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[汽车百科]在这个软件定义汽车的时代,电子电气架构将如何改变智能汽车,哪些场景将会走向现实?

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随着汽车功能需求多样化,车载电子器件数量越来越多,汽车通信网络越来越复杂。为应对汽车电子电气系统设计的复杂性,相应的设计开发理论应运而生-电子电气架构…
我举几个不易察觉的例子吧,典型的示范案例就是48V eitherloop、悬架以及保险的担忧问题。
一、车内以太菊花链接+升级48V
传统车辆的每套信息娱乐系统、灯光和传感器、功能设备与其分属的控制单元,像ECU/VCU之类的控制单元,都需要一组单独的线路用于电源和通信,而如果这些线束打开可以延伸至数公里。但特斯拉在最新的架构中选择在同一条电缆上有 48V、以太网和 CAN 总线,以菊花链方式连接所有组件。省了大量的线束,车身得以减重很多。(当然,Cyber??truck 这辆车仍然安装了一些 12V 设备,这些组件使用 DC-DC 转换器从 48V 电源获取电力。)


二、悬架系统的变迁
很多人觉得悬架系统就是换一根减振器这么简单,如果在软件定义汽车的时代,电子电器架构向域控制器+eitherloop转移的时代,你还这么认为,那么你就是落后中的落后。


如今悬架系统都会根据中央模块进行四轮24自由度的执行,让车身运行得更平稳。所以,这肯定不是换一根减振就搞定了,而是一整套系统,需要增加车身上的感应模块。而且大家今后至少要关注两块板子,第一块是底盘域控制器的板子。


第二是多自由度惯性模块IMU,俗称陀螺仪,但实际上里面没有陀螺,是一种插指型传感器芯片,这种芯片在车身上根据车身信号的中心处的加速度,解算出四轮悬架应该有的阻尼特性从而调整悬架,这是今后悬架的精髓,如果你只换一根减振器,不换中央模块,不光没用,而且还有副作用。


三、隐患与用户困境
先进的技术总会带来用户困扰,尤其是售后方面,随着电子电器结构的升级,汽车会从分布式架构向域控制器集中的架构转变,今后汽车后装市场、改装文化会迎来毁灭性打击,因为电气化时代再不允许修理厂级别的悬架改装或者轮胎低趴了,轮毂参数变化导致轮跳和加速度变化可能都会影响域控制器的中心解算。


另外就是域控制器模式,会让更多利润掌控在OEM主机厂也就是汽车品牌手中,而不是T1供应商了。因为重要的算法集中化,而不是节点化,削弱T1供应商的谈判溢价能力。今后会有更多T1大厂自降身段成为T2。


当然,对用户来说,好处是车辆更加智能,从灯光、车身控制、NOP、内饰舒适度等等都会更加舒适,安心,潜在的坏处是一旦损坏,保费可能会上升。或者说,智能化时代,让保险公司开始审视车辆出现问题后巨额上升的维修成本,进而开始考虑依据车辆智能化程度来收取保费的策略,这是值得普通用户重视的,今后很可能越不智能的车(大灯就是简单的LED不存在智能灯控、悬架都是螺旋弹簧+普通减振、车身没有一体压铸等等)保费会更低,而智能化较高的车,即便20万级别,保费也有可能是5位数且并不是逐年递减的。(比如我觉得银河E8高配前脸的镭射微雕技术就很危险)


这是普通消费者需要注重的,当然,智能化发展是不可逆的,保险行业一定有更好的方式优化保费,不能让自己成为行业发展的拦路虎。
关注老王,有啥问题下方讨论,咱们下期见!
在汽车还处于功能为主的硬件时代,其电子电气架构的设计考虑的主要是车辆应用场景的需求、功能逻辑的实现、网络通讯的拓扑以及整车线束的连接等方面,并通过对功能、法规等约束条件的解读,再结合整车性能、成本等诸多方面的考虑,以此得到最优化的电子电气系统解决方案。
而随着汽车智能化、网联化的发展,汽车电子底层硬件不再是仅提供简单的逻辑计算,而是需要提供更为强大的算力支持,同时软件也不再是基于某一固定硬件开发,而是需要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。因此传统的以硬件为主的电子电气架构转而以软件架构为核心,新架构的本质是为整车提供一个异构的分布式面向服务的中央计算平台。
新架构平台我们可称之为智能化电子电气架构,该架构采用中央计算平台为核心,通过动力数据中心(PDC)在为电子系统分配电源的过程中收集并分发大量原始传感器数据到中央计算平台,中央计算平台对这些数据进行处理以实现自动驾驶等命令。
同时区域控制器为外围传感器提供接口等资源,并提供相应的区域算力,中央计算平台可动态分配算力资源,保证汽车即使在关键部位发生故障的情况下也能安全行驶。该架构以供电和数据为主干,通过双环拓扑以实现冗余网络,其涵盖了汽车电子的软件架构、硬件架构和通讯架构。


电子电气架构--一座海平面下的冰山1.1 电子电气架构是什么
用专业的话说,汽车电子电气架构(EEA,Electrical/Electronic Architecture)把汽车中的各类传感器、ECU(电子控制单元)、线束拓扑和电子电气分配系统整合在一起完成运算、动力和能量的分配,进而实现整车的各项功能。
通俗易懂点就是,如果将汽车比作人体,汽车的机械结构相当于人的骨骼,动力、转向相当于人的四肢,电子电气架构则相当于人的神经系统和大脑,是汽车实现信息交互和复杂操作的关键。




典型的电子电气架构1.2 电子电气架构的意义
电子电气架构决定了智能化功能发挥的上限。用户常用常新体验的下限。
现在买车,都在强调智能。而作为用户能切切实实体验到的就是智能驾驶、智能座舱。而这体验的背后需要强大的传感器、芯片,更需要先进的电子电气架构的支持。
另外一个最直接的感受就是整车升级,升级不再像以前那样的繁琐,升级也开始频繁起来,让车子常用常新,体验新功能的频率也增加了。如果没有先进的电子电气架构做支撑,再多表面智能功能的搭载也无法支持车辆的持续更新和持续领先,更无法带来车辆成本降低和生产研发的高效。
1.3 电子电气架构为什么要演化1.3.1 ECU太多,网络负载太重
智能车时代,要想汽车常用常新,电子电气架构向集中化演进是这一转变的前提。当前较多的EEA架构都是分布式的。什么意思。每个 ECU 通常只负责控制一个单一的功能单元,彼此独立,分别控制着发动机、刹车、车门等部件。


