智能汽車各主機(jī)廠的電子電氣架構(gòu)對比

未來汽車產(chǎn)品最核心的技術(shù)是電子電氣架構(gòu)，汽車電子電氣架構(gòu)由分散式、嵌入式逐漸向集中式、集成式的方向發(fā)展，最終的理想狀態(tài)應(yīng)該是形成一個(gè)汽車中央大腦（one brain），統(tǒng)一管理各種功能。電子電氣架構(gòu)類似于“中央政府”，可對汽車的各種功能進(jìn)行統(tǒng)籌管理，避免“諸侯割據(jù)、政令不一”。開始的時(shí)候這個(gè)“中央政府”可能會管得少一些，“地方諸侯”還依然保有一定控制權(quán)，但之后“中央政府”一定會管得越來越多，最終地方行政機(jī)構(gòu)只接收“中央政府”指令并予以高效執(zhí)行，以確保車輛整體表現(xiàn)最優(yōu)。

由于過去汽車上控制器相互獨(dú)立，軟件為嵌入式，整車做最終硬件集成即可。未來隨著 ECU 的減負(fù)，原先高度分散的功能集成至域控制器，主機(jī)廠必須自己掌握中央控制系統(tǒng)，否則就會失去對汽車產(chǎn)品的控制權(quán)。而把原本高度分散的控制功能逐步整合統(tǒng)一起來是傳統(tǒng)車企的全新必修課，因此車企對電子電氣架構(gòu)的掌握是分步的、漸進(jìn)式的。

特斯拉 Model3 開啟了電子電氣架構(gòu)大變革，出現(xiàn)中央計(jì)算雛形+位置域，縮短 50%整車線束，未來目標(biāo)是將整車線束降至100 米，在電子架構(gòu)方面，特斯拉領(lǐng)先傳統(tǒng)車企 6年以上。除特斯拉以外，目前大部分的車企的電子電氣架構(gòu)仍處于早期的功能域控制器階段，即部分功能集中到了功能域控制器，但還有保留較多分布式模塊，即“分布式 ECU+域控制器”的過渡方案，避免因?yàn)樽兏锍潭忍髮?dǎo)致額外的風(fēng)險(xiǎn)及成本。

大部分企業(yè)規(guī)劃的下一代跨域融合電子電氣架構(gòu)將于 2022年量產(chǎn)，以實(shí)現(xiàn)軟件高度集中于域控制器，逐步減少分布式 ECU。

到 2025 年部分車企落地中央計(jì)算+區(qū)域控制器的電子電氣架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)軟硬件的進(jìn)一步集成，軟件所有權(quán)逐步收歸主機(jī)廠。朝著“中央計(jì)算+區(qū)域控制”的架構(gòu)演進(jìn)的過程可能長達(dá) 5-10 年。

一 奧迪A8小試牛刀

2018 年推出的奧迪 A8率先實(shí)現(xiàn)了輔助駕駛功能的集成式控制，取代了 ECU相互分離的分布式的輔助駕駛系統(tǒng)。除自動駕駛域集成外，其余底盤+安全、動力、車身、娛樂四大域仍然采用分布式架構(gòu)。

其自動駕駛域控制器由 4塊芯片組成，Mobileye EyeQ3負(fù)責(zé)視覺感知計(jì)算，如交通信號識別、行人監(jiān)測、碰撞報(bào)警，車道線識別、光線探測。英偉達(dá) K1負(fù)責(zé)圖像融合計(jì)算，如駕駛員監(jiān)測、360全景攝像頭的圖像處理。英特爾 Cyclone V負(fù)責(zé)目標(biāo)融合、地圖融合、停車輔助、預(yù)剎車燈。英飛凌的 Aurix TC297負(fù)責(zé)通信處理。這個(gè)自動駕駛域控制器軟件開發(fā)由奧地利軟件公司 TTTech 完成，德爾福提供硬件集成。

2018 款奧迪 A8域控制器:

二 特斯拉Model3開啟電子電氣架構(gòu)的全面變革

特斯拉是汽車電子電氣架構(gòu)的全面變革者，2012年 Model S有較為明顯的功能域劃分，包括動力域、底盤域、車身域，ADAS模塊橫跨了動力和底盤域，由于傳統(tǒng)域架構(gòu)無法滿足自動駕駛技術(shù)的發(fā)展和軟件定義汽車的需求，為解耦軟硬件，搭載算力更強(qiáng)大的主控芯片，必須先進(jìn)行電子電氣架構(gòu)的變革，因此2017 年特斯拉推出的Model3突破了功能域的框架，實(shí)現(xiàn)了中央計(jì)算+區(qū)域控制器框架，通過搭建異域融合架構(gòu)+自主軟件平臺，不僅實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車，還有效降低整車成本，提高效率：

