文 | 另鏡 謝涵
編輯 | 陳彥旭
一場殘酷的價格戰(zhàn)正在中國電動汽車市場爆發(fā)。價格戰(zhàn)比拼車企控制成本的能力,背后是電動和智能兩條技術(shù)線路的升級節(jié)奏,最終能像制造iPhone一樣造智能電動汽車,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性降本。
因此,2023年再談電動汽車有多智能時,比起談自動駕駛技術(shù)進(jìn)展,談一家整車廠升級其電子電氣架構(gòu)平臺的能力更為實(shí)際。汽車的電子電氣架構(gòu)相當(dāng)于人的神經(jīng)系統(tǒng)和大腦,是未來汽車實(shí)現(xiàn)信息交互和復(fù)雜操作的關(guān)鍵,也是車企的核心競爭力。
截止2023年一季度,據(jù)新能源媒體CleanTechnica數(shù)據(jù),《另鏡》整理全球最暢銷的10款電動汽車車型(同品牌只選取最暢銷的一款),嘗試解析藏在量產(chǎn)電動汽車?yán)锏拇竽X,以及其透露出的整車廠智能化布局節(jié)奏。
汽車大腦如何進(jìn)化?
1993年到2010年,燃油車奧迪A8使用的電子控制單元(ECU)數(shù)量從5個快速增加到超過 100 個。自動變速箱,儀表盤,電動車窗,空調(diào)等等,為了給駕駛者提供更安全、更舒適的駕駛體驗(yàn),汽車從純機(jī)械產(chǎn)品逐漸演變成集成上百個ECU的復(fù)雜電氣工程。
每個ECU 通常只負(fù)責(zé)控制一個功能單元,彼此獨(dú)立,比如發(fā)動機(jī)、剎車、車門等。它們之間透過控制器域網(wǎng)絡(luò)(CAN)或者本地局部互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)連接在一起,并透過整車廠設(shè)置的通信協(xié)議交換信息。
這便是汽車傳統(tǒng)的分布式電子電氣架構(gòu)。
由于每個ECU 只綁定一個具體功能,在此架構(gòu)中,車廠要修改一個雨刷總成功能時,通常得二次開發(fā),重新和雨刷供應(yīng)商簽合同,重新做各個層級的標(biāo)定和驗(yàn)證。耗時長,流程繁瑣,效率低,成本高。
像智能手機(jī)一樣,把硬件模塊化,讓軟件來定義雨刷的功能,能解決這個問題。業(yè)內(nèi)人士管這一步叫做,“軟件架構(gòu)從軟硬件高度耦合走向分層解耦”。換句話說,將雨刷總成單一ECU,分離成標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和能實(shí)時更新的軟件,再把功能集成到車身域控制器中。
具體來講,雨刷所需的傳感器可調(diào)用車載攝像頭或其他傳感器,一旦感應(yīng)到擋風(fēng)玻璃透明度下降,車輛即可通過軟件自動啟動雨刷。再修改雨刷功能時,車廠在該域控制器系統(tǒng)中更新軟件即可。
域控制器相當(dāng)于智能汽車局部集成的小腦,包括域主控硬件、操作系統(tǒng)、算法和應(yīng)用軟件等。架構(gòu)集成度越高,所需域控制器數(shù)量越少,供應(yīng)鏈管理難度下降,開發(fā)時間和成本下降。
汽車一級供應(yīng)商博世將電子電氣架構(gòu)進(jìn)化分為六個階段,已成行業(yè)共識:分布式階段(包括模塊化、集成化)——域集中式(包括集中化、域融合)、中央集中式(包括車載電腦、車云計算)。各種不同的總成、模塊都標(biāo)準(zhǔn)化以后,通過中央控制器里的軟件可以實(shí)現(xiàn)更高等級的智能,就像手機(jī)上運(yùn)行多個應(yīng)用。
跨區(qū)域集成更多ECU,還會少用數(shù)百根線束,從而減輕車身重量,從而延長電動汽車?yán)m(xù)航里程。為整車廠提供車輛電氣電子架構(gòu)和高級輔助駕駛(ADAS)解決方案的供應(yīng)商安波福研究發(fā)現(xiàn),使用區(qū)域控制器可以整合 9個 ECU,并少用數(shù)百根單獨(dú)電線,使車輛的重量減少了8.5千克。
更少的零件、更輕的車身,在持續(xù)迭代中降低制造成本,讓降價成為普及電動汽車的有效武器。特斯拉的電子電氣架構(gòu)迭代,也遵循這一邏輯。
