日經BP社拆解了特斯拉Model 3和Model S。與傳統的汽車制造商不同,特斯拉設計從車身到動力傳動系統再到電動汽車內飾的所有產品。日經BP此次徹底調研了特斯拉的電動平臺、動力傳動系統、電池組,ECU等的細節。
一位日本汽車制造商的工程師看到特斯拉的電子電氣架構時舉起了白旗:“如果是我們公司,應該做不到。”
特斯拉Model 3和Model S內裝有“HW3.0”自動駕駛硬件。內置芯片是由特斯拉自主開發,處理性能達到144 TOPS(每秒144萬億次)。另外,特斯拉已經采用電子系統的液冷裝置。出于成本考慮,其他企業對于是否采用液冷裝置一直猶豫不決。
圖1:Model 3使用的“HW3.0”
內置兩個板:自動控制ECU和多點控制單元MCU(來源:日經)
日經援引汽車行業人士的解釋,“業內普遍認為,以中央處理器為核心的集中式電子架構的商業化應用要到2025年之后。”而特斯拉于2019年春季已推出HW3.0,是其電子電氣架構三大域中的重要組成部分。日經認為,它已經領先其他企業超過6年。
汽車電子電氣架構已經從分布式向集成式演進。分布式階段,每個功能都有獨立的電子控制單元ECU控制,因此一輛車上往往分布著上百個ECU。集成式階段的第一步是將一些傳感器和處理器相結合,一個ECU可以控制多個功能;下一步即是域控制器,將不同的域結合起來,域控制器性能加強,達到控制多個域的目的;最終目標是用中央處理器,控制所有的域,實現車輛集中電子電氣架構。
特斯拉整個EEA(電子電氣架構)架構只有三大部分:CCM(中央計算模塊)、BCM LH(左車身控制模塊)、BCM RH(右車身控制模塊)
少量ECU控制車輛
由于使用高性能計算平臺的集中式汽車電子架構,ECU的使用數量大為減少。通過拆卸Model 3,日經發現,與“行駛”,“轉彎”和“停止”相關的控制是由HW3.0和三個車身控制器執行。
這遠低于大眾同規格款的燃油車,后者采用約70個ECU控制車輛。如果將動力總成替換為EV,零件數量將減少,ECU自然會隨之減少。盡管如此,日產的電動汽車Leaf之前的拆解結果顯示,依然使用了約30個ECU。
特斯拉Model X等早先的車輛與其他汽車制造商一樣,每個功能都有單獨的ECU。日經拆解過2015款Model S確認,這款車ECU數量仍然在15個以上。盡管數量比其他公司少,但使用的汽車電子依然是“分布式”。現在到Model 3,特斯拉的汽車電子趨向集中式。
圖2:Model S空調ECU(照片:日經)
圖3:Model S超聲波傳感器ECU(照片:日經)
理想情況下,ECU越少越好,不僅可以降低ECU成本,而且可以減少ECU之間的布線,更容易輕量化和省空間。集中式也有利于“ OTA(空中下載)”功能的實現。為了無線更新軟件而不會出現問題,必須驗證整個電子基礎設施的運行情況,包括許多ECU之間的兼容性。如果ECU的數量少,則可以減少確認工作。
對外銷售汽車電子系統?
大眾和豐田在內的傳統汽車制造商無法更新其汽車電子的一個主要原因是,“如果ECU的數量減少,將會有一個部門失去工作。”
自然,要被裁減的部門會反對這項變化。對于零件制造商來說,這也是生死攸關的問題。因此,車企無法在公司內部和外部進行調整,只得繼續使用ECU錯綜復雜地交織在一起的汽車電子電氣架構。
而特斯拉無須承擔這份風險。集中式電子架構是一種高度可擴展的架構,它為追求理想提供了一種環境。以攝像系統為例,它可以用高性能計算平臺批量處理數據,因此無需為每個攝像機準備圖像處理芯片,并且方便增加攝像機的數量。
圖4:Model 3三目攝像頭基板
安裝三個CMOS圖像傳感器,基板上沒有圖像處理芯片
日經猜測特斯拉的下一步計劃是將包括汽車電子產品在內的電動汽車平臺進行對外銷售。該公司尚未宣布對外銷售計劃,但一些汽車制造商和服務提供商希望使用特斯拉的最新系統。
豐田和大眾同樣瞄向車輛系統的對外銷售。豐田汽車宣布“成為電氣化技術的系統供應商”(副總裁兼首席技術官寺島茂樹)。2019年4月,豐田宣布向其他汽車制造商提供電機、電池和PCU(電源控制單元)。
圖5:豐田的混合動力系統
除了向其他汽車制造商提供電動機,電池和PCU,該公司還將為使用這些組件的電動汽車的商業化提供技術支持(圖片:豐田)
大眾也為福特汽車提供專用的電動平臺模塊化平臺(MEB),同時也正在考慮軟件平臺“vw.OS”的對外銷售。
圖6:大眾電動汽車專用平臺MEB
ID.3基于MEB平臺打造,于2019年11月開始量產(圖片:大眾)
豐田和大眾需要密切關注特斯拉的動向。當特斯拉被冠以“電動汽車新造車勢力之一”的稱號時,它的能力可能被大家所誤解。實際上,特斯拉實力的本質是“汽車電子”,它正試圖通過比競爭對手領先6年以上的架構來改變汽車行業的格局。
來源:第一電動網
作者:NE時代
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