汽车最新生存法则:“域”强则强
青岛

汽车最新生存法则:“域”强则强

2021年09月14日 17:19:57
来源:汽车商业评论

原标题:汽车最新生存法则:“域”强则强

2020年初,日媒日经BP社在拆解了一辆特斯拉Model 3之后得出结论:在汽车电子技术上,特斯拉领先丰田和大众6年。他们在报告中这样写道,“Model 3最出类拔萃的是特斯拉的集成中央控制单元,即‘全自动驾驶计算机’。这项技术也被称为Hardware 3,是该公司在蓬勃发展的电动汽车市场上最强有力的武器。这可能会终结我们所知的汽车行业供应链。”

汽车最新生存法则:“域”强则强

在汽车电子电气架构(Electrical and Electronic Architecture,EE架构)的演进上,特斯拉大踏步跨入车载电脑和区域导向架构,成为整个行业追赶的对象。

汽车的功能越来越丰富,搭载的ECU(Electronic Control Unit,电子控制器)越来越多。1998年推出的沃尔沃S80有十几个ECU,2015年推出的沃尔沃XC90有100多个ECU。

随着智能汽车的到来,传统的电子电气分布式架构面临更大挑战,用几个甚至一个大脑来控制全车的ECU,成为电子电气架构的变革方向。

特斯拉Model 3的电子电气架构就只有三个部分:CCM(中央计算模块) 、BCM LH(左车身控制模块)、BCM RH(右车身控制模块)。CCM将智能驾驶域和信息娱乐域整合在一起,BCM LH和BCM RH负责剩下的车身域、底盘域和动力域的功能,取代了之前的上百个 ECU 控制器和线束组成的复杂架构。

汽车电子电气架构的升级主要体现在三个方面:软件架构从软硬件高度耦合向分层解耦方向发展,硬件架构从分布式向域控制/中央集中式方向发展,通信架构由LIN/CAN总线向以太网方向发展。

对于一辆汽车来说,这种升级可谓脱胎换骨。在这个过程中,域控制器(Domain Controller Unit,DCU)扮演着关键角色,它是驱动汽车软件和硬件融合的核心部件。

从五域到三域,再到中央计算平台

以博世提出的整车电子电气架构路线图为例,它将整车电子电气架构发展分为三步六段。

第一步:分布式电子电气架构,包括模块化阶段(ECU与功能一一对应)、集成化阶段(ECU开始集成多个功能);

第二步:集中式电子电气架构,包括集中化阶段(全车分为五个域)、域融合阶段(功能相近的域进一步融合);

第三步:中央计算式电子电气架构,包括车载电脑阶段(车辆由中央计算机统一管理,按区域配置控制器)、车-云计算阶段(车辆与云端联动)。

按照汽车电子部件的功能,博世将整车划分为五个域:信息娱乐域、车身域、动力总成域、底盘域、辅助/自动驾驶域。

随着汽车电子电气架构由分布式走向集中式,行业已经出现跨域融合的情况,比如,车身域、动力域、底盘域融合为中央控制域。

这样,经典五域就变成现在常说的三域:中央控制域,自动驾驶域,智能座舱域。

东软睿驰总经理曹斌告诉汽车商业评论,目前不少车企已经在推三个域控的量产,一些激进的车企已经把其中两个进行整合,最快明年就会进行量产;把三个域控完全整合在一块,走向中央计算式电子电气架构,目前看时间点可能会在2025年左右,激进的主机厂可能在2024年左右。

上汽零束软件分公司基础软件平台专家曾杰男在“2021行业首届智能汽车域控制器创新峰会”上透露,零束目前处在全栈1.0阶段,主要是做域集中和部分域融合,会在今年年底进行量产;全栈3.0方案会走到整车计算中心再加区域控制器阶段,会在2023年量产。

长城汽车智能驾驶架构总监董作民在同场峰会上表示,长城在域控制器的想法,“不光在车端打造域控制器,满足自动驾驶的需求,更多是域控制器需要和云端进行很好的协作”。

他认为,不管是特斯拉2018-2019年发生碰撞的事故,还是造车新势力的车发生的一些碰撞事故,都说明“感知系统或是规控算法肯定是出现了问题”。而要对不同传感器感知功能的算法以及模型算法进行提升,必须与云平台进行好的互动。

