主流智能汽车电子架构
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为什么说特斯拉的 EEA 电子电气架构行业领先？相比其他车企的 EEA 是否存在技术壁垒？ - 知乎
一文盘点博世、丰田、特斯拉等6家主流智能汽车电子架构_腾讯新闻
本文对几家主流智能汽车的架构设计概念进行了技术分析，并对几种智能汽车的架构设计概念进行了评价。
智能汽车电子架构研究现状
传统分布式汽车电子电气架构的设计 思想为硬件定义规格，硬件架构采用CAN总线网络和分布式功能单元，单功能单控制器，软硬件不能解耦，专用传感，专用控制器，专用算法。传统汽车电子电气架构面对汽车“四化”的挑战和需求难以支撑，汽车行业主要企业都给出了自己的解决方案，对未来智能汽车的电子电气架构进行了思考，提出了新型的汽车电子电气架构概念。
博世
博世作为整车Tire1供应商的重要代 表，提出了未来智能汽车电子电气架构的 演进方向（图 1）。从整个演进过程分为6个阶段：分布式功能模块、功能模块合并、多域控制器架构、功能域逐渐融合阶段、域融合终极阶段汽车大脑，最后远景云端计算阶段。
博世汽车电子电器架构的演进概念清晰指明了未来汽车电子电气架构算力会逐渐集中化，最终会发展到云端计算。当前架构主流处于功能模块合并阶段，正在朝多域控制器架构方向发展。
图1 博世汽车电子电气架构演进路线图
联合电子
联合汽车电子有限公司面向未来智能汽车，设计开发了扩展型域控制器平台， 将于2020年实现量产。联合电子设想未来汽车电子电气架构分为三层（如图2），顶层为云服务平台，中层为计算与控制，下层标准化的执行器和传感器。中层计算与控制包括五个功能域的主控和以太网主干网、车载无线通讯共七个架构主要构成元素。联合电子面向未来智能汽车的架构思路为集中式域控制器架构。
图2：联合电子未来汽车电子电气架构
安波福
安波福提出了智能汽车架构的概念以适应自动驾驶的需求。针对未来的智能汽车电子电气架构，安波福提出了“大脑”与“神经”结合的方案（如图3）。其主要由三个部分组成，一是中央计算集群， 二是标准电源和数据主干网络，三是电源数据中心。安波福的智能汽车架构关注三大特性，一个是灵活性，二个是生命周期内持续更新性，三是系统架构相对容错性和健壮性。
图3 安波福智能汽车架构
丰田
丰田面对智能网联的新需求，丰田汽车设计了基于中央+地方（Central & Zone Concept）概念的电子架构（如图4），主要包括三部分：汽车大脑或中控ECUs负责计算和信息处理；跨区域通讯网络以车载以太网为主干网提供高带宽通讯能力；跨区域控制器作为某区域的输入输出主控单元，构建汽车中央计算单元的神经网络。
图4 丰田中央/地方概念的电子架构
特斯拉
特斯拉最大的特点了是实现了“软件定义汽车”，汽车向移动的智能终端进化。公开消息了解，特斯拉 Model 3的电子电气架构只有三大域：中央计算模块（CCM）、左车身控制模块（BCM LH）和右车身控制模块（BCM RH）。
特斯拉Model3的电子电气架构主要包括中央计算模块CCM(Central Control Module)、左/右车身控制器BCM LH/RH[2]。集中式的架构使得特斯拉在成本上具有较大优势，也给了特斯拉降价割韭菜的实力和勇气。特斯拉的硬件预埋，可以通过软件配置不同车辆性能，通过OTA进行软件升级，给用户常用常新的用车体验。
特斯拉CCM中央计算模块，包括多媒体控制单元MCU(Media Control Unit)、自动驾驶单元Autopilot、以及LTE通信单元等组成，集成了其他车企的智能座舱域控制器、智能驾驶域控制器、T-BOX、网关等ECU。
Autopilot
华为
世界智能网联汽车大会上（2019），华 为轮值董事长徐直军再次解读了华为汽车业 务，也再次解读了华为面向未来汽车的“计算+通讯”CC 架构（如图5）。华为提出的CC架构采用分布式网络＋域控制器的架构，将车辆分为三大部分：驾驶、座舱和整车控制，并推出了三大平台：MDC智能驾驶平台、 CDC智能座舱平台和VDC整车控制平台。该架构可做到软件可升级、硬件可更换、传感器可拓展。
图5 华为L4级的自动驾驶汽车架构
分析以上6家智能汽车电子电气架构，可以分类为3种：博世和联合电子为基于功能域控制器的集中化架构；丰田和特斯拉为基于区域控制器和中央计算的架构；安波福和华为基于环形主干网和多计算中心的架构。
广汽
广汽在2021年车展发布的星灵电子电气架构，采用中央域控制器、智能驾驶域控制器、信息娱乐域控制器组成中央计算中心，外加四个区域控制器。
上汽零束
上汽零束云管端SOA一体式中央集中式平台架构，两个高性能计算打算横向打通底层座舱域、动力域和底盘域，外加四个区域控制器。
小鹏
小鹏X-EEA 3.0电子电气架构采用中央超算+4个区域控制的高融合硬件架构，首款搭载X-EEA3.0架构的是小鹏G9。
长城
长城当下的GEEP 3.0电子电气架构包括车身控制、动力底盘、智能座舱、智能驾驶4个域控制器，2022年将实现中央计算和区域控制GEEP 4.0，集成为中央计算、智能驾驶、智能座舱三大计算平台。
智能汽车电子架构分析
对智能汽车进行需求定义是架构开发的第一步，为了科学合理的进行架构设计，需从客户需求、发展趋势、目标市场、法规需求等方面收集并分析。从几方面分析未来智 能汽车电子架构基本需求包括高计算性能、 高通讯带宽、高功能安全性、高网络安全性、 软件持续升级更新能力等。站在整车厂角度， 还需具备有效的变形管理，实现相同架构平台下车型谱系间硬件配置灵活多样，具有很好的沿用性和平台公用性。以CAN总线网络为基础的架构已支撑汽车电子架构平台10年的功能需求，汽车网络为了适应智能汽车的发展需要正面临着技术的革新（表1）。
表1 智能汽车电子架构的主要需求汇总表
有效的电子电气架构开发评估体系是确保架构开发更加科学合理的重要手段。对于架构的评估，一般从三个大的层面分析：首 先架构能否满足用户使用需求及未来可能的需求变化；其次架构能否实现车型开发成本最优；再次是兼顾用户需求、开发成本最优的同时，能否满足汽车本身性能配置。
本文从以下7个方面评估了上述几种面向智能汽车的电子架构（表2）。
表2 智能汽车电子电气架构评估表
随着汽车科技的进步，围绕“四化”的需求越来越多，智能汽车电子架构将发生变革。面向未来智能汽车的基于功能域控制器 集中化的架构、基于区域控制器和中央计算的架构和基于环形主干网和多域计算架构的方案都是可行方案。满足L2/L3等级高级驾 驶辅助功能需求的集中化域的电子电气架构将成为主流解决方案。在面向更高自动驾驶等级时，基于环形主干网和多计算中心架构方案与其它两种方案相比，在网络安全，冗余备份等方面更具优势，在技术上也更具有挑战性。
中央集中式电子电气架构已成行业共识， 各也都在逐步构建自己的EEA3.0架构，通常包括中央计算单元和4个区域控制器，搭载千兆以太网、5G通信、功能安全、信息安全、SOA等技术。
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