典型的分布式
各个ECU之间通过 CAN(Controller Area Network,控制器域网络)总线或者 LIN(Local Interconnect Network,局部互联网络)或者FLEXRAY总线连接在一起,通过厂商预先定义好的通信协议交换信息。一个车子的ECU的数量从几十个快速增加到 100多个,ECU数量越多,对应的总线的线束长度必将越长,线束重量也相应增加,能超过70kg。这就导致整车成本增加、汽车组装的自动化水平低。而智能化程度的提高,就带来车辆传感器数量的增加,对实时性要求变高。内部通信要求速度高、数据量大。势必要对这种分布式EEA进行集中处理的要求。
1.3.2 ECU各自为政
100多个不同的 ECU 来自不同供应商,不同的硬件有不同的嵌入式软件和底层代码,整车软件实际上是很多独立的、不兼容的软件混合体,导致整个系统缺乏兼容性和扩展性。车厂要进行任何功能变更都需要和许多不同的供应商去协商软硬件协调开发问题,
每新增一个新功能都需要增加一套 ECU 和通信系统,耗时长,流程繁琐。,亦无法通过 OTA(Over-the-Air)来保持汽车软件的持续更新。导致车辆出厂要么就是无法升级。要么只能花时间去4S店单独升级。车辆的驾驶体验无法提高。
无法像手机一样。整体用户功能基于同一套硬件去增加、升级。(你在手机上可以任意下载APP,不用去说给手机增加什么硬件)


迭代成本太高
因此,汽车行业的EEA需要一场大升级换代---学习手机,向域控集中式和中央集成迈进。
1.4 演化到中央集成


电子电气架构的演进
中央集成,它负责连接车上某一个区域内的传感器、执行器以及 ECU等,并负责该位置域内的传感器数据的初步计算和处理,还负责本区域内的网络协议转换。
各个位置域实现就近布置线束,降低成本,减少通信接口,更易于实现线束的自动化组装从而提高效率。传感器、执行器等就近接入到附近的区域控制器中,能更好实现硬件扩展,区域控制器的结构管理更容易。
区域接入+中央计算保证了整车架构的稳定性和功能的扩展性,新增的外部部件可以基于区域网关接入,硬件的可插拔设计支持算力不断提升,充足的算力支持应用软件在中央计算平台迭代升级。
典型的课代表就是特斯拉Model3。


Model3 电子电气架构
Model 3整车四个控制器包括中央计算模块(CCM)、左车身控制模块(BCM LH)、右车身控制模块(BCM RH)和前车身控制模块(BCM FH)四大域控制器。
左车身控制模块负责左车身便利性控制以及转向、制动、助力等。右车身控制模块负责右车身便利性控制、底盘安全系统、动力系统、热管理等。中央计算模块包括自动驾驶模块、信息娱乐模块、车内外通信连接,共用一套液冷系统。自动驾驶及娱乐控制模块接管与辅助驾驶有关的传感器——摄像头、毫米波雷达,将对算力需求较高的智能驾驶、信息娱乐放在一起,便于智能硬件持续升级。
1.5 零跑迈入中央集成时代且更近一步—四叶草
零跑C10上率先开启自家的中央集成式EEA架构。两颗芯片融合四个域,实现极致的中央超算。


零跑的电子电气架构演进


两芯融合四域1.5.1 四叶草的用户收益
这个布置像一个四叶草一样。各自就近处理各自附近信息。四叶草主要可以带来3点好处:
用户能直接感受最直接的就是价格,正式有了中央集成,才使得车厂可以将成本得到降低(ECU数量的大幅减少、线束大幅缩短,零跑1500m行业最短)。车厂的成本控制让利给到用户。“常用常新”。ECU标准化、平台化带来用户无感整车升级。收编了周边的42个ECU到28个,集成化程度更高了。高集成度意味着高效OTA。全车可OTA率提升到96%以上。意味着全车96%的零部件都是可以持续升级的。用户完全无感使用最新状态的C10,首发的舱驾一体将为整车的智能驾驶、智能座舱的体验提到新的高度。以及拥有一台持续升级的车。每个阶段都有新的面貌。用户场景自定义,千人千面。当ECU集成度高的时候 ,用户可以自己定义自己想要的功能。C10有500+的接口预留,目前开放200+。就像堆积木一样,用户可以自己进行组合成自己想要的功能。很期待后面会有怎样的新产品形态。且用户之间还可以相互分享。建立一个用户生态。


千人千面场景20w以内唯一配齐行业智能舱驾4大件
零跑成为20万以内唯一配备智能舱驾4大件“8295座舱+前视800w像素+激光雷达+ORIN芯片”的车型!
2.1 座舱第1大件—首批行业8295芯片上车
C10座舱成为首批8295高通芯片的配备的车型。目前车厂的座舱有8295的仅有奔驰新E级、极氪007、极越01、吉利银河E8、小米和小鹏X9。C10将会成为吉利银河E8之后第二个价格杀入20w以内配置8295车机。


C10配备行业首批8295座舱芯片
是因为从今年开始,8295将成为座舱高端芯片的主流。那对用户到底有什么意义。想想在油车的时候你的2.0L自然吸气发动机突然变成了2.0T的感觉。中间带来的动力差距是完全不同。8295芯片的车型是8155芯片的CPU算力的2倍,AI算力的7.5倍,领先8155芯片。 C10搭载8295芯片在车机系统运行更为流畅了,装再多的App都不卡顿。


