- 智能汽車:新一代技術與應用
- 姜鴻雷
- 964字
- 2023-12-12 19:03:17
2.2.1 電子電氣架構的演進方向
在不同的應用場景中,汽車的電子電氣架構使用總線系統可實現不同控制器之間,控制器與傳感器、執行器之間的網絡連接。CAN總線、FlexRay及以太網作為新型的總線系統主要用于控制器之間的連接。選擇不同的總線系統可實現相應的數據傳輸需求及控制器實時同步要求。
目前,基本上所有的車載控制器都直接或間接通過網絡互聯在一起。車載控制器的網絡化能夠實現某一控制器的傳感器信息共享,如ESP控制器可以向整個與之互聯的網絡提供實際的車速信息。另外,由于控制器之間強有力的網絡互聯能力,某些新功能完全不需要附加硬件,通過數據交換和相應的控制軟件就可以實現。
不同OEM和Tier1對電子電氣架構的進化路線提出了自己的理念。2017年,Bosch提出了3段6步式演進構想。盡管業內各廠商、機構在具體方案上有所差異,但在大方向上取得了共識——分布式、域集中式、中央計算式,如圖2-9所示。

圖2-9 Bosch關于汽車電子電氣架構未來演進的構想
1.分布式架構
在該架構下,ECU與實現的功能存在對應關系。在模塊化階段,ECU與功能一一對應,ECU數量眾多。在集成化階段,ECU開始集成多項功能。將原本由兩個ECU分別執行的功能合并在一個控制器上,由該控制器同時執行車輛信息顯示及娛樂系統功能。
2.域集中式架構
該架構對ECU實現了進一步的集成,引入了DCU(Domain Controller Unit,域控制器)。在集中化階段,全車共劃分為5~7個域,每個域配置一個DCU,每個DCU統轄多個ECU。在Bosch經典五域架構中,全車被劃分為動力域、底盤域、座艙域、自動駕駛域和車身域,完備集成了所有控制功能。
在跨域融合階段,整車功能在域的層面進一步集成,功能實現具有相似性的多個域實現融合。由于動力域、底盤域、車身域所涉及的計算與通信具有相似性,這3個域融合為整車控制域,同智能座艙域、智能駕駛域共同構成了面向汽車新時代的整車架構。
3.中央計算式架構
該架構對DCU實現了進一步的集成,所有DCU融入一臺中央計算機。功能與元件之間的對應關系不復存在,由中央計算機按需指揮執行器。
在車載計算機階段,整車由中央計算機統一管理,但動力、車身、底盤等系統由于執行功能復雜,實時性、安全性要求較高,依然會保留基礎控制器,進行邊緣計算。而在車云協同階段,汽車與云端聯動,其中車端計算主要用于車內部的實時處理,而云計算則作為車端計算的彈性補充。這一階段不僅需要對車內系統進行革新,車聯專用網絡建設也需要進一步完善。