“燃油車的智能化水平無法和新能源汽車相比”，這是很多人對燃油車的印象。燃油車在智能化上確實有過一些“黑歷史”，大眾在給ID系列在進行OTA升級時，曾經(jīng)需要車主把車開到4S店刷升級包。

其實OTA，乃至行業(yè)熱度比較高的智能座艙、智能駕駛，都只是汽車的功能之一，它們都需要一個共同的基礎(chǔ)，那就是電子電氣架構(gòu)。如果一輛車的智能化水平不高，那它使用的電子電氣架構(gòu)一定有很大的優(yōu)化空間，這讓它成為了車企的競爭焦點，頭部車企都發(fā)布了面向新時代的電子電氣架構(gòu)。

在未來的汽車市場中，如果有車企沒有發(fā)力電子電氣架構(gòu)，那一定會被其他車企甩在身后。

電子電氣架構(gòu)為什么重要？

“汽車就是四個輪子加一個沙發(fā)”，當(dāng)李書福帶著這個想法殺進汽車行業(yè)時，得到了很多人的調(diào)侃。這個說法雖然不嚴(yán)謹(jǐn)，但也有道理，它能讓行業(yè)外的人更容易理解汽車，我們就用類比法回答一下汽車的電子電氣架構(gòu)為什么重要。

如果將汽車比作人體，汽車的機械結(jié)構(gòu)相當(dāng)于人的骨骼，動力、轉(zhuǎn)向相當(dāng)于人的四肢，而電子電氣架構(gòu)就相當(dāng)于神經(jīng)系統(tǒng)。如果一個人沒有了神經(jīng)系統(tǒng)，那就是一具“行尸走肉”，放到汽車上，那就是一輛純機械車。

因此，一輛汽車如果想擺脫原始狀態(tài)，就必須在電子電氣架構(gòu)上下功夫，其中有兩方面考慮。

首先，隨著電氣和信息時代的到來，汽車身上的相關(guān)零部件越來越多，原來的電子電氣結(jié)構(gòu)，已經(jīng)沒辦法控制日漸復(fù)雜的電子電氣系統(tǒng)了，而市場的趨勢又?jǐn)[在那里，所以車企不得不開發(fā)新的電子電氣架構(gòu)。

比如，原本的汽車只是交通工具。在1910年左右，揚聲器和收音機上車，這讓汽車多具備了電子產(chǎn)品屬性。1980年左右，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的火熱發(fā)展，ECU、MCU上車，汽車的電子產(chǎn)品屬性變得越來越重。進入21世紀(jì)，移動通信技術(shù)開始上車，汽車上的電子產(chǎn)品屬性不僅變重了，結(jié)構(gòu)也更復(fù)雜了。

目前的大部分汽車，特別是燃油車，使用的電子電氣架構(gòu)都是分布式架構(gòu)，每一個ECU（電子控制單元）單獨控制一個功能，如果功能增多，ECU的數(shù)量也會跟著增多。而在傳統(tǒng)的汽車供應(yīng)鏈中，不同的ECU來自不同供應(yīng)商，這些供應(yīng)商在嵌入式軟件和底層代碼上也不同，這導(dǎo)致新增的ECU沒法實現(xiàn)兼容。如果車企想增加新功能，只能重新找供應(yīng)商下單，重新開發(fā)，效率偏低。

隨著汽車網(wǎng)聯(lián)化對車載通信提出了更高的要求，傳統(tǒng)的FlexRay、LIN和 CAN低速總線無法提供高帶寬通信能力，無法實時完成數(shù)據(jù)的傳輸和處理。以語音控制為例，隨著用戶下達(dá)指令，如果不能實時處理，體驗可想而知。

如果汽車沒有智能化的趨勢，繼續(xù)使用分布式架構(gòu)還可以滿足市場需求，但時代變了?！皼]有對比就沒有傷害”，過去的常規(guī)操作如今已經(jīng)成了劣勢。

