汽車架構的案例
一文盤點博世、豐田、特斯拉等6家主流智能汽車電子架構
來源 | 智能網聯汽車網
本文對幾家主流智能汽車的架構設計概念進行了技術分析，并對幾種智能汽車的架構設計概念進行了評價。
智能汽車電子架構研究現狀
傳統分布式汽車電子電氣架構的設計 思想為硬件定義規格，硬件架構采用CAN總線網絡和分布式功能單元，單功能單控制器，軟硬件不能解耦，專用傳感，專用控制器，專用算法。傳統汽車電子電氣架構面對汽車“四化”的挑戰和需求難以支撐，汽車行業主要企業都給出了自己的解決方案，對未來智能汽車的電子電氣架構進行了思考，提出了新型的汽車電子電氣架構概念。
博世
博世作為整車Tire1供應商的重要代 表，提出了未來智能汽車電子電氣架構的 演進方向（圖 1）。從整個演進過程分為6個階段：分布式功能模塊、功能模塊合并、多域控制器架構、功能域逐漸融合階段、域融合終極階段汽車大腦，最后遠景云端計算階段。
博世汽車電子電器架構的演進概念清晰指明了未來汽車電子電氣架構算力會逐漸集中化，最終會發展到云端計算。當前架構主流處于功能模塊合并階段，正在朝多域控制器架構方向發展。
圖1 博世汽車電子電氣架構演進路線圖
聯合電子
聯合汽車電子有限公司面向未來智能汽車，設計開發了擴展型域控制器平臺， 將于2020年實現量產。聯合電子設想未來汽車電子電氣架構分為三層（如圖2），頂層為云服務平臺，中層為計算與控制，下層標準化的執行器和傳感器。中層計算與控制包括五個功能域的主控和以太網主干網、車載無線通訊共七個架構主要構成元素。聯合電子面向未來智能汽車的架構思路為集中式域控制器架構。
圖2：聯合電子未來汽車電子電氣架構
安波福
安波福提出了智能汽車架構的概念以適應自動駕駛的需求。
展開 一文盤點博世、豐田、特斯拉等6家主流智能汽車電子架構
本文對幾家主流智能汽車的架構設計概念進行了技術分析，并對幾種智能汽車的架構設計概念進行了評價。
智能汽車電子架構研究現狀
傳統分布式汽車電子電氣架構的設計 思想為硬件定義規格，硬件架構采用CAN總線網絡和分布式功能單元，單功能單控制器，軟硬件不能解耦，專用傳感，專用控制器，專用算法。傳統汽車電子電氣架構面對汽車“四化”的挑戰和需求難以支撐，汽車行業主要企業都給出了自己的解決方案，對未來智能汽車的電子電氣架構進行了思考，提出了新型的汽車電子電氣架構概念。
博世
博世作為整車Tire1供應商的重要代 表，提出了未來智能汽車電子電氣架構的 演進方向（圖 1）。從整個演進過程分為6個階段：分布式功能模塊、功能模塊合并、多域控制器架構、功能域逐漸融合階段、域融合終極階段汽車大腦，最后遠景云端計算階段。
博世汽車電子電器架構的演進概念清晰指明了未來汽車電子電氣架構算力會逐漸集中化，最終會發展到云端計算。當前架構主流處于功能模塊合并階段，正在朝多域控制器架構方向發展。
圖1 博世汽車電子電氣架構演進路線圖
聯合電子
聯合汽車電子有限公司面向未來智能汽車，設計開發了擴展型域控制器平臺， 將于2020年實現量產。聯合電子設想未來汽車電子電氣架構分為三層（如圖2），頂層為云服務平臺，中層為計算與控制，下層標準化的執行器和傳感器。中層計算與控制包括五個功能域的主控和以太網主干網、車載無線通訊共七個架構主要構成元素。聯合電子面向未來智能汽車的架構思路為集中式域控制器架構。
圖2：聯合電子未來汽車電子電氣架構
安波福
安波福提出了智能汽車架構的概念以適應自動駕駛的需求。
展開 談談純電動汽車高壓電氣架構
3 結論
本文首先通過分析純電動汽車高壓架構功能要求，對比目前典型純電動汽車高壓電氣架構。通過高壓架構方案設計和高壓架構系統安全設計兩方面，提出了一種全新高壓架構設計方案，通過集成化的設計方案和最優的拓撲設計結構，實現成本最優并滿足系統安全要求。研究表明，此方案滿足系統功能和安全要求，空間布置簡單且質量降低，系統成本低，可實現平臺化推廣。
