焦点滚动:智能汽车电子电气架构产业分析

汽车智能化的发展对下一代E/E架构发展提出了高计算性能、高通讯带宽、高安全性、软件持续升级更新等多方面的需求。

(资料图片)

盖世汽车研究院高级分析师韩亦可表示，业界通常将EE架构的升级归纳为三大层面：硬件架构从分布式向域控制/中央集中式方向发展，软件架构从高度耦合向分层解耦方向发展，通信架构由LIN/CAN 总线向以太网方向发展。此外，在EE架构演进路线下，域控制器的价值进一步凸显，而座舱域与智驾域是现阶段承载整车智能体验的关键所在，其重要性与可行性促使厂商将其作为核心破局点。

韩亦可 | 盖世汽车研究院高级分析师

以下为演讲内容整理：

汽车E/E架构进化和变革

E/E架构相当于汽车的“神经系统”，连接车辆的各个部分，支撑着智能化功能的实现。智能化发展对下一代E/E架构的发展提出了更高的要求，比如功能/网络安全性、通讯带宽，以及软件持续更新的能力等。

E/E架构的升级主要体现在硬件、软件、通信架构三个方面。

硬件架构：汽车E/E架构由分布式向域控制/中央集中式发展。传统分布式E/E架构主要由相互独立的ECU构成，每个ECU控制单个功能，ECU之间协同困难；现在大部分车企正在做域集中式E/E架构，典型的功能域—五域划分， 整车由4-5个高性能DCU控制，在功能域的基础上进一步降本增效，增强协同性，走向跨域融合；未来E/E架构进一步向中央计算平台+区域控制器结构发展，最后到车云计算的终极阶段。

在这个发展过程中，一方面，整车控制器和线束大量减少；另一方面，有利于提升算力利用率，减少算力设计总需求；利于数据统一交互，实现整车功能协同。

软件架构：引入SOA，推动分层解耦、模块化、服务化。AutoSAR架构应用提供了接口标准化定义、模块化设计。面对下一代E/E架构开始应用AdaptiveAutoSAR架构，比传统的classicAutoSAR架构提升了软实时性，具备操作系统可移植及可灵活在线升级的优势。另一方面，应用SOA服务架构，进一步对嵌入式应用软件接口进行了标准化，实现软硬件解耦，允许硬件能力的充分服务化。在这样的基础上，传统封闭式、相对固化的软件系统逐渐发展为开放式、可复用的软件生态。

通信架构：由LIN/CAN 总线向高带宽的以太网发展。智能化的发展带动了汽车数据内容和传输速度呈指数级增长，传统的LIN/CAN总线可能无法满足大数据传输需求，由于以太网具有高带宽、低延时的特点，可以进一步满足自动驾驶时代的数据传输需求，现在已经应用在信息娱乐、ADAS网关，后续将进一步发展为车载网络新骨干。在此基础上，也可有效降低线束重量，降低安装、测试成本。

E/E架构的升级变革，最早实践的是特斯拉2017年上市model3，其通过自研硬件架构+软件平台，保证了整车架构的稳定性和功能的扩展性，同时简化了车辆线束、降低成本，提升了效率，也初步实现了软件定义汽车。

车企E/E架构布局发展

现阶段各个主机厂量产的E/E架构方案主要包括三类：功能域、跨域融合、中央计算平台+区域控制器。小鹏在G9车型上率先落地了X-EEA3.0架构，即中央计算+区域控制，处于相对领先阶段。部分车企主要处于功能域+分布式ECU的混合式架构阶段，也有些车企正在向跨域融合进行过渡。

图源：嘉宾演讲材料

E/E架构演进过程中有经典的五大功能域划分，在动力域、底盘域、车身域方面，主要涉及控制指令计算以及通讯资源，算力要求相对较低，但涉及供应商较多，带有较深的传统整零关系烙印，尤其是对于国内的厂商来说，更容易着手的是智驾域和座舱域的新赛道布局，而且座舱域与智驾域是现阶段承载整车智能体验的关键所在，因此成为现阶段竞争焦点，也是破局点。

