整車架構的案例
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 汽車架構開發中的整車熱管理系統開發方法研究
引言
本文在對整車熱管理系統熱安全和熱保護要求的基礎上，制定架構的整車熱管理系統熱安全和熱保護性能目標和開發策略。在某架構的整車熱管理系統的開發工作中，各類車型整車熱管理系統原理圖必須有關聯性和繼承性，并采用共同的工程解決方案實現架構的整車熱管理系統功能和性能目標體系化，并完善整車熱管理系統的匹配和仿真方法。
還采用零部件模塊化方案保證零部件有合適的尺寸帶寬以滿足不同車型的性能要求，并采用共用的接口界面和相同的制造體系降低生產成本。
利用架構樣車進行整車熱管理系統的試驗驗證，實現架構整車熱管理系統的高效高質量設計開發。目前為止，架構開發技術的論文文獻有一些，但是整車熱管理系統開發相關的論文文獻很少，進行這方面的探索很有必要，也十分重要。
1架構開發中的整車熱管理系統定義和開發目標
1.1架構開發中的整車熱管理系統定義
架構整車熱管理系統相關零部件，是指一系列代表整車熱管理性能的零部件和模塊總成。針對不同的子架構和車型的整車熱管理系統的差異化需求，組成既有共性又有差異性的整車熱管理系統，熱管理系統相關的模塊、平臺和車型之間的相互關系如圖1所示。
架構的整車熱管理系統應具有以下六個特征。
（1）共同的工程解決方案：架構內的同類車型的熱管理系統原理圖相同，架構內同類車型熱管理系統原理圖相同，不同類型車型的系統原理圖有明確的集成拓展關系。
展開 面向服務的整車E/E架構（SOA）設計開發咨詢服務
概述
面向服務的架構（Service Oriented Architecture, SOA）是一種從IT領域引入到汽車行業的開發范式，作為一種先進的整車E/E架構開發模式，從一開始就受到國內外整車廠的高度關注。SOA架構下將應用程序的不同功能單元通過服務（Service）聯系起來，在功能升級的同時可保證整車軟件架構的穩定性，可以提高業務組織敏捷性、減少企業研發維護成本。同時，SOA架構下的服務具有可復用性特點，可通過服務重組的形式實現功能的快速迭代和升級，從而在減少整車研發周期的同時又可在量產之后為用戶提供豐富的持續增值服務。
SOA架構實施需要復雜的基礎技術作為支撐，伴隨著整車硬件資源的集中化、車載以太網等高速通信技術在車內的部署，SOA在汽車上的應用成為可能。目前國內外OEM已經逐步展開SOA技術預研，部分一線OEM甚至已經啟動SOA架構下的量產車型研發。SOA架構作為整車E/E架構發展的新趨勢，將在未來一段時間內成為行業技術研究和市場布局的熱點。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供電子電氣架構解決方案，近年來，經緯恒潤在國內積極開展整車SOA架構的技術研發和業務布局，參與多款SOA架構下量產車型的研發，積累了豐富的SOA架構設計經驗。
展開 車載E/E架構不斷升級，整車架構指引趨勢
就近接入，擴展靈活，“Zone”區域控制成為整車網絡重要組成部分。在“功能域”集中的基礎上，通過Zone區域控制器對全車的設備進行就近接入，能夠更好的實現硬件的擴展，減少整車線束長度及成本，成為整車電子電氣架構中重要的組成部分。
博世E/E架構升級示意圖
未來電子電器架構拓撲圖
二、 全新電子電氣架構下，整車的控制器發展趨勢如何演變？
1、控制器（ECU）：功能控制核心，協助實現各項功能
功能控制中樞，處理輸入信號實現功能控制。汽車控制器是實現整車功能控制的關鍵器件，一般由MCU、電源芯片、通信芯片、輸入處理電路、輸出處理電路等構成，通過對各類傳感器信號、開關信號以及控制信號的處理，來對閥、電機、泵、開關等執行機構進行控制。
ECU架構原理圖
通過整車微控制器能夠實現的功能包括：接收信號并解析、邏輯判斷、網絡通信、故障診斷和處理、設備地址識別等等。
2、整車電子電氣功能升級，ECU數量不斷提升
