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功能汽车转变为智能汽车背后汽车电子电气架 [复制链接]

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本报记者高沛通赵毅广州报道

功能汽车转变为智能汽车背后,一些至关重要但鲜少被外界注意的事情,正在悄然发生。

对于非汽车行业从业者而言,“特斯拉”“智能驾驶”常常在舆论层面引发轩然大波,充满着是与非的争议。但从技术角度而言,特斯拉Model3采用的“中央计算+区域控制器”,在电子电气架构变革中的引领性,则普遍被业内认可。

作为一名国内车企的产品经理,李平(化名)在与《中国经营报》记者沟通时,认同汽车电子电气架构正面临变革:根据一般的汽车电子电器架构演进历程划分,当前电子电器架构正面临从分布式架构,到域控制器架构的变革。

变革的原因,来自于传统的分布式电子电气架构,被认为无法支撑整车OTA、L3及以上的自动驾驶能力,需使用域控制器架构。事实上,整车OTA、L3及以上的自动驾驶能力,也正是智能汽车与功能汽车的典型区别,在布局中被车企视为重中之重。

东吴证券近期发布研报认为,年、年,自动驾驶控制域的渗透率分别可达到20%、50%,年这一数值小于1%,智能座舱域面临的情况类似,不过渗透的速度更快。从事智能座舱行业5年的丁前利在与记者沟通时表示,国内头部车企目前确实正在密集布局智能座舱域控制器,已进入量产阶段者很少。

分布式架构之弊

整车OTA能力为智能汽车的基本特征之一,L3级自动驾驶则是自动驾驶能力的分水岭。

记者注意到,根据供应商巨头博世的划分,电子电气架构分为三个阶段:分布式电子电气架构、域集中电子电气架构、中央集中电子电气架构。当前汽车电子电气架构正面临第一个阶段到第二个阶段的变革。在第二阶段中,域控制器开始出现,一般分为5个域:自动驾驶域、智能座舱域、动力域、底盘域、车身域。

“域控制器可以说是从功能汽车转变为智能汽车的一个关键零部件,没有了域控制器,汽车很难实现软件与硬件分离、OTA升级以及L3级别自动驾驶功能。”年5月,国内汽车电子龙头惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司(以下简称“德赛西威”)产品与创新总监甄铖公开表示。

为何分布式架构难以支撑整车OTA、L3及以上自动驾驶?

具体来看,伴随汽车行业发展,当前汽车上的ECU(即电子控制单元、控制器)数量快速上涨。根据公开资料,目前单个车型使用的ECU数量平均为20余个,个别车型多达上百个,在功能汽车阶段,这些ECU彼此孤立运作,参与汽车一个个功能的实现,彼此并无大规模交互的需要,这样的情况也对应分布式架构。

李平在与记者沟通时表示,在分布式架构中,每个ECU对应不同的供应商,软硬件采用强耦合形式,采用不同的软件语言,每个ECU内部都有芯片,相当于每个车都有几十个“脑袋”,各自独立做出决策实现不同的功能。

但进入智能汽车阶段,李平以自动驾驶为例解释称,不同硬件之间的交互非常频繁,与大量不同供应商开发的ECU进行交互,可能本来是一条简单的算法命令,但在分布式架构中要写成几十条算法以与不同供应商的ECU交互,复杂度会变得非常高,软件系统的不统一也大幅增加了整车OTA的难度,这还未考虑供应商是否愿意配合的问题。

记者注意到,年5月,同济大学汽车安全技术研究所所长朱西产教授在相关峰会上也表明类似观点。朱西产教授称,原有的电子电气架构可以实现一定的智能化,但很难做到L3级自动驾驶,比如有一辆车,用的是博世的制动,采埃孚的转向,两个厂家的ECU信息往往不能做到很好的互通,这种情况下车辆往往仅能实现低级别的智能驾驶功能。

域控制器架构则规避了这一短板。李平解释,新的架构下原有的ECU退化为单纯的执行器,决策部分集中放在域控制器中完成,软件系统则统一开发,这也形成了软硬件的解耦,主机厂得以实现对整车软件系统的控制开发。另外,特斯拉在电子电气架构中,率先从域控制器架构再进一步,演进为“中央计算+区域控制器”架构。

关于汽车电子电气架构的演进,地平线生态拓展与战略规划副总裁李星宇曾以特斯拉作为典型案例进行分析。

李星宇表示,起初特斯拉ModelS基于功能有了较为明显的域划分,智能驾驶模块横跨动力域与底盘域。到了ModelX,智能驾驶功能进一步扩展成为以Autopilot为代表的域控制器架构,底盘域、车身低速容错及车身域合并形成中央车身控制模块。再到Model3,则变成了中央集中化的计算架构,以HW3.0为底层的计算平台,再加上左右车身控制器,可以覆盖全车的计算和控制。

域控制器量产“前夜”

正如L3级自动驾驶当前尚未落地、整车OTA能力尚未普及,域控制器当前在国内亦未大规模量产。

在“经典五域”的划分中,自动驾驶域、智能座舱域当前往往最受车企

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