智能電動汽車需要什麼樣的電子架構，我們和奇點汽車兩位工程師聊了聊

當激光雷達、毫米雷達、攝像頭等大量感測器加入，推動汽車走向智能化之後，到底需要什麼樣的底層電子架構？

關於這個問題，汽車供應商巨頭德爾福已經用業務分拆進行了回應，業內也早已達成共識：從數據傳輸協議、智能駕駛系統的冗餘性設計到軟體框架都需要重新設計，以滿足智能汽車的高數據傳輸量、人機交互以功能及智能駕駛安全性。

而目前來看，將這一理念實踐得比較充分的，無疑是重新開闢生產線、從頭開發一款新車型、同時又劃智能網聯為陣營的新創造車勢力。

圍繞上述命題，在日前的亞洲CES期間，鈦媒體與奇點汽車智能系統ADAS及軟體平台硬體總監蔣偉宏、ADAS及軟體平台高級總監劉瑞祥進行了一番詳談。他們認為，對於整車企業來說，汽車電子化架構改變帶來的，並非僅僅是像零部件企業那樣進行業務結構調整，還需要車企在產業鏈條中重新收攏一些曾經流失的控制權。

汽車電子結構的模塊化 

在傳統的汽車電子架構中，車輛的電子電器部件大部分都是以硬線方式連接，或者局部的LIN的連接方式組成。這種方式會增加線束長度和重量，當然也會增加布線工藝和成本。

公開數據顯示，目前一輛中高端車的線束系統成本大約550-650美元左右，重量大約60公斤，長度大約5000米，而按照原有電子架構，在智能駕駛時代，需要的線束長度會更長。

對於續航和價格都高度敏感、同時在智能化浪潮中肩負更多數據傳輸壓力的電動汽車來說，簡化傳統電子架構已經迫在眉睫。因此，在新型電動汽車的正向開發中，藉助於晶元、電子元器件等成本下降，整車企業都在以車載乙太網和域控制器為核心器件對汽車電子架構進行模塊化設計。

特斯拉即將推出的Model Y即是這一設計的集大成者，馬斯克曾透露，Model Y會是世界上擁有最短車內線束長度的汽車產品，總長度僅為100米，與特斯拉Model 3 擁有1500米的車內線束長度相比，只有其1/15。

大幅度縮減線束長度，可以降低電線電阻，進而減少能量損耗，對於提升續航將會起到積極的作用。同時，還可以提升裝配速度——裝100米線比裝1500米線可要省事的多。而這也就意味著汽車產能會快速提升，成本也會得到有效改善。

奇點汽車智能系統ADAS總監蔣偉宏未向鈦媒體透露其首款量產車型iS6的車內匯流排長度，但據其介紹，奇點汽車也同樣採用了基於域控制器和車載乙太網的新型網路拓撲結構，將車內電子架構劃分為5個域，分別為：智能駕駛域、智能信息域、車身域、底盤域、動力域。

「這些域劃分帶來什麼樣變化呢？多個硬體信號的交匯在整車上，形成盤根錯節的網路將不復存在。」 蔣偉宏直言，而對原先網路結構進行取代的「CAN+車載乙太網」則組成了雙主幹網路匯流排架構。

傳統的車身架構中，主要以CAN協議傳輸數據，其500kb/s的傳輸速率顯然已經限制了未來智能化和數字化汽車的發展。「在你眨一下眼睛的時間裡，汽車可能已經完成了15000份數據的交換，到2020年，這一數量將會火速升至10萬份。」業內相關工程人士曾向鈦媒體表示。

據透露，在奇點汽車「CAN+車載乙太網」的雙主幹網路匯流排架構中，CAN協議主要負責時效要求更高、數據量小的信息傳輸，而車載乙太網則主要作用於不同的域之間，以實現數據量大的信息互通。

車載乙太網的帶寬上限可達到100Mb/s甚至更高，能夠加快車輛內的信息傳輸，目前包括上游的恩智浦、博通、Marvell等晶元廠商，以及tier1、整車企業都在合力推動車載乙太網的大規模應用。

