當(dāng)激光雷達(dá)、毫米雷達(dá)、攝像頭等大量傳感器加入,推動汽車走向智能化之后,到底需要什么樣的底層電子架構(gòu)?關(guān)于這個問題,業(yè)內(nèi)也早已達(dá)成共識:從數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、智能駕駛系統(tǒng)的冗余性設(shè)計到軟件框架都需要重新設(shè)計,以滿足智能汽車的高數(shù)據(jù)傳輸量、人機(jī)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,無疑是重新開辟生產(chǎn)線、從頭開發(fā)一款新車型、同時又劃智能網(wǎng)聯(lián)為陣營的新創(chuàng)造車勢力。
當(dāng)激光雷達(dá)、毫米雷達(dá)、攝像頭等大量傳感器加入,推動汽車走向智能化之后,到底需要什么樣的底層電子架構(gòu)?
關(guān)于這個問題,汽車供應(yīng)商巨頭德爾福已經(jīng)用業(yè)務(wù)分拆進(jìn)行了回應(yīng),業(yè)內(nèi)也早已達(dá)成共識:從數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、智能駕駛系統(tǒng)的冗余性設(shè)計到軟件框架都需要重新設(shè)計,以滿足智能汽車的高數(shù)據(jù)傳輸量、人機(jī)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,無疑是重新開辟生產(chǎn)線、從頭開發(fā)一款新車型、同時又劃智能網(wǎng)聯(lián)為陣營的新創(chuàng)造車勢力。
圍繞上述命題,在日前的亞洲CES期間,中國學(xué)網(wǎng)與奇點汽車智能系統(tǒng)ADAS及軟件平臺硬件總監(jiān)蔣偉宏、ADAS及軟件平臺高級總監(jiān)劉瑞祥進(jìn)行了一番詳談。他們認(rèn)為,對于整車企業(yè)來說,汽車電子化架構(gòu)改變帶來的,并非僅僅是像零部件企業(yè)那樣進(jìn)行業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)調(diào)整,還需要車企在產(chǎn)業(yè)鏈條中重新收攏一些曾經(jīng)流失的控制權(quán)。
汽車電子結(jié)構(gòu)的模塊化
在傳統(tǒng)的汽車電子架構(gòu)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和CAN協(xié)議的連接方式組成。這種方式會增加線束長度和重量,當(dāng)然也會增加布線工藝和成本。
公開數(shù)據(jù)顯示,目前一輛中高端車的線束系統(tǒng)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(gòu),在智能駕駛時代,需要的線束長度會更長。
對于續(xù)航和價格都高度敏感、同時在智能化浪潮中肩負(fù)更多數(shù)據(jù)傳輸壓力的電動汽車來說,簡化傳統(tǒng)電子架構(gòu)已經(jīng)迫在眉睫。因此,在新型電動汽車的正向開發(fā)中,借助于芯片、電子元器件等成本下降,整車企業(yè)都在以車載以太網(wǎng)和域控制器為核心器件對汽車電子架構(gòu)進(jìn)行模塊化設(shè)計。
特斯拉即將推出的Model Y即是這一設(shè)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(nèi)線束長度的汽車產(chǎn)品,總長度僅為100米,與特斯拉Model 3 擁有1500米的車內(nèi)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(jìn)而減少能量損耗,對于提升續(xù)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(chǎn)能會快速提升,成本也會得到有效改善。
