“传统汽车架构的复杂已经大大减缓了智能网联汽车新功能的交付和产品的创新。”在2021年高工智能汽车开发者大会上，安波福（中国）研发中心高级技术经理顾惠良如此表示。

安波福（中国）研发中心高级技术经理顾惠良

当前大部分已量产汽车的电子电气架构都是采用分布式功能架构，汽车每增加一个新的功能，都会通过增加相应的电子控制单元（ECU）来实现，这些ECU之间通过车辆的CAN/LIN总线进行通信。

然而，随着汽车智能化、网联化的快速发展，汽车功能日益增多、软件代码量和复杂性呈指数级增加，传统的分布式电子电气架构已经不堪重负。“在保证了车辆造型、行驶安全和驾乘人员舒适等空间需求之后，汽车已经没有足够的空间来安装更多的ECU和日益复杂的整车线束。”

因此，包括安波福、博世等Tier1巨头，以及大众、宝马等车企开始探索新型的电子电气架构，汽车E/E架构升级战由此打响。

2020年，安波福推出了智能汽车架构SVA，将整车电子电气架构分为智能座舱、自动驾驶和车身控制等域控单元，并且实现软件与硬件、I/O与计算分离，极大地简化了传统汽车复杂的电子架构。

该架构被定义为L3-L5级别自动驾驶汽车的电力和网络支柱。接下来，安波福将在功能架构、域架构和区域架构中所积累的大量知识和专利，例如辅助驾驶/自动驾驶、多传感器融合等技术，通过软件产品和软件服务的形式注入到这一平台当中。

一、架构是汽车变革的“灵魂”

过去，汽车主要采用分布式电子电气架构，一台传统车内部大约会有70到上百个独立的ECU组成，每一个ECU控制一个独立的功能模块，彼此之间的底层软件和代码迥异，无法实现信息的交互和统一的维护升级，更无法像手机一样进行软件升级。

顾惠良表示，传统汽车电子电气架构无法满足车内数据传输、感知计算、软件升级等功能和性能要求，同时其复杂性在车辆生命周期的各个阶段已经呈现了诸多发展瓶颈。

比如在功能开发阶段，由于过去大多数汽车采用的都是软硬件一体化的“黑盒”方案，一个汽车功能的开发往往需要修改多个ECU及相关通信软件才能实现。

“即便是少量的软件修改，也需要对汽车电子系统进行整体的设计，这不仅大幅提高了成本，也拉长了整车的开发周期。”顾惠良补充表示。

而在生产制造阶段，随着ECU数量的增加，整车内部的线束将变得更加复杂，并且ECU和整车线束无法实现自动化装配。同时，整车量产之后，很难实现OTA的升级。

因此，安波福看到了全新的市场蓝海：E/E架构的升级。

在安波福看来，每辆汽车的几十个到上百个ECU会逐步过渡到域控制、区块控制，最终将向软硬件分离的全智能汽车架构发展。

顾惠良介绍，下一代智能汽车架构需要具备软件与硬件分离、输入输出端标准化且与计算平台分离等特征，同时整个中央计算平台要充当服务器的角色，允许升级以及新的开发程序接入。“这也是安波福智能汽车架构（SVA）的设计理念。”

总体来看，安波福提出的智能汽车架构（SVA）是一种可持续优化的拓扑结构，由智能座舱域（OSP）、自动驾驶域（OSP）、推进和底盘控制器（PCC）、中央车辆控制器（CVC）、车联网服务器五大独立的计算平台构成，大幅简化了智能汽车的电子系统。

其中，智能座舱域和自动驾驶域是两个可互为冗余的OSP（Open Server Platform，开放服务器平台），当车辆发生紧急情况时，如碰撞后用于执行自动驾驶域运算的OSP受损无法工作，此时的智能座舱域OSP就可以用于自动驾驶功能。

而推进和底盘控制器（PCC）用于适配不同的动力系统，如纯电动、混动或者内燃机；中央车辆控制器（CVC）用于车辆安全互联网关和车身主控的功能；车联网服务器则用于边缘计算和车内数据服务，例如数据的收集、脱敏、自动驾驶黑盒等功能。

安波福将上述五大计算平台通过区域控制器（PDC）按照物理区域将车辆传感器和外设等进行电源和信号管理，最后将收集的大量原始传感器数据传输到中央计算机，由中央计算机进行处理并实现自动驾驶命令。

据了解，按照自动驾驶的等级划分，一台智能汽车往往需要用到2-6个PDC，比如特斯拉Model3采用的是左右两个分布式区域控制器构成。

顾惠良表示，PDC和车辆的外设通过电源和数据总线环路进行连接，当环路一端发生故障时，无论是电源供应还是数据传输，都可以通过另一端恢复，从而实现高等级自动驾驶所必需的冗余需求。

