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汽车行业报告,大众特斯拉抢占电子电气架构高位,未来谁能称雄?

发布日期:2020-08-22

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随着汽车走进千家万户,大家对汽车也是越来越了解,这个由车身、动力、底盘和电气几大部分组成的大物件,成为大家使用最频繁的出行工具。

而谈起一辆车的好坏,大家也都能说上几句,车身好不好看,动力强不强劲、底盘舒不舒服,而很少有人会说车辆的电气部分,因为在大多数人的判断标准里,电气部分不是衡量一款车优秀的标准。

诚然从1920年代以来,随着电子技术的发展,越来越多的电子产品被应用到汽车上。比如越来越多的灯具被应用到了汽车上,就有了照明系统;通过传感器控制器和执行器相互配合就有了ABS系统;随着人们对生活品质要求的提高人们对车内娱乐的要求也越来越高,也就形成了一套车载的娱乐系统……

判断一辆车的标准,或许想不到车辆的电气部分,但谁也不能忽视它对一辆车的重要性,而指挥这些电气全部是通过电子电气架构来实现。

什么是电子电气架构?简单来讲,电子电气架构就是把汽车里的各类传感器、中央处理器、线束拓扑、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,实现整车的配置与功能,以及运算和动力、能量的分配。电子电气架构是伴随汽车功能的增多而演变,目前主流车企已经开始重点布局。

消费需求推动技术发展,传统电子架构遭遇挑战

新兴的消费理念和消费需求带动了新技术、新产业快速成长,或许很难想象,1885年卡尔·佛里特立奇·奔驰研制出世界上第一辆马车式三轮汽车时,还只是一个纯机械产品。

20世纪50年代的汽车也几乎没有电子设备,以1957年的雪佛兰Bel Air为例,其内部结构十分简约,仅仅包括较为独立的少数系统如照明管理系统、电子仪表盘系统等。而如今汽车已经变成了可以和乘客对话,并且可以代替车主实现部分自动驾驶的智能生活化座舱。

当然这还远远不够,当下汽车“新四化“正**汽车行业发生重要变革,用户体验系统、娱乐系统、互动系统和主动安全功能等都在不断完善提升,汽车功能会越来越多样、复杂,汽车搭载的电子模块、电气设备依然会以****的速度增长。

而传统的电子电气架构采用增加ECU的方式添加新功能,这样会导致线束越来越多,不仅增加了汽车负荷带来了复杂的优化布局问题,也不具备可持续性,传统的汽车电子电气架构很难继续支持算力、车载电子设备以及汽车功能的持续增加。

汽车电气架构演变过程

为减少线束数量、通过多个LAN进行大量数据的高速传输,德国电气商博世公司于1986 年开发出面向汽车的CAN(Controller Area Network)总线通信协议。此后,CAN通过ISO11898及ISO11519进行了标准化,逐步成为欧洲汽车网络的标准通信协议。1991年发布的梅赛德斯-奔驰W140是世界上第一台装载CAN总线的汽车。

高速CAN总线结构

而后德尔福提出了电子电气架构(EEA)的概念,通过融合了多个较为独立的电子控制系统,通过整体的一站式设计来达到各个功能元件设备以及线束的**化布局,在保证汽车动力总成、驱动、娱乐等系统正常运行的同时提高系统效率。

这里可以简单举个例子,特斯拉Model 3全车的线缆总长度达到了1.5km,而后在Model Y身上就变成了100m。这样做的优势可想而知,更低的故障率、更轻的质量以及更低的成本,这些都是因为电子电气架构进化带来的提升。

特斯拉布线架构俯视图

各大车企全面布局,集成、开放、云更新成重点

为适应行业的发展和满足消费者的需求,各大车企都在加快电子电气架构布局,而且集成式EEA、开放系统架构(AUTOSAR)、FOTA 云更新成为重点发展方向,致力于实现每一款汽车产品都是由一个智能化的、可演化的电子电气架构打造而来。

各车企电子电气架构发展进度

大众、宝马、奔驰和沃尔沃等欧洲车企,基于新的车载高性能计算平台(HPC)的汽车电子电气架构开发工作。

比如大众简化汽车电子电气架构,减少电子控制单元数量,将来自 200 多个供应商的 70 个控制单元组合到三台中央车载计算机中,由中央计算机负责娱乐、安全、电池管理、车身控制等多项功能,进一步实现功能的集成。

大众的软件部门Car. Software

而且为了保证在汽车创新方面的**地位、缩短半导体开发周期,大众与全球**的半导体供应商英飞凌合作开启了战略半导体计划,为未来的大众汽车提供成熟先进的技术解决方案,加速汽车的电动化、自动化趋势。

通用汽车也推出了新一代电子电气架构Global B,旨在处理随着汽车变得更智能而带来的大量必不可少的数据负载。

通用的新一代电子电气架构将为下一代汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及Super Cruise技术升级提供系统支持。其每小时能够处理多达4.5 TB数据,比目前通用汽车电子架构的运算能力增长5倍,大约相当于500部电影,与此同时支持OTA升级。该架构已经率先搭载于2020款凯迪拉克CT5。

凯迪拉克电子电气架构

当然自主品牌也没有闲着,作为自主品牌的***,吉利在今年成都车展宣布开启“科技吉利4.0时代”,发布CMA超级母体。通过集中式的分布结构,CMA超级母体的电子电气架构能够向上兼容快速迭代的汽车电子产品,将传统燃油、混合动力和纯电动力与架构一同开发,保障车辆一贯驾驶性能,满足未来15年汽车的进化。

CMA超级母体电子电气架构

而且CMA超级母体在关键的总线数据方面,采用的FlesxPay总线传输速率是传统汽车CAN总线的20倍,确保CMA超级母体孕育的产品**一步进入5G时代。

当然提到电子电气架构,必须要提的就是特斯拉。与传统车企最大的不同,特斯拉的电气架构具备安全、OTA便捷更新、线束数量少的多重优势,自研的FSD芯片以低成本实现了冗余架构且搭载了两块神经网络加速器,性能卓越。

特斯拉FSD芯片结构

尤其是OTA云更新,特斯拉可以像智能手机一样进行系统升级(OTA),而传统车企的OTA只局限于车载信息娱乐系统中地图等功能,却无法像特斯拉一样对车内温度、制动、充电等涉及车辆零部件的功能进行远程控制或升级。

写在最后:

毫无疑问,随着“新四化”的持续推进,汽车电气部分将会越来越重要,而这需要更先进的电子电气架构。尤其是5G技术的引入,自动驾驶要求更高的算力和更多传感器件,汽车内部的快速电子化,这些都将加快电子电气架构进化。相信未来必然会有更多整车厂像推出他们的整车平台一样,来热衷推出他们不断更新的整车电子电气架构。(图片来源于网络,侵权请联系编辑删除)

来源:车经社




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