奇點汽車智能系統(tǒng)ADAS總監(jiān)蔣偉宏未向中國學(xué)網(wǎng)透露其首款量產(chǎn)車型iS6的車內(nèi)總線長度,但據(jù)其介紹,奇點汽車也同樣采用了基于域控制器和車載以太網(wǎng)的新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),將車內(nèi)電子架構(gòu)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。
“這些域劃分帶來什么樣變化呢?多個硬件信號的交匯在整車上,形成盤根錯節(jié)的網(wǎng)絡(luò)將不復(fù)存在。” 蔣偉宏直言,而對原先網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行取代的“CAN+車載以太網(wǎng)”則組成了雙主干網(wǎng)絡(luò)總線架構(gòu)。
傳統(tǒng)的車身架構(gòu)中,主要以CAN協(xié)議傳輸數(shù)據(jù),其500kb/s的傳輸速率顯然已經(jīng)限制了未來智能化和數(shù)字化汽車的發(fā)展。“在你眨一下眼睛的時間里,汽車可能已經(jīng)完成了15000份數(shù)據(jù)的交換,到2020年,這一數(shù)量將會火速升至10萬份。”業(yè)內(nèi)相關(guān)工程人士曾向中國學(xué)網(wǎng)表示。
據(jù)透露,在奇點汽車“CAN+車載以太網(wǎng)”的雙主干網(wǎng)絡(luò)總線架構(gòu)中,CAN協(xié)議主要負(fù)責(zé)時效要求更高、數(shù)據(jù)量小的信息傳輸,而車載以太網(wǎng)則主要作用于不同的域之間,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)量大的信息互通。
車載以太網(wǎng)的帶寬上限可達(dá)到100Mb/s甚至更高,能夠加快車輛內(nèi)的信息傳輸,目前包括上游的恩智浦、博通、Marvell等芯片廠商,以及tier1、整車企業(yè)都在合力推動車載以太網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)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件和軟件升級提供兼容,即車輛只需針對相應(yīng)硬件和軟件進(jìn)行升級,無需改動車輛的電子架構(gòu)。
“在后期整個車的網(wǎng)絡(luò)迭代上,我們可以很輕松通過總線的布置,來做模塊化的迭代,而不是做整個電子電氣架構(gòu)的顛覆。” 蔣偉宏說。
基于“CAN+車載以太網(wǎng)”的功能創(chuàng)新
可以在線升級的人機(jī)交互系統(tǒng)被認(rèn)為是未來汽車產(chǎn)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(shù)字化儀表盤和基于安卓開發(fā)的中控系統(tǒng)。
奇點iS6數(shù)字儀表盤
數(shù)字儀表盤大都基于黑莓的QNX開發(fā)而成,需要車企付給黑莓一筆授權(quán)費。由于QNX本身是一款實時性和封閉性的操作系統(tǒng),儀表盤的安全性和運行質(zhì)量無需用戶太過擔(dān)憂。據(jù)蔣偉宏透露,黑莓QNX在儀表盤中的測試數(shù)據(jù)可以達(dá)到百萬小時無錯,那么基于以開放開源著稱的安卓開發(fā)而來中控車載系統(tǒng)呢?
“從觀點上,我們認(rèn)為安卓的安全級別在整車?yán)锩媸窍鄬Φ偷摹R虼嗽诰W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌约跋嚓P(guān)的協(xié)議中做了黑白名單的管理。”蔣偉宏直言。
據(jù)介紹,奇點汽車的做法是自主研發(fā)數(shù)字儀表盤,然后通過中控和儀表聯(lián)動,將更多人機(jī)交互的入口權(quán)重轉(zhuǎn)移給穩(wěn)定性得到驗證的儀表系統(tǒng)。
奇點汽車的分離式中控大屏設(shè)計
“我們可以把中控做到比較安全,但我們還是認(rèn)為它是非安全的系統(tǒng),針對于非安全系統(tǒng),我們只是讓它存在在以太網(wǎng)上,通過防火墻設(shè)置,讓它變成對整車來說是單行節(jié)點。然后通過儀表把對車上的直接控制命令下發(fā),或者包括對整個動力與底盤下發(fā)。” 蔣偉宏說。