从2022年的数据来看，智驾和座舱域控制器的渗透率约为6%-8%，整个域控制器赛道仍处于硬件换代升级、软件融合集成阶段，国内厂商的积极布局与产品迭代，推动着域控制器规模化及本土化进程。

在域控制器领域，从“舱泊一体” “行泊一体”，再到“舱驾融合”，正在由易至难逐步推进方案迭代。“舱泊一体”是在座舱算力有富余时，集成一些基础的APA、AVM等泊车功能，在后续泊车功能升级会受到局限性。“行泊一体”通常分为轻量级的和高阶版行泊一体域控制器，高阶版通常算力较高，提供记忆泊车和NOA领航辅助驾驶功能，在今明两年，高阶版行泊一体域控制器也会走向规模化的量产上车。“舱泊一体”“行泊一体”两类方案因为可以在算力和硬件上进行复用，节约成本，所以受到市场认可。下一步要做的就是“舱驾融合”，从应用层级上来说，包括物理形式上域控制器合二为一，也有更深层的单芯片开发方案，但单芯片方案目前面临着硬件、技术成熟度和工程开发、组织架构等多方面挑战。现阶段国内OEM和Tier1的舱驾融合方案主要基于多SoC芯片打造；而基于单SoC芯片的方案仍在开发中。我们也可以看到，在电子架构迈向中央计算的过程中，主控芯片处于产业链核心地位。英伟达、高通、黑芝麻等已陆续发布大算力舱驾一体芯片，预计2025年左右实现量产，为“单SoC芯片舱驾融合”方案的落地提供有力支撑。

软件方面，越来越多的车企调整战略，以期提升软件实力。在综合考虑业务体量、研发实力、成本等因素的基础上，又或在不同发展阶段，采取 “自研”或“外包”策略，并建立合作生态圈。对于软件实力的不同发展阶段，可能采用多个策略去过渡，比如在软件实力较弱时多采取合作策略，后续待自身内部实力加强后，再进行核心领域的自研，重点是策略的清晰明确。

针对EE架构升级下的座舱及智驾域控制器、软件算法等关键赛道，深度布局、自研布局成为以新势力为代表的多家主机厂重点发展方向，但其核心是通过优秀的自研和集成能力，打造自主可控的体系，构建品牌差异化的核心竞争力。

趋势与展望

未来主流的多域计算平台路线为“中央计算+区域控制器” ，多家主机厂开始布局该技术路径的EE架构，也有厂商从其他域融合技术路线切入，比如底盘域+动力域+车身域三域融合、车身域+座舱域融合等，近两年来，国内外Tier1纷纷发布其多域计算平台产品，加速跨域计算平台的探索。

从传统式架构到为了满足智能化发展需求的E/E架构的探索，OEM不仅仅负责定义产品和系统集成，还参与部分软件的开发；此外，OEM与C端粘性显著增强，在车辆全生命周期内链接用户。整体上围绕安全、数据、用户三大维度，对主机厂提出了更高的要求。

传统架构时代，厂商主要负责产品的集成、生产、交付，系统间的交互和协作较少。但在往中央计算平台时代演进下，需要快速组建新的协同开发网络 ，以功能划分的组织架构将被打破。在硬件整合、软件分层解耦趋势下，开发团队的调整不可避免，高效协同的开发需求推动组织架构的进一步调整，同时企业对于软件研发人才需求与投入也将迅速增大。

架构升级让软件定义汽车成为可能，同时拓展了主机厂的盈利模式。近两年很多厂商在付费订阅方面进行了尝试，其中数据变现、内容变现的进展节奏相对来说较缓慢。但这个过程中不可否认的是我们看到了用户对智能汽车通过软件技术创造价值与体验感知逐渐明显，因此，对车企而言，不断推出新的高质量服务内容，利用软件改善用户体验仍是盈利模式兑现的首要环节。

（以上内容来自盖世汽车研究院高级分析师韩亦可于2023年5月9-10日在2023捷途汽车电子架构与智能驾驶论坛发表的《智能汽车电子电气架构产业分析》主题演讲。）

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