
我理想中的電子電氣架構是什么樣子的?這個課題我自己思考過很多次,但是每次都是一些零散的想法,然后因為一些偶然的發現,又自己否定了自己。然后我發現這個事情就跟一千個人眼中就有一千個哈姆雷特一樣,沒有標準的答案,只有相對合適的答案。
新技術的變革我以前也提到過,驅動力主要有兩方面:一是提升用戶體驗;二是降低整車成本。在2021年的時候,那會域控架構的汽車并不是很多,大家還是基于博世的一整套標準答案照抄,透露出來的消息大半都是3Domain+4Zonal的架構。包括目前最火爆的華為iDVP架構,以及廣汽的星靈架構都是這種。那會的驅動力很大程度上是為了提升用戶體驗,軟件常用常新,基于SOA服務的軟件架構,實現軟硬件解耦,提升開發效率,怎么看怎么牛逼,完全沒理由不用啊。至于降低成本,從原則上來講是成本應該要降低,畢竟引入了區域控制器,減少了一些終端的節點,減少了整車的線束,粗略一算,好像是可以降低成本的。研發的極致是平臺化,生產的極致是定制化。基于我個人的這個理解,上面這種架構真的好嗎?假設是理想汽車,我去汽車之家上看了一下理想L7的配置表,隱藏相同的參數后,三個配置下不同點屈指可數,分別是懸架,智能駕駛硬件(智能駕駛軟件自然就不同了),還有車機系統,一共就3個地方不一樣,這說明理想汽車在Zonal這塊的負載基本上完全一致,平臺化與定制化等效了。


假設是一些喜歡多配置讓消費者患上選擇困難癥的一些車企,那對于Zonal控制或者連接的一些外設,就自然存在一些取舍了。假設低配的車沒有座椅加熱通風,高配的車有,那Zonal里面到底要不要做座椅通風加熱模塊的電路?做了浪費生產成本,不做浪費研發成本。在一個獨立的控制器上,如果針對車輛的不同配置會出現一些硬件冗余的情況,那就要慎重地考慮這個功能是否要做進來,或者這個功能是否要變成標配,否則很難做到研發與生產的雙贏。所以重新理解一下什么叫平臺,是做一個大而全的東西,通過裁剪向下兼容?還是針對最低配置的需求做一個最小系統,通過增加配置向上兼容?其實這個也沒有絕對正確的答案,也要根據現實情況來做決定。對于華為來說,華為的Huawei Inside模式就一定是通過剪裁向下兼容,這樣才能最大限度地降低華為匹配不同車企時的增量開發內容。當然華為肯定比我聰明,這種模式帶來的硬件冗余,需要車輛的高溢價能力來彌補。余大嘴也說:我們不做低端車(我也不知道他到底說沒說過,算他說過吧)。對于多配置的傳統車企,是不是針對低配做最小系統,通過增加配置向上兼容更合適?我覺得這樣可能更合適一點,畢竟傳統車企中規劃的高配,頂配實際銷量很低。這種更接近生產極致的定制化能保障最大的收益。那如果是傳統車企做最小系統的域控架構,還是按照3domain+3zonal的方式,成本會低嗎?那自然不會低啊。刨去座艙域控制器和智駕域控制器相對獨立之外,與車身,動力,底盤等領域相關的就是一個車身中央域控的domain帶著他的4個zonal小弟。這5個控制器通常是集成了哪些功能呢,無外乎就是取代傳統的繼電器盒子的配電功能再加上BCM、空調、座椅、網關、門模塊、尾門模塊之類的一些東西以及Zonal就近原則所省下的線束成本,有一些廠家可能會將溫控領域的一些東西也進行集成。這些玩意發展了很多年了,價格已經從以前的脫水到烘干了,越來越低的門檻給予了整車廠物美價廉的選擇。
所以電子電氣架構架構究竟是做成大而全的平臺還是做成小而精悍的基礎?廢話了以上一大堆:看情況來選擇。