除了基于“CAN+以太網(wǎng)”架構(gòu),對中控和儀表進(jìn)行產(chǎn)品邏輯梳理,奇點汽車還在車載以太網(wǎng)基礎(chǔ)上,配置了720P的360度高清環(huán)視系統(tǒng)。這一套車規(guī)級以太網(wǎng)攝像頭的框架與寶馬5系采用的方案類似。
蔣偉宏表示,奇點汽車能夠落地這套方案的原因有兩個:一,在整個線束里面,線束重量及成本已經(jīng)比傳統(tǒng)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,只需要在后端處理器的計算能力上進(jìn)行提升,不需要對整個架構(gòu)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(shè)計是分離式的中控大屏。“隨著軟硬件升級,未來只需要用戶把中控主機(jī)換掉就可以了,將來所有升級包括帶寬、顯示分辨率,已經(jīng)通過以太網(wǎng)進(jìn)行了覆蓋。” 蔣偉宏說。
智能電動汽車時代,車企不應(yīng)忽視對數(shù)據(jù)的控制權(quán)
基于車載以太網(wǎng)對于車輛電子架構(gòu)進(jìn)行簡潔化設(shè)計之后,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(gòu)提供了基礎(chǔ)。一切AI計算都是基于數(shù)據(jù),而所謂可成長性架構(gòu),即對于數(shù)據(jù)的掌控力體現(xiàn)。
據(jù)ADAS及軟件平臺高級總監(jiān)劉瑞祥介紹,目前市場上量產(chǎn)的車型中,智能駕駛結(jié)構(gòu)幾乎都是分離式的。
“什么是分離式?即并線輔助、自動泊車或者自適應(yīng)巡航等功能背后的每個零部件,它們之間的交互沒有產(chǎn)生數(shù)據(jù),同時,每個功能還是不同的供應(yīng)商。這個車推出時有某功能,一年之后小改款也是這樣的功能,車的架構(gòu)不具備可成長性。” 劉瑞祥說。
據(jù)劉瑞祥介紹,奇點汽車在傳感器布置上,與傳統(tǒng)車商沒有太大的差異,而最大的不同是將所有數(shù)據(jù)都集中到中央控制器。
“由中央控制器做決策規(guī)劃、數(shù)據(jù)處理,從而在這里面實現(xiàn)各種智能駕駛的功能,包括自適應(yīng)巡航、車道保持、自動泊車。”劉瑞祥強(qiáng)調(diào),這樣設(shè)計最大的好處,就是可以收集所有的數(shù)據(jù),“雖然有可能這邊毫米波雷達(dá)用的是Bosch,超聲波用的是其他供應(yīng)商,沒關(guān)系,他們的數(shù)據(jù)都可以到中央控制器。”
據(jù)了解,奇點汽車目前已經(jīng)投入了100多人做控制器的硬件設(shè)計。
“所有的功能我們自己掌握,所有的數(shù)據(jù)自己掌握,就可以保障我們在功能實現(xiàn)上,除了在量產(chǎn)的時候?qū)崿F(xiàn)ADAS功能,后續(xù)還可以隨著大規(guī)模用戶反饋,通過迭代升級實現(xiàn)一些功能。”劉瑞祥表示。
自研儀表盤、中央控制器、中控車載系統(tǒng)乃至車機(jī)硬件……在奇點汽車設(shè)計中體現(xiàn)出來的,對一系列對電子架構(gòu)和信息化設(shè)計的掌控,于其他新創(chuàng)車企中也已經(jīng)呈現(xiàn),零跑汽車甚至提出了自研AI自動駕駛芯片的主張,而蔚來汽車也同樣在數(shù)字體驗系統(tǒng)上于德國、美國等多地投入了研發(fā)。
或許,未來的三電系統(tǒng)會逐漸同質(zhì)化,汽車企業(yè)的的核心競爭力將集中到智能化系統(tǒng)當(dāng)中,而這考驗的將是誰先做出了充分布局。
-
電動汽車
+關(guān)注
關(guān)注
156文章
12073瀏覽量
231167 -
汽車電子
+關(guān)注
關(guān)注
3026文章
7947瀏覽量
166961 -
特斯拉
+關(guān)注
關(guān)注
66文章
6311瀏覽量
126553
原文標(biāo)題:智能電動汽車需要什么樣的電子架構(gòu)?
文章出處:【微信號:IV_Technology,微信公眾號:智車科技】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論