1）Model 3整車三個(gè)控制器，有效降低物料成本；

2）硬件集成為軟件，為汽車深度的控制和維護(hù)提供基礎(chǔ)；

3）自主軟件平臺通過模塊化支持?jǐn)U展復(fù)用。

特斯拉 Model3基本實(shí)現(xiàn)了中央集中式架構(gòu)的雛形，不過 Model3距離真正的中央集中式架構(gòu)還有相當(dāng)距離：通訊架構(gòu)以 CAN總線為主，中央計(jì)算模塊只是形式上將影音娛樂 MCU、自動駕駛 FSD以及車內(nèi)外聯(lián)網(wǎng)模塊集成在一塊板子上，且各模塊獨(dú)立運(yùn)行各自的操作系統(tǒng)。但無論如何，Model3 已經(jīng)踐行了中央計(jì)算+區(qū)域控制的電子電氣架構(gòu)理念框架，領(lǐng)先傳統(tǒng)車企6年左右。

特斯拉三代車的電子電氣架構(gòu)演進(jìn)背后的實(shí)質(zhì)是不斷把車輛功能從供應(yīng)商手中拿回來自主開發(fā)的過程。Model3 的自動駕駛模塊、娛樂控制模塊、其它區(qū)域控制器、熱管理均為自主設(shè)計(jì)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了整車主要模塊自主，不依賴 Tier1，即使沒有實(shí)現(xiàn)自主的模塊，特斯拉也與供應(yīng)商進(jìn)行了聯(lián)合開發(fā)，比如特斯拉將自己的軟件加入到了博世為其提供的 ibooster里，通過軟件更新實(shí)現(xiàn)剎車距離變短。

通過三款車型的演進(jìn)，特斯拉的新型電子電氣架構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)了 ECU數(shù)量的大幅減少、線束大幅縮短（MODEL S 線束 3000米，Model 3 減少一半以上），更打破了汽車產(chǎn)業(yè)舊有的零部件供應(yīng)體系（即軟硬件深度耦合打包出售給主機(jī)廠，主機(jī)廠議價(jià)能力差，后續(xù)功能調(diào)整困難），真正實(shí)現(xiàn)了軟件定義汽車，特斯拉的 OTA 可以改變制動距離、開通座椅加熱，提供個(gè)性化的用戶體驗(yàn)，由于突破了功能域，特斯拉的域控制器橫跨車身、座艙、底盤及動力域，這使得車輛的功能迭代更為靈活，用戶可以體驗(yàn)到車是常用常新的，與之形成鮮明對比的是，大部分傳統(tǒng)車廠的 OTA 僅限于車載信息娛樂等功能。

特斯拉為了更好地發(fā)揮軟件的作用，實(shí)現(xiàn)了自動駕駛主控芯片這一最為核心的智能硬件的自研自制（特斯拉認(rèn)為芯片的專用設(shè)計(jì)使得其上的軟件運(yùn)行更高效），這意味著后續(xù)特斯拉車輛的升級速度、功能的部署都不再依賴外部 SOC芯片供應(yīng)商，真正將車輛的靈魂掌握在自己手中。

特斯拉電子電氣架構(gòu)演進(jìn)歷史：

資料來源：黃少堂《軟件定義汽車，架構(gòu)定義軟件》，平安證券研究所

Model 3整車四個(gè)控制器包括中央計(jì)算模塊（CCM）、左車身控制模塊(BCM LH)、右車身控制模塊(BCM RH)和前車身控制模塊（BCM FH）四大域控制器。

左車身控制模塊負(fù)責(zé)左車身便利性控制以及轉(zhuǎn)向、制動、助力等。右車身控制模塊負(fù)責(zé)右車身便利性控制、底盤安全系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、熱管理等。中央計(jì)算模塊包括自動駕駛模塊、信息娛樂模塊、車內(nèi)外通信連接，共用一套液冷系統(tǒng)。自動駕駛及娛樂控制模塊接管與輔助駕駛有關(guān)的傳感器——攝像頭、毫米波雷達(dá)，將對算力需求較高的智能駕駛、信息娛樂放在一起，便于智能硬件持續(xù)升級，2019年特斯拉推出自研 FSD芯片替換了基于英偉達(dá) Drive PX2 芯片組，AI計(jì)算性能提升達(dá) 21倍，隨著特斯拉將自動駕駛最核心的計(jì)算硬件實(shí)現(xiàn)自研，特斯拉大幅提升了相對于競爭對手的領(lǐng)先優(yōu)勢。操作系統(tǒng)基于開源 Linux進(jìn)行定制化裁剪，并自研中間件，軟硬件均實(shí)現(xiàn)了自主可控，車型功能迭代更新速度加快，整車開發(fā)成本降低。