基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
本文從成本的角度、電連接性能以及汽車電子電氣新架構角度出發，對整車線束的設計進行了研究，達到了提高車輛可靠性、降低成本、提升電連接性能的目的。
1. 電子電氣架構對汽車影響
電子電氣架構起到電子電氣系統總布置的功能。在功能需求、法規和設計要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進行分析，所得到最優的電子電氣系統模型。就現代汽車制造業來說，汽車電子電氣架構設計集中反映出消費者對于汽車舒適度、人性化、智能化以及美觀性的消費需求。同時，汽車電子電氣架構是一項系統、復雜的工作，廣泛涉及軟件、硬件、網絡、線路等多方面內容。
2. 電子電氣架構設計流程
針對汽車電子電氣架構的設計，國際通用的開發模式為V模式開發流程。電子電氣架構整體設計工作和流程優化，需要遵循六個步驟進行，電子電氣架構開發流程見圖1。
圖1 電子電氣架構開發流程
1）對于汽車功能需求進行定義。在該階段實施期間，需要根據市場對汽車的實際需求、客戶的具體需求進行分析，并對這些數據進行整理、分析以及統計等工作，保證在初期工作中，能夠對整車需求進行統計與評估，也能對進電子電器系統需求進行定義，這樣才能使電氣測試規范的制定滿足相關需求。
2）對整個電子電器系統的架構進行設計，保證其制定的合理性。期間，需要根據電子電氣系統的實際需求，對各個系統以及電氣加工方案進行合理制定，在整體上，保證整車電子電氣架構方案物理、邏輯架構的充分設計。
3）對電子電器件進行具體設計。在實際工作執行期間，需要根據一個環節，對電子電氣架構方案進行物理、邏輯的優化設計，保證在真正含義能夠促進電氣電器件解決方案的優化設計。
展開 
基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
來源 |
汽車功能安全
本文從成本的角度、電連接性能以及汽車電子電氣新架構角度出發，對整車線束的設計進行了研究，達到了提高車輛可靠性、降低成本、提升電連接性能的目的。
1. 電子電氣架構對汽車影響
電子電氣架構起到電子電氣系統總布置的功能。在功能需求、法規和設計要求等特定約束下，通過對功能、性能、成本和裝配等各方面進行分析，所得到最優的電子電氣系統模型。就現代汽車制造業來說，汽車電子電氣架構設計集中反映出消費者對于汽車舒適度、人性化、智能化以及美觀性的消費需求。同時，汽車電子電氣架構是一項系統、復雜的工作，廣泛涉及軟件、硬件、網絡、線路等多方面內容。
2. 電子電氣架構設計流程
針對汽車電子電氣架構的設計，國際通用的開發模式為V模式開發流程。電子電氣架構整體設計工作和流程優化，需要遵循六個步驟進行，電子電氣架構開發流程見圖1。
圖1 電子電氣架構開發流程
1）對于汽車功能需求進行定義。在該階段實施期間，需要根據市場對汽車的實際需求、客戶的具體需求進行分析，并對這些數據進行整理、分析以及統計等工作，保證在初期工作中，能夠對整車需求進行統計與評估，也能對進電子電器系統需求進行定義，這樣才能使電氣測試規范的制定滿足相關需求。
2）對整個電子電器系統的架構進行設計，保證其制定的合理性。期間，需要根據電子電氣系統的實際需求，對各個系統以及電氣加工方案進行合理制定，在整體上，保證整車電子電氣架構方案物理、邏輯架構的充分設計。
3）對電子電器件進行具體設計。
展開 汽車電子架構和CAN網絡基礎