在特斯拉入局以前,大家覺得域控架構是遙不可及的,畢竟在燃油車時代,我發動機就是發動機,變速箱就是變速箱,底盤就是底盤,BCM就是BCM,等等。按照這種趨勢一致發展了很久,零件也慢慢趨于同質化,就像ABS、ESP等零件一樣,可能博世、大陸這些巨頭造出來的零件能夠作為一個平臺供給全世界所有的車企。但當特斯拉出來之后,好像一切都變了,博世的域控架構進化階梯讓世界上的主機廠看到了希望。國際大廠里面,第一個就忽悠到了大眾,MEB平臺一經推出,簡直驚為天人,給了傳統車企極大的信心。于是越來越多的傳統車企和新勢力車企都開始根據博世的架構天梯榜來設計自己的電子電氣架構,把自己往里面套。于是以前燃油車時代那種一個零件供給全國所有車企的玩法開始發生了變化。因為沒有了標準答案,只給大家劃了一個范圍的框架,讓各自有了極大的發揮空間。以小鵬G6為例,我覺得這是一個針對小鵬體系來講這是一個非常棒的架構,精簡,干練,從需求出發,強定制化并且自主化程度相當高。因為小鵬G6跟理想的玩法也一樣,除了續航,電機數量和智駕的等級,其余與車身強相關的配置全部都是標配。所以這一套電子電氣架構既是平臺,又是基礎。而且也并沒有盲目的跟隨博世的3domain+4zonal的方式,而是僅僅只做了左右兩個區域控制器。將3domain中的中央車身預控功能下放到左右兩個車身域控制器內部去了。極大地提升了zonal里面MCU的利用效率。龐大接口的MCU通常對應的是強大的算力。如果zonal僅僅只是做一些IO驅動的功能,那MCU的負載率可就極其低下了,浪費嚴重。并且對于原本VCU的扭矩控制功能,兼并到其中一個區域控制器中,MCU核的可靠性經過長期并且龐大數量的市場驗證,從我個人的認知來看,他還是要比ARM核更靠譜一點的嘛。所以我是想夸一下小鵬,畢竟在模仿特斯拉這一塊,他們說第二,還沒人敢說第一。但起碼小鵬也并不是盲目的照搬,經過G3,P7的兩輪迭代,在G6、G9上已經逐漸趨于完善,形成了自己的一套電子電氣架構開發體系。上圖摘自“小鵬、蔚來、比亞迪、智己電子架構最新情況梳理 (360doc.com)”,如果作者介意,我就刪了。但為什么這一章要說組織架構決定電子電氣架構呢?因為小鵬作為一個新勢力,成立之初并沒有太多的歷史包袱,對于各種控制器的歸屬,有一個統一調配的大團隊。能夠充分調動相關控制器的合并和轉移,更加的靈活,并且小鵬前期對于核心零部件的研發一直很堅持,讓他們內部團隊在這塊有了更快速的響應。而對于傳統的車企,各種組織架構在燃油車時代基本上就固化了。等過渡到新能源汽車,就是增加了大三電,小三電這些控制器,大家一直處于自己玩自己的狀態。那么對于傳統車企,對于domain的劃分,可能就是在博世的框架里面野蠻生長了。
上面這個圖就是極氪001的電子電氣架構,相比于小鵬,在中央域控方面,就多了一個車輛動力域控,一個車身域控。而且這兩個的級別是Domain級別。其實這樣相比于小鵬有什么問題嗎?我覺得其實也沒問題,也挺好的。只是我搜不到什么更詳細的信息了,不知道這個電子電氣架構是屬于平臺還是屬于基礎。因為我在汽車之家上看到2023款的極氪001不同配置車型的配置真的還挺多不同的。研發成本跟生產成本應該是存在一定的浪費的。
自從汽車發展進入新四化之后,各個主機廠自研的比例一直在逐漸提高。15年到20年電動化發展迅猛的時候,家家都是自研VCU軟件,自研BMS軟件,電機,電池的自研比例也是很高。因為每家的產品定義都有所不同,電動化的發展還沒有形成統一標準的模式,外面很難買到完全符合要求的產品,只有自研才能滿足快速迭代與完美契合需求的產品。最近這幾年,網聯化、智能化帶來的電子電氣架構變革中,催生了很多新的說法,軟件定義汽車(SDV)便是其中一種。汽車變得越來越像一個可以跟隨大家需求隨時升級的大家電一樣,豐富的生態與當時特斯拉最早提出的軟件OTA升級,讓大家對汽車有著蘋果手機升級軟件那般的期待。所以鑒于這種方式,域控架構與面向服務的軟件架構(Service Oriented Architecture, SOA)帶來的優勢就完美地契合了這種需求,為軟件定義汽車提供了一套良好的解決方案。對于新的應用,定義好應用服務,只需要在SOA的頂層做好平臺服務的定義,就能實現軟件的快速持續迭代,而不用一個新功能涉及好幾個控制器,軟件更新和變更的節奏更快樂,代價更小了。用戶通過各種設置來滿足自己的個性化需求,千人千面,確實是一種非常好的體驗。但這一切的基礎都是需要強大的自研體系來支持的。
