本文主要分享电子电器架构 — 电子电气架构演进的趋势。
一、电子电气架构演进的趋势
中央会合式电子电气架构是软件界说汽车的条件。 随着整车电子电气产品应用的增加,单车 ECU 数目激增,分布式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、 软硬件耦合深、通信带宽瓶颈等缺点而无法适应汽车智能化的进一步发展,正向中央盘算迈进:
-> 汽车将以少量高性能盘算单元替代大量ECU,为日益复杂的汽车软件提供算力底子;
->实现软硬件解耦+软件分层解耦,使得汽车软件可经 OTA 实现快速迭代;
->大带宽通信架构以适应车辆日益激增的数据量和低时延要求。
领先的电子架构是OEM在智能化上保持领先的条件。 随着汽车电子电气架构从分布式向中央盘算迈进,OEM面对着整合本来高度分散的控制功能并优化整体系统性能的挑衅。这一演进过程是基于现有的研发组织架构和整零关系进行的,因此呈现出渐进式的特点。
OEM在推进电子架构演进时,需要考虑如何逐步整合原天职散在各个部件中的控制功能,以实现更高效、更智能的系统管理。这要求车OEM研发、生产和供应链管理等方面进行全面的优化和升级。
同时,OEM还需要与零部件供应商创建精密的互助关系,共同推进电子架构的演进。零部件供应商在技术创新和产品研发方面扮演着告急角色,他们的支持和配合对于OEM实现智能化目标至关告急。
二、中央盘算架构的上风
电子电气架构(EEA, Electronic/Electrical Architecture)的变革是当前汽车行业智能化转型的核心驱动力之一。随着自动驾驶、车联网、智能化座舱等技术的快速发展,传统的分布式电子电气架构已经难以满足复杂的功能需求和高服从的系统集成要求,因此向中央盘算架构转型成为了OEM追求的告急方向。
1、中央盘算架构的上风
高度集成化:中央盘算架构通过将多个ECU(电子控制单元)的功能集成到少数几个高性能盘算平台中,淘汰了硬件的冗余和复杂性,进步了系统的整体服从和可靠性;
软件界说汽车:在中央盘算架构下,汽车的功能更加依赖于软件来界说和实现,这使得OEM可以更加灵活地迭代和升级汽车功能,满足消费者日益增长的个性化需求;
优化数据处理能力:中央处理器具备更强的数据处理能力,可以实时处理来自各个传感器和摄像头的海量数据,为自动驾驶、主动安全等高级功能提供有力支持。
低沉资本:虽然初期研发投入较大,但长期来看,通过淘汰零部件数目和简化线束结构,中央盘算架构有助于低沉生产资本和售后维护资本。
2、面对的挑衅
技术挑衅:实现中央盘算架构需要解决高性能盘算平台的散热、电磁兼容、实时性保证等一系列技术困难。
系统安全:随着软件在汽车中扮演越来越告急的角色,如何确保软件的安全性和系统的鲁棒性成为亟待解决的问题。
组织架构调解:传统的汽车研发和生产模式是基于高度分散的ECU进行的,向中央盘算架构转型需要OEM对研发、采购、生产等各个环节进行重大调解。
生态系统建设:中央盘算架构的推广离不开完整的软硬件生态系统支持,包括芯片、操作系统、开发工具、Cloud服务等多个方面。
3、渐进式演进计谋
鉴于上述挑衅,OEM在推进电子电气架构变革时广泛采取渐进式演进计谋。具体而言,就是从现有架构出发,逐步整合功能相似的ECU,逐步引入高性能盘算平台,终极实现全面的中央盘算架构。这种计谋有助于OEM在控制变革风险的同时,逐步积累技术和履历,为未来的全面转型奠基底子。
架构演进驱动主机厂多重变化。 架构演进过程背后,是主机厂把原属于供应商的软硬一体的部件中的控制功能提取出来收归融合于自身的过程,主机厂的软件自研比例将显著上升,汽车软件全部权逐渐收归主机厂。在此过程中,主机厂将根据不同的品牌定位及自身气力决定自研高代价模块的多少、参与程度的深浅,如特斯拉核心模块全自研,硬件外包,也可能存在做品牌运营,软硬件均大比例外包的整车品牌。
-> 软件自研比例显著上升
