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作者| 不可說
出品| 汽車電子與軟件
#01
嵐圖的天元架構(SOA/EEA)
23年12月的嵐圖科技日上,嵐圖汽車將SOA電子電氣架構命名為“天元架構”,寓意以之為中心點,延伸出萬事萬物皆可鏈接、生生不息、迭代進化的無限可能。
天元架構是國內較為的“軟件定義汽車”架構,包括1個中央控制器、4個區域控制器和Telematics-BOX車聯網終端,旨在實現汽車的高度智能化和網絡連接。據介紹,天元架構具有高效中樞、敏捷系統、智能互聯、開放共創四大優勢,可滿足千人千面、常用常新的用戶需求。
1. 架構功能拓補
嵐圖汽車構建了先進的SOA電子電氣架構,以功能IPO模型為核心,進行了三層功能分配。該架構將功能邏輯的核心集中于中央計算平臺OIB,實現了整車控制、舒適性、信息娛樂及自動駕駛輔助(ADAS)功能的深度融合。OIB作為處理中心,統一調度和控制所有功能,確保系統高效運行。區域控制器VIU作為橋梁,集成輸入輸出接口,智能化配電控制電子設備,并作為數據中心保障數據順暢傳遞。傳感系統負責感知外界信息,執行機構根據指令執行動作,形成從感知到執行的全鏈條閉環控制。
2. 架構物理拓補
基于車輛各部位的實際位置,物理架構把整車分成了四個大塊,每個區域都配有一個區域控制器。這些控制器會按照就近原則,把附近的傳感器和執行器接口都整合起來。執行器里既有像電機、燈光這樣獨立的設備,也有電機和機械結合在一起的設備。同時,所有的決策和控制軟件都被整合到了一個中央計算平臺上,這樣做能讓軟件的功能更加專一,也更容易重復使用。
3. 中央計算平臺OIB
嵐圖的集中式電子電氣架構以中央控制器 OIB、區域控制器 VIU、車聯網終端 T-BOX 為核心,集成車輛控制、動力、智能駕駛、智能座艙,并覆蓋車端、云端、生態端。
由于OIB的存在,嵐圖做到了算力集中,也就能有效減少 ECU 數量,讓效率更高;當前嵐圖的OIB已經發展到了第三代,軟件迭代速度提升20%,可復用性也有一定提升,并且可以做到整車OTA。
4. 區域控制器VIU
嵐圖的VIU區域控制器集成了區域數據中心、智能配電和智能分區控制三大功能,能高效處理車輛的多項指令。它根據車輛物理布局設計,縮短了線束長度,簡化了維修保養,并減少了零件數量以提升續航能力。此外,VIU預留了標準接口,能驅動高功率執行器,并具備數據備份、故障監控和遠程診斷功能,全方位保障車輛安全運行。
5. 軟件架構
嵐圖的軟件架構同樣采用SOA,各家的技術路線規劃大同小異。
嵐圖的SOA可開放的接口達300+,可以在其共創平臺上編輯共創。
嵐圖的場景自定義
同時,嵐圖也提供的場景自定義的功能,可以由客戶在手機端或者車機端自行設計和創造場景,將車輛功能或者應用自行編排,也可以上傳自己編排的場景到社區進行分享,或者下載其他人上傳的場景供自己使用,算是初步構建起來了用戶共創的生態。
#02
蔚來NT3技術架構及EEA
蔚來第三代技術平臺NT3.0是蔚來汽車下一代車型平臺的升級版本,該平臺集成了多項創新技術和設計:
800V高壓架構:
通過提高電壓,NT3.0平臺車型的充電速度得到顯著提升,減少了用戶的充電等待時間。由于能效提升,NT3.0平臺車型在相同電池容量下,續航里程相比前代有所增加。
全新的電子電氣架構:
中央+區域控制架構:提高電子分配能力和信號處理,優化了車輛內部的電子元件布局和信號傳輸路徑,提高了整車的電子性能和穩定性。
優秀的三電系統:
通過優化電池、電機和電控系統的配合,NT3.0平臺車型的三電轉換效率得到顯著提升,從而提高了車輛的性能和續航能力。電池包尺寸更適應不同車型,同時保持了高能量密度和長壽命。
智能座艙和智能駕駛技術:
人機交互界面更加友好和智能,提供了更加豐富的娛樂和信息服務。全系標配4D毫米波雷達,提高了車輛的感知能力和智能駕駛的安全性。
在NT3技術架構中,蔚來所采用的EEA方案為區域控制器架構設計,此架構的核心由中央處理單元、四個分布式區域控制器以及高速以太網共同搭建起基礎框架。這三部分緊密協作,旨在實現一個既能自適應又能自我學習的系統,并廣泛支持智能互聯的各項功能。
這種EEA架構憑借環形拓撲設計,能夠有效支持具備Fail Operation功能的冗余系統,展現出卓越的擴展性能。蔚來所采用的區域控制器,其核心職責廣泛而關鍵,包括作為分布式邊緣計算平臺負責數據處理與運算,作為車輛控制決策中心對不同優先級的服務進行裁決并實施信息安全防護措施,作為SOA服務導向的通信網促進服務間的信息流通與交互,同時作為區域數據集中管理點通過以太網、CAN及LIN網絡實現數據的分發與集中管理。此外,該控制器還扮演著整車電力分配核心的角色,集成多個E-fuse以優化電力分配,并負責智能傳感與執行控制,即收集智能傳感器的數據并指令智能執行器動作。
