為什么有頭有臉的車企都在研發(fā)電子電氣架構？?

撰文 / 天璣

“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，那就是電子電氣架構。如果一輛車的智能化水平不高，那它使用的電子電氣架構一定有很大的優(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。

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，那一定會被其他車企甩在身后。

電子電氣架構為什么重要？

“汽車就是四個輪子加一個沙發(fā)”，當李書福帶著這個想法殺進汽車行業(yè)時，得到了很多人的調侃。這個說法雖然不嚴謹，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為什么重要。

如果將汽車比作人體，汽車的機械結構相當于人的骨骼，動力、轉向相當于人的四肢，而電子電氣架構就相當于神經(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，汽車身上的相關零部件越來越多，原來的電子電氣結構，已經(jīng)沒辦法控制日漸復雜的電子電氣系統(tǒng)了，而市場的趨勢又擺在那里，所以車企不得不開發(fā)新的電子電氣架構。

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，移動通信技術開始上車，汽車上的電子產(chǎn)品屬性不僅變重了，結構也更復雜了。

目前的大部分汽車，特別是燃油車，使用的電子電氣架構都是分布式架構，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)的汽車供應鏈中，不同的ECU來自不同供應商，這些供應商在嵌入式軟件和底層代碼上也不同，這導致新增的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。

電子電氣架構往哪里“卷”？

分布式架構和集中式架構的主要區(qū)別在于控制邏輯發(fā)生了變化，整體可看做“中央不斷集權”的過程。

以車載MCU為例，它是一種嵌入式系統(tǒng)中常見的芯片，主要用于控制和執(zhí)行嵌入式設備的操作，是汽車中不可缺少的芯片。在分布式架構中，一輛車需要需要70－300顆MCU（微控制單元）和4－8顆SoC，而域架構只需要40－60顆MCU，中央計算平臺則需要10－20顆高性能MCU和2－4顆SoC。

從MCU領域來看，集中式架構需要的零部件數(shù)量少，SOC逐步取代了MCU。在2022年，MCU市場巨頭之一的英飛凌，因為產(chǎn)能問題大幅提高了產(chǎn)品售價，讓好多車企吃了苦頭。如果車企能把集中式架構應用到旗下產(chǎn)品中，對MCU的依賴就能少一些。

集中式架構的好處不僅是能通過減少零部件數(shù)量來降低成本，還能讓汽車對各個功能板塊的控制效率大幅提升。

以新勢力的宣傳重點OTA（空中下載技術）為例。汽車OTA分為SOTA（軟件OTA）和FOTA（固件OTA）兩種方式，大部分車企只能做SOTA，原因就是分布式電子電氣架構無法支撐FOTA。

在汽車做OTA之前，我們接觸到的OTA是智能手機，蘋果的iOS和安卓廠商定制的OS每年都會有多次OTA，而這些OTA只涉及軟件部分，無法改變硬件的性能。而汽車的OTA卻可以改變硬件的性能，特斯拉曾經(jīng)通過OTA提升過續(xù)航里程、增加過電池容量。

基于集中式架構，特斯拉的OTA可以做到軟硬件解耦（在軟件開發(fā)過程中，對軟件和硬件的分離），特斯拉因此能通過OTA讓軟硬件換新，這一點是汽車行業(yè)，乃至科技行業(yè)發(fā)展歷史上的一個關鍵轉折點。同時，這也是電子電氣架構“卷”的方向。

在這方面，業(yè)內(nèi)的判斷比較一致，無論是車企、咨詢機構還是ICT大廠，都認為過渡階段可以使用域架構，最終形態(tài)會是“中央計算平臺+域架構”的組合。

電子電氣架構的變化，不僅影響了車企研發(fā)產(chǎn)品的效率，還會重新劃分汽車供應鏈的格局。

隨著汽車電子架構邁向“中央計算平臺+域架構”組合的時代，汽車的軟硬解耦一方面減少了對ECU等零部件的需求，另一方面為車企提供了掌握更多供應鏈話語權的機會。這其中有一個變量是軟件在電子電氣架構中的價值越來越高，而汽車行業(yè)的傳統(tǒng)供應商不擅長軟件，車企會選擇在部分領域（高價值、差異化）上自研，這就會削弱傳統(tǒng)供應商的存在感。

大眾汽車為了解決軟件問題，專門組建了CARIAD，CARIAD的業(yè)務規(guī)劃就體現(xiàn)了車企可以在軟件方面能拿到的話語權。CARIAD的業(yè)務規(guī)劃主要涵蓋四塊內(nèi)容：電子電氣架構 E3架構、VW.OS （大眾汽車操作系統(tǒng)）、VW.AC(大眾汽車云)和關鍵應用。再加上高階輔助駕駛的算法和三電系統(tǒng)的，新能源汽車的核心部分，都有可能被車企自研。

車企走到哪一步了？

目前，新勢力和其他車企都在開發(fā)新一代電子電氣架構，研發(fā)方向與前面提到的一致，但進度不同。

新勢力的進展比較快。比如零跑研發(fā)了“四葉草”中央集成式電子電氣架構，它是中央計算平臺+域架構的組合，可以做到用一顆SOC芯片打造中央超算（如高通8295），融合座艙域、智駕域、動力域、車身域。

在這套架構下，整車線束可以做到<1200米（高配版<1500米），降低故障率。同時，配備千兆以太網(wǎng)+5G+WIFI6，做到高效通信，擁有500+接口預留，具備千人千面的應用定制能力。

長城汽車的進展也比較快，其在2020年開發(fā)了GEEP3.0（長城的第三代電子電氣架構），這是一個域架構，包含車身控制、動力底盤、智能座艙和智能駕駛，已應用于長城汽車全系車型。

2021年，長城發(fā)布了GEEP 4.0，4.0支持固件OTA和整車所有ECU OTA功能。長城還在開發(fā)GEEP 5.0，5.0將是“中央計算平臺+域架構”組合，將實現(xiàn)100%SOA（面向服務的架構）化，完成整車標準化軟件平臺的搭建，預計2024年會有車型落地。

華為則提出了智能網(wǎng)聯(lián)車的架構要從傳統(tǒng)電子電氣架構，走向計算與通信架構的觀點，并推出了CCA架構。這個架構也屬于中央計算平臺+域架構的組合，包括自動駕駛域、座艙域和整車和底盤域。

在消費者的感知中，電子電氣架構給汽車帶來的改變是“這車更智能了”，智能座艙和高階輔助駕駛是兩個經(jīng)常被提到的功能。在這兩方面，進展較快的還是新勢力，其中華為的布局最為深入。

在高階輔助駕駛上，新勢力大部分選擇自研算法，而華為擁有系統(tǒng)性能力。比如，新勢力的智能駕駛計算平臺多數(shù)都選擇了英偉達的產(chǎn)品，而華為打造了MDC平臺。從體驗上來看，華為的智能駕駛計算平臺，性能不輸英偉達的同類產(chǎn)品。這也是電子電氣架構進入新時代后，中國企業(yè)能捕捉到的新機會。