新能源汽車的蓬勃發展在特斯拉為首的電動汽車帶動下，撬動著傳統汽車的主導地位，我們在近期的車輛銷售排行榜上可以看到前十里面有多款新能源汽車了。在汽車圈內很有可能發生當初蘋果取代諾基亞的劃時代事件，汽車電子大體呈現以下的發展趨勢。
傳統的燃油車市場趨向飽和，以節能減排、行業輿論、國家倡導和個人降低使用成本為目的，充電汽車、混合動力汽車增長強勁。
電動汽車等新能源汽車推動汽車電子快速發展，帶動汽車電子產品的快速更新迭代，同時汽車電子在整車成本中的占比不斷升高，部分電動汽車車型中電子產品占成本比例可能比同級別傳統汽車高出一倍左右，并且繼續增加。
軟件定義汽車，這將不再是口號，軟件將成為汽車競爭的關鍵優勢。汽車領域零部件供應商的細分化，導致圈子內硬件系統和解決方案的共享和開放性。單個車企或車型不可能獨占特有的零部件硬件，掌握軟件開發的整車廠會掌握軟件功能的獨有性。軟件將逐步成為車輛功能區別的標志。通過軟件定義汽車不再是空話，軟件將逐步成為車廠核心。
汽車開放系統架構將持續影響深遠。Google開放了Android，在手機系統中和蘋果聯手控制了移動設備的操作系統領域。基于通用化、模塊化、快速研發的考慮，汽車開放式系統架構目前高速在不同廠商中發展，這很可能變成汽車領域內的Android，并且沒有汽車領域內的蘋果，他可能會在汽車領域內一家獨大。
汽車行業內特有的整車廠和零部件供應商的結構，導致全球性的巨頭博士、大陸等在行業內形成反向的對主機廠的一定制約性，他們在傳統的動力、車身、底盤領域的壟斷性優勢讓新興的廠商短時間內難以立足，且難以形成商業規模導致無法生存，這也是傳統零部件廠商利益利潤最大化，技術迭代緩慢等招人詬病的原因之一，也正是這點讓新興企業選擇在車載電子這塊傳統巨頭不重視的領域大力投入且不斷發起挑戰的原因。
展開 如何看待下一代汽車總線架構里面的以太網和PCIe
最近Microchip做了一節很有趣的課程，名字叫
《Inter-Processor Connectivity for Future Centralized Vehicle Computer Platforms》，
課程里面給我們比較清晰地展示了下一代的汽車總線架構。
這次去廣州車展，小鵬的工程師講他們已經迭代到EEA3.0了，讓人很詫異，也就是說我之前評估2024-2025年做的架構 ( 小鵬已經做出來了，存疑? )。
不管怎么說，我認為下一代架構主要有這么一些特征：
● 區域控制器配合計算中心的架構
Zonal ECUs with centralized compute platform
● 以太網通信
IP based, Ethernet IVN
● SOA的架構
Software orientated architecture
有意思的是，Microchip做下面這個圖也是圍繞高清晰度的攝像頭來做的，并沒有4D毫米波和激光雷達的位置。
▲圖1.越來越清晰的架構
Part 1 以太網的應用
從演進速度來看，我們可以把非標準的所有接車載以太網的控制器，都稱為是Zonal ECU，這是因為這個控制器在標準化的過程中，可以差異化地集成很多的功能。
▲圖2.Zonal ECU的拓撲
● 毫米波、激光雷達的raw data，前者8T8R的能達到10G+帶寬需求，當前也得3～G，激光雷達稍微小點。
● 攝像頭，高清攝像頭的應用，廣義上的音視頻信息流。
展開 現代推出全新電動汽車架構IMA
蓋世汽車訊 據外媒報道，現代汽車公司（Hyundai Motor Company）宣布將在2025 年推出全新專用電動汽車架構：集成式模塊化架構（Integrated Modular Architecture，IMA）。據悉，該架構由電動全球模塊化平臺（E-GMP）演變而來，而E-GMP目前一直用于現代汽車集團（包括現代、起亞和Genesis）的新BEV。
