火狐平台APP下载官网:“软件定义汽车”时代来了!电子电气架构竟然比机械素质更重要?

来源:火狐体育官网登陆 作者:火狐体育备用网址 日期:2022-08-13 13:59:04

  前几天社长和大家聊的奥迪和小鹏,还有广州车展上的广汽埃安,都是这个套路。

  一派属于保守派,认为“买车要买三大件”,汽车应该先满足最基本的交通工具属性;

  而另一派属于激进派,认为“买车要买智能车”,软件定义汽车才是提升用户体验的大趋势。

  反观车企这边,却几乎清一色地站在了“激进派”这边。包括上汽零束、长城、比亚迪在内的多家车企,都在强调软件的重要性!

  而且更有意思的是,车企们还不约而同地提到了“域控制器”,好像谁拥有它,就能率先打开智能汽车的大门一样。

  我们知道,小到电子表,大到手机、电脑甚至是汽车,只要不是纯机械的产品,都是由硬件和软件一同构成的。

  但汽车毕竟由上万个零件组成,是个复杂的工业产品。所以车企往往会采用“搭积木”的方式来造车,目的就是缩短研发周期、多造几款车,也多节省点成本。

  像大众燃油车的MQB平台就固定了前轴到发动机舱隔板的距离,发动机、变速箱、转向系统、内饰等大部分零件都能通用,但轴距之类的参数却可以跟着车型设计去调整。

  小到4米05的大众Polo、大到5米05的大众途昂,甚至是大众隔壁的奥迪A4L和斯柯达柯迪亚克,都能基于MQB平台来生产。

  这样做的好处,是让MQB下的车型具有基本相同的被动安全设计,能保留碰撞后的形变特性和安全性能,驾驶性、行驶质感之类的“玄学”,也能在一定程度上兼顾。

  所以一个优秀的汽车平台就很重要了,它往往决定了汽车硬件水平的下限。就好比正版乐高和山寨积木,拼装的手感和成品的细节肯定不一样。

  就比如蔚来NT1平台下ES8/ES6/EC6的车机芯片,明年就会从老古董英伟达X1更换成算力更强的高通8155。

  就比如广汽的GEP 2.0平台,在规划时的上限是400V的电压+300kW三合一电驱,续航仅为300-700公里,仅能支持L2级的辅助驾驶功能。

  但未来的GEP 3.0平台,上限或许会是800V电压+400kW多合一电驱,而且会支持换电+480kW超快充,理论上还能支持L4级自动驾驶。

  所以平台就好比一个人的骨架,汽车的硬件就好比一个人的肌肉。骨架的强度决定了肌肉的布局和肌肉强度,最终才构成了汽车这个整体。

  其实相比于像骨架的平台,电子电气架构更像是一个人的神经系统。它最大的作用,就是控制身体上的每一块肌肉,让它能发挥出最大的效能。

  它和骨架并不直接相连,但如果骨架没有发育完全,神经系统也没办法发挥它该有的作用。

  所以平台和电子电气架构之间的关系还是有些微妙的,有点像是互相依存的关系。

  简单来说,MCU就像是一个特别小的微型电脑。比如电动车窗和电动座椅,就是通过MCU和继电器控制电机正转和反转,从而实现车窗/座椅的移动的。

  但比MCU还厉害的,就是被大家所熟知的ECU(Electric Control Unit),即汽车上的电子控制单元。它最大的作用,就是控制机械。

  就比如最早的ECU——发动机控制单元(Engine Control Unit),它能根据发动机转速、空气流量等多个传感器传回来的数据自动控制喷油嘴的喷油量。

  比起传统的化油器来说,它就好像在一夜之间治好了发动机的帕金森综合征。发动机手里的油壶突然就不抖了,汽油也能高效地转化成前进的动力了!

  ECU之所以这么优秀,是因为它在MCU的基础之上增加了输入和输出接口和通讯电路等设备。

  有了接收传感器信号-ECU判断-控制器执行这条逻辑通路,才使得发动机这样的汽车零部件能够随时知道自己的状态,才能根据状态针对性地去优化和调整。

  也正是从ECU这块基石开始,汽车上的“神经网络”才有了雏形,也就是电子电气架构的1.0时代。

  1.0时代的ECU数量并不多,一个ECU也只对应单个或者少数的几个功能,属于各自为战的状态。就像这样:

  随着科技的发展,汽车上可以用ECU精细控制的东西也越来越多。汽车也由此正式迈进了电控时代。

  小到空调、雨刷,大到燃油车的发动机变速箱、电动车的电机电池,都要通过ECU来控制。

  而且更恐怖的是,多一个功能就多一个ECU、多一套传感器,这就得加一根电线来联通。如果不够的话,还得再来一根。

  电线毁我青春、耗我钱财、颓我精神,但凡一个不注意就要短路自燃,到时候跳进黄河也洗不清啊!