微控制器在傳統的車輛中為分布式架構，每增加一個功能需要增加一個ECU。隨著整車電子電氣功能的不斷升級，ECU的數量在不斷提升。根據Strategy Analytics的數據顯示，目前汽車平均采用約25個ECU，但是高端型號ECU數量已經超過100個。不同的ECU之間，主要采用CAN/LIN總線對其進行連接，近年來汽車中CAN/LIN總線節點的數目在不斷提升，其中LIN總線節點CAGR約為17%，CAN節點的CAGR約為13%。
展開 
基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
雖然汽車電子電氣新架構的電控單元數量減少，整車線束搭鐵點總量下降，但是需要注意的是部分傳感器的“信 號-”不直接與電控設備相連，在搭鐵設計時要考慮傳感器的特殊性。
5. 總結
汽車電子電氣新架構越來越成為實現現代汽車復雜化的整車電器功能的撒手锏，從而適應汽車向電動化、智能化、網聯化方向的發展趨勢。比亞迪早前宣布在最新的e平臺上實現儀表、空調、音響、智能鑰匙等控制模塊10合1，使整車控制模塊線束大幅減少，降低模塊故障率以及提升生產裝配效率。上汽集團早前推出了基于全新電子電氣架構的電動車平臺——Double E架構，核心亮點之一是采用了支持海量數據極速傳輸的以太網技術。阿里巴巴推出的AliOS智聯網汽車解決方案，其一大亮點是充分發揮了阿里云在云計算、大數據和人工智能的優勢，借助阿里巴巴的生態能力，賦能合作伙伴更好探索“數據x智能”驅動的新型業務模式。
從整車線束的網絡拓撲接線設計、整車線束電源分配設計、整車線束搭鐵點設計、整車線束單元原理設計、整車線束布置設計這幾個主要方面分析結果可知，基于汽車電子電氣新的架構整車線束設計，相較于傳統的汽車電子電氣架構，具有降低整車線束的接插件總量、整車線束回路總數、整車端子數量、CAN通訊網絡CAN線總數等優勢。綜上所述，基于汽車電子電氣新架構的整車線束設計，必將達到降低車輛制造成本、提升電連接性能、降低整車重量、提高車輛可靠性的目的。
展開 基于新架構的智能汽車整車線束設計研究
從整車線束的網絡拓撲接線設計、整車線束電源分配設計、整車線束搭鐵點設計、整車線束單元原理設計、整車線束布置設計這幾個主要方面分析結果可知，基于汽車電子電氣新的架構整車線束設計，相較于傳統的汽車電子電氣架構，具有降低整車線束的接插件總量、整車線束回路總數、整車端子數量、CAN通訊網絡CAN線總數等優勢。綜上所述，基于汽車電子電氣新架構的整車線束設計，必將達到降低車輛制造成本、提升電連接性能、降低整車重量、提高車輛可靠性的目的。
展開 面向部件的整車E/E架構開發咨詢服務
經緯恒潤提供的面向部件的整車E/E架構開發解決方案有如下優勢：
? 開發周期短（4～6個月），匹配快速造車的節奏
? 開發成本相對較低，可降低OEM在設計端投入
? 對OEM架構團隊技術水平及人員數量總體要求不高
? 面向部件的整車E/E架構開發解決方案
? 競品車型功能解析
? 法規解析和設計校核
? 功能特性清單規劃
? 整車網絡拓撲設計
? 功能分配方案設計
? 子系統方案設計（顆粒度至ECU級別）
? ECU功能需求規范
服務優勢
? 10年以上電子電氣架構開發經驗
? 30多個OEM整車E/E架構開發案例
? 100人以上的專業架構開發團隊
? 多款國內外車型對標經驗
? 功能安全、信息安全、車載以太網等專業技術團隊支撐
? 豐富的工程咨詢服務經驗
? 豐富的產品開發配套經驗
展開 面向服務的整車E/E架構（SOA）開發咨詢服務
概述
面向服務的架構（Service Oriented Architecture, SOA）是一種從 IT 領域引入到汽車行業的開發范式，作為一種先進的整車 E/E 架構開發模式，從一開始就受到國內外整車廠的高度關注。SOA 架構下將應用程序的不同功能單元通過服務（Service）聯系起來，在功能升級的同時可保證整車軟件架構的穩定性，可以提高業務組織敏捷性、減少企業研發維護成本。同時，SOA 架構下的服務具有可復用性特點，可通過服務重組的形式實現功能的快速迭代和升級，從而在減少整車研發周期的同時又可在量產之后為用戶提供豐富的持續增值服務。
