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EE架構(gòu)與計(jì)算平臺(tái)行業(yè)研究:車企EE架構(gòu)演進(jìn)的三個(gè)階段
時(shí)間:2022-10-21  瀏覽次數(shù):663

  目前車企主要集中在域集中架構(gòu)階段,如大眾的E3架構(gòu)、長(zhǎng)城GEEP3.0架構(gòu)、比亞迪的E平臺(tái)3.0架構(gòu)、吉利的SEA架構(gòu)、小鵬的EE 2.0架構(gòu)等都是典型的域集中架構(gòu)。

  集中化E/E架構(gòu)是汽車電子電氣架構(gòu)發(fā)展的必然方向,從已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的車型看,現(xiàn)階段主要是域集中式EEA,經(jīng)典的五大域控分別是動(dòng)力域,底盤(pán)域,車身域,智駕域,座艙域。但是受技術(shù)門(mén)檻、多樣化配置梯度、消費(fèi)習(xí)慣等因素的限制,完全實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)域架構(gòu)和中央架構(gòu)存在一定困難,“分布式ECU+域控制器” 的域混合架構(gòu)會(huì)是短期內(nèi)的一種常態(tài)。

  目前大眾、寶馬、吉利極氪、華為、偉世通等的電子電氣架構(gòu)采用三域EEA方案,主要包括智能駕駛域、智能座艙域、車輛控制器域。

  大眾:已經(jīng)從MQB分布式電子電氣架構(gòu)升級(jí)到MEB(E3)域集中電子電氣架構(gòu),E3架構(gòu)包括車輛控制(ICAS1)、智能駕駛(ICAS2)、智能座艙(ICAS3)等3個(gè)域控制器,不具備整合能力的底盤(pán)、安全氣囊等模塊掛在ICAS1下。目前,ICAS1和ICAS3已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成,并在ID.3、ID.4等車型上搭載,ICAS2尚未開(kāi)發(fā)完成。

  在軟件架構(gòu)方面,E3架構(gòu)采用面向服務(wù)的架構(gòu),使用CP和AP服務(wù)中間件來(lái)實(shí)現(xiàn)SOA通信;在通信架構(gòu)方面,E3的骨干網(wǎng)采用以太網(wǎng)。

  華為:在CC架構(gòu)上推出了智能座艙(CDC)、整車控制(VDC)、智能駕駛(MDC)三大域控平臺(tái),并推出了相關(guān)的開(kāi)放平臺(tái)和操作系統(tǒng),如自動(dòng)駕駛操作系統(tǒng) AOS、鴻蒙智能座艙操作系統(tǒng) HOS 和車控操作系統(tǒng) VOS。

  在通信架構(gòu)方面,CC架構(gòu)設(shè)置了3-5個(gè)VIU(車輛接口裝置),所有執(zhí)行器和傳感器接入分布式網(wǎng)關(guān),并組成環(huán)網(wǎng),在單個(gè)環(huán)網(wǎng)故障的情況下其他三個(gè)環(huán)網(wǎng)仍然可以保持運(yùn)作,有效提升了安全性。

  接下來(lái),中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制器的準(zhǔn)中央架構(gòu)是車企下一步的發(fā)力方向,通過(guò)SOA將不同域控進(jìn)行算力共享,達(dá)到類似一個(gè)中央計(jì)算平臺(tái)的作用,如長(zhǎng)城即將在2022年推出的GEEP 4.0架構(gòu)、一汽紅旗在2021年發(fā)布的FEEA3.0架構(gòu)(2023年量產(chǎn))都屬于準(zhǔn)中央架構(gòu)。

  特斯拉的EEA架構(gòu)發(fā)展最為領(lǐng)先,至少領(lǐng)先傳統(tǒng)車企5年左右,Model 3 的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)標(biāo)志著特斯拉進(jìn)入準(zhǔn)中央架構(gòu)階段,包括中央計(jì)算模塊(CCM)、左車身控制模塊(BCMLH)和右車身控制模塊(BCMRH)三大控制模塊,基本實(shí)現(xiàn)中央集中式架構(gòu)的雛形,自研的Linux操作系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)整車FOTA,通過(guò)以太網(wǎng)骨干網(wǎng)絡(luò)通信。

  特斯拉的準(zhǔn)中央E/E架構(gòu)已帶來(lái)了線束革命,Model S/Model X整車線整車線公里,Model Y進(jìn)一步縮短到1公里左右,特斯拉最終的計(jì)劃是將線米。

  從發(fā)展趨勢(shì)看,汽車E/E架構(gòu)最終會(huì)向中央計(jì)算架構(gòu)演進(jìn),將功能邏輯集中到1個(gè)中央控制器。從主機(jī)廠的規(guī)劃看,長(zhǎng)城計(jì)劃在2024年推出中央計(jì)算架構(gòu)GEEP 5.0,長(zhǎng)安也計(jì)劃在2025年完成中央域架構(gòu)的開(kāi)發(fā)。

