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“新四化”倒逼电子架构革新 汽车大脑与神经面临“手术”

发布日期:2020-07-15

中国汽车报网 ·  郝文丽 ·  2019-11-06

  据说,人的神经系统就好比一棵枝繁叶茂的大树,树根是大脑,树干是脊髓,树枝是神经质。大树的“枝杈”一层层直达人体的内脏、肌肉、皮肤,控制与调节着人体各器官、系统的活动,主导着人成为一个统一的整体。


  汽车同样也有“大脑”与“神经”——电子电气架构(以下简称“电子架构”),能够连接、驱动和控制车辆几乎所有的功能。然而,从1957款雪佛兰贝尔艾尔(Bel Air)开始,经过近70年发展演变的汽车传统架构,如今正迎来**的挑战。

  随着智能网联技术的加速发展,汽车产生的数据量将呈几何倍数增长,需要更强大的电子架构,以确保众多子系统彼此协作与通信,并提供更安全的网络防护。换言之,如果不及早对汽车电子架构进行优化升级,未来的海量信息将造成汽车神经系统“梗阻”。

  ■汽车行业寻找新“药方”

  近期,通用汽车再度对外阐释了下一阶段的核心竞争力所在——全新一代电子架构,快速高效的通讯能力、整车级别OTA升级体验及全方位的网络信息安全保护是其三大技术亮点所在。

  据报道,凭借每小时4.5TB的信息处理速度,这一全新电子架构在高速以太网的支持下,不仅能使汽车内部系统及与外部资源之间实现更快捷的信息通讯,而且大多数通过软件控制的子系统,都可以在车辆全生命周期内通过OTA实现调校与升级,包括发动机与变速器的控制模块、车载通信系统、车载娱乐系统和车身控制系统等。

  另据了解,率先搭载通用汽车全新电子架构的凯迪拉克CT5将于今年四季度在北美及中国市场同步上市。到2025年,通用汽车在中国推出的全球品牌车型中超过半数,都将搭载这一电子架构。

  事实上,无论汽车制造商还是零部件供应商,无论外国企业还是中国公司,都已开始意识到电子架构革新在未来市场竞争中的重要性,它们中的一些采取了相应的行动。比如,大众汽车宣布,计划通过将其现有汽车搭载来自200家不同供应商的70个ECU“减少到三台中央车载电脑”,以减少整车软件的复杂性从而为智能化提供基础,而这个举措将通过“收购过去向我们交付软件的供应商”实现。再比如,大陆集团**技术官Dirk Abendroth在2019上海车展上指出,汽车是目前最为复杂且需要与网络连接的设备,而且还将越来越复杂,因此他们只有通过不断加强软件能力来应对这一挑战,汽车电子架构将由现在的ECU架构逐渐向基于服务器的车辆网络架构演变,其汽车研发部门的工作重点将专注于高性能计算、新的电子架构技术及软件开发。此外,在我国,上汽和比亚迪等企业也率先推出了全新的电子架构技术和产品。

  ■电子架构升级迫在眉睫

  博世高级产品经理黄罗毅告诉《中国汽车报》记者,整车电子架构的发展主要分为6个阶段:模块化(比如一个功能一个ECU硬件)、功能集成阶段、域控制器、跨域融合、车载中央电脑加区域控制器、车载加云计算。如今,大多数传统车型尚处于功能集成或域控制器阶段,而多数新兴的造车企业及传统车企重点投入的一些未来车型,因为是全新平台,则更容易设计新的整车电子架构。

  “汽车行业‘新四化’趋势使车辆与外界沟通的需求逐渐增加,必然导致原来的电子架构面临很多挑战。传统汽车电子架构的一些不足,如较低的通信速度导致传输的数据有限,在某种程度上制约了汽车向‘新四化’方向发展。电子架构的优化对于整车性能的提升将是飞跃性的,这也是我们一直在努力的方向,只是每家企业的技术路线可能不尽相同。”黄罗毅说。

