前幾年買車的時候，銷售總會為你重點介紹車輛的發(fā)動機、底盤、變速箱三大件，以及動力、操控和空間等動靜態(tài)體驗。但現(xiàn)在，買車的話題中關(guān)于輔助駕駛、智能座艙的篇幅越來越多，智能成為了汽車最受關(guān)注的產(chǎn)品力。而一輛車的智能化程度，很大程度上取決于它的大腦與神經(jīng)系統(tǒng)――汽車電子電氣架構(gòu)。

　　在電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域，一場轟轟烈烈的變革正在上演，其中中國品牌追趕世界潮流的大戲，就在本屆廣州車展上進入高潮。我們今天從電子電氣架構(gòu)的進化史聊起，為您解讀它是什么、能為我們帶來什么，以及中國品牌亮出了怎樣的“王炸”。

●電子電氣架構(gòu)到底是什么

　　從“架構(gòu)”這個詞對應的英文原詞――Architecture來看，它是由詞根architect“建筑師”+ure“與行為有關(guān)的事物”組成的，原意指建筑學、建筑。我們可以通過與建房子進行類比，來解釋電子電氣架構(gòu)從設計到應用于您愛車的整個過程。

　　接下來的工作，則是由零部件工程師根據(jù)這些具體要求，設計開發(fā)出相應的零部件，這就跟施工隊最終將設計圖落地的過程相似。設計完善、施工技術(shù)好，最終房屋的品質(zhì)才能有保障。體現(xiàn)在汽車上，一個好的電子電氣架構(gòu)不僅是造出一輛車機反應靈敏、輔助駕駛靠譜的好車，還需要在造車成本、車輛性能之間找到平衡點，并能讓汽車具備良好的OTA升級潛力，從而進一步滿足用戶日益增長的功能需求。

●過去――“機械定義汽車”的思維誕生了分布式架構(gòu)

　　無論是曾經(jīng)真實存在的產(chǎn)品，還是那個大多數(shù)人思維定式中的形象，汽車就是由四個輪子+沙發(fā)組成的交通工具，決定產(chǎn)品力的是那個鐵殼子以及殼子里的各式機器。在這種“機械定義汽車”的思維下，發(fā)動機、底盤、變速箱三大件仍舊是一輛車的“C位”，電子電氣設備只能“打打輔助”協(xié)助機械們完成工作，甚至在很多人眼里等同于收音機、地圖導航這樣的娛樂功能。

　　這種分布式的架構(gòu)，優(yōu)勢在于“直截了當”。比如你需要加裝一套藍牙功能，往總線上連接一組能與其他ECU通訊的藍牙控制模塊就能實現(xiàn)，整個過程非常簡單粗暴，就是不斷的做加法。而由于各ECU功能之間比較獨立，單一ECU的失效對整車功能的影響也較小。

　　到了2010年，奧迪A8上的ECU就已經(jīng)突破了100個，數(shù)量的暴增使整個結(jié)構(gòu)異常復雜。不同的ECU往往由不同供應商提供，甚至單個ECU中的多個軟件都由不同二級供應商提供，很難實現(xiàn)ECU之間的協(xié)同。算力浪費、功能冗余、功耗增加、OTA管理困難的情況，也就不可避免，這顯然不符合我們此前對于一個好架構(gòu)的定義。

　　而到了2020年，一輛汽車平均擁有約60個ECU、代碼量近億行（是安卓系統(tǒng)代碼量的7倍）、電子系統(tǒng)占到整車成本的46%，像智能座艙、自動駕駛這些需要依靠ECU實現(xiàn)的功能越來越多，你不得不承認汽車已經(jīng)從那個精美的機械變成了電子產(chǎn)品。復雜的分布式電子電氣架構(gòu)，不僅在成本上給整車帶來了不小的壓力，智能化功能對算力、傳輸速度等方面的要求，也超越了現(xiàn)有分布式電子電氣架構(gòu)能承受的上限。

　　比如為了讓自動駕駛可以覆蓋更多的場景，需要對各有專長的攝像頭、毫米波雷達和激光雷達采集到的信息進行融合，來提高車輛的感知能力。但這對數(shù)據(jù)處理的實時性和傳輸速度，提出了很高的要求，算力羸弱的分布式ECU+速度1Mbps的CAN總線（128KB/s，基本只能用來聊聊微信、看看圖片），顯然無力完成這樣的任務。