特斯拉 Model 3電子電氣架構(gòu)：

資料來源：特斯拉，平安證券研究所

特斯拉自動駕駛主控芯片發(fā)展歷程：

三 大眾 ID 系列電子電氣架構(gòu)

大眾汽車已經(jīng)從 MQB 平臺車型的分布式電子電氣架構(gòu)升級為 MEB 平臺 ID 系列車型上采用的三個(gè)功能域的電子電氣架構(gòu)。

按規(guī)劃，基于大眾 MEB 平臺的 ID系列電子電氣架構(gòu)為 E31.1版，2023年在 PPE 平臺搭載 E31.2版，到 2025年后才進(jìn)化到 E32.0 版。

大眾的 E3架構(gòu)主要由車輛控制域（ICAS1）、智能駕駛域（ICAS2）和智能座艙域（ICAS3）組成，其中智能駕駛域 ICAS2尚未開發(fā)完成，量產(chǎn)車型上搭載的依然是分布式架構(gòu)方案，大眾 ID 系列的電子電氣架構(gòu)雖然有三個(gè)功能域，但同時(shí)依然保留了較多分布式模塊，大眾 ID4有 52 個(gè) ECU，兩倍于特斯拉 Model Y ECU數(shù)量。國產(chǎn) ID4輔助駕駛功能由 Mobileye單目攝像頭+前長距雷達(dá)+兩個(gè)后角雷達(dá)實(shí)現(xiàn)，作為平價(jià)電動車，在自動駕駛域控制器這塊暫時(shí)沒有選擇跟特斯拉和中國新勢力去PK。

大眾 ID4 的車輛控制域、信息娛樂域控制器：

資料來源：大眾汽車，佐思車研，平安證券研究所汽車

大眾 MEB 平臺車型當(dāng)前智能駕駛方案為分布式：

資料來源：大眾汽車，Vehicle，平安證券研究所

大眾 ID 系列車型2021 年完成7 萬臺交付量，低于前期規(guī)劃。中國作為大眾最重要的單一市場，智能化這塊也正在加速追趕，2022 年大眾軟件公司CARIAD在中國成立子公司，據(jù)其中國子公司首席執(zhí)行官介紹，該公司的核心業(yè)務(wù)是針對 MEB平臺進(jìn)行軟件研發(fā)，2022 年下半年啟動OTA功能，第二是針對高端平臺（PPE在華首款車2024 年投產(chǎn)）做中國本土化、數(shù)字化產(chǎn)品，包括高級駕駛輔助系統(tǒng)，其智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)也要與中國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相結(jié)合；第三是圍繞2025 年后SSP 平臺做軟件研發(fā)。結(jié)合大眾汽車2030NEW auto的規(guī)劃，軟件自研比例要上升到60%，軟件研發(fā)保持自主的好處是實(shí)現(xiàn)敏捷（包括開發(fā)和維護(hù)）和體現(xiàn)產(chǎn)品差異化，其中本地化也是外資在中國提升智能化的必要且關(guān)鍵的一環(huán)，最終目的是打造吸引中國用戶的有競爭力的產(chǎn)品。

我們看一下幾款同一時(shí)間面世的三款電動車的電子電氣架構(gòu)的對比，雖然大眾ID系列也號稱是用三個(gè)域控制器代替過去 70+分布式 ECU，但實(shí)際上依然保有較多 ECU 數(shù)量，ID3 之前由于出現(xiàn)大面積的軟件 BUG 而遲遲未按期交付，這也反映出傳統(tǒng)車廠即使選擇進(jìn)行電子電氣架構(gòu)大變革，但若自身人才結(jié)構(gòu)及軟件實(shí)力尚不足夠，就依然會嚴(yán)重依賴外部供應(yīng)商，造成步子邁得太大帶來額外風(fēng)險(xiǎn)。所以大部分主機(jī)廠選擇的做法是走漸進(jìn)式路線，隨著自身軟件實(shí)力提升逐步收歸軟件主導(dǎo)權(quán)。

