電子電器架構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-10
電子電器架構(gòu)的視頻教程
電子電器架構(gòu)的實例教程
來源 | Vehicle
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在“四化”浪潮，在軟件定義汽車的大背景下僅靠機械整車平臺架構(gòu)模塊化任然是無法取勝的，物理機械整車平臺架構(gòu)模塊化是基礎(chǔ)，大眾有優(yōu)秀的基礎(chǔ)當(dāng)然可以更有能力騰出手來做面向四化和軟件定義汽車的電子電器架構(gòu)。
本文將根據(jù)現(xiàn)有資料從以下三個方面分享大眾MEB 電子電器架構(gòu)，當(dāng)然電子電器架構(gòu)可能是整個公司所有產(chǎn)品共同使用的一個，所以可以叫大眾汽車電子電器架構(gòu)，不單單針對于MEB 平臺架構(gòu)。
挑戰(zhàn)困境
戰(zhàn)略方向
技術(shù)概覽
挑戰(zhàn)困境
大眾宣稱當(dāng)前他的汽車ECU超過70多個，另外有200多個供應(yīng)商負(fù)責(zé)各個不同軟件以及集成。其實再想想豪華汽車是不是有更多的，另外大眾整車產(chǎn)品架構(gòu)下有8種不同的電子電器架構(gòu)。
那么這些會有什么阻礙呢？不管任何事情復(fù)雜度都是質(zhì)量，成本，時間的天敵，缺少這些東西很難實現(xiàn)規(guī)模化。另外四化以及軟件定義汽車時代，不斷的整車在線升級OTA和模塊之間互相通訊融合變得異常重要而之前多個ECU的信息孤島是無法勝任當(dāng)前的狀況,你可能無法預(yù)估減少整車的線束是可以給重量，整車布置帶來多少便利。
戰(zhàn)略方向
需要解決多個ECU問題，最簡單的辦法是統(tǒng)一一個中央處理器而不是多個分布的ECU，要實現(xiàn)快速迭代滿足客戶需求那么OTA要求的應(yīng)用就是基本,要實現(xiàn)快速統(tǒng)一開發(fā)應(yīng)用那么就是需要一個統(tǒng)一的操作系統(tǒng)和平臺。縱觀當(dāng)前市場IT應(yīng)用以及消費電子行業(yè)的手機案例基本滿足以上條件。
展開 從域控到中央?yún)^(qū)塊化進化
，汽車關(guān)系到安全而非消費電子娛樂，汽車的事故關(guān)系到車內(nèi)的以及車外的安全。所以只有技術(shù)成熟以及未來風(fēng)險和成本的可控才行，顯然目前存在不少挑戰(zhàn)。
那么目前一種方案為，域控和中央混合架構(gòu)。把車輛的車身，動力，運動執(zhí)行整合進入中央控制器，把影響安全的自動駕駛，和娛樂系統(tǒng)域控化。
但對于汽車行業(yè)，每家的情況還不一樣，例如家用車和豪車顯然電子電器復(fù)雜程度不一樣，所以每家電子電器架構(gòu)演化的方式不一樣。大體相同只是大家對于整車以太網(wǎng)等通訊方式選擇不同。
通訊以太網(wǎng)高速化是未來趨勢，CAN FD可能依然保持對于執(zhí)行架構(gòu)的通訊。
總體趨勢總結(jié)：
電子電器架構(gòu)從扁平化到域控再到中央?yún)^(qū)塊化，但其中域控到中央?yún)^(qū)塊化進化會存在混合架構(gòu)的過渡。
電子電器架構(gòu)的通訊，對于各個域控或者區(qū)塊通訊高速化，高速以太網(wǎng)是趨勢，執(zhí)行架構(gòu)通訊CAN依然保留。
展開 但是在整車電子電氣架構(gòu)變革的當(dāng)前，汽車ECU數(shù)量會有什么變化，以及傳統(tǒng)車企在架構(gòu)升級過程中會有哪些考慮呢？
首先
ID.4、Model Y、Mach E的ECU數(shù)量分別為52、26、51，可以明顯的看出，特斯拉的集成度高很多，這主要是因為特斯拉將眾多小型ECU的功能集成到域控制器中，比如將車門、車窗、車燈、后視鏡等的控制策略集成到LBCM LH和BCM RH中。
而福特和大眾復(fù)用了很多小型ECU
。雖然復(fù)用了不少ECU，但是大眾在電子電器架構(gòu)的升級過程中，已經(jīng)做了很大的更新，圖1是奧迪e-tron與ID.4的電子電器架構(gòu)，可以看出巨大的變化。另外復(fù)用也是基于成本、開發(fā)時間、開發(fā)風(fēng)險的權(quán)衡，還記得在ID.3剛上市時，出現(xiàn)了眾多軟件bug，而且ID系列與Model 3的亮相時間差不多，分別在2017、2016年，但Model 3在2017年7月就開始交付，而ID.3在2020年才開始交付。
