“燃油车的智能化水平无法和新能源汽车相比”，这是很多人对燃油车的印象。燃油车在智能化上确实有过一些“黑历史”，大众在给ID系列在进行OTA升级时，曾经需要车主把车开到4S店刷升级包。

其实OTA，乃至行业热度比较高的智能座舱、智能驾驶，都只是汽车的功能之一，它们都需要一个共同的基础，那就是电子电气架构。如果一辆车的智能化水平不高，那它使用的电子电气架构一定有很大的优化空间，这让它成为了车企的竞争焦点，头部车企都发布了面向新时代的电子电气架构。

在未来的汽车市场中，如果有车企没有发力电子电气架构，那一定会被其他车企甩在身后。

电子电气架构为什么重要？

“汽车就是四个轮子加一个沙发”，当李书福带着这个想法杀进汽车行业时，得到了很多人的调侃。这个说法虽然不严谨，但也有道理，它能让行业外的人更容易理解汽车，我们就用类比法回答一下汽车的电子电气架构为什么重要。

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，而电子电气架构就相当于神经系统。如果一个人没有了神经系统，那就是一具“行尸走肉”，放到汽车上，那就是一辆纯机械车。

因此，一辆汽车如果想摆脱原始状态，就必须在电子电气架构上下功夫，其中有两方面考虑。

首先，随着电气和信息时代的到来，汽车身上的相关零部件越来越多，原来的电子电气结构，已经没办法控制日渐复杂的电子电气系统了，而市场的趋势又摆在那里，所以车企不得不开发新的电子电气架构。

比如，原本的汽车只是交通工具。在1910年左右，扬声器和收音机上车，这让汽车多具备了电子产品属性。1980年左右，随着半导体行业的火热发展，ECU、MCU上车，汽车的电子产品属性变得越来越重。进入21世纪，移动通信技术开始上车，汽车上的电子产品属性不仅变重了，结构也更复杂了。

目前的大部分汽车，特别是燃油车，使用的电子电气架构都是分布式架构，每一个ECU（电子控制单元）单独控制一个功能，如果功能增多，ECU的数量也会跟着增多。而在传统的汽车供应链中，不同的ECU来自不同供应商，这些供应商在嵌入式软件和底层代码上也不同，这导致新增的ECU没法实现兼容。如果车企想增加新功能，只能重新找供应商下单，重新开发，效率偏低。

随着汽车网联化对车载通信提出了更高的要求，传统的FlexRay、LIN和 CAN低速总线无法提供高带宽通信能力，无法实时完成数据的传输和处理。以语音控制为例，随着用户下达指令，如果不能实时处理，体验可想而知。

如果汽车没有智能化的趋势，继续使用分布式架构还可以满足市场需求，但时代变了。“没有对比就没有伤害”，过去的常规操作如今已经成了劣势。

其次，随着汽车上的电子产品属性越来越重，让消费者对这方面需求度不断提高。

这两点互为因果，都对汽车的电子能力提出了更高的要求。如果车企业不在这个方向上“卷”，就会逐渐脱离市场。

智能化时代电子电气架构的转变

随着汽车智能化、网联化的发展，汽车电子底层硬件不再是仅提供简单的逻辑计算，而是需要提供更为强大的算力支持，同时软件也不再是基于某一固定硬件开发，而是需要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。因此传统的以硬件为主的电子电气架构转而以软件架构为核心，新架构的本质是为整车提供一个异构的分布式面向服务的中央计算平台。

新架构平台我们可称之为智能化电子电气架构，该架构采用中央计算平台为核心，通过动力数据中心（PDC）在为电子系统分配电源的过程中收集并分发大量原始传感器数据到中央计算平台，中央计算平台对这些数据进行处理以实现自动驾驶等命令。

同时区域控制器为外围传感器提供接口等资源，并提供相应的区域算力，中央计算平台可动态分配算力资源，保证汽车即使在关键部位发生故障的情况下也能安全行驶。该架构以供电和数据为主干，通过双环拓扑以实现冗余网络，其涵盖了汽车电子的软件架构、硬件架构和通讯架构。

软件架构：采用面向服务架构（SOA，Service-Oriented Architecture）。在分布式的EEA中，由于功能的不集中，软件之间的交互异常复杂，为了确保软件的安全可靠，软件代码和逻辑冗余相当严重。面向服务架构是一个组件模型，它可通过将不同控制节点的不同功能按照‘服务’的维度像拼积木一样的进行组合（即应用程序以功能单元的形式进行逻辑封装），再通过定义好的接口将全部功能单元联系起来从而实现对软件的集成。

