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帮手到枷锁 轿车电子电气架构的进化之路
发布日期:2023-08-09 23:30:51 作者: 媒体报道

  现在只要 Model 3和群众的 ID.3,能称为全新的电子电气架构。因为它们的骨干网络现已完结以太网操控,而且全车 ECU 集成到了几大域操控器之中。」

  它是指对轿车的传感器、中心处理器、ECU、线束、信息文娱体系以及底盘体系等整车软硬件进行体系规划的计划,然后完结车内高效的信号传输、体系安置等作用。

  先是特斯拉以新一代会集式布局的 E/E 架构首先发力,后有供货商如博世、安波福、大陆等着重 E/E 架构要从分布式向会集式改动。华为更是将锋芒直指其算力缺乏、短少功用安全等问题。

  在主机厂中,也呈现了群众、通用和丰田这样的改造者,正在布局新一代 E/E 架构。

  Tier 1合作主机厂进行 E/E 架构规划和优化,终究意图是经过开发一套合理的整车电子电气体系,来完结功能提高与本钱操控偏重的作用。

  因为自1886年榜首辆奔驰三轮轿车被创造出来之前,车上的电子设备并不像今日这么杂乱,更谈不上 E/E 架构。

  直到20世纪初,开端呈现更多需求电力进行发动的设备如起动机、车载收音机等,电子电气体系才逐步成型。

  以车灯为例,最早的车灯是在灯罩下点火油,直到创造了电灯,轿车开端选用钨丝白炽灯进行轿车照明。

  比方,怎么完结这些体系内 ECU 之间的通讯成为应战。为处理这个问题,博世历时三年,在1986年开发出了 CAN 总线,用来对 ECU 的数据进行传输。

  因为选用了 CAN 总线规划,车内各个操控模块之间的传输速率为到83.3-500 kbit/s,其间用于发动机信号的 CAN 总线kbit/s。

  本质上,CAN 总线是一种局域网技能,电气体系和设备的 ECU 之间的通讯能够经过 CAN 总线来完结。

  因为能够削减布线、减轻分量以及节约车内空间,相似的计划尔后一向被各大车企广泛选用。

  2007年,德尔福初次提出 E/E 架构的概念,对发动机体系、车窗操控、车载文娱体系等全部需求电力操控的软硬件进行体系规划和不断优化,这一名为「E/E 架构」的计划处理了轿车电子的通讯和功率问题,以帮手的人物让轿车的功能越来越好。

  假如没有后来鼓起的电动车和自动驾驭,传统 E/E 架构或许还能连续光辉。

  可是,如你我所见,电动车和自动驾驭技能席卷了整个职业,很多新呈现的 ECU 和信号传输功率需求,让本来的分布式 E/E 架构遭到应战,乃至正在成为技能开展的枷锁。

  事实上,直到2017年特斯拉 Model 3发布时,整个轿车职业都没有一款产品测验对传统 E/E 架构进行改造。

  换句话说,正是 Model 3呈现,全新一代的会集式 E/E 架构才呈现在人们面前。

  同样在2017年,从德尔福拆分出来的安波福提出 smart architecture(智能架构),将轿车内部的很多模块,整合为三类:

  分别是发动机模块、信息文娱模块以及自动驾驭与自动安全模块,并提出「神经」和「大脑」的概念,神经代表传输网络架构,大脑代表核算渠道。

  与此绝地,博世、采埃孚、大陆等也纷繁意识到软件关于轿车的冲击,均提出要从分布式向会集式改动的新一代 E/E 架构,以习惯年代改动。

  其间,博世用六个阶段来描绘 E/E 架构的开展趋势,从简略到杂乱依次为模块化、集成化、会集化、域交融、车载电脑和车-云核算。

  依照模型猜测,假如选用车载以太网,能够完结比 CAN 总线Mbps 高实时带宽。

  假如搭载车规级芯片,还能够让轿车具有中心核算机的处理才能,能够满意车辆向智能终端演化的算力需求。

  对照博世的六个阶段,能够看到,除了现已进入车载电脑的阶段特斯拉 Model 3,大多数车企的轿车 E/E 架构刚刚度过模块化阶段,正在进入集成化阶段。

  在满意算力和信号传输速度等各项要求后,环绕新一代的 E/E 架构的比赛也正式拉开帷幕。

  榜首股浪潮是插电式混合动力轿车和纯电动轿车的呈现,它们引入了三电体系,然后添加了轿车 E/E 架构的杂乱程度;