2021 年 Munro & Associates工程公司比較了特斯拉 Model Y、福特 Mach-E 和大眾 ID.4電氣架構(gòu)之間的差異。涉及三款電動車內(nèi) ECU的數(shù)量、CAN總線的數(shù)量、以太網(wǎng)的使用、LIN總線、LVDS（Low-Voltage Differential Signaling，低電壓差分信號）通道的使用、音頻、保險(xiǎn)絲和繼電器的使用等方面。特斯拉 Model Y 集成度明顯更高，其 ECU數(shù)量是 ID4的一半，福特和大眾還保留了較多的現(xiàn)成的分布式 ECU，特斯拉的 LIN（本地互連網(wǎng)絡(luò)）數(shù)量也僅為大眾 ID4和福特 Mach-E 的一半。

Tesla 中 CAN（控制器局域網(wǎng)）總線的數(shù)量更高，由于攝像頭數(shù)量增加，特斯拉的低壓差分信號（LVDS）使用量是福特和大眾汽車的三倍以上，大眾汽車的以太網(wǎng)的使用更多。特斯拉從 Model 3開始車輛的低壓電氣部分不采用任何保險(xiǎn)絲盒繼電器。

大眾 ID4、Model Y、福特 Mach E電子電氣架構(gòu)對比：

資料來源：Munro & Associates，3IS，平安證券研究所

四 小鵬汽車 G9 電子電氣架構(gòu)具領(lǐng)先性

新勢力三強(qiáng)中小鵬汽車在電子電氣架構(gòu)方面走得比較領(lǐng)先，隨著車型從 G3、P7 和 P5，迭代到 G9 的這套X-EEA3.0電子電氣架構(gòu)，已經(jīng)進(jìn)入到中央集中式電子電氣架構(gòu)。憑借領(lǐng)先一代的架構(gòu)，搭載更高算力 SOC 芯片及更高算力利用率，小鵬G9 或成首款支持XPILOT 4.0智能輔助駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)車。

小鵬 P7 搭載小鵬第二代電子電氣架構(gòu)，具備混合式的特點(diǎn)：

1）分層域控。功能域控制器（智駕域控制器、車身域控制器、動力域控制器等模塊）與中央域控制器并存；

2）跨域整合——域控制器覆蓋多重功能，保留局部的傳統(tǒng) ECU；

3）混合設(shè)計(jì)——傳統(tǒng)的信號交互和服務(wù)交互成為并存設(shè)計(jì)。

因此 CAN 總線和以太網(wǎng)總線并存，大數(shù)據(jù)/實(shí)時(shí)性交互均得以保證；以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)少，對網(wǎng)關(guān)要求低。

小鵬第二代電子電氣架構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng) ECU數(shù)量減少約 60%，硬件資源實(shí)現(xiàn)高度集成，大部分的車身功能遷移至域控制器，中央處理器可實(shí)現(xiàn)支持儀表、信息娛樂系統(tǒng)以及智能車身相關(guān)控制的大部分功能，同時(shí)集成中央網(wǎng)關(guān)，兼容 V2X 的協(xié)議，支持車與車的局域網(wǎng)的通信，支持車與云端的互聯(lián)，車與遠(yuǎn)程數(shù)字終端的連接功能。小鵬汽車的智能駕駛域控制器，集成了高速 NGP、城市 GNP 及泊車功能。小鵬輔助駕駛采用激光雷達(dá)視覺融合方案，與特斯拉的純視覺方案不同，這就導(dǎo)致兩者硬件架構(gòu)不同，對于通訊帶寬、計(jì)算能力的要求也不一樣。

小鵬汽車電子電氣架構(gòu)演進(jìn)歷史:

資料來源：小鵬汽車、平安證券研究所

小鵬汽車第二代電子電氣架特點(diǎn):

資料來源：小鵬汽車，平安證券研究所

小鵬汽車將其 X-EEA3.0 電子電氣架構(gòu)稱為“讓智能汽車在未來永不落伍的秘密”。根據(jù)公司披露的首搭于 G9 的電子電氣架構(gòu)的信息，未來 G9可以升級和優(yōu)化的潛力較大。

X-EEA 3.0硬件架構(gòu)方面，采用中央超算（C-DCU）+區(qū)域控制（Z-DCU）的硬件架構(gòu)，中央超算包含車控、智駕、座艙 3個(gè)域控制器，區(qū)域控制器為左右域控制器，將更多控制件分區(qū)，根據(jù)就近配置的原則，分區(qū)接管相應(yīng)功能，大幅縮減線束。