該IMA是一種更通用的解決方案，或可用于各種乘用電動汽車以及專用車輛（PBV）。現代表示，IMA不僅將標準化底盤，還將標準化電池系統和電機。整個車輛陣容將配備9個標準化電池組（采用電池到電池組的方法）和5個標準化電動機。
與現有BEV開發系統不同，即不同車型采用不同類型的電池組，IMA可以配備標準化的電池組，所有車型都可以靈活安裝，從而提高成本效率。通過電芯到電池組（cell-to-pack）系統，該新的架構可以確保充分能量密度并縮短充電時間。
根據型號需要，IMA上還將安裝標準化的五種電機。而這種模塊化電機系統可在成本和重量以及電機效率方面保持優勢。
如下圖所示，現代開發出五臺具有200mm核心（和可變長度）的電動機。逆變器和變速器將集成到一個驅動單元中。
其中四個驅動單元（用于乘用車的eM系列）將為800 V電池系統電壓做好準備，而第五eS驅動單元（用于專用車輛）則可用于400 V系統電壓。新驅動單元的效率將會提高。成本和重量預計將分別下降35%和30%（2030至2021年間）。
現代汽車還將努力開發軟件架構，為客戶提供非凡擁有體驗。
展開 DDS與AUTOSAR融合實現汽車架構松耦合
概述
目前，由于受消費者對自動化和持續連接需求的推動，以及現在通信帶寬和數據計算能力飛躍，汽車行業正迎來前所未有的變革。變革的主要方法是針對現有的架構進行改變，鑒于傳統的電氣/電子架構無法為新的以數據為中心的通信方式提供必要的可伸縮性，未來的汽車將會走向軟件定義汽車的時代。
AUTOSAR?和DDS?是兩個能夠適應上述架構轉變并為其提供可拓展性的標準。AUTOSAR是為汽車ECU設計的標準化汽車開放系統架構。AUTOSAR的AP和CP為不同的的場景提供軟件的相應分層架構，尤其是AUTOSAR-AP主要為了解決下一代汽車的需要高性能和持續連接和集成的問題，目前有大量供應商采用了AUTOSAR的架構。
DDS標準是一種中間件協議和以數據為中心的連接框架，它可以將分布式系統的組件集成在一起.DDS能夠實現低延遲、高可靠、高實時性的數據融合服務，能夠從根本上降低軟件的耦合性、復雜性提高軟件的模塊化特性，融合了DDS的汽車軟件能夠更好的運行在下一代汽車的體系架構中，更能降低開發的成本、縮短研發的時間，更快的將產品推向市場。
展開 理想汽車的電子電氣架構迭代
最近很多車企都開始開啟了新能源汽車大型化，在這個價格比較高比較講究品牌效應的細分市場里面，圍繞科技配置上做集中化電子電氣架構，是目前的趨勢。而理想汽車最近發布的一些信息值得做一些解讀。感謝小康給我發的PPT文件《智能汽車高算力平臺布局 -理想汽車算力和OS》。
▲圖1.通往高算力為核心的計算平臺架構迭代
Part 1
理想汽車的EE架構迭代
理想汽車的電子電氣架構目前分為三次迭代。
▲圖2.理想汽車的三種架構
LEEA1.0傳統分布式架構，也就是理想ONE上用的，這套系統迭代的方法，就是基于智能座艙控制器和ADAS控制器。
▲圖3.理想One上的系統迭代
LEEA2.0是理想L9上使用的域控制器架構，整車分為三個控制域：中央控制域（包含動力、車身和部分底盤的功能），這里主要實現的是車身控制單元（BCM）和中央網關進行融合，并且基于自動駕駛控制域（英偉達Orion*2）和智能座艙控制器（8155*2）進行開發，理想的LEEA2.0電子電氣架構里的中央域控制器如下。
▲圖4.理想L9的電子電氣架構
