“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?

大家好,我是电动车公 的 长。

如果大家比较关注新能源车,会发现一个有趣的现象。

每家车企开新车发布会,几乎都会慷慨激昂地喊出这几个有些难懂的词:

什么“纯电平台”、“电子电气架构”、“自动驾驶”、“软件定义汽车”

之类,引得众人阵阵掌声,空气里充满了快活的空气。

前几天 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。

当然,针对这些概念,吃瓜群众们也站成了两派。

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。

两派各执一词,吵得好不热闹。

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。

那么,这个域控制器到底是什么?

在智能化时代,电子电气架构真的比机械素质重要吗?

这件事,还得从纯电平台和电子电气架构说起。

01. 平台决定硬件水平的下限

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。

硬件和软件之间的关系就好比身体和大脑,缺了谁都不能运转。

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。

这个“搭积木”的方式,就是平台化生产。

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。

这时,纯电平台的优势就会显露出来。

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。

届时 速会更快、UI设计会更美观、语音识别也会更流畅。

想要在燃油车平台上做到这一点,可没有那么简单。

而且随着时间的推移和技术的进步,纯电平台本身的水平也在不断提高。

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。

02. 电子电气架构决定用户体验的上限

这时候,肯定有小伙伴要问了:不对啊!说了那么多平台,那电子电气架构呢?

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。

至于这个神经系统上的“神经元”,就是MCU。

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。

它并不需要复杂的计算逻辑,只需要执行驾驶员的指令就可以了。

(1951款的克莱斯勒帝国,就已经搭配了先进的电动车窗)

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 -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 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。

但这时又出现了一个更加棘手的问题:ECU,不再是当年那个青涩少年了。

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。

个数也从最开始的几个,增加到了几十上百个。

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。

这几百根电线就连编个 都很麻烦,更不要说要给他们塞到车身的每一个角落。

所以这时候的车企越琢磨越不对劲:

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!

更何况沃兹基说过,系统越复杂,故障就越多。这不是长久之计,得改。

所以这时候车企先想了一个简单的办法,就是线束更粗的“总线”。

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 传输速度,从而提高效率,降低成本。

而且它最大的好处就是只要顺路、就能加入。

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 络,也是在这个时候百花齐放的。

这样,作为消费者的我们只要加点钱,就能享受到功能丰富的新车了。

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:

但这还没完,没过多久,汽车上的功能变得比之前还要丰富。

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……

就好像军备竞赛一样,谁堆得多谁就代表着豪华。

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 ,整个电子电气架构的复杂程度,令无数的工程师头秃。

这时候即使是特殊的高速公路也不管用了,毕竟车多了还是会堵。

所以高速扩容就显得刻不容缓,必须把以前的两车道变成四车道!

当然,ECU的信 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。

这个小型指挥部,就是如今各家车企都在提及的“域控制器”。

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!

2012年,特斯拉Model S正式问世。

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。

这样一来,就能减少许多ECU、传感器、线束和开关。

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。

甚至再狠一点的,连指

声明:本站部分文章及图片源自用户投稿,如本站任何资料有侵权请您尽早请联系jinwei@zod.com.cn进行处理,非常感谢!

上一篇 2021年10月3日
下一篇 2021年10月3日

相关推荐