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汽车电子朝集成化迈进,域控制器作用力凸显,车企争夺“大脑”控制权
2022-11-28 来源:网络整理
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关键词: 特斯拉 汽车电子

伴随汽车的智能化快速演进,汽车产品呈现显著的集成化发展趋势。

机械硬件集成化——包括底盘、动力系统、热管理的集成化,各车企的车辆平台将逐渐减少,做减法。

电子硬件集成化——少量高性能计算单元代替大量 ECU,减少线束与 ECU数量,逐步解耦软件与硬件,以承载日益复 杂的车辆软件模型。

软件集成化——随着电子电气架构由分布式向集中式演进,汽车软件由分离的嵌入式变为解耦的分层式。复杂度大幅 增加,软件自研与外包均将大幅增长,软件将成为整车差异的主要决定因素。

域控制器是汽车电子电气架构集成化过程中的产物,因此,域控制器发展的前提是整车电子电气架构迈向中央集成。




特斯拉引领域控制器发展潮流

汽车电子电气架构把汽车中的各类传感器、ECU(电子控制单元)、线束拓扑和电子电气分配系统整合在一起完成运算、动力和能量的分配,进而实现整车的各项功能。如果将汽车比作人体,汽车的机械结构相当于人的骨骼,动力、转向相当于人的四肢,电子电气架构则相当于人的神经系统和大脑,是汽车实现信息交互和复杂操作的关键。如果没有先进的电子电气架构做支撑,再多表面智能功能的搭载也无法支持车辆的持续更新和持续领先,更无法带来车辆成本降低和生产研发的高效。

所谓域控制器,就是把多个传统ECU的软件功能,集中到一个算力很强大的控制器里集中控制,以此来取代传统的分布式架构,这样的控制器就叫域控制器。

博世把域控制器从功能角度分为了5大类:动力域、底盘域、座舱域、自动驾驶域和车身域,动力域主要集成大小三电等控制模块,底盘域主要集成悬挂、制动、转向以及安全气囊等控制模块,车身域主要集成车身电子元器件,自动驾驶域主要集成外界环境感知传感器及定位模块,座舱域主要集成中控、仪表、HUD、娱乐系统等,所以域控制器中的域,指的是功能域。

虽然博世是最早提出这5类域控制器概念的企业,但是在特斯拉看来,5个功能域的电子架构似乎不是最完美的方案,如果完全按区域划分的话,车身布线复杂度还可以进一步降低。于是特斯拉在2019年量产的model 3的左前门、右前门、前车身处,用3个域控制器实现了对整车的一个控制,每个域控制器负责控制其附近的元器件,而非整车中的所有同类元器件,这样也就进一步降低了车身布线的复杂度。其实这3个车身域控制器,就是传统车身控制器进一步集成出来的产品,而域控制器的难点不在于ECU物理模块的取消,而在于如何将原本分布式的软件进行集成。所以域控制器真正的灵魂是软件和算法,然后再结合高算力芯片实现功能。

随着分布式ECU模块的取消,传统的汽车供应商体系,会受到巨大冲击,很多优质供应商都面临着被淘汰的可能。比亚迪作为中国最大的车规级MCU芯片厂商,车规MCU芯片装车量已超1000万颗,域控制器的出现,让汽车上的MCU用量逐渐减少,一块高性能的MCU,可以取代多枚中低端MCU,比亚迪是不太舍得在自己的优势领域割肉的。而特斯拉等造车新势力就不一样了,没什么资产包袱与体系包袱,只要在自研道路上下狠功夫就行了。

但是即便如此,比亚迪也是国内首个将域控制器量产的车企。比如说海豹就采用了e平台3.0独创的4大域控制器架构,将几十个ECU集成为左车身域控制器、右车身域控制器、智能域控制器、动力域控制器这4个域控制器,也就是说海豹由这4个高度集成的域控制器实时协同控制,实现对整车层面的集中控制,高度集成化的控制架构,也让海豹在性能上提升了30%。软件是比亚迪的弱势领域,能做成这样算是不错了。


各家车企中央电子电气架构扎堆面世

众所周知,关于车辆的电子电气架构,特斯拉堪当行业引领者和变革者。早在2012年ModelS便率先提出了功能域划分的概念,并予以实装,这包括动力域、底盘域、车身域、ADAS模块等。至2017年,特斯拉又在Model3上突破了功能域的框架,实现了中央计算+区域控制器框架。


凭借强大的技术研发能力和销量表现,在特斯拉的品牌带动下,近年来国内各个主机厂也在各家的技术日公开了自家的全新一代电子电气架构。

11月8日,广汽埃安正式发布全新一代高端电子电气架构——星灵架构,该架构是在第三代电子电气架构EEA3.0基础上,通过风云三号红外遥感技术、第二代智能可变焦激光雷达、航天级星基定位融合等多项全球领先技术,为智能纯电车提供了系统性的解决方案。

无独有偶,11月14日,岚图汽车正式发布ESSA+SOA智能电动仿生体。作为全球首个正向开发的双动力电驱专用架构,ESSA+SOA智能电动仿生体是岚图对ESSA架构的又一次升级。据悉,搭载这一智能电子电气架构的车型,将于今年12月份首发亮相。