  安波福亚太区总裁杨晓明向记者表示,未来汽车被认为是一个移动接收终端,而目前的电子架构已不能满足移动出行平台在数字化信号传输方面的要求。电子架构关系车辆的功能与安全,因此车企不仅应在这方面有所动作,而且要跟上发展趋势,才能在汽车行业的下一轮竞争中占据优势。软件系统已成为汽车行业的**“战场”。  “可以说,汽车电子架构曾经只是作为一种工具,用来解决包括动力传输等在内的一些技术问题,而如今它更像是一门‘艺术’,把一些基本的零部件与模块灵活地组合在一起,从而创造出各种各样的美好图景,开发出更多用户应用场景。”上汽大通技术中心副总经理谢铭诗对记者说。

  世界知名咨询公司麦肯锡的一项研究显示,汽车电子架构的升级迫在眉睫,并就此提出十大假设:电控单元(ECU)的整合程度将提升,汽车以太网将成为整车支柱,整车企业会严控与功能安全及与高度自动驾驶(HAD)相关的数据互连,但将为第三方访问数据开放接口等。

  杨晓明判断,汽车电子架构的发展趋势将体现在三个“S”上:简化(Simplified),可扩展(Scalable)及可持续(Sustainable)。未来,电子架构重塑后的智能汽车将拥有更高的计算能力,其组装将更简单,会有更强的可扩展性,并且能应用于多个平台。

  ■将考验自主企业综合创新能力

  有人提出,中国将成为汽车软件及电子产业发展的新高地。不少业内专家持类似观点,认为全新电子架构最易在纯电动汽车这类从“零”开发的新车型平台上得到应用,而中国近年来在新能源汽车领域的发展有目共睹,在互联网技术和产业化方面亦走在世界前列,这些无疑都为全新电子架构的研发和应用提供了有利条件。  纵观国内车市,自主品牌车企在此领域的确动作频频。比亚迪宣布了在**的e平台上实现仪表、空调、音响、智能钥匙等控制模块10合1,使整车控制模块线束大幅减少,降低模块故障率并提升生产装配效率;上汽集团在2018年推出了基于全新电子架构的电动汽车平台——Double E,核心亮点之一是采用了支持海量数据极速传输的以太网技术;上汽与阿里巴巴合作的斑马智行在2017年底、2018年初完成对近40万辆荣威和MG品牌乘用车的OTA升级……

  在黄罗毅看来,汽车行业拥有超过百年的发展历史,在基础理论方法上,如MBSE(基于模型的系统工程)已很成熟。不过,国内企业在电子架构的创新方面还有很大的突破空间。他同时提醒业界避免走向两个极端——一是在电子架构升级上过于激进,这容易给车辆安全带来隐患;二是固步自封,因为电子架构全新升级往往牵一发而动全身,且开发时长动辄四五年,这样的现实容易让企业产生放弃的念头。

  “如果能做到既不过于激进,又不固步自封,拥抱汽车电子架构发展趋势的企业一般不会走错路,但在这个过程中要脚踏实地,一步一步来。”黄罗毅说。  谢铭诗告诉记者,汽车电子架构的开发基本都是由车企主导,不会出现一家独大的局面,车企要携手零部件供应商形成联盟的业态。中国汽车行业在这方面无疑有巨大的优势,用户基盘让任何一家车企都不敢小视中国市场,并促使他们应用**进的电子架构。中国汽车市场形成了“百花齐放”的充分竞争态势,无疑将成为应用全新电子架构的一片“沃土”。

  杨晓明则认为,中国在新能源汽车推广和智能网联技术研发与应用方面的进步的确喜人,不过在汽车电子架构开发上,国外车企仍然**。过去,自主品牌车企的开发多集中在应用层面,而汽车电子架构考验的是综合创新能力,目前他们在这方面与国际先进水平还有一定差距。

  “新一代汽车电子架构的特点之一是与外界互联,中国政府对于建设智慧城市和发展智能网联的支持力度很大,而且中国年轻人对新事物的接受程度也**、最快。”杨晓明建议,自主品牌车企应紧抓政策红利,全力提升两个关键方面——投资的决心和创新的能力。

  编辑:庞国霞

  


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