高傳輸效率不僅能夠支持信息高效互通，還能為汽車未來的硬體和軟體升級提供兼容，即車輛只需針對相應硬體和軟體進行升級，無需改動車輛的電子架構。

「在後期整個車的網路迭代上，我們可以很輕鬆通過匯流排的布置，來做模塊化的迭代，而不是做整個電子電氣架構的顛覆。」 蔣偉宏說。

基於「CAN+車載乙太網」的功能創新 

可以在線升級的人機交互系統被認為是未來汽車產品的核心競爭力之一，在大部分新造車勢力的座艙中，都提供了數字化儀錶盤和基於安卓開發的中控系統。

奇點iS6數字儀錶盤

數字儀錶盤大都基於黑莓的QNX開發而成，需要車企付給黑莓一筆授權費。由於QNX本身是一款實時性和封閉性的操作系統，儀錶盤的安全性和運行質量無需用戶太過擔憂。據蔣偉宏透露，黑莓QNX在儀錶盤中的測試數據可以達到百萬小時無錯，那麼基於以開放開源著稱的安卓開發而來中控車載系統呢？

「從觀點上，我們認為安卓的安全級別在整車裡面是相對低的。因此在網路拓撲，以及相關的協議中做了黑白名單的管理。」蔣偉宏直言。

據介紹，奇點汽車的做法是自主研發數字儀錶盤，然後通過中控和儀錶聯動，將更多人機交互的入口權重轉移給穩定性得到驗證的儀錶系統。

奇點汽車的分離式中控大屏設計

「我們可以把中控做到比較安全，但我們還是認為它是非安全的系統，針對於非安全系統，我們只是讓它存在在乙太網上，通過防火牆設置，讓它變成對整車來說是單行節點。然後通過儀錶把對車上的直接控制命令下發，或者包括對整個動力與底盤下發。」 蔣偉宏說。

除了基於「CAN+乙太網」架構，對中控和儀錶進行產品邏輯梳理，奇點汽車還在車載乙太網基礎上，配置了720P的360度高清環視系統。這一套車規級乙太網攝像頭的框架與寶馬5系採用的方案類似。

蔣偉宏表示，奇點汽車能夠落地這套方案的原因有兩個：一，在整個線束裡面，線束重量及成本已經比傳統的同周期的成本低很多；第二，從帶寬上來講，將來的升級換代，只需要在後端處理器的計算能力上進行提升，不需要對整個架構上做顛覆性的變化。

在奇點汽車上，另一個可以模塊化迭代的設計是分離式的中控大屏。「隨著軟硬體升級，未來只需要用戶把中控這塊屏換掉就可以了，將來所有升級包括帶寬、顯示解析度，已經通過乙太網進行了覆蓋。」 蔣偉宏說。

智能電動汽車時代，車企不應忽視對數據的控制權

基於車載乙太網對於車輛電子架構進行簡潔化設計之後，帶給車企的另一個加持是，為打造可成長性的智能駕駛架構提供了基礎。一切AI計算都是基於數據，而所謂可成長性架構，即對於數據的掌控力體現。

據ADAS及軟體平台高級總監劉瑞祥介紹，目前市場上量產的車型中，智能駕駛結構幾乎都是分離式的。

「什麼是分離式？即併線輔助、自動泊車或者自適應巡航等功能背後的每個零部件，它們之間的交互沒有產生數據，同時，每個功能還是不同的供應商。這個車推出時有某功能，一年之後小改款也是這樣的功能，車的架構不具備可成長性。」 劉瑞祥說。

據劉瑞祥介紹，奇點汽車在感測器布置上，與傳統車商沒有太大的差異，而最大的不同是將所有數據都集中到中央控制器。

「由中央控制器做決策規劃、數據處理，從而在這裡面實現各種智能駕駛的功能，包括自適應巡航、車道保持、自動泊車。」劉瑞祥強調，這樣設計最大的好處，就是可以收集所有的數據，「雖然有可能這邊毫米波雷達用的是Bosch，超聲波用的是其他供應商，沒關係，他們的數據都可以到中央控制器。」

據了解，奇點汽車目前已經投入了100多人做控制器的硬體設計。

「所有的功能我們自己掌握，所有的數據自己掌握，就可以保障我們在功能實現上，除了在量產的時候實現ADAS功能，後續還可以隨著大規模用戶反饋，通過迭代升級實現一些功能。」劉瑞祥表示。

自研儀錶盤、中央控制器、中控車載系統乃至車機硬體……在奇點汽車設計中體現出來的，對一系列對電子架構和信息化設計的掌控，於其他新創車企中也已經呈現，零跑汽車甚至提出了自研AI自動駕駛晶元的主張，而蔚來汽車也同樣在數字體驗系統上於德國、美國等多地投入了研發。

或許，未來的三電系統會逐漸同質化，汽車企業的的核心競爭力將集中到智能化系統當中，而這考驗的將是誰先做出了充分布局。（本文首發鈦媒體，作者/李勤）

更多精彩內容，關注鈦媒體微信號（ID：taimeiti），或者下載鈦媒體App

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！