經(jīng)歷Roadster、Model S、Model X三款車型演進(jìn),2016年3月,特斯拉 Model 3 開啟電子電氣架構(gòu)變革。新型電子電氣架構(gòu)不僅大幅減少ECU數(shù)量、縮短線束(MODEL S 線束 3000 米,Model 3 減少一半以上),從而降低成本,還重塑了汽車產(chǎn)業(yè)舊有的零部件供應(yīng)體系,并抓住未來價值更大的自研環(huán)節(jié),真正實(shí)現(xiàn)了軟件定義汽車。
追趕特斯拉
作為智能電動汽車的開創(chuàng)者,特斯拉則一直技術(shù)激進(jìn)。在電子電氣架構(gòu)方面,平安證券分析師王德安認(rèn)為,特斯拉領(lǐng)先傳統(tǒng)車企 6年以上。
特斯拉之外,不少車企雖然聲稱自家電子電器架構(gòu)集成了三個功能域,但實(shí)際上還保留較多分布式模塊,處于功能域控制的早期階段。比如,都號稱用三個域控制器取代了分布式架構(gòu),但特斯拉的電子電氣架構(gòu)(26個)所需的ECU數(shù)量就比大眾最新的MEB(52個)要了少一倍還多。
在域控制器架構(gòu)的基礎(chǔ)上,車企更進(jìn)一步把不同功能的域進(jìn)行跨域整合,再進(jìn)一步到中央計算 +位置域階段。這一演進(jìn)過程可能長達(dá) 5-10 年,而受制于供應(yīng)鏈關(guān)系和自研能力,各家車企規(guī)劃的進(jìn)化節(jié)奏不一。
蔚來、小鵬、理想正在以每1-2年更新一次架構(gòu)的速度在追趕特斯拉。中國傳統(tǒng)車企上汽、廣汽、比亞迪在追趕電動汽車創(chuàng)業(yè)公司“蔚小理”。豪華車品牌沃爾沃和經(jīng)濟(jì)型品牌大眾,其架構(gòu)進(jìn)化則一快一慢,同時側(cè)面反映兩類公司的轉(zhuǎn)型難度。
跨域整合功能不是一件容易的事。尤其是像Model 3電子電氣架構(gòu)那樣,高級輔助駕駛(ADAS )模塊橫跨動力域和底盤域。
汽車產(chǎn)業(yè)鏈一級供應(yīng)商(Tier1)博世把汽車分為五個功能域,包括動力域、底盤域、車身域、 座艙域和自動駕駛域。隨著電子電氣架構(gòu)升級,硬件架構(gòu)會進(jìn)一步將動力域、底盤域、車身域合并為整車控制域,功能域從五個過渡到三個(自動駕駛域、智能座艙域、車控域)。
其中,由于涉及安全問題,動力域(三電系統(tǒng))和底盤域(包括剎車、轉(zhuǎn)向、安全氣囊、減震功能)要求響應(yīng)速度快、延遲低,目前依然以 ECU 控制為主,涉及供應(yīng)商眾多,若非自研或者扶持供應(yīng)商跟進(jìn)技術(shù)變動,多數(shù)車企難以整合動力域和底盤域。
因此你在當(dāng)下的電動汽車品牌宣傳中,更多會見到座艙域和自動駕駛域的賣點(diǎn)。尤其近兩年自動駕駛領(lǐng)域陷入投資低潮,業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為2030年高等級自動駕駛無法普及。智能座艙更是成為核心賣點(diǎn),包括中控顯示屏、信息娛樂解決方案、儀表盤、抬頭顯示(HUD)等。
座艙域和車身域(包括雨刮、車窗和車鑰匙等功能)融合,還能制造更多更讓消費(fèi)者直接就能感受到的產(chǎn)品差異。在激烈的價格戰(zhàn)中,這是更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的技術(shù)路線,價值大,成本低。這兩個功能域?qū)鹘y(tǒng)供應(yīng)鏈依賴度小,要求算力也低,整合起來不難。
高工智能汽車研究院監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,2022年中國市場(不含進(jìn)出口)乘用車前裝標(biāo)配座艙域控制器172.65萬臺,搭載率達(dá)到8.66%。而前裝標(biāo)配搭載行泊一體域控制器交付上險量為77.98萬輛,搭載率為3.91%。
如果說電子電氣架構(gòu)進(jìn)化是電動汽車智能化的前提,那在智能化技術(shù)路線上,多數(shù)車企目前都是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的保守派。電池技術(shù)投入更大的比亞迪只是做得更極致。
而始終相信汽車會是下一個智能手機(jī)的馬斯克,在今年3月特斯拉投資日上宣布,下一代電子電氣架構(gòu)中控制器100%自研。
運(yùn)營 | 小妍