什么是電子電氣架構(gòu)？電氣架構(gòu)指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計和演化的原理

什么是電子電氣架構(gòu)？電子電氣架構(gòu)（EEA）包含了車上所有的硬件、軟件、傳感器、執(zhí)行機構(gòu)、電子電氣分配系統(tǒng)，電子電氣架構(gòu)是通過系統(tǒng)集成化的工具把這所有的內(nèi)容整合到一起，它包含了最軟件設(shè)施、硬件設(shè)施和高效的動力和信號分配系統(tǒng)三個基礎(chǔ)的要素，在軟件設(shè)施和硬件設(shè)施具備基礎(chǔ)上還要一套高效的動力和信號分配系統(tǒng)把這些軟件和硬件有機地結(jié)合到一起。電子電氣架構(gòu)（EEA）涉及電子與電氣兩部分，它是在成本、重量、可靠性等一定約束條件下，能最優(yōu)實現(xiàn)整車電子與電氣需求的技術(shù)方案。電子電氣架構(gòu)是整車電子電氣開發(fā)的主體框架，為具體的整車項目中的模塊開發(fā)提供整車實現(xiàn)方案與規(guī)范指導(dǎo)，需具備前瞻性，平臺化，可拓展性等特點。

總結(jié)來說，電氣架構(gòu)是整車電氣系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，它包括功能，系統(tǒng)，組成系統(tǒng)的零件，零件與零件之間的相互關(guān)系，零件與環(huán)境之間的關(guān)系，以及指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計和演化的原理。

電子電氣架構(gòu)示例圖

01 ? EEA 主要支撐技術(shù)

? 1.1 車載以太網(wǎng) 在車載以太網(wǎng)概念出現(xiàn)之前，我們知道汽車內(nèi)已經(jīng)有不同的總線標(biāo)準在應(yīng)用，包括 CAN、LIN、FlexRay、MOST 等；那為什么還需要車載以太網(wǎng)呢？主要還是因為車載以太網(wǎng)在面向未來應(yīng)用的低成本、高帶寬、低延遲等特性。 ?

1.2 仿真技術(shù) 依賴于 V 流程，有整車級、系統(tǒng)級、軟硬件等多種層級的仿真，針對于具體應(yīng)用包括新能源、智能駕駛等領(lǐng)域的仿真，主要優(yōu)點是可以縮短產(chǎn)品開發(fā)流程、降低開發(fā)成本。 ?

1.3 信息安全 在 EEA 中，當(dāng)車與外界互聯(lián)時，涉及到信息安全。在第一、二代 EEA 中，廣播收音系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、汽車安全門禁系統(tǒng)等都涉及到信息安全；未來 EEA 中，面向 5G 的 LTE V2X，基于以太網(wǎng)的 DOIP 等與外界頻繁交互的功能及相關(guān)產(chǎn)品需要考慮信息安全。 ?

1.4 功能安全 現(xiàn)在講功能安全的車廠和零部件公司很多，但始終不要忘記，功能安全是正向開發(fā)的，一個優(yōu)秀的 EEA，會將功能安全需求合理的分配給相應(yīng)的零部件。 ?

1.5 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計 根據(jù) EEA 要求，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、點與點的通信方式、傳輸速率等。 ?

1.6 診斷設(shè)計 根據(jù) EEA 要求，參考相關(guān)診斷標(biāo)準，完成 ECU 級別的診斷設(shè)計。 ?

1.7 電氣設(shè)計 主要指線束設(shè)計，作為汽車內(nèi)部的神經(jīng)血管，未來 EEA 中對于線束設(shè)計的要求方向是：輕量化、縮短整車線束長度；電氣設(shè)計還包括整車的電源分配、 EMC 設(shè)計等。 ?

1.8 硬件設(shè)計 EEA，需要通過硬件來實現(xiàn)落地。未來架構(gòu)中，域控制器/中央計算平臺會隨著 MCU / MPU 的性能提升而不斷提升，而每個域下的傳感器和執(zhí)行器會逐步走向標(biāo)準化。 ?

1.9 基礎(chǔ)軟件設(shè)計 每個 ECU 的基礎(chǔ)軟件會走向標(biāo)準化，即滿足 Classic AUTOSAR 和 Adaptive AUTOSAR。 ?

1.10 應(yīng)用軟件設(shè)計 基于模型的應(yīng)用層軟件開發(fā)將會是未來的發(fā)展趨勢，而未來的 EEA 將是基于服務(wù)的，類似于手機 APP，可實現(xiàn)軟硬分離，車廠可以根據(jù)用戶的需求快速開發(fā)應(yīng)用軟件。 ?