SOA 架構實施需要復雜的基礎技術作為支撐，伴隨著整車硬件資源的集中化、車載以太網等高速通信技術在車內的部署，SOA 在汽車上的應用成為可能。目前國內外 OEM 已經逐步展開 SOA 技術預研，部分一線 OEM 甚至已經啟動 SOA 架構下的量產車型研發。SOA 架構作為整車 E/E 架構發展的新趨勢，將在未來一段時間內成為行業技術研究和市場布局的熱點。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供電子電氣架構解決方案，近年來，經緯恒潤在國內積極開展整車 SOA 架構的技術研發和業務布局，參與多款 SOA 架構下量產車型的研發，積累了豐富的 SOA 架構設計經驗。
展開 網關控制器———整車電子電氣架構中的核心部件
概述
網關控制器是整車電子電氣架構中的核心部件，其作為整車網絡的數據交互樞紐，可將CAN、LIN、MOST、FlexRay、Ethernet 等網絡數據在不同網絡中進行路由。此外，由于獨立網關控制器的存在，整車電子電氣架構的設計可以更加優化，整車廠可以通過它來提高整車拓撲結構的可擴展性、整車的安全性、以及整車網絡數據的保密性。因此，網關控制器已經日益成為整車電子電氣架構中不可或缺的重要部件。
產品功能
? 基本功能
? 報文 / 信號路由功能
? 速率轉換與協議翻譯
? 整車網絡相關診斷
? 網關自診斷
? 網絡管理
? 本地喚醒
? Bootloader
? 開關采集
? 總線喚醒
? 特色功能
? 整車節點配置
? 整車數據信息備份
? 整車對外診斷接口
? 整車運輸模式控制
產品特點
產品平臺化，開發時間短，可有效配合客戶整車開發計劃。
展開 面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務
整車電子電氣系統日益復雜，不同系統間交互的復雜性和實時性要求日益提高；車聯網技術應用范圍日益擴大，功能集中度日益提高，整個產業鏈生態面臨重塑；市場上新車型推出速度越來越快，新技術應用周期日益縮短。
從當前的技術及市場趨勢來看，汽車硬件體系將逐漸趨于一致，OEM很難在硬件上打造差異化，軟件和算法將逐漸成為OEM競爭的核心要素，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。
服務內容
經緯恒潤多年來一直致力于為客戶提供先進的電子電氣架構解決方案，憑借專業的架構技術團隊和豐富的電子電氣架構設計經驗、控制器軟硬件產品開發經驗，可為客戶提供面向軟件模塊的整車E/E架構設計開發咨詢服務。
? 規劃平臺級E/E Feature
? E/E架構整體方案設計
? 基于用戶場景的Use Case分析
? 功能實現方案設計
? 面向軟件模塊的子系統方案設計
? ECU軟件需求規范設計
? ECU硬件需求規范設計
服務優勢
? 10年以上電子電氣架構開發經驗
? 30多個OEM整車E/E架構開發案例
? 100人以上的專業架構開發團隊
? 功能安全、信息安全、車載以太網等專業技術團隊支撐
? 豐富的工程咨詢服務經驗
? 豐富的產品開發配套經驗
展開 軟件和整車電子架構正重新定義汽車行業
事實上，正是OTA推動了本文提及的多項整車架構上的重大變革。
為實現類似智能手機那樣的升級性，汽車行業須克服限制性的經銷合同、監管要求和安全與隱私問題等諸多挑戰。整車企業將與該領域的技術供應商密切合作，在OTA平臺上實現車隊標準化。
車輛將在全壽命周期內獲取功能性及安全性升級。監管部門可能強制要求軟件維護，來確保車輛設計的安全完整性。更新和維護軟件的責任將在車輛維護與運行領域催生新業務模式。
評估汽車軟件和電子架構的未來影響
軟件和電子架構在未來面臨的顛覆性趨勢同樣不可小覷。諸多戰略性舉措可能就此催生：車企可以組建行業聯盟來實現車輛架構標準化，IT巨頭可以引入車載云平臺，出行方案供應商可以開發開源車輛堆棧和軟件功能，車企也可引入更加先進的互聯車輛和自動駕駛車輛。
