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特斯拉汽车电子架构**丰田和大众六年

发布日期:2020-04-08

日经BP社拆解了特斯拉Model 3和Model S。与传统的汽车制造商不同,特斯拉设计从车身到动力传动系统再到电动汽车内饰的所有产品。日经BP此次彻底调研了特斯拉的电动平台、动力传动系统、电池组,ECU等的细节。

一位日本汽车制造商的工程师看到特斯拉的电子电气架构时举起了白旗:“如果是我们公司,应该做不到。”

特斯拉Model 3和Model S内装有“HW3.0”自动驾驶硬件。内置芯片是由特斯拉自主开发,处理性能达到144 TOPS(每秒144万亿次)。另外,特斯拉已经采用电子系统的液冷装置。出于成本考虑,其他企业对于是否采用液冷装置一直犹豫不决。

图1:Model 3使用的“HW3.0”

内置两个板:自动控制ECU和多点控制单元MCU(来源:日经)

日经援引汽车行业人士的解释,“业内普遍认为,以中央处理器为核心的集中式电子架构的商业化应用要到2025年之后。”而特斯拉于2019年春季已推出HW3.0,是其电子电气架构三大域中的重要组成部分。日经认为,它已经**其他企业超过6年。

汽车电子电气架构已经从分布式向集成式演进。分布式阶段,每个功能都有独立的电子控制单元ECU控制,因此一辆车上往往分布着上百个ECU。集成式阶段的第一步是将一些传感器和处理器相结合,一个ECU可以控制多个功能;下一步即是域控制器,将不同的域结合起来,域控制器性能加强,达到控制多个域的目的;最终目标是用中央处理器,控制所有的域,实现车辆集中电子电气架构。

特斯拉整个EEA(电子电气架构)架构只有三大部分:CCM(中央计算模块)、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块)

少量ECU控制车辆

由于使用高性能计算平台的集中式汽车电子架构,ECU的使用数量大为减少。通过拆卸Model 3,日经发现,与“行驶”,“转弯”和“停止”相关的控制是由HW3.0和三个车身控制器执行。

这远低于大众同规格款的燃油车,后者采用约70个ECU控制车辆。如果将动力总成替换为EV,零件数量将减少,ECU自然会随之减少。尽管如此,日产的电动汽车Leaf之前的拆解结果显示,依然使用了约30个ECU。

特斯拉Model X等早先的车辆与其他汽车制造商一样,每个功能都有单独的ECU。日经拆解过2015款Model S确认,这款车ECU数量仍然在15个以上。尽管数量比其他公司少,但使用的汽车电子依然是“分布式”。现在到Model 3,特斯拉的汽车电子趋向集中式。

图2:Model S空调ECU(照片:日经)

图3:Model S超声波传感器ECU(照片:日经)

理想情况下,ECU越少越好,不仅可以降低ECU成本,而且可以减少ECU之间的布线,更容易轻量化和省空间。集中式也有利于“ OTA(空中下载)”功能的实现。为了无线更新软件而不会出现问题,必须验证整个电子基础设施的运行情况,包括许多ECU之间的兼容性。如果ECU的数量少,则可以减少确认工作。

对外销售汽车电子系统?

大众和丰田在内的传统汽车制造商无法更新其汽车电子的一个主要原因是,“如果ECU的数量减少,将会有一个部门失去工作。”

自然,要被裁减的部门会反对这项变化。对于零件制造商来说,这也是生死攸关的问题。因此,车企无法在公司内部和外部进行调整,只得继续使用ECU错综复杂地交织在一起的汽车电子电气架构。

而特斯拉无须承担这份风险。集中式电子架构是一种高度可扩展的架构,它为追求理想提供了一种环境。以摄像系统为例,它可以用高性能计算平台批量处理数据,因此无需为每个摄像机准备图像处理芯片,并且方便增加摄像机的数量。

图4:Model 3三目摄像头基板

安装三个CMOS图像传感器,基板上没有图像处理芯片

日经猜测特斯拉的下一步计划是将包括汽车电子产品在内的电动汽车平台进行对外销售。该公司尚未宣布对外销售计划,但一些汽车制造商和服务提供商希望使用特斯拉的**系统。

丰田和大众同样瞄向车辆系统的对外销售。丰田汽车宣布“成为电气化技术的系统供应商”(副总裁兼**技术官寺岛茂树)。2019年4月,丰田宣布向其他汽车制造商提供电机、电池和PCU(电源控制单元)。

图5:丰田的混合动力系统

除了向其他汽车制造商提供电动机,电池和PCU,该公司还将为使用这些组件的电动汽车的商业化提供技术支持(图片:丰田)

大众也为福特汽车提供专用的电动平台模块化平台(MEB),同时也正在考虑软件平台“vw.OS”的对外销售。

图6:大众电动汽车专用平台MEB

ID.3基于MEB平台打造,于2019年11月开始量产(图片:大众)

丰田和大众需要密切关注特斯拉的动向。当特斯拉被冠以“电动汽车新造车势力之一”的称号时,它的能力可能被大家所误解。实际上,特斯拉实力的本质是“汽车电子”,它正试图通过比竞争对手**6年以上的架构来改变汽车行业的格局。

作者:NE时代


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