随着电子电气架构由分布式向中央盘算演进,主机厂开始将本来属于供应商的软硬一体部件中的控制功能提取出来,并逐渐整合到自身的研发体系中。这一过程中,主机厂的软件自研比例显著上升,汽车软件的全部权也逐渐从suppliers转移到主机厂手中。这意味着主机厂在软件开发方面拥有了更多的主导权和话语权,能够更好地满足汽车智能化的需求。
-> 自研高代价模块的多少与参与程度的深浅
在架构演进的过程中,主机厂会根据不同的品牌定位及自身气力来决定自研高代价模块的多少和参与程度的深浅。
例如,一些气力雄厚的车企如特斯拉,选择了核心模块全自研的路径,涵盖了芯片、操作系统、中间件、域控制器系统集成等多个范畴,而硬件部门则选择外包。这种计谋使得特斯拉在技术上保持了领先地位,并实现了较高的产品附加值。
然而,并非全部主机厂都具备全自研的能力。许多OEM会根据自身情况选择重点突破某个或某几个核心技术范畴,如自动驾驶感知算法、座舱芯片等。同时,也有一些OEM选择与科技企业或互联网公司创建互助联盟,共同开发汽车软件,以弥补自身在软件研发方面的不敷。
-> 改变汽车开发模式
架构演进还带来了汽车开发模式的变革。传统的汽车开发模式每每以硬件为主导,而在智能化期间,软件的告急性日益凸显。因此,主机厂开始将更多的资源投入到软件开发中,形成了软硬件协同发展的新模式。这种模式下,汽车的功能更加依赖于软件来实现,而硬件则更多地作为软件的载体和支持。
-> 利润结构变化
随着软件自研比例的提升和软件全部权的转移,主机厂的利润结构也发生了变化。传统的汽车制造业务仍然是主机厂的主要收入泉源,但软件和服务带来的利润贡献正在逐步增加。通过硬件预埋及可插拔用户付费解锁服务等方式,主机厂可以在保有车辆上实现软件、内容的盈利变现,从而拓宽了利润池。
-> 市场竞争力的提升
架构演进不但提升了主机厂的软件自研能力和利润结构,还增强了其市场竞争力。拥有强盛软件自研能力的车企能够更好地满足消费者对智能化、个性化的需求,从而在市场上占据更有利的位置。同时,通过软硬件协同发展的模式,OEM可以更快地推出新产品、新技术,保持市场竞争的领先地位。
架构演进改变汽车开发模式、研发人才结构及组织形式、整零关系。主机厂利润池大幅拓宽,将长期享有软件红利,通过硬件预埋及可插拔+用户付费解锁服务,主机厂可于保有车辆上实现软件、内容盈利变现, 亦增强品牌的用户粘性.
三、小结
智能驾驶、智能座舱是消费者能感知到的体验,背后需要强盛的传感器、芯片,更需要先辈的电子电气架构的支持,电子电气架构决定了智能化功能发挥的上限。如果没有先辈的电子电气架构做支持,再多表面智能功能的搭载也无法支持车辆的持续更新和持续领先,更无法带来车辆资本低沉和生产研发的高效。
当前汽车电子电气架构正从分布式走向中央盘算,这个过程就如同从“诸侯割据”走向“天下归一”,由于多重历史包袱的存在,刚开始控制权收拢于多个权利中心,同是也还存在多少地方政权,但终极将走到中央集权,地方只负责执行同一的政令。 伴随电子架构集成化的还有软件分层解耦,如同一个当局组织有中央当局、省级、县级, 各级变更互不影响,可分层迭代, 同时汽车的通信架构也进行升级,如同修建覆盖全国的高速公路网。
特斯拉在Model 3上开启的电子电气架构变革确实为整个汽车行业树立了新的标杆。其他OEM也纷纷加速架构迭代,尤其是自主品牌,它们在这一过程中的迭代速率相称快,多代架构同步开发,显现出了强盛的创新能力和市场适应性。
这一变革背后,是OEM在研发投入、软件人才扩张、研发组织变革以及整零关系重塑等方面的巨大努力。OEM的角色正在从传统的硬件集成者转变为软件集成者与硬件集成者的连合体。它们正努力将软件从供应商的“黑盒”中提取出来,实现软件的自主掌控和深度融合,这一过程无疑是全新且充满挑衅的。
颠末几轮的迭代,电子电气架构迈向中央盘算已成为不可逆转的趋势。这将使得OEM在软件开发和应用方面拥有更大的自主权,未来软件的全部权将更多地收归主机厂。这一变革不但将提升OEM的技术气力和创新能力,还将极大地拓宽其利润池,为OEM带来更为广阔的发展空间和商业机遇。
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