對于傳統整車企業而言，從以硬件為中心轉為以軟件為導向，以服務為主導的挑戰更為艱巨。我們在此提出五條戰略建議：
將車輛與車輛功能的開發周期分離。整車廠和一級供應商須從技術和組織的角度，明確如何在車輛開發周期之外，進行整車功能的開發、供應及部署。考慮到目前的車輛開發周期，整車企業須找到管理軟件創新的方式，還 應思考如何為現有車輛制定加裝和升級方案（例如計算單元）。
為軟件和電子技術開發制定附加值目標。整車企業必須找到自身能建立控制點的差異化功能，因為清晰定義軟件和電子技術開發的附加值目標意義重大。同樣重要的是，明確哪些領域可能被“同質化”，或者有哪些課題只能由合作伙伴提供。
為軟件貼上清晰的價格標簽。軟件與硬件的分離意味著整車企業需要重新思考單獨購買軟件的內部流程和機制。
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整車電控系統及架構設計技術
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
整車電控系統及架構設計技術
未來整車電控系統的發展方向會類似于通用功能的合并取消，很多通用功能也會由于汽車智能化的發展而被取消，但是更多人工智能的功能會被設計出來以提升用戶體驗，從而提升整車價值。整車電控系統及架構則需要為實現這些功能提供完善的硬件和軟件平臺。
當前系統架構軟件和硬件標準平臺還不成熟，對我國來說正好是個機會，可以依托強大國內市場，快速研究相關軟件和硬件技術，并引入到國際標準內，占領技術制高點。
面向部件的整車E/E架構開發咨詢服務
經緯恒潤提供的面向部件的整車 E/E 架構開發解決方案，包括：
競品車型功能解析
法規解析和設計校核
功能特性清單規劃
整車網絡拓撲設計
功能分配方案設計
子系統方案設計（顆粒度至 ECU 級別）
ECU 功能需求規范
- 面向部件的整車E/E架構開發解決方案有如下優勢：
開發周期短（4～6個月），匹配快速造車的節奏
開發成本相對較低，可降低 OEM 在設計端投入
對 OEM 架構團隊技術水平及人員數量總體要求不高
圖示 面向部件的整車 E/E 架構開發流程
圖示 子系統方案設計示意（雨刮洗滌系統）
服務優勢
- 10 年以上電子電氣架構開發經驗
- 30 多個 OEM 整車 E/E 架構開發案例
- 100 人以上的專業架構開發團隊
- 多款國內外車型對標經驗
- 功能安全、信息安全、車載以太網等專業技術團隊支撐
- 豐富的工程咨詢服務經驗
- 豐富的產品開發配套經驗
展開 SOA對整車E/E架構的挑戰
ECU的軟硬件開發全部由供應商完成，整車廠主要負責提出設計需求和測試驗證。分布式EEA導致的ECU軟硬件資源和能力的浪費是顯而易見的。不同的供應商負責不同的ECU開發，整車數十個ECU分別負責實現特定的軟硬件功能，然后通過硬線信號或者網絡信號進行交互，這種信息交互方式也被稱為面向信號的通信。集中式EEA引入域控制器DCU概念，其芯片算力、操作系統以及軟件架構可以滿足業務需求與硬件資源解耦的需求，即有能力通過一套基礎軟件框架去實現SOA的設計思想，從而將底層的硬件資源具備的能力抽象為一種服務供外部使用，并能夠支持一系列的服務管理功能（服務定位、服務發現，服務調用等）。
2.3 整車SOA優勢
應用服務化：
各個域將自己所能的提供服務公開化后，才能實現不同域之間的開發與融合，使智能汽車成為可能；
服務部署靈活：
SOA的一個基礎，就是“服務發現”機制，即給每個服務分配一個“全局名稱”，通過這個名稱就可以直接找到對應的服務，就好比我們上網時用的“網址” 。基于這個特性，在整車生命周期內，不同的車型配置可做不同的服務部署，對代碼幾乎可以不用改動；
軟件更新靈活：
SOA的松耦合特性，可以將功能更新與變更限制在更小的范圍內。
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