從馬斯克的自傳中可以看出其工作節(jié)湊：
那天是周六，停車場卻停滿了車。在特斯拉的辦公室里，幾百名年輕人正在工作，有些人在電腦上設(shè)計汽車部件，另一些人則在用自己辦公桌上的電子設(shè)備做實驗。每隔幾分鐘就能聽到馬斯克爆發(fā)出響亮的笑聲，響徹整個樓層。當(dāng)馬斯克走進我等候的會議室時，我對他說看到這么多人在周六上班很令人驚嘆。馬斯克卻對此不以為然，抱怨說最近周末工作的人越來越少“我們變得越來越散漫，”馬斯克回復(fù)道“我剛剛正準(zhǔn)備發(fā)封郵件。我們太散漫了。”
展開 這一切的基礎(chǔ)來源特斯拉先進的汽車電子電器架構(gòu)。之前《日本經(jīng)濟新聞》在對特斯拉Model 3拆解后得出結(jié)論，稱特斯拉在電子技術(shù)方面領(lǐng)先其他企業(yè)超過六年。對于這些夸贊，下來來看看特斯拉各車型的電子電氣架構(gòu)。
首先從Model S開始，這是一款在2012年上市車型，總共有72個節(jié)點控制器，其中大部分節(jié)點間通信為500kbps或125kbpsCAN或LIN總線，只有儀表與中控的交互采用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)，那會兒汽車以太網(wǎng)才處于極其初始的階段，也只有寶馬對其有興趣，2011年9月才正式確定了OPEN聯(lián)盟框架。
Model S的電子電氣架構(gòu)如圖1所示，可以看出已經(jīng)有很明顯的域劃分，博世對電子電氣架構(gòu)分級也是到2016年才提出的，從博世劃分來看，Model S應(yīng)該算Domain Centralization階段吧。那會兒傳統(tǒng)車廠在干什么呢？起亞推出第二代Uvo Eserivices信息系統(tǒng)，豐田開始開發(fā)燃料電池，而特斯拉已經(jīng)有了ADAS高級輔助駕駛系統(tǒng)，ADAS控制器橫跨兩個網(wǎng)段，主要是為了提高動力系統(tǒng)和制動系統(tǒng)的快速響應(yīng)。另外車身域控制器的雛形也出現(xiàn)了，用于控制擋風(fēng) 玻 璃 刮 水 器、燈和HVAC系統(tǒng)等的正確操作。并且那會兒就已經(jīng)支持固件OTA了，例如2014年6月，特斯拉通過OTA更新了天窗的停止位置，從85%調(diào)整至75%。
圖1 Model S
3年后，2015年推出了Model X車型，相較Model S，Model X 在性能上并沒有太多的創(chuàng)新， Model X 主要為滿足需求更大的豪華 SUV 市場， 并豐富產(chǎn)品線。對比電子電氣架構(gòu)（如圖2所示）也可以看出這種現(xiàn)象，網(wǎng)段依舊是4個，ADAS、BCM等主要的節(jié)點也沒有變化，主要的總線依舊CAN和LIN總線。
展開 如BOSCH將汽車劃分為動力域、車身域、底盤域、座艙域和自動駕駛域，這也是最經(jīng)典的五域集中式電子電器架構(gòu)，有些廠家則會在五域集中式電子電器架構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步融合，將動力域、車身域、底盤域集成到車控域控制器，構(gòu)建車控域控制器、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器三域集中式電子電器架構(gòu)，如大眾的MEB平臺及華為的CC架構(gòu)主要采取三域集中式電子電器架構(gòu)。五域集中式電子電器架構(gòu)較為完備的集成了L3及以上級別自動駕駛車輛所有控制功能。
應(yīng)用在自動駕駛領(lǐng)域的域控制器，現(xiàn)如今也越來越普遍，目前已經(jīng)落地的包括如下應(yīng)用：
1. 集成多種傳感器和控制器
域控制器集成多種傳感器和控制器，如相機、激光雷達(dá)、雷達(dá)等設(shè)備，可以實現(xiàn)車輛的感知和控制功能。通過采集車輛周圍的環(huán)境信息，域控制器可以實現(xiàn)對車輛的精準(zhǔn)控制和管理，從而提高車輛的安全性和舒適性。
2. 實現(xiàn)車輛的自主駕駛功能
域控制器可以實現(xiàn)車輛的自主駕駛功能，即車輛可以自動識別和處理周圍環(huán)境信息，從而實現(xiàn)自主導(dǎo)航、自主避障、自主停車等功能。通過采集車輛周圍的環(huán)境信息，域控制器可以對車輛的行駛路線、車速、制動等參數(shù)進行精準(zhǔn)控制和管理，從而實現(xiàn)車輛的自主駕駛功能。
3.