得益于小鵬汽車的全棧自研能力，新架構(gòu)做到了硬件和軟件的深度集成，不僅實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦，也實(shí)現(xiàn)軟件分層解耦，可使得系統(tǒng)軟件平臺、基礎(chǔ)軟件平臺、智能應(yīng)用平臺分層迭代，把車輛的底層軟件和基礎(chǔ)軟件與智能、科技、性能相關(guān)的應(yīng)用軟件脫離開，在開發(fā)新功能時(shí)，只需要對最上層的應(yīng)用軟件進(jìn)行研究和迭代就可以，縮短了研發(fā)周期和技術(shù)壁壘，用戶也能夠享受到車的快速迭代。

系統(tǒng)軟件平臺：基于外購代碼做部分定制開發(fā)，隨整車基礎(chǔ)軟件平臺凍結(jié)而凍結(jié)，可復(fù)用于不同車型；

基礎(chǔ)軟件平臺：多個(gè)整車基礎(chǔ)功能軟件均形成標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口且在車輛量產(chǎn)前凍結(jié)，可復(fù)用于不同車型；

智能應(yīng)用平臺：如自動駕駛、智能語音控制、智能場景等功能，可實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)和迭代。

X-EEA 3.0數(shù)據(jù)架構(gòu)方面，域控制器設(shè)置內(nèi)存分區(qū)，升級運(yùn)行互不干涉，便用車邊升級，30分鐘可升級完成。

通信架構(gòu)方面，X-EEA3.0在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了以千兆以太網(wǎng)為主干的通信架構(gòu)，同時(shí)支持多通訊協(xié)議，讓車輛在數(shù)據(jù)傳輸方面更快速。從G9搭載的新一代電子電氣架構(gòu)可以看出，小鵬在骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和面向SOA的方向起步較早。

X-EEA 3.0電力架構(gòu)方面，可實(shí)現(xiàn)場景式精準(zhǔn)配電，可根據(jù)駕駛、第三空間等不同用車場景按需配電，比如在路邊等人時(shí)，可以只對空調(diào)、座椅調(diào)節(jié)、音樂等功能供電，其他部分?jǐn)嚯?，這樣就能實(shí)現(xiàn)節(jié)能耗節(jié)省，提高續(xù)航里程。車輛定期自診斷，主動發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)維修，以科技手段賦能售后。

小鵬汽車第三代電子電氣架構(gòu)實(shí)現(xiàn)千兆以太網(wǎng)+中央計(jì)算+區(qū)域控制:

五 長城汽車電子電氣架構(gòu)發(fā)展路線圖

長城汽車 2020年開發(fā)的第三代電子電氣架構(gòu)包含4個(gè)功能域控制器——車身控制、動力底盤、智能座艙、智能駕駛，應(yīng)用軟件自主研發(fā)，已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并應(yīng)用于長城汽車全系車型，車型物料成本得以優(yōu)化，如新哈弗 H6優(yōu)化了300米線束，總長度1.6 公里，接近特斯拉 Model 3，減重超 2 公斤。

從GEEP3.0開始長城汽車實(shí)現(xiàn)全部應(yīng)用層軟件自主開發(fā)能力，四個(gè)域控制器的上層應(yīng)用軟件，甚至部分底層及底層的集成軟件亦由長城汽車自主開發(fā)。

長城汽車電子電氣架構(gòu)量產(chǎn)路線圖：

資料來源：長城汽車、平安證券研究所

2022年內(nèi)將推出的第四代電子電氣架構(gòu)將進(jìn)一步集中整車控制軟件，實(shí)現(xiàn)高效集成管理、高度安全可靠和更快需求響應(yīng)。

第四代架構(gòu)擁有中央計(jì)算、智能座艙及高階自動駕駛3個(gè)計(jì)算平臺，外加3個(gè)區(qū)域控制器（左、右、前）。第四代架構(gòu)將率先搭載到長城汽車的全新的電動、混動平臺，并陸續(xù)擴(kuò)展到全系車型。