LEEA3.0是明年要上市的新車型（800V純電平臺）為中央計算平臺+區域控制架構，目前根據信息來看，可能按照工控主機的設計思路，把智能車控、自動駕駛，智能座艙三塊板子用PCIe連接做到一個機箱里，OneBOX結構。
展開 汽車SOA架構技術要點及挑戰
現在汽車軟件圈子越來越流行‘SOA’這個概念，交流的時候不提SOA這個詞，就會顯得很不專業，是這個概念很新嗎？倒也不是，互聯網行業早已玩爛了這個概念，現在已經是micro-service甚至是serverless概念才是趨勢。那么，SOA到底是什么，為什么汽車軟件SOA才剛剛流行起來，去實現這樣一個架構，到底有多難呢？
目前主流的汽車軟件架構
現在你能在路上看到的所有車，幾乎都是這樣的架構（域架構），根據不同的功能進行劃分，各個具備各自功能的ECU相連，再通過網關進行連接，如果需要鏈接互聯網，還可以由T-Box連接移動數據（4G&5G）。
如果后期希望加什么功能，可以繼續加ECU，只要能通過CAN/LIN/Ethernet連接就行。
這個時候你可能會有一個疑問，如果這么干的話，豈不是ECU越來越多？
你的想法很對，其實現在的車輛有十幾個，幾十個，高級車甚至上百個ECU的情況都是有的，畢竟每個功能塊都有各自的任務需求，同時大部分汽車ECU的性能其實并不高，幾M的Flash，幾百K的Ram，其實都不算小了，考慮到成本與功能安全，ECU的性能夠用就行，所以ECU的數量只能越來越多。另外一個副作用就是，由于汽車ECU的數量變多，他們相互連接所用到的線束也越來越長，這也就意味著，汽車的負重更多了。（手動狗頭，更耗油了）
對于制造來說，各個OEM可以把不同的ECU交給不同的Tier1去完成，自己再去完成一個整車級別的集成，測試與驗收。這樣的分工模式也良好運行至今，你好我好大家好。
未來的潮流
現在的人們對于汽車擁有的功能，有了越來越多的期待，甚至座艙娛樂的體驗也會在很多購買汽車的年輕人當中占據非常重要的地位，而這些體驗都是需要非常之多的應用，并保持常態化更新來完成的。
展開 
經緯恒潤整車電子電氣架構解決方案，助力智能網聯汽車發展
隨著汽車產業的快速發展，汽車功能需求越來越豐富多樣，車載電子器件數量越來越多，汽車通訊網絡越來越復雜，傳統汽車電子電氣架構已不能支撐汽車“四化”技術的發展需要, 汽車電子電氣架構需變革才能支撐未來智能汽車的相關配置。
經緯恒潤自2009年起提供整車電子電氣架構開發服務，經過十多年的技術沉淀與創新，能夠為客戶提供完整的整車電子電氣架構開發解決方案，包括邏輯架構設計、軟件架構設計、網絡架構設計、物理架構設計、SOA設計，并可以在架構設計中融合OTA、整車安全、能量管理等新技術，至今已與一汽、北汽、解放、重汽等國內多個整車廠合作，助力多款車型量產，技術水平及服務態度廣受客戶好評。
▎面向部件的整車E/E架構開發咨詢服務
為適應市場用戶需求的快速變化，車型開發及迭代周期顯著縮短，E/E架構團隊面臨著要在有限的開發周期內保持產品設計競爭力的挑戰。為應對這一挑戰，經緯恒潤根據多年的架構設計經驗推出了一套短周期E/E架構開發解決方案-面向部件的整車E/E架構開發解決方案，可根據OEM的車型產品特點，協助OEM E/E架構開發團隊在4～6月時間內設計一套完整的整車E/E架構需求規范。
▎面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
隨著整車架構向集中化方向加速發展，在相似硬件體系結構下，如何打造具備獨特基因的差異化功能是各大OEM面臨的挑戰。OEM對上層邏輯、算法資源自主掌控的急迫度顯著提升，即軟件成為定義汽車的關鍵。整車E/E架構團隊作為整車電子電氣系統的頂層設計團隊，必須從提高軟件競爭力的角度來應對挑戰，更好地統籌整車電子電氣系統的軟件架構。