海量的生态应用
一个最简单的体验就是语音。在8155之前,市面较多的是将用户的语音引擎放到云端,依靠云端解析,进行结果反馈。导致严重依赖网络。当没有网络或者网络不好的时候,导致语音能力断层式下降。而有了8295,30TOPS的AI算力允许可以将语音引擎放置本地,云端协助。从而保证用户在无论有网、无网的状态自由使用语音交互。保证体验的一致性。
2.2 智能驾驶高阶必备3大件—前视8MP、激光雷达、ORIN
高阶辅助驾驶的入门价格成功拉入20万以内,而20w的市场才是用户量最多的市场!
C10配齐了智驾3大件“前视8MP+激光雷达+ORIN”。进入硬件配置新势力第一梯队。大举进军城市NOA。


激光雷达


第一梯队的智驾配置
全车配备了30个智能驾驶传感器,组成了全车周边360°全感知,换句话说就是,你看到的,车子也能看到。你看不到的,车子也能看到。真正的全维度安全守护。而3件套也都各有各自的上车理由:


30+智能驾驶传感器 360°覆盖前视800万像素。看的更清晰、看的更远、更宽。800万像素的摄像头,就像手机的摄像头一样。大家都清楚,像素越高看的越清晰,汽车里也一样,像素越高,前面的物体就看的越清楚,就越利于系统识别是什么物体;同时,更远的物体也更清晰,可以更早的及时反应,及早发现危险,帮助用户刹车。看的宽,就可以对隔壁插入的车辆更早反应。相比以前100~200万像素摄像头,有效探测距离在100~150m的时候,视场角却只有50°左右,但是800万像素摄像头,却可以在实现200~250m探测距离的同时,还可拥有120°左右的视场角。激光雷达。为L3做准备。激光雷达可以帮助车子更好的处理静态车辆或障碍物的识别,已经成为L2++级别功能的核心传感器,是对于高阶自动驾驶而言,安全驾驶是其重要的一步,在感知环节的传感器冗余能够有限提升车辆的安全冗余,激光雷达将是 L3 及以上自动驾驶的必备传感器。目前主流的新势力车型均已配备激光雷达。具体车型包括小鹏 P5、蔚来 ET7、极狐阿尔法 S HI 和理想 L9、问界车型M7、阿维塔车型11、12等。C10也全面升级,128线的激光雷达为视觉感知辅以最强的支持。轻松看到200m以上的目标。ORIN。C10是20w以内唯一配备ORIN的纯电车型。当前高算力芯片,受到车厂欢迎最多的就是英伟达的ORIN芯片,已经成为高阶智能驾驶的敲门砖。254TOPS的最大算力可以支持视觉大模型,允许让BEV感知模型融合多种传感器(毫米波雷达、激光雷达)识别周围障碍物,生成精准道路模型,这样的话,在通常路口丢失的情况下,依然可以自动通过。提升了2倍的精准度。


BEV感知算法2.3 4大件带来的优秀舱驾融合体验
优秀的硬件配置带来的是优秀的舱驾智能体验。赋能智驾实现了超过25项用户功能。其中最为特别的是NAC功能。C10的NAC(即全时域ACC)导航辅助巡航可以在没有高精度加持下,通过多模态感知大模型识别道路红绿灯、斑马线、车道线曲率及障碍物等信息,自动调节车速,驾驶员全程无需控制踏板,只需控制方向盘。在红绿灯路口、斑马线、转弯等场景自动调节车速,简直是一个人机共驾的合作典范。零跑的城市NOA方式,我觉得是目前最好的“人机共驾”典范。用户掌舵+车子做大副。把方向盘交给用户,车子自己控制加减速。在传统的用户最接受的ACC上面做加法。这才是最聪明且有效的方法!用户更敢于使用,而脚可以完全放松,达到法规情况下的用户能接受情况下的智驾最优解。这是我一直期待的辅助驾驶功能。期待落地的表现。


高阶智能驾驶

0
而在高速情况下,C10同样具备NAP高速智能领航,可以实现6种场景的自主控制:自主加减速、自主上下匝道、自主调节车速、自主弯道减速、拥堵防止加塞、自主避让施工。基本涵盖了用户在高速上遇到的大部分场景。让C10轻松晋级NOA家族成员。


零跑进入NOA时代总结
零跑C10是零跑最先进技术的集大成者。一贯的技术沉淀给行业贡献了一个20万以内智能座舱和智能驾驶结合的一流选择!
年轻人是一群愿意尝试愿意体验的群体,而这个时代智能化为汽车重新驾上翅膀。极致的智能化性价比或许会是当代年轻人消费群体的首选。
而一些很创新的智能驾驶功能,将会为行业和用户提供全新的、轻量化的智能驾驶体验!
随着消费者对于汽车智能化功能(智能座舱、智能驾驶)需求的日渐增加以及软件定义汽车、移动出行空间理念的逐步深化,解锁了整车对于智能传感器、芯片算力、软硬件解耦的需求,车企在整车层面也加入了更多的要求,“座舱体验更流畅”、“智驾算法更精准”、“娱乐系统带宽更强大”等等。这一切的一切,能够实现的基础离不开汽车电子电气架构的支撑,电子电气架构决定了汽车智能化的上限,当然也决定了汽车尤其是智能化汽车安全的上限。智能新能源汽车的电池安全是一个不可忽视的领域,电子电气架构的变革所带来的CTC技术的发展让电池更安全、更耐用。零跑汽车自研的四叶草电子电气架构引领了汽车动力总成的变革,将电池安全提升到了一个更高的层次。