　　可以說，正是自動駕駛、智能座艙為代表的智能化功能的涌現(xiàn)，決定了電子電氣架構(gòu)變革的必然性，將分布式電子電氣架構(gòu)卷進了歷史，取而代之的是以域控制、車載以太網(wǎng)為特征的集中式電子電氣架構(gòu)。一場圍繞電子電氣架構(gòu)技術(shù)的爭奪，正在火熱的進行著。

●現(xiàn)在――集中式電子電氣架構(gòu)成為主流

○消失的ECU

　　在功能需求和成本需求的推動下，車企和供應商們紛紛對電子電氣架構(gòu)展開升級，雖然各家方案的細節(jié)有所不同，但大體基調(diào)一致：減少ECU的數(shù)量、算力向中央集中、整體架構(gòu)簡化以及通訊網(wǎng)絡傳輸速度的提高，進而形成一種集中式的電子電氣架構(gòu)。其中，最直觀的變化就是獨立的ECU紛紛消失，被功能更集中、算力更強的域控制器所代替。

　　當我們擁有了傳輸速度更快、算力更快更集中的集中式電子電氣架構(gòu)，高階自動駕駛的大門也就向我們敞開了。攝像頭、毫米波雷達、激光雷達乃至GPS和輪速傳感器的數(shù)據(jù)不再各自為戰(zhàn)，而是統(tǒng)一通過車載以太網(wǎng)回傳給同一個“大腦”完成車輛位置、環(huán)境的辨別，極大提升了車輛在極端環(huán)境下對周圍態(tài)勢的感知能力。

　　域控制的另一個好處是硬件與軟件之間的解耦，讓傳感器不必依賴固定的ECU，可以被域控制器靈活調(diào)用來完成不同功能，甚至能實現(xiàn)電腦顯卡那樣的硬件“熱插拔”，實現(xiàn)即插即用的快速升級。但集成度越高、軟硬件解耦越徹底，對車企的代碼整合能力的要求也就越嚴苛，畢竟不是誰都能從熱衷于玩機械的“猛人”瞬間變身“代碼狂魔”。而引領(lǐng)這場電子電氣架構(gòu)革命的，就是在汽車行業(yè)中最擅長寫代碼的特斯拉。

　　這種按照車身物理位置對域進行劃分的架構(gòu)，相比此前的功能域大大簡化了機械布置的難度和線束長度，不再需要一根從車尾拉到車頭的總線，傳感器、執(zhí)行器可以就近接入到附近的域控制器中，這也使Model 3的線束長度縮短到了1.5km。

　　而像豐田的Central & Zone架構(gòu)、安波福全智能汽車架構(gòu)、寶馬中央計算平臺central computing platform，這些電子電氣架構(gòu)要么離量產(chǎn)落地還需要5年左右時間，要么就是在集成度上仍處在功能域為主的階段。

○中國品牌亮出“王炸”

　　國內(nèi)車企也逐漸意識到，沒有好的電子電氣架構(gòu)，就沒有優(yōu)秀的智能化功能。比亞迪今年發(fā)布并量產(chǎn)的智能域控制架構(gòu)、長城汽車正在使用的GEEP 3電子電氣架構(gòu)，都是基于功能域的域集中式架構(gòu)。而亮相廣州車展的廣汽星靈、小鵬X-EEA 3.0電子電氣架構(gòu)，則更打破了功能域的局限，以中央超算+區(qū)域控制的概念進一步接近了未來中央式架構(gòu)的樣式。“軟件常用常新，硬件即插即用”這些在電腦、手機上已經(jīng)實現(xiàn)的功能，也將隨著電子電氣架構(gòu)的升級被應用到汽車上。

　　綜合考慮功能、位置、重要性等要素，車內(nèi)被劃分為前后左右四個區(qū)域，每個區(qū)域都有自己的區(qū)域控制器。區(qū)域控制器中主要集成了將網(wǎng)關(guān)、配電和機電控制功能，周邊的傳感器、執(zhí)行器就近接入，再通過骨干網(wǎng)集中與遠端中央計算平臺進行數(shù)據(jù)傳輸，而邏輯控制部分則集中到了中央計算機來完成。

　　而在傳輸速度方面，廣汽星靈架構(gòu)的主干網(wǎng)絡不再使用將分布式架構(gòu)中1Mbps的CAN總線，而是使用了車載以太網(wǎng)，傳輸速度可達100Mbps甚至1Gbps，同時還能滿足汽車行業(yè)對高可靠性、低電磁輻射、低功耗、帶寬分配、低延遲以及同步實時性等方面的要求，相當于把一條鄉(xiāng)村土路直接改造成了高鐵。

