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未来智能网联汽车电子电气架构是什么样

随着车辆不断的智能化与网联化，车辆功能也在不断增加，对整车系统架构也提出了新的需求。

大陆集团车联网及信息中国区负责人兼车联网事业部亚洲区负责人经明表示，“传统分布式架构已经没有办法支撑未来智能网联汽车的智能化和全面网联化的需求，不断推出新的服务，未来的智能网联汽车需要往面向服务器的架构去转变 。 ”

未来智能网联汽车电子电气架构是什么样的，为什么要转向SOA(面向服务器的架构)架构？

我们需要先简单介绍下SOA架构是什么？以及为什么汽车行业迫切的需要这样的转变。

在过去，汽车的功能多样性日新月异，电子化带来越来越多的功能，但每一项功能背后都会新增一个ECU(Electic control unit 电控单元)，每一个ECU就像一个大脑一样，去独立的感知、控制车上的机构，但在现在智能网联、自动驾驶技术井喷式发展的今天，一辆L3级别的乘用车，其全车ECU数量可能会高达上百个，这会使整个系统越来越复杂，开发周期冗长，尽管目前OEM正在通过ECU的集成，做到硬件层面的物尽其用，减少冗余，但实际上在软件层面还存在着不可避免的浪费。

传统的分布式电子电器架构

这是因为传统的电子电器架构下，每个ECU的软件都有可能由不同供应商独立开发，不同于硬件可以尽可能的集成，软件对于OEM大多是不透明的状态，不同的ECU软件中可能会存在一些重复的部分，而且随着功能的增加，这样的冗余会越来越多，使整车的架构变得没有必要的臃肿。

而SOA架构的出现主要就是为了解决这一问题，在SOA架构中，整车的ECU控制器被抽象为两层，服务层和传感-执行器层。在传感-执行器层，将传统的传统ECU简化成最基础、简单的I/O端口，而在服务层，则需要一个高算力的计算单元（也可以叫“域控制器”，“车载应用服务器(ICAS, In Car Application Service)”等等）实时处理不同传感器提供的数据和向不同的执行机构发出指令，成为新的整车功能应用层的载体。

SOA架构示意图

这样做对OEM的好处主要有几点：

1） 降低整体系统的复杂度，提高软件模块的复用性，降低整体的开发成本

2） 降低新功能开发和应用的难度，减少功能的开发周期

3） 实现软硬件解耦，给第三方为整车开发车载服务提供了可能

在这一转变的过程中，我们可以看到的在传感-执行器层，将传统的ECU简化为一个基础的I/O端口并不会带来太多技术上的挑战，面临的更多的是OEM和供应商在如何合作层面的博弈；而最大的技术挑战来自服务层，分为系统架构和硬件支持。在系统架构层面，需要根据整车的定位去做统括和部署，目前来看，这个工作除了OEM以外，没人能够有能力去做有效的推动，这也是为什么越来越多OEM成立自己的软件中心的原因；而硬件层面，SOA架构需要同时实现更高的算力、支持更多种类的的通讯协议、更高的功能安全等级，这些都需要具备足够的技术开发能力的供应商才能得以实现。

服务器概念彻底改变了电动汽车的电子电气架构

大陆集团正在积极配合主机厂朝面向未来或者面向服务架构或者标准服务器架构转型，助力主机厂伙伴。其研发的高性能计算单元（HPC）就是面向SOA架构而研发出的产品。大陆集团在车身和驾驶舱领域推出了其最新解决方案：车身高性能计算单元和驾驶舱高性能计算单元。 前者是对传统的分布式ECU架构的革新式的重新整合，根据设计算力，可考虑跨域功能融合 ；后者则是基于当下越来越强烈的智能座舱需求诞生的域控制器。

目前， 大陆集团的首个车身高性能计算单元——车载服务器（ICAS1）已在大众汽车基于MEB平台上首款产品ID.3上实现量产落地 。这也是全球首个大规模实现量产的全球新的电子电气架构项目。据大陆介绍ICAS1可充当连接互联网的一个智能接口，涵盖了以前的网关功能以及车身控制领域的综合功能。如下图HPC架构中的ICAS。

作为大众ID.3的车载应用服务器（ICAS1），高性能计算单元也是向服务型电子架构转型的核心要素，它就像一个中央数据枢纽，连接车辆与数字世界。 在未来，它可以随时通过无线网络连接安装新的软件和安全功能升级，无线更新将成为常态。可以同时集成来自于大众汽车和第三方的软件，提供诸如最优续航里程路线规划和电动汽车充电站本地化等功能。

ICAS1的创新概念能够实现高水平的车辆网联，并且由于硬件和软件实现了分离，可以集成并更新来自大众的应用程序以及第三方的软件。

据介绍，大陆集团与大众的合作项目，整个开发周期接近3年左右，整个生命周期处理了超过7万条客户不同的需求，同时大陆集团高性能计算单元和整车多达68个ECU进行了互相连接。

此外， 大陆集团还为ICAS1开发了"即插即充"功能，用于控制和简化车辆充电流程，该功能将于2021年启用。 插上充电线后，ICAS1中的软件就能在支持的充电网点对注册车辆进行验证，并根据后台存储的充电合同接管充电过程和账单。

驾驶舱高性能计算单元：模块化的高性能平台可作为未来驾驶舱的技术基础，带来全新的用户体验

而 大陆集团驾驶舱高性能计算单元，可以把信息娱乐系统和其他大量应用软件做高度集成，能够在一个硬件平台上提供不同的操作系统，并实现软件服务功能。

今年5月份，大陆集团与全球领先的先锋公司达成一站式合作协议，双方将针对亚洲市场联合打造集成式信息娱乐解决方案，致力于为用户带来一体式的用户体验。 大陆集团将先锋公司的整个信息娱乐子域集成于其驾驶舱高性能计算单元中。 通过将大量的软件包与大陆集团的驾驶舱高性能计算单元进行集成，为汽车制造商开发驾驶舱系统提供了更高的灵活度。

大陆高性能的驾驶舱计算单元，同时结合此次介绍的多种多样的显示方案(包括AR-HUD、3D显示屏、曲面屏幕等多种形式)，可以为车企客户灵活提供面向未来的解决方案，随着着车辆电气架构的集中化，软件复杂性日益增加以及驾驶舱功能的迅速增长，这种灵活的解决方案将会助力汽车进入全新的智能化时代。 【END】