电子电气架构的“昨天、今天与明天”
电子电气架构在智能汽车中的作用是至关重要的,它负责整合汽车中的各类传感器、ECU、线束拓扑以及电子电气分配系统,以此完成整个汽车运行过程中的运算、动力与能量分配任务,进而实现整车的各项功能。
电子电气架构的成长史就是汽车智能化的进化史
随着汽车技术的不断发展,电子电气架构也在不断的演进,以适应各个时代汽车的发展。在最初的分布式架构中,车辆上的每个电控单元(ECU)与实现的功能都是一一对应的,也就是我们常说的“一把钥匙配一把锁”,然而随着汽车功能的不断增多,这种架构下ECU的数量也明显增加,直接提高了车辆通信与布线的复杂度,导致车辆的电气系统可靠性极低;为解决以上问题,域集中式架构就应运而生了,明显的特点就是ECU开始集成多项功能,原本有两个或两个以上ECU分别执行的功能被合并在了一个控制器上,该架构引入了“域控制器”的概念,实现了多个ECU的集中管理,明显减少了线束的长度和重量提高了电气系统的可靠性。


高度集成化成为了电子电气架构发展的“主旋律”。如今消费者对于智能汽车的功能以及性能需求不断提高,中央集中式架构成为了首选,在该架构下,域控制器将会进一步集成,并统一纳入到一个“Brain(中央计算器)”中,功能与执行元件将不再一一对应,而是由中央大脑按照需求直接指挥各执行器,进一步提高了汽车的智能化水平。
电子电气架构决定汽车智能安全上限
电子电气架构的高度集成化实现了车辆软件与硬件的协同工作,通过主动控制技术精确控制车辆的加速、制动与转向,可以更有效的管理车辆的动态特性,保证了车辆的操控性与稳定性。尤其对于汽车电池安全来讲,意义更加深远,电子电气架构中的电池管理系统、热管理系统以及能量管理系统可以实时对电池进行高效的在线监控、温度控制与能量精确管理,从而确保电池的安全可靠性。


从“昨天”的分布式到“今天”的域控式再到“明天”的中央集中式,电子电气架构正一步步增强着汽车的智能化程度、安全程度。通过高度的零部件集成化、控制主动化,让汽车具备了主动感知、主动控制的能力,全面革新着汽车的安全能力,最大程度的满足用户对智能汽车更高的安全要求。
电子电气架构的变革催生CTC技术的发展
电子电气架构不断集成化的发展催生了电池系统的集成化,电池系统也从第一代标准化模组发展到第二代的CTP(大模组、去模组化)技术,再到第三代的CTC(电池集成于整车)技术。CTC技术也因在电池安全、电池布局效率层面的巨大优势成为车企重点发展的关键技术。
电子电气架构发展引领电池技术变革
为缓解用户的“里程焦虑”,提升整车带电量或选择更高容量的材料体系成为了加速汽车“电动化”的关键。在化学材料改进、创新量产的前夜,提升整车带电量的电池系统物理结构变革成为了发展的重点。


传统的电池包是由电芯组成模组,再由模组组成电池包,随着相关配套技术的提升和电池成组效率要求的提高,小模组开始逐渐向大模组方向演变,而后出现了CTP形态,电芯跳过了模组的环节直接构成了电池包,大幅提高了电池的成组效率以及空间利用率,再后来出现了CTC形态,直接将电芯和车辆底盘集成到一起,并能通过智能化的动力域控制器优化动力分配以及降低能耗。


CTC技术的优越性
日常生活中对于新能源汽车因碰撞事故导致自燃的时间我们也是了解的,一般在碰撞事故中,多数是因为电池受到冲击造成内部的电芯挤压变形或者是高压连接部件的断裂、短路,从而发生电池起火、爆炸的情况。
CTC技术将电池集成到车身结构中,与底盘形成了一个整体,这样的结构一体化设计大幅提高了车身与电池结构的整体强度、优化了碰撞能量的吸收与分散,能够有效的抵抗碰撞时的冲击力,既降低对乘员的伤害程度,又减少电池受损的风险;此外CTC技术减少了电池组与底盘之间的连接部件,减少了潜在的故障发生点,从而降低了因碰撞事故引起的电池泄露、起火和爆炸的安全风险;CTC技术在车身结构与电池布局上的优化设计,进一步提高了电池的空间利用率,使车辆能够在有限的电池内部空间获得更高的电池容量以及更佳的性能表现。


零跑四叶草架构赋能电池安全
零跑四叶草中央集中式架构的高集成度与CTC电池底盘一体化技术独特设计的六大法宝的结合,让车辆的电池安全上升了一个维度,强强联合达到1+1>2的程度。
四叶草架构与CTC2.0技术完美结合
四叶草架构,这个以“均衡”为核心理念的架构,就像一位严谨细致的乐队指挥,将车辆的各项性能指标统一调度,实现了从动力(底盘)、车身到智能驾驶、智能座舱的全覆盖,为车辆的高性能与高安全提供了坚实的基础;CTC2.0技术则如同一位技艺超群的乐手,以其独特高超的技艺,为这场交响曲注入了鲜明的个性,将电池、底盘集成化设计,实现了更高的空间利用率和电池容量,不仅提升了车辆的续航里程,还通过巧妙的结构设计使电池系统更加安全。


四叶草架构为CTC2.0技术提供了更广阔的施展空间,CTC2.0技术则为四叶草架构注入了全新的活力,这种结合不仅展现了零跑汽车在电动汽车技术领域的深厚底蕴,更是为广大消费者带来了前所未有的驾乘体验与安全感,两者之间相互作用、相互互补,共同演绎了一场全新的汽车技术交响曲。
新架构让电池更安全、更耐用
电池安全最大的问题就是热失控、热蔓延,引发电池起火爆炸、车辆自燃也是这个原因。当电池内部的热量积累到一定程度的时候,就有可能导致电池内部的化学反应失控,从而产生更多的热量,而这种热量如果得不到有效地控制和疏散,就会出现热失控、热蔓延问题。


零跑多年的电池底盘一体化技术自研在解决这个问题上颇有心得,其采用“源、视、隔、阻、疏、冷”六大技术法宝,从电芯的安全选型、电池的超前预警、航空纳米复合材料的热源阻隔、可燃物阻止喷出、极致的内部管道排除内部压力到智能热管理、BMS管理实现快速冷却的电池全使用周期的安全防护。最关键的两大技术成就是预测式智能热管理以及AI BMS大数据智能电池管理系统,在新架构的加持下,能够实现电池全生命周期的健康监测、能量智慧管理以及基于AI自学习的线上线下安全预警联动,不仅能在发生事故后保证电池不起火、不爆炸,还能在事故发生前提前预测,提前做好相关措施,从而大幅降低电池的热失控风险。