展開 
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電子電器架構(gòu)的最新內(nèi)容
來源：ADS智庫
散漫說，
面對“域”的設(shè)計，國內(nèi)外各大整車廠與供應(yīng)商猶如八仙過海，各顯神通。單一功能的控制器不再成為主流，整車更多關(guān)注的是系統(tǒng)方案和軟件集成控制。只有掌握集大成于一體的“域”控制理念，才能在即將到來的市場機遇中真正做到屹立不倒，成為最強王者。分享一篇文章，一文淺談汽車電子電氣域架構(gòu)
圖2 汽車MCU分布廣泛
MCU將是"汽車大腦"的重要組成
MCU作為汽車智能大腦，扮演核心的思考、運算、控制的功能，隨著汽車的電子電器架構(gòu)向集中式演進，MCU不僅需要繼續(xù)承擔(dān)色彩信息、空間信息等高維數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和傳送功能，還需要承擔(dān)智能決策控制的核心角色，隨著自動駕駛等級的逐步提高，MCU市場有望加速增長。
以自動駕駛車輛的電子控制系統(tǒng)為例。
如BOSCH將汽車劃分為動力域、車身域、底盤域、座艙域和自動駕駛域，這也是最經(jīng)典的五域集中式電子電器架構(gòu)，有些廠家則會在五域集中式電子電器架構(gòu)的基礎(chǔ)上進一步融合，將動力域、車身域、底盤域集成到車控域控制器，構(gòu)建車控域控制器、智能駕駛域控制器、智能座艙域控制器三域集中式電子電器架構(gòu)，如大眾的MEB平臺及華為的CC架構(gòu)主要采取三域集中式電子電器架構(gòu)。
400V電子電器架構(gòu)
2.800V高壓系統(tǒng)
高壓線束規(guī)格下降，用量減少，降本減重，在電壓翻倍、充電功率增幅不翻倍的情形下，串聯(lián)增加，高壓線束電流變小。
SiC逆變器使得電源頻率增加，電機轉(zhuǎn)速增加，相同功率下轉(zhuǎn)矩減小，體積減小。
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車功能需求越來越豐富多樣，車載電子器件數(shù)量越來越多，汽車通訊網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)汽車電子電氣架構(gòu)已不能支撐汽車“四化”技術(shù)的發(fā)展需要, 汽車電子電氣架構(gòu)需變革才能支撐未來智能汽車的相關(guān)配置。
經(jīng)緯恒潤自2009年起提供整車電子電氣架構(gòu)開發(fā)服務(wù)，經(jīng)過十多年的技術(shù)沉淀與創(chuàng)新，能夠為客戶提供完整的整車電子電氣架構(gòu)開發(fā)解決方案，包括邏輯架構(gòu)設(shè)計
隨著智能駕駛技術(shù)對于整車智能化程度要求的不斷提升，對其整車的控制能力要求也大幅提升，這一過程推動整車電子電器架構(gòu)逐漸從分布式架構(gòu)向集中式專用域控制器架構(gòu)進行不斷演進和發(fā)展，以便提供更加高速、安全、可靠的電子架構(gòu)。
在商用車領(lǐng)域，為解決整車廠同一車型多種配置問題，重新規(guī)劃新電子電器架構(gòu)以及定義新功能，經(jīng)緯恒潤推出了24V整車控制器。自2014年至今，經(jīng)緯恒潤已經(jīng)開發(fā)了5款硬件平臺，成功配套了一汽解放J7、中國重汽汕德卡C7&T7、陜重汽德龍X6000、德龍X5000、M3000、柳汽乘龍H7等車型，占據(jù)了新能源重卡領(lǐng)域絕大多數(shù)的市場份額。
“價值創(chuàng)新，服務(wù)客戶”。
域控制器的概念是伴隨著整車電子電器架構(gòu)的發(fā)展演變而來的。由于整車電子電器的日益復(fù)雜，傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)已經(jīng)無法滿足日益增長的計算需求，也導(dǎo)致冗長的線束。
根據(jù) 2017年德國博世公布其在整車電子電氣架構(gòu)方面的戰(zhàn)略圖，博世將整車電子電氣架構(gòu)的發(fā)展分為三大類，分別是模塊化和集成化架構(gòu)方案（分布式）、集中式域融合架構(gòu)方案和車載電腦云計算架構(gòu)方案。
來源 | 鑒源實驗室
系列簡介：為了讓不了解汽車電子零部件測試領(lǐng)域內(nèi)知識的工程師盡快入門，或者讓其他相關(guān)人員對本領(lǐng)域內(nèi)的測試內(nèi)容有所認(rèn)識，我們編制了汽車電子測試相關(guān)的此系列文章。希望對閱讀者有所幫助。本系列文章從汽車電子架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)歷史開始，逐步往汽車電子零部件的嵌入式軟件，零部件的通用基礎(chǔ)功能各網(wǎng)絡(luò)診斷服務(wù)等方面內(nèi)容，從粗到細(xì)、由寬泛到具體，逐步展開。
01
當(dāng)汽車電子電器架構(gòu)還處于分布式的年代，ASPICE（或V模型）可以說是唯一的答案，就沒聽說過哪家Tier 1或者OEM是使用敏捷去開發(fā)一個發(fā)動機控制器的。到了域控時代，新的玩家入場，開發(fā)邏輯出現(xiàn)不同聲音，特斯拉，蔚小理等硅谷/互聯(lián)網(wǎng)背景出身的新玩家都使用敏捷進行開發(fā)，做出來的產(chǎn)品用戶體驗確實讓消費者有種“諾基亞轉(zhuǎn)安卓”的感覺，難道說敏捷就有如此大的魔力？可以給軟件賦予生命力？