展開 汽車電子電氣架構工程師妄語
離真相不遠了，當前火熱的架構升級至少不是“真、善、美”的功能需求驅動的，那架構升級需求是哪位算命先生提的？需求從來都是想賣東西給你的人幫你提的，天花亂墜的大餅，到底能不能通過升級實現呢？筆者推薦看下古早的3G，4G和5G剛出來的時候宣傳片，對比一下3G/4G時代的現狀，相信會有部分答案。
這些年來手機的創新已經趨于穩定飽和，當“科技界”的眼光盯上汽車的時候，就知道，汽車行業大卷時代來了。只把車機做成低配手機的所謂互聯網汽車級別的創新，顯然不能滿足“新生代農民工”的科技感的需求。怎么辦，來啊，更新啊，造呀，換代啊！廣大IT企業，自以為以一種降維打擊的姿態，扛著洋q洋炮加入到汽車大紅海中。對他們來說嵌入式單片機顯然不是施展拳腳的舞臺，強算力的域控制器/中央控制器才是適合演奏交響樂的維也納大廳。已經有企業開始以整套域架構方案作為賣點，這些跨界的企業借助熟練的宣傳大法，一步步把汽車的大環境逐漸改造成他們期望的主戰場，給人一種汽車的未來將由這些跨界IT科技大廠主導。
只怕最后，都是給英偉達們做了嫁衣。筆者也希望各位傳統OEM，沉得住氣，深耕工藝、質量、材料基礎創新，維護好汽車企業的榮光，筆者相信大多數客戶，想要的是一個舒適安全的沙發，而不是一臺隨時可能宕機的帶著四個輪子的電腦。
展開 純電動汽車架構設計(一) ：電動車架構設計核心與前懸架選擇
圖2 大眾MQB平臺未加強前指梁，不利于小偏置碰撞
那什么是車輛架構設計呢？車輛架構是某款車型上所應用的技術組合方式，這些方式可以基于平臺設計，也可以不基于平臺設計。架構設計不同于平臺設計，平臺指的是零件物理上的相同或相似，架構指的是設計理念和思路上的相同或相似。架構設計是汽車頂層設計的一部分，在架構設計層面我們需要權衡技術、市場與消費者期望和物料、研發成本，而引入的技術也可以反哺平臺或服務后續車型。
圖3 架構設計要合理組合汽車所有關鍵部件和人體
因此平臺是穩定、普適的，而架構是靈活、專一的。特定車型的架構設計在大框架上應該存在最優解。例如前橫置前驅+麥弗遜懸架組合，以及機艙縱梁+車身縱梁、門檻梁、中央通道的傳力路徑組合，已經成為傳統燃油車型的標準架構。
3 現階段電動車的平臺架構設計的追求
中國的純電動車行業，細節設計如NVH、強度分析、臺架試驗等能力已經逐漸形成，但是對平臺架構和整體設計研究依然進展寥寥，隨著汽車電動化浪潮的推進，頂層設計能力薄弱的問題愈發凸顯。
合理的電動車平臺規劃有利于充分利用電動車的零部件特點和整車總體優勢，例如成員艙空間、車身碰撞性能、更好的整車尺寸等，此外對于零部件選型和設計也有很強指導意義。
展開 聯合電子：面向服務架構（SOA）的汽車軟件三部曲
隨著汽車智能化、網聯化、共享化的趨勢，終端用戶對車輛功能的預期也悄然發生著改變，汽車在實現高等級自動駕駛/輔助駕駛功能的同時，也更趨向于提升用戶體驗，例如滿足快速的功能更新和升級，可以提供個性化、人性化、差異化的功能與服務等。
面向服務的軟件架構(Service-Oriented Architecture)正為未來的車輛軟件服務提供良好的解決方案。不同于傳統汽車電子電氣架構中面向信號的架構，面向服務的軟件架構(SOA)通過標準化的服務接口，松耦合的服務機制以及可組合擴展的服務特性，結合未來以高性能計算平臺——域控制器——為核心的集中化電子電氣架構，將成為未來汽車領域“軟件驅動創新”的技術基礎。
第一部：面向服務架構(SOA)的汽車軟件及其開發方法
一. 為什么要引入SOA汽車軟件?
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