两个关键域:中央控制域,自动驾驶域

8月26日,东软睿驰在上海发布了两款新一代面向SOA的标准化域控制器产品,一款是面向自动驾驶领域的行泊一体域控制器,一款是面向整车的通用域控制器。

东软睿驰自动驾驶行泊一体域控制器通过泊车与行车功能的集成以及传感器的共用,可实现L2+的增强感知能力,在降低研发成本的同时,提高安全性和用户体验。

该行泊一体域控制器产品支持5路高清摄像头、5路毫米波雷达、12路超声波雷达接入,摄像头最高支持800万像素,提供28项L2/L2+级别自动驾驶功能。

因为同时做行车和泊车,复用了多种类的传感器,另外从布置上也减少了线束,这款行泊一体域控制器相比传统1V1R(前视多功能摄像头×1+毫米波雷达×1 )+APA(自动泊车系统)的技术方案,成本节省20%~30%。

将ADAS功能和整车驾驶功能集中在一个软件上、一个控制器里去实现,将传感器统一接到一个设备上,软件在一个平台上去跑,不断在这个平台上进行组合和增强——这是车企向自动驾驶系统更加智能化方向发展同时又能够掌控其独特性的根本起点。

此外,针对整车厂商正面临硬件平台可拓展性低、开发周期长以及成本控制等方面的难题,东软睿驰推出了通用域控制器。它具备丰富的接口协议、高算力硬件平台,可支持网关、车身域、动力域等独立控制器或融合控制器的应用,帮助车企实现原型的快速开发,降低研发成本投入,提高功能开发效率。

按照东软睿驰的说法,用标准化域控制器,“投入十来个人可能两三个月就能开发出一个基本功能,让它运转起来”,而用传统的方法,可能需要几十人乃至上百人花费大半年到一年的时间才能完成。

中央控制域能解决车内IT基础设施的问题,包括以太网网关以及整车级服务的运行环境,自动驾驶域能实现辅助驾驶/自动驾驶功能的集中化。这两个域控制器的引入对于汽车电子电气架构的转型升级至关重要,可能会最先引入。

未来的域控制器生态

“各个车企都在向域控制器的电子架构在发展,同时也在做软件定义汽车方面的软件架构的变化,这两个变化其实是相辅相成的,因为只有域控制器标准化,车企在软件投入应用开发方面才更容易去做,并且能够保障未来软件不断的迭代。”曹斌告诉汽车商业评论。

标准化域控制器产品及面向服务的软件架构(Service-Oriented Architecture, SOA)将共同加快汽车产业向智能化快速发展。

东软睿驰副总经理、自动驾驶业务线总监刘威告诉汽车商业评论,目前行业内能做域控制器的企业主要有两类角色:第一类是Tier1,第二类是有能力的车企。

第一类,L3以下的域控制器,是以Tier1为主,个别车厂可能会参与里边的一些应用开发,但是整个硬件、基础软件包括上层的软件架构,包括底层的感知、算法都是Tier1来做,车厂只是参与上边的控制应用的开发。

第二类,L3或者L3以上的域控制器,走向三个域的整合,这种情况下车企也会参与,尤其是主流的一些有能力的车企,它们可能会主导这个事情,比如从芯片的选型甚至到整个硬件的构成,它们会深度地参与。

随着域控化的发展,大多数车企都会参与到上层软件应用开发以后,整个行业的分层形态也将会发生一些变化。“会有一些公用的基础平台和中间件的平台,使得大家可以不再在很多基础工程层面上反反复复地开发磨合,不再把大量的工作量、大量的人力脑力浪费在基础工作里边,而是更多地应用在创新和差异性部分的开发。”曹斌表示。

今年6月,AUTOSEMO(中国汽车基础软件生态委员会)发布了SOA软件技术规范的1.0版,下半年还会对其进一步升级,将着重进一步明确域控制器中的基础软件以及中间件的软件框架。

域控化让汽车行业生态已经发生变化,不再是单纯的车企和Tier1之间的关系,软件服务商、软件架构咨询和设计以及通用软件平台的供应商也将更多地涌现出来。

AI芯片公司、软件供应商、Tier1系统集成商、整车厂等多方力量都加入到域控制器的升级中来。整体上看,汽车域控制器市场呈现出控制器供应商和主机厂、域控制器供应商和芯片厂商紧密合作开发的趋势。

根据ICVTank的数据,全球ADAS域控制器市场规模在2019年为0.4亿美元,但在2021年将迎来大规模增长,将达到4.5亿美元,到2025年需求量可能达到700万套,市场总规模约为19.8亿美元;全球智能座舱域控制器2019年出货量为40万套,2021年同样将迎来爆发,将达到240万套,2025年有望攀升至1300万套。

对于所有参与者来说,这是一场不容错过的盛宴。