汽车架构走向域集中，软件转向面向服务

• 陈博 2023年11月1日 来源：中研网 1331 87
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目前看主流的OEM的电子电器架构的升级路径，主要分为三类：①特斯拉为代表的激进派倾向一步到位，直接开发中央计算平台，并自主研发OS和自动驾驶FSD芯片。特斯拉早期的ModelS和ModelX的架构也是根据功能划分出域控制器，整体的架构介于分布式和域集中式之间，包括驾驶域

20世纪：视觉设备取代无线电设施，公路智能化转向车辆智能化。早期的无人车辆主要通过无线电技术实现，早在1910年代便出现了利用电子回路和光感性硒光电管的自动引导小车，1920年代出现了无线电控制汽车。1930年代世界博览会上，通用汽车公司提出了"电子化高速公路"的自动驾驶畅想方案，此后一直在公众观念里流行，并于1958年第一次在改造后的高速公路上实现了前后车距保持以及自动转向功能。1970年代受制于成本因素，电子化高速公路逐渐被汽车厂商放弃，转向使用视觉设备进行无人驾驶尝试，为车辆装配传感器、计算系统和控制系统等，赋予车辆"视觉"、智能和自动化的能力，使车辆能够在结构化道路上实现自动驾驶，无人驾驶技术的发展方向从最初的公路智能化转向车辆智能化，由此翻开了无人驾驶的新篇章。1980、90年代，军方、大学和汽车公司开始在无人驾驶技术上展开合作研究，其中典型的有自动驾驶汽车ALVINN、NavLab5项目、无人驾驶原型车ARGO等。

21世纪：技术竞赛推动智能化变革，自动驾驶技术迭代出新。21世纪以来，在DARPA挑战赛的推动下，全球ICT公司和硅谷创业公司加入到智能汽车的研发中，传统汽车产业"智能化"的变革由此展开。2007年DARPA城市挑战赛第一名车辆--Boss，集成了一种商用线控驱动系统，通过计算机控制，借助电动马达实现自动转向、刹车和换挡。Boss配备了包括激光雷达、摄像头和雷达等在内十几个传感器，同时配备了由感知子系统、运动规划子系统、路径规划、行为规划系统组成的软件系统，已经形成了当今自动驾驶汽车的雏形。2018年谷歌Waymo自动驾驶打车服务产品WaymoOne上线，正式开始商业化自动驾驶出行服务。2019年，Tesla发布搭载自研自动驾驶芯片的自动驾驶计算平台，自动驾驶技术不断发展。

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智能网联和自动驾驶新机遇下，国内自主零部件有弯道超车的机遇。相较于传统汽车，智能汽车的价值产业链更长，赛道细分板块更多，市场空间发掘潜力更大。智能汽车将依托于全新的电气架构、动力总成以及全面的软件能力而持续进化。智能电动车要求产业链不仅有新的硬件技术，更需要在软件、算法、系统层面做出创新，智能电动车按照功能领域可分为智能驾驶、智能座舱、电气化三大领域，智能化主要分为智能驾驶和智能座舱领域，并且智能化与电动化相辅相成。配套零部件和软件解决方案供应商受益于智能化浪潮，迎来新的产业链机会，其产品需求将进一步得到释放和增长。伴随着下游自主车企崛起，中游自主供应链也将实现加速成长。汽车电子电器架构向域集中式演进与软件架构向SOA演变是汽车实现智能化升级所必由的路径，也是当下汽车智能化发展中最关键的、最主流的两大趋势。目前来看，各大整车厂和国内外Tier1厂商都在顺应两大趋势积极布局业务以推进汽车智能化发展，但距离实现完全的域集中式架构与SOA架构的技术成熟落地尚需一段时间，因此我们重点关注当下在向域集中式与SOA演变过程中正在落地的技术产品及催生出的技术趋势。

在智能化趋势下，汽车传统电子电器（E/E）架构已无法胜任。传统汽车电子电气架构（E/E架构）以分布式为主，车辆各功能受不同且单一的电子控制单元（ECU）控制。随着汽车功能的不断增加，分布式架构存在以下几个问题：①ECU的数量剧增，增加系统复杂度。高端车型里的ECU平均达到50-70个，个别车型ECU数量超过100，使得车辆的电子系统复杂度超出极限；②ECU之间算力隔离，整体效率低。单个ECU仅对汽车局部功能进行控制，各控制模块间算力隔离，运算资源复用性低；③软硬件强耦合。基础硬件与嵌入式软件呈现强耦合关系，底层软件与上层应用"高度捆绑"；④无法实现更高级的功能。车企在工程实践中也意识到，智能化的要求下，在没有统一的集成环境下某些功能是无法实现的，例如采用的传统E/E架构不能实现整车OTA，在智能化网联化功能软件出现BUG时，只能通过召回的方式才能最终解决难题，极大地影响了客户体验。⑤由于ECU数量的激增，对汽车线束长度、传输速度等方面都有更高的要求，而传统ECU也面临算力束缚、通讯效率较低、成本不受控等缺陷，为汽车的研发、生产、安全等多方面带来挑战。

目前看主流的OEM的电子电器架构的升级路径，主要分为三类：①特斯拉为代表的激进派倾向一步到位，直接开发中央计算平台，并自主研发OS和自动驾驶FSD芯片。特斯拉早期的ModelS和ModelX的架构也是根据功能划分出域控制器，整体的架构介于分布式和域集中式之间，包括驾驶域、动力域、底盘域、座舱域、车身域等控制器。2018年推出了Model3进一步推出车载中央处理计算平台，将整车架构分为3块，分别是中央计算模块（CCM），左车身控制模块（BCMLH）右车身控制模块（BCMRH），其中CCM负责信息娱乐系统、驾驶辅助系统和车内通信连接等需要大算力的系统功能，BCMLH负责车身便利性系统，包括转向，助力，以及制动等，BCMRH负责底盘安全系统、动力系统、热管理等，整个架构已在向最终的中央集中式架构靠近。

②以大众为代表的激进派采用跨域集中方案，在五域集中式架构基础上进一步融合，把原本的动力域、底盘域和车身域融合为整车控制域，从而形成了三域集中式的架构，做到整车控制域控制器（VDC，VehicleDomainController）、智能驾驶域控制器（ADC，ADAS\ADDomainController）、智能座舱域控制器（CDC，CockpitDomainController）。动力域、底盘域及车身域对软件的实时性、功能安全等级及可靠性要求极高，同时底盘域和动力域由于涉及供应商较多，集成难度大，因此在三大领域有多年的研发和经验积累的车企才具备采取由分布式转向跨域集成方案的能力，准入门槛高，因此只有大众等较少的强外资企业直接采取跨域式集中方案。

③其它车企大多是按照博世的五域架构路线进行稳步推进，按照功能分为座舱域、ADAS域、动力域、底盘域及车身域，其中域控制器又可以分为性能域和集成域两类：座舱域和辅助驾驶/自动驾驶（ADAS）域属于性能域控制器，是由中控系统升级而来，需要较大的数据处理能力来处理大量的数据。动力域、底盘域和车身域属于集成型域控制器，该部分对算力要求较低，主要涉及的还是控制指令计算和通讯资源，通过将大量ECU的集成减少通信接口、进一步提升算力利用率、减少算力设计总需求、同时数据能够更好的融合，统一交互，实现整车功能协同。目前，分布式的整车架构仍然是主流，总体看国内和全球都处于分布式向域控式转化的趋势中。

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