第四代電子電氣架構(gòu)的中央計(jì)算單元跨域整合了車身、網(wǎng)關(guān)、空調(diào)、動力/底盤控制及 ADAS 功能，它的主控芯片算力高達(dá)30KDMIPS，能夠高效保障系統(tǒng)的控制和響應(yīng)。GEEP 4.0架構(gòu)擁有成熟的視覺處理芯片解決方案，18路 CAN FD、4路 LIN、11 路車載以太網(wǎng)，以及64GB存儲和1GB內(nèi)存等配置，以備未來功能融合帶來的算力和通信等需求。3個(gè)區(qū)域控制器為標(biāo)準(zhǔn)化的控制單元，負(fù)責(zé)整合周邊MCU，目前三個(gè)區(qū)域控制器的大部分軟件算法已經(jīng)上移到中央計(jì)算單元中，由長城軟件團(tuán)隊(duì)開發(fā)。

該架構(gòu)引入SOA設(shè)計(jì)方式及理念，打造軟件分層的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，提供模塊化標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口，優(yōu)勢是可以提供積木式拆裝組合、解耦軟硬件平臺，提高軟件復(fù)用性，讓汽車實(shí)現(xiàn)全生命周期的功能迭代升級，用戶可以根據(jù)需求喜好，動態(tài)訂閱升級車輛服務(wù)功能，無需等待軟件升級批次。同時(shí)SOA化還能靈活部署智能化場景，標(biāo)準(zhǔn)化接口可實(shí)現(xiàn)開放服務(wù)，構(gòu)建長城汽車眾創(chuàng)生態(tài)，聯(lián)合開發(fā)者為用戶提供全場景智慧出行服務(wù)。

GEEP 4.0支持固件空中升級，軟件空中升級、遠(yuǎn)程診斷；同時(shí)支持整車所有ECU OTA功能，包含動力底盤系統(tǒng)、影音娛樂系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、智能駕駛系統(tǒng)等?；谌录軜?gòu)的云診斷方式為售后服務(wù)帶來便利，基于車端、云端功能的部署，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對車輛故障信息診斷，可以遠(yuǎn)程對車輛進(jìn)行維修。在保證診斷和維修時(shí)效性同時(shí)，通過診斷知識庫可以智能化地識別、分析，并匹配最優(yōu)的維修方案，有效解決 4S 店人員不足、技術(shù)受限的短板，真正做到快速為用戶排憂解難。

長城汽車第四代電子電氣架構(gòu):

資料來源：長城汽車、平安證券研究所

長城汽車第五代電子電氣架構(gòu)研發(fā)與第四代同步啟動，第五代架構(gòu)將整車軟件高度集中在一個(gè)中央大腦（one brain），計(jì)劃2024 年面世。將實(shí)現(xiàn)100%SOA 化，完成整車標(biāo)準(zhǔn)化軟件平臺的搭建。

特斯拉目前所用的中央計(jì)算模塊座艙芯片和智駕芯片是分離的，還不是 one brain方案，從目前全球頭部智能芯片廠家的趨勢看，智駕芯片和座艙芯片融合為一片是大勢所趨，但one brain方案對主機(jī)廠的軟件能力要求很高。

長城汽車下一代車云一體智能生態(tài)架構(gòu):

長城汽車的電子電氣架構(gòu)迭代速度快，將為自研智能化核心技術(shù)落地提供“地基”。電子電氣架構(gòu)快速迭代也與公司致力于在智能化方面保持領(lǐng)先地位這一目標(biāo)強(qiáng)相關(guān)。

智能化方面，長城的典型致勝利器有：

1）毫末智行的自動駕駛?cè)珬Ｗ匝屑夹g(shù)。

2）2023年投入商業(yè)應(yīng)用的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)。

自動駕駛解決方案全棧自研方面：

長城汽車旗下的毫末智行將于 2022年內(nèi)實(shí)現(xiàn)城市領(lǐng)航輔助駕駛功能，或與小鵬汽車比拼城市領(lǐng)航功能落地節(jié)奏。硬件方面，HPilot3.0擁有360TOPS的強(qiáng)勁算力，全車配備12個(gè)攝像頭和2個(gè)激光雷達(dá)，5個(gè)毫米波雷達(dá)，12 個(gè)超聲波雷達(dá)。毫末智行城市領(lǐng)航功能率先落地的原因之一是采用重感知的方案，而不是重地圖的方案，不受城市高精地圖限制。毫末智行城市領(lǐng)航計(jì)劃2022 年 6 月份 SOP，并可做到全國 100 多個(gè)城市有效的部署，在地理范圍上具有很大優(yōu)勢。毫末智行整體部署范圍大、車型多、數(shù)量多，可基于更多的數(shù)據(jù)保持高速的持續(xù)迭代。2022年承擔(dān)長城汽車34款待上市車型高級別輔助駕駛開發(fā)任務(wù)，占長城汽車全年待上市車型接近80%，這些車型中30%是標(biāo)配，其余均是高配搭載。