另外，需要特别提及的是，SVA架构将输入/输出接口与计算设备分离，从而大幅简化了汽车内部架构，解决了传统E/E架构的瓶颈问题。

这样做的直接好处就是让域控制器在开发中能够更注重高级软件，不要与连接设备“捆绑”开发。既降低了复杂性，又提高了可扩展性，同时还能简化线束分布，提高自动化装配水平达到降本增效的目的。

二、可节约75%的系统集成成本

“如果一辆智能汽车完全按照安波福提出的SVA架构进行设计，不仅能够解决传统汽车架构所存在的问题，汽车整个生命周期的各个阶段也可以大幅降低成本。”顾惠良如此表示。

首先，在智能汽车的功能开发阶段，由于安波福SVA架构采用的是软硬件分离、软件分层、软件接口标准化等设计，整车厂可以做到软件和硬件的并行开发，从而大幅降低开发周期。

安波福预计，使用SVA架构开发，大概可以降低75%的系统集成和测试成本，以及降低75%的软件成本。

其次是智能汽车的生产阶段，得益于SVA架构将整个电子架构进行了简化，不仅相关器件（ECU）有所减少，线束长度也大幅降低了。

有资料显示，全新一代的电子电气架构下，由于ECU数量大大减少和集成，线束重量/长度/布线难度急剧下降，线束的长度从公里级别降至百米级别。此前，特斯拉官方公布的数据显示，Model S一共有3000米的线束到 Model 3 只剩下1500米，Model Y中预计线束只有100米。

根据安波福测算，使用区域控制器可以整合9个ECU，并少用数百根单独电线，从而使车辆的重量减少了8.5千克。与传统的分布式架构相比，如果整车采用SVA架构设计，大约可以降低25%的重量，以及25%的线束成本、50%的人力成本。

与此同时，由于区域控制器将车辆的基本电气结构划分为更易管理的组成部分，更容易实现自动化线束的组装，从而可以大约降低50%的人力成本、20%物料管理成本。

最后，在量产后的阶段，得益于整车计算平台的服务化和车辆接口的标准化，智能汽车后续的软件维护、软件升级也将成为可能。无论是新增功能，还是原有功能，整车厂只需要维护一套软件库，就可以实现所有车型的OTA升级。

当前，L2/L2+ADAS市场迎来了高速增长期，传统分散的系统架构已经不足以满足智能驾驶系统的落地，域控制器方案量产上车的进程也正在加速。高工智能汽车研究院预计，到2022年-2023年L2级及以上的智能驾驶域控制器将会规模量产装车。

安波福是全球第一个量产智能驾驶域控制器的厂商，早在几年前，由安波福开发的域控制器zFAS已经应用在奥迪车型上，并且率先开启了这场革命的序幕。

顾惠良表示，域控制器作为安波福智能汽车架构（SVA）的重要组成部分，目前安波福在全球大约有11个域控制器项目正在开发，包含智能座舱、自动驾驶、车身域控制器等，第一款区域控制器产品预计在2022年开始量产。

在此基础上，通过不断地迭代升级，以及更高性能车载处理器的出现，安波福将实现各个域控制器的软件进一步集中和整合，从而真正从汽车架构上解锁软件定义汽车。

三、“半智能汽车架构”将率先落地

当下，汽车行业正遭遇百年未有之大变局，软件定义汽车正在成为汽车产业的主战场，传统E/E架构退出市场只是时间问题。

根据《高工智能汽车》了解，包括大众、宝马、通用、丰田等车企已经争相开始研发新一代E/E架构，而国内包括上汽、广汽、吉利等车企也均有所部署。目前，各大车企都在争相发力域集中架构，比如大众的E3架构、长城GEEP3.0架构等。

不过，从已经实现量产的车型来看，由于受到技术等因素的限制，完全实现标准域架构和中央架构还存在困难。现阶段大多数主机厂采用的是“混合域”的EEA架构，即汽车电子架构尚处于部分功能集成阶段，由此形成了“分布式ECU+域控制器”的过渡方案。

在安波福看来，真正从汽车架构上解锁软件定义汽车还有一定的时间，但半智能汽车架构（Partial SVA）将会率先落地。顾惠良表示，这种“中间形态”在2030年前将长期存在。

未来几年内，汽车电子电气架构升级战将越来越激烈，软件架构将逐步实现分层解耦、硬件从分布式向域控制集中式发展，车载网络由CAN/LIN总线向以太网发展。

随着高性能汽车处理器的量产，比如英伟达Atlan，单颗SoC算力达到1000Tops，OSP才得以实现，而分布在各个域控制器的汽车软件才会进一步集中和整合。

很显然，随着带有算力冗余及多芯片组合的中央计算平台的量产导入，汽车产业真正底层的变革时代，即将到来。

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