其次，隨著汽車上的電子產(chǎn)品屬性越來越重，讓消費者對這方面需求度不斷提高。

這兩點互為因果，都對汽車的電子能力提出了更高的要求。如果車企業(yè)不在這個方向上“卷”，就會逐漸脫離市場。

智能化時代電子電氣架構(gòu)的轉(zhuǎn)變

隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展，汽車電子底層硬件不再是僅提供簡單的邏輯計算，而是需要提供更為強大的算力支持，同時軟件也不再是基于某一固定硬件開發(fā)，而是需要具備可移植、可迭代和可拓展等特性。因此傳統(tǒng)的以硬件為主的電子電氣架構(gòu)轉(zhuǎn)而以軟件架構(gòu)為核心，新架構(gòu)的本質(zhì)是為整車提供一個異構(gòu)的分布式面向服務(wù)的中央計算平臺。

新架構(gòu)平臺我們可稱之為智能化電子電氣架構(gòu)，該架構(gòu)采用中央計算平臺為核心，通過動力數(shù)據(jù)中心（PDC）在為電子系統(tǒng)分配電源的過程中收集并分發(fā)大量原始傳感器數(shù)據(jù)到中央計算平臺，中央計算平臺對這些數(shù)據(jù)進行處理以實現(xiàn)自動駕駛等命令。

同時區(qū)域控制器為外圍傳感器提供接口等資源，并提供相應(yīng)的區(qū)域算力，中央計算平臺可動態(tài)分配算力資源，保證汽車即使在關(guān)鍵部位發(fā)生故障的情況下也能安全行駛。該架構(gòu)以供電和數(shù)據(jù)為主干，通過雙環(huán)拓?fù)湟詫崿F(xiàn)冗余網(wǎng)絡(luò)，其涵蓋了汽車電子的軟件架構(gòu)、硬件架構(gòu)和通訊架構(gòu)。

軟件架構(gòu)：采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA，Service-Oriented Architecture）。在分布式的EEA中，由于功能的不集中，軟件之間的交互異常復(fù)雜，為了確保軟件的安全可靠，軟件代碼和邏輯冗余相當(dāng)嚴(yán)重。面向服務(wù)架構(gòu)是一個組件模型，它可通過將不同控制節(jié)點的不同功能按照‘服務(wù)’的維度像拼積木一樣的進行組合（即應(yīng)用程序以功能單元的形式進行邏輯封裝），再通過定義好的接口將全部功能單元聯(lián)系起來從而實現(xiàn)對軟件的集成。

其優(yōu)點包括：1）軟硬件分離；2）軟件部署靈活3）服務(wù)間低耦合，互相不依賴，易于維護； 4）各服務(wù)之間通信接口標(biāo)準(zhǔn)化，不依賴于平臺實現(xiàn)功能。

正是由于軟硬件的解耦，若硬件發(fā)生迭代，軟件可隨時擴展相應(yīng)的服務(wù)。如近期推行的電子后視鏡，通過電子后視鏡硬件的增加，可在軟件架構(gòu)中添加對應(yīng)的服務(wù)，若將該電子后視鏡的服務(wù)與視頻服務(wù)結(jié)合，便完成了電子后視鏡的視頻顯象功能，而這個過程中并不影響其他服務(wù)。

同時由于接口獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言，這使得構(gòu)建在這類系統(tǒng)中的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進行交互。SOA架構(gòu)，不但可以使APP與HW及APP與APP之間輕松耦合，還可以使車端軟件、通信、信息安全和云端環(huán)境產(chǎn)生很好的協(xié)同，實現(xiàn)完整車云生態(tài)環(huán)境。

硬件架構(gòu)：采用域控制器、區(qū)域控制器到中央計算平臺的高性能平臺為支撐。在傳統(tǒng)電子電氣架構(gòu)之下，軟硬件處于高度耦合狀態(tài)，控制器的開發(fā)模式是硬件先行，在硬件確認(rèn)之后再進行軟件的設(shè)計、開發(fā)、測試等工作，這過程軟件無法先行或同步開發(fā)，同時一旦硬件發(fā)生改變，軟件則需要大量的修改適配工作。而在新的EEA下，硬件平臺實現(xiàn)集成化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，軟件以功能服務(wù)化、接口統(tǒng)一化，同時又增加了中間件層的方式實現(xiàn)軟硬分離，即使遇到硬件變更的情況，軟件的適配工作可同步完成且工作量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)方式。