写在最后
综上所述,电子电气架构的发展对于提升汽车的安全性能是有利的,电子电气架构的集成度越高,整车零部件数量越少,汽车智能化控制的程度也就越高,带来的就是汽车越来越安全。尤其是对于新能源汽车的电池安全来说,电子电气架构的集成势必会带来电池相关零部件的集成,也就是CTC技术的发展,它意味着电池、电驱、电控、车载充电机、底盘等部件的高度集成,利用智能化的动力域控制器进行控制,可以实现动力优化分配、降低能耗的目标。零跑自研的CTC2.0技术可以说将四叶草电子电气架构的优越性与电池安全做了紧密的结合,热失控720min无蔓延加上独特的预测性智能热管理系统,用户尽可能的远离了车辆碰撞引发的电池热蔓延问题,让用户的智能电动汽车用车体验更加安全、舒适、智能。
在这个软件定义的时代,电子电气架构将如何改变智能汽车,哪些场景将会走向现实?让浪漫得到体现,让智能代替人工『驾驶』。大家好,知乎愉快!
让科技唾手可得,让浪漫得到实现
曾经以为黑科技很深奥,隔自己隔得很远也没办法使用,现在有了『白科技』。让黑科技变得更简单,让科技也变得更简单,唾手可得,尽在眼前,触手可及。


白科技就是黑科技的反义词,黑科技,很科技,很时尚,很梦幻,但是它有一定的难度。
所以就有了后来的白科技的说法,白科技就是让科技变得更加简单,许多人都可以使用在智能场景,或者是智能驾驶体验。


中控大屏得到体验 完美视觉
完全都可以在一块儿,中控大屏上得到体验。而这款中控大屏也做的,特别的多样化,有一连屏的,有三联屏,也有鱼屏的。还有可调节中控屏的,可翻转的。


这就是科技,所以有的汽车在设计的时候,为了满足一些情怀车主的需要,他们也配备了一些实体按键。
让大家可以找到曾经的感觉,值得一提的是,新能源汽车起步很快。如果是燃油车的车主,在切换新车,切换场景的时候,一定要注意一点。


再说一个空调,车上的空调也有多种模式的切换。听过一个UP主的分享,他说空调也有白噪,也有降噪,可以选择自己适应的,能适合的系空调系统场景。
浪漫来了,准备好了吗?
来说说让浪漫得到体验,这里就是全景天窗和天幕。全景天窗可能大家比较了解一点儿,就是360度的全景天窗是一块儿的。


天幕的感觉又不一样了,天幕它有三个横柱,这样的设计,可以提升车顶的安全指数。不好的就是很热,特别是夏天的时候。


所以,有客户有需求,就会有解决方法。大家都说可能要安装一块遮阳帘,或者是其他的给予一个私密的空间。比如说大家在自驾的时候,突然天热了,或者是想换套衣服,这样就不太安全了,特别是女生。