其优点包括：1）软硬件分离；2）软件部署灵活3）服务间低耦合，互相不依赖，易于维护； 4）各服务之间通信接口标准化，不依赖于平台实现功能。

正是由于软硬件的解耦，若硬件发生迭代，软件可随时扩展相应的服务。如近期推行的电子后视镜，通过电子后视镜硬件的增加，可在软件架构中添加对应的服务，若将该电子后视镜的服务与视频服务结合，便完成了电子后视镜的视频显象功能，而这个过程中并不影响其他服务。

同时由于接口独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，这使得构建在这类系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。SOA架构，不但可以使APP与HW及APP与APP之间轻松耦合，还可以使车端软件、通信、信息安全和云端环境产生很好的协同，实现完整车云生态环境。

硬件架构：采用域控制器、区域控制器到中央计算平台的高性能平台为支撑。在传统电子电气架构之下，软硬件处于高度耦合状态，控制器的开发模式是硬件先行，在硬件确认之后再进行软件的设计、开发、测试等工作，这过程软件无法先行或同步开发，同时一旦硬件发生改变，软件则需要大量的修改适配工作。而在新的EEA下，硬件平台实现集成化、通用化和标准化，软件以功能服务化、接口统一化，同时又增加了中间件层的方式实现软硬分离，即使遇到硬件变更的情况，软件的适配工作可同步完成且工作量远远小于传统方式。

通讯架构：以太网作为骨干网络，采用SOME/IP（Scalable Service-oriented Middleware over IP，可扩展面向服务的通信中间件协议）或DDS（Data Distribution Service，数据分发/订阅的通信中间件协议和应用程序接口标准）面向服务通讯中间件，融入TSN（Time-Sensitive Network，时间敏感网络）、信息安全等技术，以确保整车海量数据的高速传输。同时借助5G、边缘云等技术，形成车路云一体化集中计算能力。


国内车企趁早发力

近年来，国内电子电气架构发展迅速，从小鹏XEEA架构，到岚图汽车ESSA+SOA智能电动仿生体，均实现跨域融合的中央计算架构。零跑汽车更是在近期推出“四叶草”中央集成式电子电气架构，实现1颗SOC及1颗MCU融合座舱域、智驾域、动力域、车身域，为整车带来高可靠、快通讯、低时延体验，且可实现无感式在线OTA升级能力。业内人士表示，中央集中式电子电气架构是软件定义汽车的前提，也是新能源车从电控车向智能车转变的分水岭。各家车企争先在电子电气架构层面发力，2023年或将迎来中央集成式电子电气架构元年。

“从总体上来看，国内企业的电子电气架构整体方案与国际头部车企的方案相当，都处在功能域控或功能域控到域融合的过渡阶段。与国际上领先的架构方案及设计方法相比，还要在架构设计模型库、汽车电子基础软件、网络架构设计、冗余技术等方面进行进一步提升。”李克强院士说。

在域控向中央集成迭代的路上，车企需要掌握汽车中的核心电子板块自研实力，消除创新路上的“钉子户”，才能更进一步进行集成真正向中央计算迈进。“四叶草中央集成式电子电气架构的推出得益于零跑在座舱、智驾、动力、车身控制器层面的深度自研，实现了四域合一，中央超算平台高度集成15个功能模块，支持多系统融合，将核心芯片的性能发挥到了极致。”零跑汽车创始人、董事长朱江明在接受采访时如此表示。

从短期来看，中央集成式电子电气架构研发成本高，但长期来看，此项技术更是一种系统性的降本路径，平台复用率高、后期整车级升级成本低、系统诊断及维护更方便、车企也更有可能为用户提供颠覆性的出行体验，并将智能化的愿景变为现实。

值得注意的是，国内智能网联技术的演进也驱动主机厂发生多重变化。业内人士表示，汽车电子电气构架经历了从分布式到中央集成的演进历程，其过程背后，越来越多的主机厂正在收拢更多主导权，从应用层软件到中间件，再到底层软件，都希望实现全栈覆盖。电子电气构架进入中央集成式阶段以后，主机厂将比传统汽车时代拥有更强的产业链话语权，并将把产品持续更新的命脉掌握在自己手中。