所以如果換一種電子電氣架構架構,而架構中新增的核心零部件還需要外購或者軟件外包的方式來進行開發,那這種新架構帶來的優勢將會蕩然無存,供應商的資源不是圍繞著一家主機廠來轉的,緩慢的應對方式無法適應市場的快速變化。帶來源源不斷的用戶升級與體驗。而外購的方式,項目結束后,組織架構的變化導致沒有人再去關注已經量產的項目。所謂的軟件常用常用都只是一紙空談,偶爾的軟件升級也是迫不得已地修復bug而已。
另外外購意味著除了給自己企業內部用于匹配開發對接的員工支付薪酬和必要的內部開發費,還需要支付昂貴的外部開發費。而在這個越來越卷的時代,不給開發費,通過前期的零件均攤的方式來收取開發費,已經變成一種常態了。主機廠用這種方式將自己跟Tier1綁起來,榮辱與共,共命運,同進退。這就導致汽車行業的發展形成了一種惡性循環,外購核心零件導致應對市場變化緩慢,車型競爭力不足,并且高配的車成本很高,開發費又很貴,無法應對市場的降價,企業陷入虧本,進一步降低研發投入,新產品更加沒有競爭力的無限死循環中。
所以在這個軟件定義汽車的時代,真的需要相當強大的軟件自主研發能力,才能撐得起應對復雜市場變化下的重擔。如果一個電氣架構只是依靠一個車型做到量產,而車企自己沒有掌握核心的軟件,當這個架構想移植到其他項目上,又要花費巨額的研發費用來做匹配,來做調教。那平臺化就是偽平臺化了。
中央運算單元作為博世架構天梯榜的頂端的存在(刨去目前還摸不著邊的云計算),一直都是各大芯片廠和主機廠所幻想的終極解決方案。這一解決方案首先要解決的是芯片問題,前幾年作為座艙和智能駕駛的戰國時代,在座艙領域NXP的i.max6,8這個系列、瑞薩的H3e等在座艙領域尚有一席之地,等到高通發現原來車機就是手機的時候,高通以席卷之勢迅速占領了這個市場。在智能駕駛領域,Mobileye以其超牛逼的識別算法拔得頭籌,后知后覺的英偉達發現這原來是我擅長的領域,立馬取代Mobileye成為當前絕對的一哥。基于以上內容,你覺得誰會成為未來艙駕一體融合的領頭羊呢?目前高通最牛逼的8295僅僅只有30TOPS的AI算力,跟英偉達已經量產一段時間的Orin相比簡直沒眼看,更不談英偉達明年即將出來的Thor芯片了。好像高通取代英偉達的那一部分功能看起來遙遙無期,英偉達目前也好像沒什么想法去做這個事情。
所以難道艙駕一體的最終解決方案是一個板子貼兩個芯片來做電路層級或者干脆一個盒子里面放2個板子做物理層級的集成?不過事情總是朝著理想的方向慢慢發展的,可能終究有一天,會做出來兼顧豪華座艙與強大智駕的SOC芯片。
以上可能說了很多不相關的內容,所以最終總結一下,理想的電子電氣架構總是有很多前置條件的。對于類似理想、特斯拉、蔚來這些車企,入門即豪華,關于車身的各種舒適性配置拉滿,不存在高低配的車輛在這塊存在差距。那電子電氣架構就適合做平臺化的架構,同一個系列的車完全沿用,極大的將生產成本與研發成本取到極致,而這種入門即豪華又需要這個品牌的車輛能支撐起相對應的溢價,有一定的品牌影響力。不然在人們眼中低端車的代表五菱就算做一個入門即豪華車型,可能也沒有人愿意為之買單。對于上汽、長安、廣汽以及在車型配置上更貼近傳統車企的小鵬這一類的車企,我個人覺得電子電氣架構更應該算一個平臺,對于高配置的車輛,通過在基礎架構上增加配置的方式來實現電子電氣架構的設計,可能對于硬件成本上來說性價比更高一點。總之,電子電氣架構的設計可能牽涉從品牌定位,車型定位到銷售目標各方面的思考,才能制定出一個具有競爭力的電子電氣架構。在這個越來越卷的時代,中國汽車迎來了飛速發展的時期,從2023年上海車展到2024年的CES,越來越多的中國企業開始在汽車發展的舞臺前沿,這是一個危險與機遇并存的時代。