  第二股浪潮是智能座舱和自动驾驭。OTA 晋级需求、很多的传感器呈现,产生了 OTA 更新、很多数据处理和信号传输的需求,对算力和车辆安全提出应战。

  在面临这两股浪潮时,传统的分布式 E/E 架构的问题在于,算力缺乏、信号传输慢以及无法完结 OTA 一致晋级。

  现在车载 ECU 的数量比较轿车前期呈现数倍添加,以及日益添加的海量数据等候处理,直接让传统 E/E 架构不堪重负。

  为了处理这些问题,便呈现了车规级芯片,利于传输信号的以太网,以及处理了一致晋级问题的域操控器。

  在解读新一代 E/E 架构之前,能够详细看一下博世的六个阶段。博世用三类 E/E 架构共六个阶段来展现技能的演进。

  (1)当时,车企正在使用的榜首类 E/E 架构,选用分布式规划,分为模块化和集成化两个阶段:

  (2)往后,车企将选用第二类 E/E 架构,选用(跨)域会集式规划,分为会集化和域交融两个阶段:

  域交融阶段,对应地开端呈现跨域中心操控器。特斯拉 Model 3正是域交融阶段的代表车型。

  (3)未来,E/E 架构将开展为第三类架构,即车辆会集 E/E 架构,分为车载电脑和车-云核算:

  现在来看,搭载新一代 E/E 架构的车企如特斯拉等,在架构规划上均选用了会集式布局。会集式布局有几点优点:缩短信号传输、因削减线束而下降车重、更好的信息安全性。

  拿特斯拉 Model 3来说,其 E/E 架构由中心核算模块(CCM)、左车身操控模块(BCM LH)、右车身操控模块(BCM RH)三个部分组成,用以操控车辆的行进、转弯和中止等操作。

  「从传统车走向智能网联轿车,有必要进行架构的改动。传统的 E/E 架构是总线加涣散操控的架构,一个车上几百个操控器。可是走向智能网联轿车,应该充沛交融 ICT 技能几十年开展所获得的成果与堆集,把车做成分布式以太网络+三个域操控器架构,完结软件界说轿车,继续为顾客提高体会。」

  改善传统的 E/E 架构,华为的做法是提出代表核算和通讯的「CC」架构,以及根据 CC 架构衍生出三大渠道智能驾驭渠道(MDC)、智能座舱渠道(CDC)和整车操控渠道(VDC)、联合和云服务。

  一位轿车业内人士表明,华为的 MDC、CDC、VDC 能够理解为三大域操控器。

  这或许意味着,未来根据 CC 架构的智能轿车,将完结和特斯拉 Model 3相似的才能。

  2019年3月,群众轿车 CEO Herbert Diess 曾泄漏,计划将现有的整车约70个 ECU 削减为三个中心处理器,经过会集式的方法将 ECU 进行集成。根据 MEB 渠道的群众 ID.3,将搭载名为「E」的 E/E 架构,只需经过两台中心处理器就可完结一切的操作。

  对照博世的「六个阶段」,因为群众 ID.3将呈现跨域中心操控器,所以应该归于「域交融阶段」。

  这也是群众 ID.3与特斯拉的 Model 3一起,遭到上面那位博世职工认可的原因。

  这个历时四年研制的 E/E 架构,将为通用未来产品开发中的电气化、自动安全、车载文娱、智能互联以及 Super Cruise 等在内的整车 OTA 晋级供给支撑。

  新一代 E/E 架构每小时能够传输和处理4.5TB 的数据,比上一代架构提高约5倍,最新搭载该架构的是通用旗下全新凯迪拉克 CT5。

  因为没有看到 Global B 的更多信息,所以暂时欠好判别这个架构归于哪一阶段,但从数据传输功率看,CT5应该也是选用了以太网规划。

  2019年3月,两位丰田的人士泄漏,丰田新一代 E/E 架构将选用中心+区域计划(Central & Zone Concept),根据新一代 Central& Zone 计划的轿车规划,能够经过 ECU 集成下降本钱,具有空间优势、轻量化、车型掩盖多、可扩展性特色,方针是规划简略的软件插件和完结物理层改动的本地化。

  国内车企也在进行新一代 E/E 架构的研制,如上汽、广汽、吉祥等均已有所布置。

  吉祥与沃尔沃联合研制的 CMA 模块化架构中,对 E/E 架构进行了改善,能够满意5G 通讯、高功能处理器、雷达等新需求,根据这一架构的的车型领克01,在智能座舱和自动驾驭辅佐体系方面有不俗的体现。

  不过,依照博世的六个阶段进行比照,全体上,除了特斯拉 Model 3、群众 ID.3和通用凯迪拉克 CT5,进入博世「会集化阶段」的智能轿车并不多见,大多数车企的新一代 E/E 架构正处于集成化阶段向会集化阶段过渡的节点。

  这或许是 Model 3的智能化遭到热捧销量大增的原因之一,它在实际使用中总是会比传统的轿车显得聪明和好用,整车 OTA 晋级也能愈加灵敏。

  站在2020年头,根据传统 E/E 架构的车型仍占有很大商场,但新一代 E/E 架构现已呈现。

  在轿车顾客做出挑选的绝地,部分车企现已首先举动,杀死传统 E/E 架构的这件事恐怕不会太远。

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