刨除掉配置参数上艰深的专业词汇,岚图汽车CTO汪俊君表示,ESSA原生智能电动架构带给岚图车型的,是强健的骨骼肌肉,关乎车辆的性能表现;中央集中式SOA电子电气架构则相当于大脑和整个神经网络,决定着车辆的智慧水平。

“汽车电子电气架构的总体发展趋势是由分布向中央集成式演化,集中的好处非常多,包括线束变短,ECU数量大幅减少,车辆更轻,信号传输更稳定高效等,这将有助于智能汽车的利用率更高,便于处理复杂的事。”汪俊君表示。

“ESSA架构是基于电池电机电控正向打造的纯电平台,但同时也可兼容混动、氢燃料技术。ESSA架构高度模块化,可实现最高80%的零件通用。”当问及市场备受关注的A轮融资进展时,岚图汽车CEO卢放在接受《证券日报》记者采访时表示,岚图的A轮融资已取得初步进展,最终效果不错,未来将公布更多信息。


千亿市场爆发在即

域控产品更强调客户理解与服务,需主机厂、芯片厂和Tier 1共同协作定制产品。域控产品作为直接面向主 机厂的硬件,需贴合客户安全性(车规级)及成本控制要求,同时如智驾及智舱领域各车企的差异化策略 要求供应商具备的需求理解能力。而目前高通、英伟达等厂商的国内团队数量均不超过百人,需本土Tier 1 协助进行客户服务。

电动化+智能化开启车企新“内卷”,而域控是智能功能的最关键底座硬件。在高度竞争 的市场中,仰赖供应链易陷入同质竞争且产业话语权减弱,而自研域控可带来更好的智能功能软硬件协同。 自研的可行性:特斯拉、蔚来已证明自研+代工模式跑通,越来越多头部车企跟进。除新势力外,传统主机 厂也通过子公司进行自研尝试,如上汽旗下上汽零束、长城的诺博科技和毫末智行、吉利的亿咖通等。

车用SoC决定汽车智能化水平天花板,预计保持35%增速至2025年创造近80亿美元市场。目前智驾及智舱 中使用的SoC是智能车上性能最强、价值最高的芯片,如英伟达Orin及高通8155芯片单价分别约为2000+ 及1500+元。伴随汽车智能化加速渗透,以自动驾驶芯片为例其对应市场规模预计可从2020年不及20亿美 元拓展至2025年77.7亿美元,复合增速35%。

受益车上功能丰富度提升,2025年对应车用MCU百亿美元空间,增速~10%。底盘域、动力域控核心为32 位MCU,此外在执行层具体功能控制同样仰赖MCU(其中32位占比77%),其作为汽车功能最基础控制核 心将受益于车端功能丰富度持续提升,支撑对应市场规模从2021年76亿美元提升至2025年的102亿。




车企有望凭借架构重回产业链制高点

根据供应商巨头博世的划分,电子电气架构分为三个阶段:分布式电子电气架构、跨域集中电子电气架构和中央集中电子电气架构。尤其需要指出的是,域控制器的出现或将改变汽车行业的供应链角色和利益分配的现状。

智能汽车的域控制器大体分为自动驾驶域、智能座舱域、动力域、底盘域和车身域5个类别。随着汽车电子架构迈向中央计算,ECU数量减少,意味着原先软硬一体的模块将被拆解出来,再进行域控制器的集中。这一过程中,从应用层软件到中间件,到底层软件,甚至到核心硬件主机厂必然会收拢主导权,希望实现全栈覆盖。小鹏汽车便是其中最具代表性的车企。

《证券日报》记者注意到,从小鹏成立至今,电子电气架构经历过三代的迭代。首先2018年G3上是传统的分布式架构,到2021年P7上是域控架构。其最新的电子电气架构名为X-EEA3.0,已经在不久前的发布的G9上搭载。

得益于小鹏汽车的全栈自研能力,新架构做到了硬件和软件的深度集成,不仅实现软硬件解耦,也实现软件分层解耦分层迭代。在开发新功能时,只需要对最上层的应用软件进行研究和迭代就可以,缩短了研发周期和技术壁垒,用户也能够享受到车的快速迭代。

高超告诉记者,目前来看,新势力车企在汽车电子电气架构研发和配装的步子上迈得比较大,而传统主机厂则相对保守,这使得尽管大家都将自家架构称之为中央计算单元加区域控制器架构,但是新势力普遍采用的是一个中央计算单元来融合智能驾驶和智能座舱的功能。相比较而言,传统主机厂基本是都是中央计算群组形态,区分成智驾、座舱和车控等多个计算单元。

业内普遍认为,一旦电子电气架构进入中央计算+区域控制阶段以后,汽车软件所有权将尽数归属于主机厂,主机厂将长期享有软件红利,甚至比传统车时代拥有更强的产业链话语权,最终将产品持续更新的命脉握在自己手中。

此外,架构升级还将使主机厂盈利模式多样化成为可能。事实上,由于车企拥有大量移动终端,未来将获得包括车身、驾驶、地图、环境等海量数据,并可在全生命周期直达用户。据此衍生出如软件算法、虚拟司机、出行服务、运营平台、售后服务等业务形态。



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