2010年以后,随着移动互联网普及和新锐特斯拉的发展,我们看到从电动汽车快速进入个人消费市场,使得汽车产业带来了重大的发展变革和历史机遇。,从目前的演变趋势来看,很多地方都会带来改变,这里既有传统动力总成转向电动汽车独特的东西。比如今年通用汽车不止一次在各个场合提到,新一代电子电气架构Gl-o-b-al B将为“未来汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及Su-p-er Cr-u-i-se 技术升级提供系统支持,并为通用推出真正的「智能汽车」奠定了基础。“这篇文章也重点探讨一下,目前被全球主要的企业所重视的电子电气架构的变化和演进,到底给汽车这个产品能带来什么样的东西。
1)汽车企业折腾电子电气架构是为什么?
汽车的基本功能是驾驶,如同手机的基本功能是电话联络一样,在目前电子和IT技术发展迅速的时代,汽车里面的电子和IT网络的技术发展只能说还不够快。特斯拉的快速发展,一方面体现出车企在满足消费者对于汽车非驾驶方面的功能诉求还没有被充分挖掘出来,另一方面也体现出消费者对于新兴的自动驾驶、交互设计和那些数字化的好玩的功能的相对宽容。这使得传统整车企业的领导层都感受到了技术的发展对于自身开发的压力,特别是受到以快打慢,讲究体验和迭代的IT,互联网巨头竞争的压力。顺应消费者的诉求,整个汽车行业也不得不快速与数字世界融合中,不管从研发,制造到服务都处于数字化的演变中。车企想要从用户体验出发设计整车功能,想要试图把数字化生活拓展到车上,使得车辆成为数字化生活的一部分,并且借鉴Ap-p-le模式来开发整车(Ap-p-le有自己的用户体验/UX设计,以及封闭成熟的iOS系统,性能领先的处理芯片),车企能做的首先是改变一台车的电子电气架构。
电子电气架构是车企定义的一套整合方式,是把汽车里的各类传感器、ECU嵌入式控制器、线束拓扑、电子电气分配系统整合在一起的一个组合,实现整车的配置与功能,车辆功能运算和动力、能量的分配等功能。这个工作,从欧洲企业开始,从最早的大众汽车的MEB汽车架构,其他几家汽车企业(大众、宝马、奔驰和沃尔沃)就开始了在汽车EE架构和新的基于车载高性能计算平台上的开发工作,这种改变一方面是由于特斯拉在很多方面跳跃式的开发方式,另一方面欧洲的豪华车企敏锐的感受到消费者对于消费电子特别是手机的使用,对未来心目中炫酷和豪华的汽车,从现有基于动力总成、内饰等等比较传统的开发模式,在电子化+网络化+智能进化是有相似的期待的。
我们能看到的就是软件和功能的集中,从原有的分布式兼容的EE架构,往跨领域的集中式EE架构,演化成由全车功能分配出发,基于车载计算平台(边缘计算和云计算结合)的车辆一体化的EE架构。从目前已经公开的表态中,大众集团推进的最为迅速,计划从传统的一辆MQB的车辆架构有近70个ECU,数量削减到3-5个核心的高性能车载计算平台(HPC)。通过对这几个核心的HPC掌控,大众会把自己车辆的软件功能从传统的外包模式转向内部开发,把原有的依赖于200个供应商不断把软件转化成围绕自己VW.OS的操作系统,把所有的汽车平台的差异迈向由软件定义。从战略上来看实现功能的软件的形式和功能和质量有效地决定了驾驶和拥有车辆的体验,这是在智能家居、智能手机和其他面向消费者的产品共同的特征,而且一旦大众集团试验下来做法行得通,这样的做法将会迅速在欧洲和美国的汽车企业里面流行起来,所有有雄心的车企都希望牢牢控制决定产品个性化的核心技术,每个企业都会把自己的汽车产品依托于一个智能的可演化的汽车电子架构,这也是车企开始折腾这个东西的根本原因。
电子电气架构的演变
2)电子电气架构是什么?它的发展趋势是什么?
电子电器架构的需求慢慢朝个人数字生活需求转变,其主要的理念是基于“Ma-aS”的理念。
过去:在传统的电子电气架构中,会根据功能划分在不同的模块领域,如动力总成、信息娱乐、底盘、车身等,这样分配的目的一方面可以把功能进行简化,也能在各个领域里面找到最优的供应商。每个控制器的设计基于特定的功能,并通过CAN总线传递信息,实现整车的功能。这样的架构方案最大的特点是功能划分明确,可以通过预先的设计严格明确界限,所有的历史继承性工作也强,每个模块的独立性较强,需要有变革选出一部分东西予以更新就可以了。这种模式的缺点也是模式的上限不够,模块太多而且可控性不强
现在:在进入集中式架构中,使用领域划分的方法,把从属相关的部分尽可能进行整合,以几个大单元为单位打破模块内的功能划分。特别是通过系统和软件层面的集成,把原有的硬件配置打破,中间的域控制器成为一个领域内的主要计算和调度单位,把它的核心能力分配给整个领域使用。这个方案的特点,主要是受制于大规模生产下,不同的平台的模块在空间布置上是有物理限制的,基于一个领域的划分在车辆物理空间上未必是最优的分配,想要大规模的推广使用,其实受到了车型的实际限制。
未来:这就是围绕着区域,围绕着更大范围内的计算平台的搭建,通过一个或者若干个核心的计算平台,车企可以把它作为一个核心的基础,在上面构建一整套完整的软件系统。(我们可以看成是手机的主板)
目前,汽车企业的电子电气架构都是围绕一个强有力的通信架构和整车级”计算平台“的两项内容而来的。从平台上来看,整车企业在做架构更新的第一步,是重新审视哪些东西应该放在一起,哪些需要独立分布,哪些需要频繁升级更新,目前
车企比较一致的想法是分为三块:
HCP的演化也在域控制器上面有很大的空间
自动驾驶计算平台:根据L3-L4的不同的需求来确定到底需要几个HCP AD
车辆基础计算平台:这个就是我们能想象到的原有的车身控制、热管理控制、通信控制等等一系列原有分散在各个基础ECU的总控制,通过和交互的来实现对于整个车辆功能的总控制
信息和通信计算平台:这个则是面向于车主和乘员交互的那部分,还承担着非常重要的信息安全的工作
在接近演变的终局,这三个基础的单元可能统一为一个。
有关于2和3之间的功能分配,每家有差异,也有把这两个直接放在一起,整合成一个完整的HCP的企业
Zo-ne架构下最终演变成一个最有力的计算平台
围绕计算平台和传统模块之间的通信,主要是基于以太网为主干网络来进行的,大量数据通信需要依赖于确定性网络数据调度设计,保证控制系统时延要求。
3)在架构下面的工程开发模式演变
在这样的趋势下,如果汽车企业的转型顺利的条件下,汽车企业会越来越多和手机企业一样发布操作系统、发布软件开发者大会这样的状态来迎接数字化转变。我们能看到随着车辆平台的差异化从结构件、动力总成件,转化成软件的变化,意味着原有的整车开发模式就变得更为简化和缩短,车企自身的人力资源从项目管理、供应商管理和系统开发管理,往软件开发过渡。而且最重要的事情,车企并不会坚持原来的V模式、原来的非常确定的组织形式来开展工作。
开发模式的转变
传统的供应商与OEM的合作模式已经发生变化,Ti-er1不是提供一个完整的系统,把软件和硬件绑在一起。汽车企业通过自身的人力资源和周边的受控的第三方软件供应商会更多参与进来, OEM在系统开发中会担当核心的角色,来更多的购买功能软件和进行整合,未来的成功将来自于全产业链的核心技术整合。而这里面最重要的就是汽车软件中心的架构,如下图所示大众汽车是面向组织不同的产品序列,不同的领域里面的内容。从某种意义上,部分原来Ti-er1和Ti-er2的软件能力都给这个车企的软件中心给吃掉了。
汽车企业的软件中心架构
小结:谈汽车电子电气架构是车企的第一步,随着开发的深入进行,谈操作系统、软件更新和生态链的日子,可能在未来的3-5年是可以看到的。我们也能预测目前的电子电气架构是一个阶段性演进的产物,是随着车企的战略目标进行演进的。










汽车的革命性转变是从动力转变开始的,
燃油车以汽油为动力,是从传统的机械工程路径出发,打造一个机械产品;而新能源电动车是从信息工程出发,打造一个智能移动终端。
虽然汽车还是那个出行工具,但其底层逻辑已经完全不一样了。
如果说工业革命彻底改变了人类的生活方式,那么,工业革命大体可分为两次。
第一次是以蒸汽动力为核心的机械革命,第二次就是以电能为动力核心的信息化革命。两次不同的工业革命里面所创造的生产力是完全不一样的,信息化革命所能带来的生产力的提升,是倍之于机械革命。
所以电子电气架构,在新能源汽车上所能实现的功能,将会大大超过传统的机械架构汽车。