02

為什么要做電子電氣架構(gòu)（EEA）？

1. EEA是整車層面電子電氣相關(guān)需求的繼承及擴展，確保工程開發(fā)滿足整車層面的需求； ? 2. 前期好的EEA規(guī)劃，能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本，增強產(chǎn)品的競爭力； ? 3. EEA會前期定義好軟硬件接口，從而避免在系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計過程中出現(xiàn)系統(tǒng)之間不匹配的問題； ? 4. EEA能夠是實現(xiàn)平臺化、模塊化的基礎(chǔ)，保證技術(shù)方案的一致性，避免重復(fù)的開發(fā)及驗證，縮短開發(fā)周期，降低成本。 ? ? ?

03EEA 發(fā)展趨勢

? 目前市場上一些廠家已經(jīng)實現(xiàn)域控制器的量產(chǎn)，一些廠家還是用的分布式架構(gòu)?，F(xiàn)在的電子電氣架構(gòu)不僅要滿足車輛本身的功能和車輛本身的服務(wù)，還要延伸到云端，實現(xiàn)車跟車之間的互聯(lián)、車跟交通設(shè)施之間的互聯(lián)、車跟人之間的互聯(lián)，這些都將通過電子電氣架構(gòu)來實現(xiàn)，所以將來的電子電氣架構(gòu)是互聯(lián)的電子電氣架構(gòu)。 ?

? 隨著智能化汽車的發(fā)展和新能源汽車的發(fā)展對電子電氣架構(gòu)的要求會越來越高，隨著用戶體驗系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)、互動系統(tǒng)和主動安全功能的不斷完善，導(dǎo)致目前的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)無法滿足這些需求，現(xiàn)在的電子電氣架構(gòu)已經(jīng)沒有足夠的空間和相應(yīng)的成本增加，并且在物理安裝上也有很大的困難。如果在想繼續(xù)滿足自動駕駛和新能源汽車的相應(yīng)功能，現(xiàn)在的架構(gòu)已經(jīng)超過負載，目前的架構(gòu)需要更新。隨著智能車輛的普及，汽車會 采用集中計算架構(gòu)，實現(xiàn)集中計算，區(qū)域連接。后續(xù)繼續(xù)發(fā)展可能會將部分內(nèi)容放至云端。 ? 汽車電信通信速率朝著高速化方向發(fā)展，而且越來越注重安全。電氣化、網(wǎng)聯(lián)化的推進也使功能安全、信息安全的問題越來越凸顯。安全的問題也在汽車開發(fā)過程中越來越受到重視。 ? 未來的電子電氣架構(gòu)應(yīng)該具備四個特點：第一，要易擴展，第二要高性能，第三要一體化，第四要強安全。

? · 易擴展：就是電子電氣系統(tǒng)要很方便的增加、減少，按照功能的需求進行增減。 ?

· 高性能：不管我們在計算力還是通訊方面都需要有高性能的基礎(chǔ)。 ?

· 一體化：車和云是一體化的考慮，以后車不再是單獨獨立的個體，是云端互聯(lián)和旁邊的車一起形成有機的整體。 ?

· 強安全：這是車從誕生以來就著重強調(diào)的，但是在智能網(wǎng)聯(lián)的時代安全性就更加重要。 ? 第二方面是軟件，我們未來的架構(gòu)需要開放標(biāo)準化的基礎(chǔ)軟件平臺，我們要從以前單個系統(tǒng)的縱向軟件開發(fā)轉(zhuǎn)向到橫向分層的結(jié)構(gòu)開發(fā)。面向服務(wù)架構(gòu)的設(shè)計，要成為我們未來電子電氣架構(gòu)設(shè)計主流的思想，統(tǒng)一協(xié)調(diào)車內(nèi)的資源，讓車內(nèi)的資源能夠快速、有效的進行重新組合，形成新的功能。 ? 第三方面是軟硬分離對架構(gòu)開發(fā)模式帶來的變化。我們以前傳統(tǒng)交鑰匙的，整車廠、供應(yīng)商、用戶的關(guān)系很難維系，整車廠、供應(yīng)商、用戶要形成新的開發(fā)模式。我們合作模式來講，以前整車廠提需求，供應(yīng)商軟件做好交到整車廠，整車廠組裝測試，要變?yōu)檎噺S更多的涉及到底層軟件，包括硬件軟件的開發(fā)。

第二個改變思維要從以前和消費者之間一錘子的買賣，售出車輛之后不再進行優(yōu)化的模式，變成全生命周期的迭代，就是從我們設(shè)計開始那一天到用戶拋棄這輛車，這輛車報廢的那一天，整個的生命周期要形成新的開發(fā)模式。第三是車云的協(xié)同開發(fā)，以后車的功能開發(fā)部再僅僅局限于車端，和云端一體化，以及云端快速的迭代、監(jiān)測，一些控制，將會成為車功能開發(fā)新的特點。第四個要和用戶一起，把用戶介入進來，以后我們整車上的功能不僅僅是整車廠的想法，用戶的想法要加入進來，要迭代到整個的開發(fā)流程當(dāng)中去，讓用戶也成為開發(fā)的一個部分，讓每個用戶都有屬于自己的一輛車，成為新的一個特性。 ?

編輯：黃飛

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