上海电子展|浅谈汽车电子电气架构发展趋势

电子电气架构在汽车行业中具有举足轻重的地位，其重要性不容忽视。自2007年德尔福（DELPHI）提出E/E架构概念以来，这一创新理念便引领了汽车电子电气系统的革新与发展。电子电气架构的核心价值在于，它能够根据功能需求、法规和设计要求等特定约束条件，实现对汽车中传感器、中央处理器、电子电气分配系统和软硬件技术的有效整合。通过这种高度集成化的结构，电子电气架构将动力总成、传动系统、信息娱乐系统等多个复杂系统的信息转化为实际可行的电源分配、信号网络、数据网络、诊断和电源管理等电子电气解决方案。上海电子展小编觉得，这不仅显著提升了整车的性能和可靠性，还有效降低了成本、重量和能耗。

电子电气架构作为整车电子电气开发的基石，为具体整车项目中的模块开发提供了科学的整车实现方案和规范指导。为确保项目的长远发展和持续竞争力，电子电气架构必须具备前瞻性、平台化和可扩展性等特点。这些特性使得电子电气架构能够适应不断变化的市场需求和技术趋势，为汽车行业的可持续发展提供有力支持。因此，电子电气架构在汽车行业中的重要性不言而喻，它已成为推动汽车行业进步的关键因素之一。

上海电子展浅谈电子电气架构演变

一、分布式架构

在汽车电子电气架构的发展初期，分布式架构占据主导地位。在这一阶段，汽车的功能模块相对独立，通过分布式方式实现控制和管理。每个功能模块配备独立的电控单元（ECU），如发动机控制单元、制动控制单元等，它们之间通过CAN（控制器局域网）等总线进行通信。

特点：

功能分散：各功能模块独立运行，相互联系较少，导致系统整体功能难以有效整合。

软硬件耦合度高：功能模块的软件与硬件紧密耦合，不易实现软硬件分离和升级。

通信成本高：模块间通信频繁，增加了通信成本、系统复杂度和维护难度。

二、域控制架构

随着汽车功能的不断扩展和电子技术的发展，分布式架构的问题逐渐显现，进而演变为域控制架构。在域控制架构中，相关功能模块被整合到一个域内，由域控制器进行统一管理和控制。每个域负责一个特定功能领域，如动力总成、底盘、车身等。

特点：

功能整合：将相关功能模块集成到同一域内，实现功能整合和统一管理。

软硬件解耦：域控制器负责管理整个域内的功能模块，降低软硬件耦合度，便于软件升级和维护。

系统可维护性提高：功能模块的集成和统一管理使系统维护和管理更加便捷。

三、中央集中式架构

中央集中式架构是当前汽车电子电气架构的发展趋势。在这种架构下，各功能模块被集中到一个强大的中央控制单元中，由中央控制单元实现整车的功能控制和管理。中央控制单元具备强大的算力和处理能力，能够应对复杂的计算任务和数据处理。

特点：

功能集成化：各功能模块集成到中央控制单元中，实现功能的高度整合和统一管理。

软硬件高度解耦：中央控制单元负责管理整车功能模块，软硬件耦合度非常低，方便系统升级和维护。

系统集成度提高：中央控制单元整合了整车功能模块，大幅提升了系统的集成度和一体化程度，增强了系统的稳定性和可靠性。

四、跨域融合阶段

在汽车电子电气架构的演进过程中，跨域融合阶段应运而生。这一阶段的典型代表是MDC（多域控制器），它是DCU（域控制器）的进一步发展。与DCU相比，MDC能够接收和处理不同类型功能传感器的信号，而不仅仅局限于某一类传感器信号。这使得MDC具有更强的可扩展性，但同时也增加了其复杂性和电子电气网络架构实现的难度。

挑战：

硬件挑战：需要设计复杂程度更高的芯片方案，同时考虑芯片内部资源的分配。

软件挑战：智驾与智舱的OTA软件模块、升级模块的数据量、数据包大小存在差异，导致OTA升级策略存在挑战。

工程化挑战：智驾与智舱的开发体系与成熟度存在差异，集成测试和回归测试工作量较高，难以实现“1+1>2”的效果。

产业链合作模式变化：产业链从Tier2-Tier1-OEM线性关系，逐渐演变成以主机厂为中心的网状关系，对主机厂的能力要求更高

五、车载电脑阶段

随着汽车技术的不断进步，整车各DCU或MCU将进一步融合，由中央计算机统一管理。然而，对于实时性和安全性要求较高的动力、车身和底盘等领域，仍将保留基础控制器进行边缘计算，以确保系统的稳定性和安全性。

挑战：

操作系统的复杂程度：随着芯片算力的提升，操作系统的复杂程度也随之增加，需要处理更大量的数据和更复杂的计算任务。

功能安全：在车载电脑阶段，确保系统的功能安全成为关键，需要防止任何可能影响驾驶安全的功能故障。

软硬件协同：软硬件之间的协同工作变得更加复杂，需要确保硬件和软件能够无缝配合，提供一致的用户体验。

架构设计：车载电脑阶段的架构设计需要考虑到未来功能的扩展性和升级的便利性，同时保持系统的稳定性和可靠性。

六、车云协同阶段

在车云协同阶段，汽车与云端实现联动。汽车主要负责内部实时处理，而云计算则作为车端计算的弹性补充。这一阶段的发展不仅依赖于汽车内部的革新，还需要整个外部网络云端建设的支持。通过车云协同，汽车能够更好地利用外部资源，实现更高效、智能的运行。

挑战

5G网络和边缘计算：5G网络的建设及其在车云协同中的应用，包括低延迟网络的实现和边缘计算平台的部署，是当前面临的主要技术挑战之一。

数据安全和隐私保护：随着车云协同技术的发展，如何确保数据的安全传输和隐私保护成为了一个重要的问题。

系统架构和标准化：车路云一体化系统的架构设计和标准化进程，以及各地车路云一体化示范区建设的一致性和标准化问题，是技术挑战的关键。

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文章来源：kailer知识积累