　　在星靈電子電氣架構(gòu)的量產(chǎn)計劃方面，廣汽埃安AION LX Plus將是首款應用星靈架構(gòu)的車型，到2023年，廣汽埃安旗下所有新車型都將全系基于星靈架構(gòu)打造。此外，廣汽傳祺旗下的車型也將搭載星靈電子電氣架構(gòu)。

　　除了比星靈架構(gòu)更高的集成度，像以千兆以太網(wǎng)為主干的通信架構(gòu)、接口標準化的軟硬件這些前文介紹過的設計，在X-EEA 3.0電子電氣架構(gòu)上也都有應用。新的電子電氣架構(gòu)不僅將幫助小鵬G9成為首款搭載小鵬XPILOT 4.0智能輔助駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車，還增加了無感化OTA、自診斷功能和場景式精準配電這些比較有特色的功能。

　　X-EEA 3.0具備更為完備的自診斷功能，在車輛發(fā)生故障時，能更精確的定位問題，并以更加直觀的方式引導用戶進行維修的預約和準備。同時，在電力分配與使用上，車輛可根據(jù)用戶用車場景進行按需配電，車輛在休眠、喚醒及待機等狀態(tài)下電耗大幅降低。比如你在路邊等人時，G9只對空調(diào)、座椅調(diào)節(jié)、音樂等功能供電，從而充分發(fā)揮每一度電的效能。

●未來――誰將拿到智能汽車時代的話語權(quán)？

　　從分布式架構(gòu)到域集中式架構(gòu)再到中央式架構(gòu)，電子電氣架構(gòu)算力越來越集中、通信速度越來越快的演進趨勢已經(jīng)成為行業(yè)共識。華為預計，到2030年，中央計算平臺+區(qū)域控制+大帶寬車載通信的電子電氣架構(gòu)將成為主流。

　　在通信網(wǎng)絡上，車載以太網(wǎng)將得到普及，傳輸速度在2030年有望超過100Gbps。光通信技術(shù)在解決車規(guī)問題后，以其帶寬大、重量輕、電磁干擾不敏感、成本低等優(yōu)點，也將大量應用于車載領(lǐng)域。

　　而隨著電子電氣架構(gòu)的發(fā)展，最先受到?jīng)_擊的將是傳統(tǒng)的汽車供應商體系。分布式ECU被集成到域控制器之后，產(chǎn)品研發(fā)的門檻將抬高，軟件開發(fā)能力弱、產(chǎn)品功能單一的供應商們，可能會被那些擁有系統(tǒng)集成能力的大廠踢出局。

　　但對于特斯拉、國內(nèi)造車新勢力等玩家來說，由于沒有太多的歷史包袱與體系包袱，只要肯在自研道路上下狠功夫，集中式的電子電氣架構(gòu)之路就會走得更加輕松一些。那些堅持搞全棧自研路線能對代碼和硬件全面掌控的車企們，將在打通軟硬件的過程中領(lǐng)先半個身位。而像在ECU的開發(fā)上積累過不少經(jīng)驗的比亞迪，搞起智能座艙和自動駕駛域控制器的研發(fā)來，也稱得上有聲有色。

　　可以預計，未來的智能汽車會越來越像一臺會移動的計算機，發(fā)動機、底盤、變速箱或者電機、電池這些基礎的硬件會像貨架上任你挑選的內(nèi)存、顯卡和硬盤，而大家爭奪的下一個焦點將是基于中央式電子電氣架構(gòu)的中央處理器和汽車操作系統(tǒng)。無論汽車行業(yè)的老玩家，還是進入汽車領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)大廠，都夢想著成為智能汽車領(lǐng)域的Intel+Windows或者ARM+安卓。

編輯總結(jié)：

　　當我們把視線拉回到特斯拉橫空出世的時間點上，“硅谷鋼鐵俠”馬斯克為特斯拉在汽車電子電氣架構(gòu)這一領(lǐng)域創(chuàng)造了似乎難以動搖的領(lǐng)先優(yōu)勢，甩開了全世界整整一個時代。但當時間軸回到此時此刻，我們能夠看到中國品牌在電子電氣架構(gòu)方面的追趕勢頭越來越強勁，以及背后對智能汽車時代話語權(quán)的爭奪。眼下這場針對架構(gòu)的變革尚未完結(jié)，玩家們的正面交鋒也才剛剛開始，最終的晉級名單里，會有華為、小鵬、廣汽、比亞迪的名字嗎？（文/汽車之家 孫一超）

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