自動駕駛執(zhí)行端方面：

汽車智能化升級和電子電氣架構(gòu)的集中化，同時(shí)還需要對傳統(tǒng)汽車底盤進(jìn)行線控升級來適配發(fā)展，底盤控制系統(tǒng)與自動駕駛的執(zhí)行環(huán)節(jié)強(qiáng)相關(guān)。線控底盤主要為線控轉(zhuǎn)向、線控制動、線控?fù)Q擋、線控油門、線控懸掛，其中線控轉(zhuǎn)向和線控制動是面向自動駕駛執(zhí)行端最核心的產(chǎn)品，當(dāng)前全球主要的線控制動廠家是博世、大陸、采埃孚等傳統(tǒng)Tier 1，進(jìn)入門檻很高。2021年中長城汽車首次發(fā)布智慧線控底盤，從電子機(jī)械線控制動、轉(zhuǎn)向器、電機(jī)、模擬器、控制器等核心硬件到包括整個(gè)軟件系統(tǒng)全都由長城汽車自主設(shè)計(jì)完成。這是全國首個(gè)支持L4+自動駕駛的線控轉(zhuǎn)向技術(shù)，將于 2023年正式投入商業(yè)應(yīng)用。

六 上汽零束電子電氣架構(gòu)

上汽總工程師祖似杰認(rèn)為，汽車產(chǎn)品最核心的技術(shù)是電子電氣架構(gòu)，且一定要由整車企業(yè)掌握。

電子電氣架構(gòu)作為汽車的中樞，將定義很多與此前完全不同的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檫^去汽車是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，而未來汽車將是一個(gè)開放的系統(tǒng)。自動駕駛汽車普及之后車企要承擔(dān)行車安全事故責(zé)任，安全技術(shù)只能自己把握，從這一點(diǎn)出發(fā)，車企也要把電子電氣架構(gòu)和中央控制系統(tǒng)牢牢掌握在自己手里，包括電子電氣架構(gòu)之上的車載操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)應(yīng)用和服務(wù)軟件架構(gòu)等，都要充分理解并融會貫通。

從對整車產(chǎn)品控制權(quán)的角度，祖似杰認(rèn)為，原來汽車產(chǎn)品上的控制器是相互獨(dú)立的，而且是嵌入式的，整車企業(yè)將其中一些交由供應(yīng)商負(fù)責(zé)也不會有太大問題，未來汽車產(chǎn)品上的控制系統(tǒng)走向統(tǒng)一，整車企業(yè)必須自己掌握中央控制系統(tǒng)，否則就會失去對汽車產(chǎn)品的控制權(quán)。而把原本高度分散的控制功能逐步整合統(tǒng)一起來，是車企必須要走的一條正確而艱難的路。

上汽在旗下高端純電智能車品牌智己、飛凡搭載全棧 1.0版電子電氣架構(gòu)，全棧 1.0電子電氣架構(gòu)有3個(gè)域控制器，即中央計(jì)算（車控及數(shù)據(jù)融合）、智能駕駛、智能座艙，同時(shí)還保留了較多分布式模塊。2021 年 7 月啟動“零束銀河全棧3.0技術(shù)解決方案”的自主研發(fā)，進(jìn)一步中央集中化，支持L4級以上自動駕駛，計(jì)劃2024年在上汽旗下智己、飛凡搭載。

零束銀河全棧3.0電子電氣架構(gòu)使用主從兩個(gè)高性能計(jì)算單元，即HPC1和 HPC2來實(shí)現(xiàn)智能駕駛、智能座艙、智能計(jì)算、智能駕駛備份功能，再加4個(gè)區(qū)域控制器，實(shí)現(xiàn)各自不同區(qū)域的相關(guān)功能，以全面支撐L4以上智能駕駛技術(shù)。

底層狹義操作系統(tǒng)（OS）由異構(gòu)升級為同構(gòu)；骨干通信帶寬擴(kuò)容至千兆甚至萬兆；智能車數(shù)據(jù)工廠全面實(shí)現(xiàn)數(shù)字孿生鏡像，持續(xù)夯實(shí)云、管、端智能車網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系，加速智能車自學(xué)習(xí)、自成長和自進(jìn)化，使車真正成為直連用戶的載體和入口、移動的 AIoT平臺和數(shù)字化體驗(yàn)空間。