  從傳統(tǒng)車企的E/E架構(gòu)方案看,目前國(guó)內(nèi)外大部分主機(jī)廠已經(jīng)從分布式架構(gòu)演進(jìn)到域集中架構(gòu),并紛紛將準(zhǔn)中央架構(gòu)作為未來(lái)3-5年的研發(fā)和布局的重點(diǎn)。準(zhǔn)中央和中央集中式架構(gòu)可以有效減少控制器和線束的數(shù)量,促使汽車的軟硬件進(jìn)一步解耦,成本持續(xù)下降,為了跟上整車技術(shù)升級(jí)的節(jié)奏,OEM加快布局準(zhǔn)中央架構(gòu),引入SOA架構(gòu)、布局中央計(jì)算平臺(tái)等成為重點(diǎn)發(fā)力方向。

  長(zhǎng)城:自主開(kāi)發(fā)了GEEP電子電氣架構(gòu),目前演進(jìn)到第三代GEEP 3.0,屬于域控架構(gòu),包含4個(gè)域控制器,軟硬件進(jìn)行集中整合,應(yīng)用軟件自主開(kāi)發(fā),已成功應(yīng)用到全系車型。目前長(zhǎng)城正在積極研發(fā)第四代電子電氣架構(gòu)和第五代電子電氣架構(gòu)。

  長(zhǎng)城第四代電子電氣架構(gòu)屬于中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制器架構(gòu),包括三個(gè)大型計(jì)算平臺(tái),即中央計(jì)算、智能座艙、選配高級(jí)自動(dòng)駕駛平臺(tái)。其中中央計(jì)算平臺(tái)整合車身、網(wǎng)關(guān)、空調(diào)、EV、動(dòng)力底盤(pán)、ADAS功能,屬于跨域融合,計(jì)劃在2022年推出。而第五代電子電氣架構(gòu)則是將整車軟件高度集中在一個(gè)中央大腦,實(shí)現(xiàn)100%SOA,計(jì)劃2024年面世。

  一汽紅旗:自主研發(fā)的FEEA2.0電子電氣架構(gòu)屬于域控架構(gòu),包含新能源整車控制器、L3/L4自動(dòng)駕駛控制器、中央網(wǎng)關(guān)控制器這三大域控制器,已在E-HS9上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。2021年4月發(fā)布新一代電子電氣架構(gòu)FEEA3.0,屬于中央計(jì)算平臺(tái)+區(qū)域控制器的準(zhǔn)中央架構(gòu),控制器數(shù)量和線%以上,并且引入了SOA,計(jì)劃2023年搭載在紅旗EV-Concept上。

  隨著汽車電子電氣架構(gòu)逐漸往中央架構(gòu)發(fā)展,算力集中化、軟件服務(wù)化、傳感器、執(zhí)行器外設(shè)化趨勢(shì)明顯,產(chǎn)業(yè)鏈格局被重塑、商業(yè)模式發(fā)生明顯變化。

  在傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)下,控制器的硬件和算法由Tier 1提供,OEM在不同的供應(yīng)商之間進(jìn)行協(xié)調(diào),協(xié)作過(guò)程十分低效。

  而在新的電子電氣架構(gòu)下,OEM具備主導(dǎo)權(quán),根據(jù)自己建立的軟硬件平臺(tái),直接向供應(yīng)商提出需求,Tier 1不再占主導(dǎo)地位,市場(chǎng)也衍生出了新型的Tier 0.5供應(yīng)商,提供自動(dòng)駕駛的算法、軟件。

  主機(jī)廠主導(dǎo)軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)(集成哪些功能、供應(yīng)商選擇等),實(shí)現(xiàn)更深層次的開(kāi)發(fā),隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,主機(jī)廠更偏向于進(jìn)行“全棧式”開(kāi)發(fā):逐漸全面掌握電子電氣架構(gòu)、操作系統(tǒng)、核心算法、云端大數(shù)據(jù)、芯片等能力,圍繞智能場(chǎng)景與消費(fèi)者體驗(yàn),提供可持續(xù)迭代的產(chǎn)品體驗(yàn)及服務(wù)。

  此外,隨著電子電氣架構(gòu)的演進(jìn),整車OTA快速發(fā)展,汽車銷售模式隨之發(fā)生改變,車廠由一次性產(chǎn)品的提供者變?yōu)楫a(chǎn)品提供+全生命周期的服務(wù)提供者。圍繞智能場(chǎng)景與消費(fèi)者體驗(yàn),提供可持續(xù)迭代的產(chǎn)品體驗(yàn)及服務(wù);以特斯拉為代表的新造車勢(shì)力通過(guò)軟件更新實(shí)現(xiàn)車輛迭代升級(jí)。

  主機(jī)廠除了整車銷售收入,后續(xù)還可以通過(guò)OTA功能實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí)付費(fèi)收入,這方面做得最成功的當(dāng)屬特斯拉,軟件升級(jí)付費(fèi)收入累計(jì)已經(jīng)突破12億美元。

  2.1.1 車企的EE架構(gòu)路線 車企的EE架構(gòu)路線 車企的EE架構(gòu)路線 車企的EE架構(gòu)路線 主要OEM電子電氣架構(gòu)特點(diǎn)(1)

  7.2.4 智能MOSFET取代傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲和機(jī)械式繼電器7.2.5 MOSFET智能電氣盒的產(chǎn)品特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

  7.3.9 沃爾沃SPA2架構(gòu)區(qū)控制架構(gòu)配電策略7.3.10 偉世通Zonal(區(qū)控制)E/E架構(gòu)的分級(jí)配電策略

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