#百人创作先锋团#汽车电子电气架构的演进

发布于 2022-12-20 11:57
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博世将汽车电子电气架构的演进分为三大阶段:分布式架构、(跨)域集中式架构、车辆集中电子电气架构,每个大阶段中细分为两个小阶段,从低阶到高阶依次为:模块化(每个功能由一个独立的ECU 实现)、集成化(不同的功能集成到一个 ECU来实现)、域内集中(域控制器分别控制不同的域)、跨域融合(跨域控制器同时控制多个域)、车辆融合(一个车载中央计算器控制全车的域控制器)、车辆云计算(更多的车辆附加功能由云计算实现)。


博世对汽车电子电气架构的演进阶段划分

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数据来源:博世,东北证券


所谓“域”即控制汽车的某一大功能模块的电子电气架构的集合,每一个域由一个域控制器进行统一的控制,最典型的划分方式是把全车的电子电气架构分为五个域:动力域、车身域、底盘域、座舱域和自动驾驶域,具体分工如下:


1.动力域控制器主要控制车辆的动力总成,优化车辆的动力表现,保证车辆的动力安全。动力域控制器的功能包括但不限于发动机管理、变速箱管理、电池管理、动力分配管理、排放管理、限速管理、节油节电管理等;2.车身域控制器主要控制各种车身功能,包括但不限于对于车前灯、车后灯、内饰灯、车门锁、车窗、天窗、雨刮器、电动后备箱、智能钥匙、空调、天线、网关通信等的控制。3.底盘域控制器主要控制车辆的行驶行为和行驶姿态,其功能包括但不限于制动系统管理、车传动系统管理、行驶系统管理、转向系统管理、车速传感器管理、车身姿态传感器管理、空气悬挂系统管理、安全气囊系统管理等;4.座舱域控制器主要控制车辆的智能座舱中的各种电子信息系统功能,这些功能包括中控系统、车载信息娱乐系统、抬头显示、座椅系统、仪表系统、后视镜系统、驾驶行为监测系统、导航系统等;5.自动驾驶域控制器负责实现和控制汽车的自动驾驶功能,其需要具备对于图像信息的接收能力、对于图像信息的处理和判断能力、对于数据的处理和计算能力、导航与路线规划能力、对于实时情况的快速判断和决策能力,需要处理感知、决策、控制三个层面的算法,对于域控制器的软硬件要求都最高。


不同的域控制器产品在技术要求上会存在差异性。对于自动驾驶和座舱域控制器而言,芯片性能、操作系统级算法要求比较高;对于动力域、底盘域和自动驾驶域因为涉及安全的部件较多,所以功能安全等级要求高。


五大域控制器技术要求

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数据来源:盖世汽车,东北证券


目前汽车厂商的电子电气架构升级都仍处于域集中式架构阶段,少数领先的车厂已经发展到了跨域融合阶段:


大众:MEB 平台采用三大控制器来对全车进行控制与功能实现:1、ICAS1车辆控制域控制器,集成了车身控制管理、驱动系统管理、行驶系统管理、电动系统管理、灯具系统管理、舒适系统管理等诸多功能,将车身域、动力域、底盘域三域融合;2、ICAS2智能驾驶域控制器,对于自动驾驶功能进行实现,拥有强大的信息处理与计算能力,与多个传感器紧密相联;3、ICAS3智能座舱域控制器,包括了实现中控系统、车载信息娱乐系统、抬头显示、座椅系统、仪表系统、后视镜系统、驾驶行为监测系统、导航系统等各种功能所需的硬件与软件。目前基于MEB 平台的 ID.系列车型可以通过OTA 更新最多 35 个控制单元。

大众 MEB平台电子电气架构

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数据来源:大众集团,东北证券


特斯拉:是汽车电子电气架构升级的领跑者,最早步入跨域融合阶段,Model3的电子电气架构中已经基本不按照功能来进行域的划分,全车只有CCM中央计算模块、 BCMRH 右车身控制模块、BCMLH左车身控制模块三个域控制器。CCM 中央计算模块集成了自动驾驶域、智能座舱域、通信系统域的功能,将三者融合做统一的集中化的运算处理与控制。左右车身模块则将车身的不同功能域以区域划分并融合,两者分别对左车身和右车身区域的动力系统、转向系统、制动系统等进行控制,同时对各种车身功能进行控制和管理,包括但不限于热管理、自动泊车辅助系统、灯光系统、门锁系统、车窗系统等。


特斯拉 model3电子电气架构

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数据来源:特斯拉,东北证券


长城:2021年量产的GEEP3.0电子电气架构为典型的域内集中式的架构,其中包括动力与底盘域控制器、车身域控制器、智能座舱域控制器与智能驾驶域控制器。2022年长城汽车计划推出的GEEP4.0架构则是跨域融合式的架构,将对全车控制集成在中央计算、智能驾驶与智能座舱三大核心计算平台上,并以多个区域控制器辅佐核心计算平台对于车身各个区域与功能的细化控制。


长城汽车电子电气架构发展路径

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数据来源:长城汽车,东北证券


文章转载自公众号:智能汽车设计


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