零束科技全棧 3.0解決方案 2024上車，實(shí)現(xiàn)中央計(jì)算+區(qū)域控制器，可支持 L4+智能駕駛：

資料來源:零束科技，平安證券研究所

上汽集團(tuán)零束科技銀河全棧架構(gòu)：

資料來源:上汽集團(tuán)，平安證券研究所

七 廣汽星靈電子電氣架構(gòu)

廣汽星靈電子電氣架構(gòu)計(jì)劃于 2023 年搭載到廣汽埃安全新車型上，其由汽車數(shù)字鏡像云，中央計(jì)算機(jī)、智能駕駛計(jì)算機(jī)、信息娛樂計(jì)算機(jī)三個(gè)核心計(jì)算機(jī)群組，以及四個(gè)區(qū)域控制器組成，集成了千兆以太網(wǎng)、5G 和信息安全、功能安全等技術(shù)。

相比廣汽上一代電子電氣架構(gòu)，新架構(gòu)的算力提升50 倍，數(shù)據(jù)傳輸速率提升10 倍，線束回路減少約40%，控制器減少約20 個(gè)。

硬件架構(gòu)上三個(gè)功能域控制器+前后左右四個(gè)區(qū)域控制器，與長城汽車第四代電子電氣架構(gòu)類似。其中中央運(yùn)算單元（車身控制+新能源控制）搭載NXP S32G399高性能網(wǎng)關(guān)計(jì)算芯片；座艙域搭載高通 8155/8295芯片；智駕域搭載華為昇騰 610高性能芯片，算力為 400TOPS。分布于車身前后左右的 4個(gè)區(qū)域控制器主要負(fù)責(zé)供電以及執(zhí)行中央控制單元的指令，中央計(jì)算單元與四個(gè)區(qū)域控制器之間采用以太網(wǎng)連接。軟件結(jié)構(gòu)方面，“星靈”架構(gòu)采用了 SOA 軟件架構(gòu)以取代傳統(tǒng)軟件架構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)組件服務(wù)化、原子化和標(biāo)準(zhǔn)化，新增應(yīng)用模塊即可實(shí)現(xiàn)新場景。

廣汽星靈電子電氣架構(gòu)：

資料來源:廣汽集團(tuán)，平安證券研究所

廣汽星靈架構(gòu)三個(gè)功能域控制器：

資料來源:廣汽集團(tuán)，平安證券研究所

廣汽星靈軟件架構(gòu)：

資料來源:廣汽集團(tuán)，平安證券研究所

好的電子電氣架構(gòu):

一是可以節(jié)省成本，包括制造成本和用車成本，生產(chǎn)端可以節(jié)省物料，簡化裝配，提升開發(fā)與制造效率，在表層功能差不多的情況下，消費(fèi)者使用電子架構(gòu)集成度更高的車能耗可能更低。

二是快速提供豐富多樣的功能，主機(jī)廠可以針對不同場景開發(fā)各式功能，比如特斯拉的座椅加熱、節(jié)日模式等，而且功能更新也應(yīng)該是主機(jī)廠可以把控，不需要像過去功能車那樣為改變一個(gè)功能而進(jìn)行一次復(fù)雜的供應(yīng)鏈組織。

如果沒有底層架構(gòu)的升級，無論表面有多少智能化的功能，都還不能算是真正的智能車。比如分布式電子電氣架構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)自動泊車和 L2 智能駕駛功能的，但由于架構(gòu)的限制，無法把傳感器接入到一個(gè)智能駕駛域控制器中，只能搭載兩個(gè)獨(dú)立的控制單元——泊車控制器、行車控制器，無法共用算力及傳感硬件，這就導(dǎo)致資源浪費(fèi)，且在后續(xù)功能升級中存在掣肘。

產(chǎn)品定義是架構(gòu)開發(fā)的前提，車企將根據(jù)自己的品牌形象、產(chǎn)品定位、目標(biāo)客戶、內(nèi)部資源去做出取舍。比如車企可能優(yōu)先選擇在智能座艙方面的集成，而輔助駕駛部分采用低成本的分布式方案。也可能優(yōu)先選擇在底盤、車身控制方面做高度集成。

不同車企的品牌矩陣、車型結(jié)構(gòu)有差異，架構(gòu)也需要考慮平臺公用性和沿用性。

智能汽車電子架構(gòu)的主要需求匯總表：

審核編輯：郭婷