯總結(jié)：

　　當(dāng)我們把視線拉回到特斯拉橫空出世的時(shí)間點(diǎn)上，“硅谷鋼鐵俠”馬斯克為特斯拉在汽車電子電氣架構(gòu)這一領(lǐng)域創(chuàng)造了似乎難以動(dòng)搖的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，甩開了全世界整整一個(gè)時(shí)代。但當(dāng)時(shí)間軸回到此時(shí)此刻，我們能夠看到中國品牌在電子電氣架構(gòu)方面的追趕勢(shì)頭越來越強(qiáng)勁，以及背后對(duì)智能汽車時(shí)代話語權(quán)的爭(zhēng)奪。眼下這場(chǎng)針對(duì)架構(gòu)的變革尚未完結(jié)，玩家們的正面交鋒也才剛剛開始，最終的晉級(jí)名單里，會(huì)有華為、小鵬、廣汽、比亞迪的名字嗎？（文/汽車之家 孫一超）

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