什么是整車電子電氣架構？

早先，汽車上控制單元的作用主要是實現對發動機的控制，每個電器都需要一個控制器進行獨立控制，也就是分布式架構。

隨著車載電器越來越多，對應的ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元）越來越多，首先從硬件的配置上來說，復雜而沉重。

ECU來源不同，程序編譯方法和語言不同；各個ECU都有自己獨立的通信，線束復雜；物理位置各不相同，總裝復雜度大；資源浪費，運算能力不能物盡其用，成本上漲。

因此，需要一個全新的整車電子電氣架構來解決分布式架構帶來的問題，尤其是汽車正在從一個傳統的交通工具傳向智能終端 轉變之時。

“功能域”與“域控制器”

德爾福率先在汽車行業引入了“功能域”的概念，來統一整車電子電氣架構的搭建。功能域就是按照功能來進行劃分，比如車身系統、娛樂系統、底盤系統、安全系統、動力系統以及輔助駕駛系統等。

每個域中，DCU（Domain Control Unit，域控制器）來協調域下的各個ECU，擔任域內主要的運算責任，從而降低各個ECU的負擔，并有利于域內的集中控制，而非各自為政。

整車電子電氣架構成型

德爾福也基于此，提出了EEA（Electrical/Electronic Architecture，電子電氣架構），集合汽車的電子電氣系統原理設計、中央電器盒的設計、連接器的設計、電子電氣分配系統等設計為一體的整車電子電氣解決方案的概念。

通過EEA的設計，可將動力總成、驅動信息、娛樂信息等車身信息轉化為實際的電源分配的物理布局、信號網絡、數據網絡、診斷、容錯、能量管理等的電子電氣解決方案。

新問題和“超級終端”

功能域的特點是以相似和同類功能區分的，而執行功能的零部件遍布整車四周，需要通過大量的線束往返其間。線束設計成本、難度、重量大大增加，而且各個域控制器的運算能力，無法最大化使用和共享。

區域（Zone）的概念

特斯拉汽車推出了“區域zone”的概念，根據控制整車的區域，分別為左域、中域、右域，來取代車身系統、娛樂系統、底盤系統、安全系統、動力系統以及輔助駕駛系統等功能域的概念。例如Model 3中域整合了駕駛輔助和信息娛樂兩大功能，而左域和右域則分別整合了余下的功能。

雖然，這對架構工程師的能力提出更高的要求，需要跳脫出功能劃分的思維，通過學習多個功能域的電子電氣原理，完成最合理的架構設計和規劃。可是，基本上避免了線束往返跨越車身的情況，同時進一步集中了不同功能電器于某個區域內，由單個區域控制器來解決運算、最大化共享算力。

中央超算

而將各個區域控制器通過千兆以太網等主干網和兼容多種通訊協議，連接到的是中央超算，中央超算可以配備高性能的芯片，以更高的車輛數據傳輸速度為基礎，來支持高階自動輔助駕駛、智能座艙和OTA等。比如小鵬最新的X-EEA 3.0。

超級終端

基于中央超算+區域控制高融合的硬件架構，結合分層式軟件設計（系統軟件平臺、基礎軟件平臺、智能應用平臺），不僅僅最大化滿足智能汽車發展的軟硬件需求，還可以滿足基于用戶對不同類型軟件使用需求的差異性。而日益發達的無線通信技術（4G/5G以上），可以與后臺云端高速通信，汽車將真正的融入萬物互聯之中，成為“超級終端”。

智能汽車加速整車

電子電氣架構發展

另一個“超級終端”

也許消費者不知道具體需要什么，可伴隨著移動互聯網全方位的滲透，互聯網已經是生產力和生產資料，購物、娛樂、工作、教育、互動等都已離不開互聯網，從而促進了智能設備的大發展，智能手機、平板電腦、智能手表、智能筆等等，而智能汽車是另外一個“超級終端”。

人類對智能汽車的需求，既是互聯網滲透的結果，也將是生活和生產的必然，即四個輪子上的物聯網，例如汽車“新四化”，從輔助駕駛到無人駕駛、智能網聯、V2X、智能座艙乃至智慧城市。如此海量的功能需求，其復雜性，通信速度，通信安全，都對EEA的硬件提出中心化乃至中央超算的要求，以滿足軟硬件解耦，軟件定義汽車功能，云端交互，高速升級等等。

成本和重量最優的EEA

下圖來自博世的介紹，按照博世工程的介紹，從域控制轉向區域控制之后，線速減少10%的成本和重量，整車其他成本還可以降低10%，最多減少20%嵌入式控制器。

現在：域控制

近期：區域控制

新功能必定對應新的軟硬件成本，一輛極其昂貴的智能汽車，即使功能、性能再強大，也沒辦法普及，使更多消費者獲得幸福感。EEA不斷迭代發展，從分布式到域控制器，再到區域控制和中央超算，長期來看在整體成本和重量上是最優化的。

整車布置和功耗

做過車身的朋友，都知道線束和模塊是最惱火的，傳統的汽車設計，經常要為特殊模塊尋找安裝空間，線束走線極其復雜且難以預測。而功能和性能如此發達的智能汽車，按照分布式的布置思路，其網絡拓撲的復雜度會成倍的增加，如何能找到其安生之處！

此外，除了前面講到的重量和成本，大量模塊和線束帶來的功耗和生產線的復雜度，就受不了，不符合自動化生產、精簡設計鏈條、提高質量的要求。因此，整車電子電器架構，將向集中化和精簡化進化。

個性化與平臺化并不矛盾

再翻看通用如何與T型車霸主時代的福特競爭的故事時，通用汽車傳奇式領袖阿爾弗雷德·斯隆提出了多品牌共享平臺的概念，進一步享受到規模化生產的好處，并減少研發費用，大大縮小與T型車的成本差異。先進技術的創新，應用到先進的系統和部件上，與新車型盡早投放到市場，并制定了標準的開發流程。

現在整車電子電氣架構，在平臺的層面上將更加重要，尤其在沒有傳統動力總成的電動車平臺上。顯然斯隆的策略，告訴我們消費者對產品需求的個性化、差異化與平臺化，并不矛盾，反而促進整車電子電氣平臺的先進性、模塊化、規模化，這將成為未來車企的核心競爭力。

小結和感謝

以上只是稍微梳理了一下整車電子架構的成型、發展驅動力、未來的形態，以及智能汽車對整車電子電氣架構發展的需求和促進，其中借鑒的很多知名供應商和OEM的一些資料，一并表示感謝。