通訊架構(gòu)：以太網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡(luò)，采用SOME/IP（Scalable Service-oriented Middleware over IP，可擴展面向服務(wù)的通信中間件協(xié)議）或DDS（Data Distribution Service，數(shù)據(jù)分發(fā)/訂閱的通信中間件協(xié)議和應(yīng)用程序接口標(biāo)準(zhǔn)）面向服務(wù)通訊中間件，融入TSN（Time-Sensitive Network，時間敏感網(wǎng)絡(luò)）、信息安全等技術(shù)，以確保整車海量數(shù)據(jù)的高速傳輸。同時借助5G、邊緣云等技術(shù)，形成車路云一體化集中計算能力。


國內(nèi)車企趁早發(fā)力

近年來，國內(nèi)電子電氣架構(gòu)發(fā)展迅速，從小鵬XEEA架構(gòu)，到嵐圖汽車ESSA+SOA智能電動仿生體，均實現(xiàn)跨域融合的中央計算架構(gòu)。零跑汽車更是在近期推出“四葉草”中央集成式電子電氣架構(gòu)，實現(xiàn)1顆SOC及1顆MCU融合座艙域、智駕域、動力域、車身域，為整車帶來高可靠、快通訊、低時延體驗，且可實現(xiàn)無感式在線OTA升級能力。業(yè)內(nèi)人士表示，中央集中式電子電氣架構(gòu)是軟件定義汽車的前提，也是新能源車從電控車向智能車轉(zhuǎn)變的分水嶺。各家車企爭先在電子電氣架構(gòu)層面發(fā)力，2023年或?qū)⒂瓉碇醒爰墒诫娮与姎饧軜?gòu)元年。

“從總體上來看，國內(nèi)企業(yè)的電子電氣架構(gòu)整體方案與國際頭部車企的方案相當(dāng)，都處在功能域控或功能域控到域融合的過渡階段。與國際上領(lǐng)先的架構(gòu)方案及設(shè)計方法相比，還要在架構(gòu)設(shè)計模型庫、汽車電子基礎(chǔ)軟件、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計、冗余技術(shù)等方面進行進一步提升?！崩羁藦娫菏空f。

在域控向中央集成迭代的路上，車企需要掌握汽車中的核心電子板塊自研實力，消除創(chuàng)新路上的“釘子戶”，才能更進一步進行集成真正向中央計算邁進。“四葉草中央集成式電子電氣架構(gòu)的推出得益于零跑在座艙、智駕、動力、車身控制器層面的深度自研，實現(xiàn)了四域合一，中央超算平臺高度集成15個功能模塊，支持多系統(tǒng)融合，將核心芯片的性能發(fā)揮到了極致?！绷闩芷噭?chuàng)始人、董事長朱江明在接受采訪時如此表示。

從短期來看，中央集成式電子電氣架構(gòu)研發(fā)成本高，但長期來看，此項技術(shù)更是一種系統(tǒng)性的降本路徑，平臺復(fù)用率高、后期整車級升級成本低、系統(tǒng)診斷及維護更方便、車企也更有可能為用戶提供顛覆性的出行體驗，并將智能化的愿景變?yōu)楝F(xiàn)實。

值得注意的是，國內(nèi)智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的演進也驅(qū)動主機廠發(fā)生多重變化。業(yè)內(nèi)人士表示，汽車電子電氣構(gòu)架經(jīng)歷了從分布式到中央集成的演進歷程，其過程背后，越來越多的主機廠正在收攏更多主導(dǎo)權(quán)，從應(yīng)用層軟件到中間件，再到底層軟件，都希望實現(xiàn)全棧覆蓋。電子電氣構(gòu)架進入中央集成式階段以后，主機廠將比傳統(tǒng)汽車時代擁有更強的產(chǎn)業(yè)鏈話語權(quán)，并將把產(chǎn)品持續(xù)更新的命脈掌握在自己手中。