至于智能汽车将会怎样影响驾驶场景?那一定是全自动驾驶。
逻辑其实很简单,从汽车诞生之初起,交通事故就成了人类伤亡的重大因素,并且,随着汽车工业规模的扩大,这种因素的比率还在上升。
因此,近年来,安全也成为了汽车的核心诉求。
而道路的情况是复杂多变的,驾驶员的素质与驾驶技能各不相同,心态也并不是每时每刻都稳定,而每个公共交通的参与者,不是说你不惹别人,事故就不会找上你,所以要对交通工具的行为模式标准化。
虽然交通法规、绿灯或者交警,都一直在强化这种标准,但执行这种标准的,却是每个不标准的驾驶员。
从工程学的角度来说,机器的执行会比人更加的冷静稳定一致,举个不那么恰当的例子:一个中餐的好与坏,主要在于厨师,而厨师这种技能需要长时间的学习与磨练,高水平的厨师太少了。
而西餐的餐饮文化则更加的工业化,所以,肯德基和麦当劳能够快速简单复制,在北京吃的汉堡包,跟在纽约吃的汉堡包味道是差不多的。
而中餐则很难形成全球连锁品牌,这就是执行者效率之间的差距。
所以我想说的是,很多交通事故的发生,是因为驾驶员行为的不标准。


全自动智能驾驶也只有在电气构架下才可能完成,传统燃油车的电瓶太小,支撑不了电子元件所需要的能量。
虽然目前全自动驾驶技术并不成熟,相关的法律法规也不完善,但这必将是智能汽车的发展趋势,如果新能源汽车不能智能化,如果只是单纯的将动力从石油过渡到电力,则新能源汽车并不具备强大的竞争力,被替代是迟早的事儿。
从整个市场层面来看,智能汽车的目标是全自动驾驶,也要成为城市智能化交通的一部分。


谈汽车电子电气架构的演进,特斯拉是绕不开的,特斯拉开启“以软件定义汽车“的时代,汽车向移动的智能终端进化。


与传统车企最大的不同,特斯拉可以像智能手机一样进行系统升级(OTA),传统车企的OTA只局限于车载信息娱乐系统中地图等功能,却无法像特斯拉一样对车内温度、制动、充电等涉及车辆零部件的功能进行远程控制或升级。其背后更深层次的原因,在于两者底层的电子电气架构(Electrical/Electronic Architecture,EEA)完全不同。
为何升级汽车电子电气架构?
什么是电子电气架构?为什么要升级?简单来讲,电子电气架构就是把汽车里的各类传感器、中央处理器、线束拓扑、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,实现整车的配置与功能,以及运算和动力、能量的分配。电子电气架构是伴随汽车功能的增多而演变。
回溯至1950年代,汽车已经初步具备了电气组件,包括12V系统、环形端子,织布绝缘材料等等,属于最弱的电子电气架构。
从 60 年代到 90 年代,随着音频设备、照明设备、排放电子模块、线束定位、密封连接器的先后出现,特别是2000年代新的架构标准、数据和通信协议、相关法律法规的出台,汽车电子电气架构的复杂度达到了全新的高度。
当下,汽车“四化“,正引领汽车行业发生重要变革,汽车功能越来越多样、复杂,电子电气架构也在不断变革之中,逐渐从分布式架构到集成式架构演进。在分布式阶段,车辆各功能由不同的单一电子控制单元(ECU)控制,一辆车往往分布着上百个ECU;到了集成式阶段,ADAS、车身控制、多媒体等功能可以通过域实现局部的集中化处理。


博世的电子电气架构技术战略图
如今,技术的迭代速度加快,传统的分布式电子电气架构难以承载汽车的复杂功能,极大地影响了用户体验。以传统的汽车供应链为例,整车企业高度依赖博世、德尔福(现为安波福)等一级零部件供应商提供的ECU,但不同的ECU来自不同的供应商,有着不同的嵌入式软件和底层代码。
但分布式的架构在整车层面造成了相当大的冗余,而且整车企业并没有权限去维护和更新ECU。在这种关系下,一级零部件供应商的研发周期与2~3年的车型研发周期相匹配,传统汽车的软件更新几乎与汽车生命周期同步。那这样的架构如何支持汽车所需要增加的功能?
向集成式电子电气架构进化
特斯拉横空出世,以全方位的创新,加快了汽车行业电子电气架构的迭代速度。特斯拉采取了集中式的电子电气架构,即通过自主研发底层操作系统,并使用中央处理器对不同的域处理器和ECU进行统一管理。这种架构与智能手机和PC非常相似。
若按照德尔福(现为安波福)以不同功能域集中控制ECU的划分思路,汽车电子电气架构分为五大域:车身与便利域;信息娱乐系统域;底盘与安全域;动力总成域;高级辅助驾驶系统域。
而特斯拉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)。其中CCM将IVI(信息娱乐系统)、 ADAS/Autopilot(辅助驾驶系统)和车内外通信3部分整合为一体,CCM 上运行着X86 Linux 系统。BCM LH 和 BCM RH 则负责车身与便利系统、底盘与安全系统以及动力系统的功能。
其好处更是显而易见:
①服务附加值提升。实现整车OTA功能后,特斯拉可以通过系统升级持续地改进车辆功能,软件一定程度上实现了传统4S店的功能,可以持续地为提供车辆交付后的运营和服务。传统汽车产品交付就意味着损耗和折旧的开始,但软件OTA赋予汽车更多生命力,带来更好的用户体验。自2012年Model S上市以来,特斯拉软件系统至今进行了多次大更新,平均几个月一次小更新,已经累计新增和改进功能超过50项,包括自动辅助驾驶、电池预热、自动泊车等功能。
②算力集中化。可以真正地实现硬件标准化和软件开发重复利用,既实现供应商可替代,也可以大大缩短软件迭代周期,同时为日后第三方软件开发扫清了障碍。车辆将成为移动的智能终端,同时大量计算工作可以集中至车载中央处理器甚至云端,减少了内部冗余同时车联网协同成为可能。
③内部结构简化。车载以太网开始取代CAN总线结构,半导体集成使得特斯拉可以精简内部线束结构。Model S 内部线束长度长达3 km,Model 3 只有 1.5 km, Model Y上特斯拉的计划是将线束长度控制在100 m。线束结构的精简可以使特斯拉的生产效率进一步提高。
当然,现实情况仍是,许多整车企业还在用分布式的电子电气架构。伴随汽车越来越智能化,ECU的增长终将迎来爆发,这种分布式的ECU架构如果无限制扩张,势必面临着巨大挑战。例如,ECU的算力不能协同,并相互冗余,产生极大浪费;分布式的架构需要大量的内部通信,客观上导致线束成本大幅增加,同时装配难度也加大。
整车和零部件企业在该领域的创新
响应新趋势,部分整车企业和零部件供应商也开始思考面向汽车自动化、电气化、互联化的智能电子电气架构设计。