  相比于普通的线束,总线就好比一条特殊的高速公路,让一些顺路的ECU可以在同一条高速上共享更快的信号传输速度,从而提高效率,降低成本。

  就比如车辆的液晶仪表盘里,时速、里程计算、剩余续航、能耗、车灯状态、车门状态、安全带未系提醒、故障灯等信息,都能集成在同一条总线上。

  这也给汽车零部件供应商带来了极大的便利。只要遵守相同的交规,别管是大众的高速还是丰田的高速,供应商都能上得去。

  当然,就好比有的高速两条车道,有的高速四条车道;有的高速限速120,也有的高速限速90一样,大家的需求不同,总线的样式也就各不相同。

  不需要跑那么快的,也需要普通的公路来承载。像CAN、CAN/FD、FlexRay、AFS-LIN、Ethernet之类的车载网络,也是在这个时候百花齐放的。

  所以电子电气架构的2.0时代,也是从各自为战转向小队作战的一代。小小的ECU们开始有组织、有纪律了!就像这样:

  一台顶级的豪华车上,光触手可及的控制按钮都是密密麻麻的好几十个。什么空调、电话、音响、多媒体、车辆状态……

  要是再加上主动刹车系统和辅助驾驶系统,要分析十几个传感器传回来的信号,整个电子电气架构的复杂程度,令无数的工程师头秃。

  当然,ECU的信号也干脆从坐小客车变成了坐大巴车,每车再配一个高性能处理器当小型指挥部,统筹全局。

  但让人意想不到的是,最早大规模应用域控制器的却并不是BBA这样的传统豪华品牌,也不是我们的新势力,而是特斯拉!

  特斯拉非常巧妙地把ECU按照功能分类,最终梳理成动力域、底盘域、车身域、娱乐信息域等几个域控制器,甚至还把辅助驾驶功能融进了动力域和底盘域之间!

  有了域控制器之后,ECU和传感器不再需要一一对应,有事可以直接找指挥部解决。

  就比如仪表上的车门提示灯就可以直接让车身域和娱乐域沟通,而不必搭一根线过去了。

  这对特斯拉来说,一方面能省下不少成本,更好地和燃油车去竞争;另一方面,Model S极佳的电耗和性能表现,也和线束减重脱不开关系。

  毕竟当年的一台高端豪华车单电线加接口就要五六十公斤重,等于车上多坐了一个成年人。要是再加上特斯拉的辅助系统和娱乐功能,恐怕要接近一百公斤了。

  但对车主来说,采用域控制器之后最大的好处,是以前必须要去4S店才能进行升级替换掉的软件,现在可以通过OTA直接进行升级。

  特斯拉在2019年就在美国给购买过FSD的老车主更换过新的自动驾驶芯片,蔚来也说要在明年给老车主更换新的8155车机芯片。

  但话说回来,从这种域控制器架构已经被绝大多数车企接受来看,特斯拉在电子电气架构上的构想的确是非常超前。

  到了这里我们不难发现,3.0时代的电子电气架构已经具备一定的统筹能力,ECU已经能“成建制”了!

  尽管在Model S量产的时候,特斯拉已经尽了一切努力去缩短线公里那么长,造价数百美元。

  或许这对于售价接近10万美元的ModelS不算什么,但针对4万美元的Model 3,可是一笔“不小的成本”。

  成本高昂的点不仅仅在于价格,更重要的其实是产能。因为特斯拉要想实现大批量低成本生产,就必须实现全自动化生产线。

  而线束又只能通过人工进行装配,这无疑耽误了特斯拉卖车的节奏,这也让马斯克十分挠头。

  于是乎,到了Model 3这里,特斯拉采用了一种极为简单粗暴的处理方式。

  用一块算力极强的芯片搭建CCM中央计算单元,再把以前的辅助驾驶域和娱乐信息域整合进这个CCM中,让ECU都服从中央计算单元的指挥!

  而且比起以前泾渭分明的功能性域控制器,在特斯拉Model 3上,已经出现了“跨域”的概念。

  在电子电气架构3.0时代,车身域主要负责车门、后备厢、车窗、天窗、车灯、空调、音响这种电子设备。

  这种以功能为导向的设计,虽然软件很规整,让人一眼看上去就很爽。但从机械布置上,这会给整车布局带来极大的麻烦。

  夸张一点来说,要是加装个电尾门,得从车尾牵一根长达四五米的线,才能把它接到车头的域控制器上!更别说特斯拉Model X还有一对拉风的鹰翼门了。

  就算没有这类高级配置,但刹车灯总是要有的,后备箱锁也是要有的,这些都免不了要从车身下方一穿而过。

  那还用2.0时代的ECU行不行呢?同样不行,因为刹车灯还要跟刹车踏板做连接,省是不可能省的。

  同样的事情,也发生在辅助驾驶系统上。系统观察后方需要调用后摄像头和后超声波雷达,这根线也必须连接车头的域控制器。

  社长就有一位整车布置工程师朋友,每天的工作除了想方设法让车身布局更加合理之外,最大的事就是和其他部门撕逼。

  但有了特斯拉Model 3“跨域”的电子电气架构之后,这一切就都迎刃而解了!

  特斯拉创造性地把车身分成了“左车身控制器”、“右车身控制器”,以及“中域”——自动驾驶及娱乐控制模块这三个大的部分。

  尽管“手刹”这个功能的确是被左右车身控制器瓜分了,但它和物理意义上的“左半边”和“右半边”还有些区别。

  左车身控制器除了转向系统之外,更多地担负了以前车身域的责任,负责灯光和内饰的电器;

  而右车身控制器则继承了动力域和底盘域的部分,电池和座舱的热管理系统也被放在这里。

  在“跨域”融合的基础之上再增加一颗强大的“大脑”,就是目前电子电气架构5.0时代的产物了。

  决定着人们在汽车上的科技体验。它比起天花板肉眼可见的机械素质,未来的可能性几乎无限。

  以前影响了电脑和手机,现在影响了家居和汽车,未来会更会渗透到我们生活中的方方面面。

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