安波福智能汽车架构
安波福提出了“大脑”与“神经”结合的智能电子电气架构。其中,安全网关处理器、自动驾驶处理器以及中央处理器,这三个处理器构成了“大脑”,负责处理所有的运算,包括自动驾驶、娱乐系统、信息系统需要的运算。“超级大脑”需要大量的数据传输、能量传输,安波福在架构中引入“神经系统”的概念:一类是数据传输系统,负责数据传输的神经系统;另一类是传递能量的系统,甚至在能量传递系统中设置了备份系统,保证车辆在运行过程中能量不会丢失。
通用汽车最近也推出了通用新一代电子电气架构 Global B,旨在处理随着汽车变得更智能而带来的大量必不可少的数据负载。新一代电子电气架构将为通用下一代汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及 Super Cruise 技术升级提供系统支持。其每小时能够处理多达4.5 TB数据,比目前通用汽车电子架构的运算能力增长5倍,大约相当于500部电影,与此同时支持OTA升级。该架构将率先搭载于2020款凯迪拉克CT5。


通用新一代电子电气架构
未来,自动驾驶要求更高的算力和更多传感器件,汽车内部的快速电子化让传统汽车电子架构不堪重负,对于未来汽车电子架构来说,更应该做减法了。尤其式5G技术的引入,将加快电子电气架构演进。
如果网络带宽足够宽,延迟足够低,这一趋势将会更加明显:算力向中央集中,向云端集中,汽车电子架构的演进也正朝着集成式,甚至服务器式这一方向前行。这方面,大陆集团已开发了车载服务器,其高性能计算机是用于预定义功能的应用软件和第三方软件及服务平台,凭此可实现新的移动概念,可增强终端用户体验。
回顾汽车产业发展历史,汽车产业经历了从机械时代到电子时代到如今向软件时代 迈进的发展历程。上个世纪 80 年代以来 ECU 开始不断上车,汽车行业以 Tier1 为 中心通过增加 ECU 来提升车辆功能,这一过程中汽车软件以和硬件深度耦合的方式得到发展;现如今,各汽车企业生产的不同车型的硬件配置已逐渐趋同,成本和功能改善空间有限,而新能源和智能化逐渐获得成功,汽车软件开始成为车企打造 差异化的核心要素,汽车行业逐渐迈向软件定义汽车(Software Defined Vehicles, SDV)的时代。
整个汽车行业都在向智能化转型。不同于传统汽车,智能汽车通过全新的软件技术, 能够为车主创造丰富的可感知价值和更安逸的驾驶体验。近年来,全球越来越多的 整车厂、零部件厂商以及谷歌、苹果、百度等科技公司开始投入智能化汽车的研发 中来,智能汽车正在快速抢占汽车市场。就自动驾驶功能举例来说,全球主流车企 正密集研发 L3 级以上自动驾驶,未来自动驾驶的搭载率及自动驾驶等级将不断提升。
汽车产业最重大的变革是从电动化开始的,但变革没有就此止步。在智能化、网联化的快速发展下,汽车软件作为智能汽车打造差异化用户体验的关键,已成为产业竞争的焦点和价值增量的主要来源,“软件定义汽车”的时代已经来临。
根据乘联会的数据,在2023年上半年,全国新能源汽车 L2 级以上辅助驾驶装车率已经达到 39.0% ,其中 16-24 万车型为 49.7%,而 24 万以上车型更是接近 80% 。也就是说,智驾已经成为新能源汽车用户离不开的基础配置。


因此智能化目前已经是一种趋势,不管我们喜不喜欢TA都要来了,那么电子电气架构将如何改变智能汽车,哪些场景将会走向现实?
我们了解以下零跑汽车的智能化如何与电子架构完美结合的?


经过多年沉淀,零跑已实现整车成本70%的自研自造能力。如今,零跑的平台架构5年实现3次迭代,从2019年的分布式电子架构(Leap1.0)转向2021年的域集中式电子架构(Leap2.0),再到现在的中央式电子架构(Leap3.0)。


如何落地呢?就是如何成为现实呢?零跑现已具备智能电动的全套解决方案,CTC 2.0以及油冷电驱2.0也将于今年陆续推出。零跑开放基于“四叶草”架构的四种技术输出商业合作模式如下:


通过技术共享,零跑目前已在多个领域收获外部订单,当前具备四种技术输出商业合作模式。模式一,基于“四叶草”架构及周边控制器(含车灯、摄像头、雷达等)的技术共享;模式二,基于“四叶草”架构、周边控制器及电池、电驱的技术共享;模式三,基于下车体(含电子电气架构、电池、电驱)整体交付的技术共享;模式四,基于整车级合作的技术共享。
以上就是我今天与大家分享的全部内容,我是你的朋友,一位愿意分享有关汽车的知识,我是实战专家老鲍,一位乐于分享知识的两孩奶爸,成功路上,携手同行。I'm Bao, a practical expert, a two-child dad who is willing to share knowledge. On the way to success, we willgo hand in hand.
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