蔚來汽車在區域控制器設計中采納了AMP多核架構,其中每個CPU均獨立運行一個RTOS操作系統,遵循AMP模式。
#03
小鵬X-EEA3.0
其實,小鵬汽車早在2021廣州車展上就已經正式發布了最新一代的X-EEA3.0電子電氣架構。
小鵬X-EEA 3.0:中央超算+區域控制
X-EEA 3.0架構包含中央及左右車身三個核心域控制器,與特斯拉架構相似。硬件上,以中央超級計算機和區域控制器為核心;軟件分三層:系統軟件、基礎軟件及智能應用平臺;通信采用千兆以太網技術;數據架構支持無縫OTA升級,行駛中也可接收新功能;電源架構實現智能化電力管理,精準配電。
X-EEA3.0架構拓補
硬件架構
該設計采用了由中央數據處理單元(C-DCU)與區域控制單元(Z-DCU)構成的硬件體系:
C-DCU集中處理車輛控制、智能駕駛、座艙交互三大核心任務,而Z-DCU則分為左右兩側,將控制組件更加精細化地分區管理,依據就近原則高效接管各項功能,顯著減少了車內線束的復雜性。
在域控制器內部,各功能區域被劃分到獨立的內存空間,確保軟件升級時互不干擾,整個過程在半個小時內即可完成,并且實現了靜默升級,用戶甚至在駕駛過程中也能無感完成更新。
智駕領域的核心控制器為XPU,隨著整體架構的不斷演進,XPU也持續進行著升級迭代。
通信架構
X-EEA3.0采用了以千兆以太網為主線的通信架構,能夠支撐大數據傳輸,從而實現高級自動駕駛、智能座艙、OTA等智能化功能,并且兼容多種通信協議。
從通信布局來看:它配備了2條千兆以太網1000Base-T1線路,專門用于連接XPU4和5G智能天線;還有6條百兆以太網線路,其中2條分別連接左、右區域控制單元(LDCU和RDCU),1條用于診斷;另外還有4條CAN FD和CAN通信:底盤Chassis CAN以及與LDCU和RDCU的專有通信則采用了CANFD,而body CAN和PT CAN則因兼容性需求使用了高速CAN(速率為500kbps)。
相較于以CAN線為基礎的E/E架構,X-EEA 3.0的千兆網絡具有顯著優勢:
首先,千兆網絡的數據傳輸能力更強,不僅能滿足當前需求,更能適應未來數據量的大幅增長,而CAN線的承載能力則存在上限。其次,基于更強的數據傳輸能力,千兆網絡在精確控制方面相較于CAN線也更具優勢。這種精確控制可以理解為對車內每個單元(如娛樂系統、動力電池、其他能耗設備)的高效管理。此外,千兆網絡與未來的5G技術也更為契合,具有相應的優勢。
電源架構
X-EEA3.0能夠實現基于場景的精確電力分配,根據駕駛者的實際需求,在不同用車情境中定制電力供應。例如,在等人停車時,系統能僅向空調、音樂播放等功能供電,同時關閉其他非必要設備,從而有效節約能源,延長車輛的行駛里程。另外,車輛會定期進行自我診斷,主動識別并報告潛在問題,為維修提供明確指引。
智能配電系統的優化,使得各個ECU在不同運行模式下能夠靈活調整工作狀態。相較于以往,這種智能配電策略顯著降低了能耗,實現了更為高效的能源管理。
功能架構
小鵬的中央計算核心C-DCU,主要由座艙系統與通信系統兩大板塊構成,這一設計理念與特斯拉不謀而合,均旨在打造一個以智能化、高科技為驅動的高性能超級計算平臺,并實現了高度集成。
其核心組件涵蓋:
搭載有高通的8155P芯片;
瑞薩電子推出的第三代旗艦級MCU;
從功能布局的角度分析,中央超算不僅涵蓋了傳統的儀表顯示、中控操作以及副駕娛樂信息系統,還實現了跨領域的整合,將中央網關、車外聲音調控、氛圍燈調節以及泊車輔助燈光等功能融為一體。中央超算算是融合了原有的EEA2.0架構設計。
LDCU\RDCU
車身控制單元,分為LDCU與RDCU,其核心職責廣泛覆蓋了車輛控制的多個關鍵方面。在鑰匙操控上,它支持遙控、藍牙、WiFi應急及機械鑰匙的全方位操作;尾門智能化方面,則實現了電動尾門的便捷控制。此外,它還集成了環境監測與響應功能,包括TPMS胎壓監測、雨量感應自動調節雨刮以及安全帶震動提醒。在充電便利性上,車身控制單元負責管理充電口蓋的開關,并在拔槍后自動關蓋,大大提升了充電的便捷性。能源管理方面,它實現了12V電池的智能防虧電保護,有效延長了電池的使用壽命。而在熱管理系統中,車身控制單元能夠精細調控空調出風口,并回收利用驅動系統的余熱,實現了能源的高效利用。
軟件架構
X-EEA3.0的控制器依托SOA軟件開發理念,針對各類軟件使用需求的差異性,對整車軟件進行了細致的分層劃分,包括系統軟件層、基礎軟件層以及智能應用層等。這樣的分層設計,旨在加速智能功能的開發與迭代,如自動駕駛技術、智能語音控制的車輛操作與設置、以及多樣化的智能場景應用等,確保這些功能能夠迅速適應市場需求并不斷優化。
小鵬G9借助小鵬的軟件平臺,能夠無縫實施OTA升級。這一過程中,域控制器采用內存分區技術,一個區域專門用于系統升級,另一個則確保車輛運行不受干擾,從而實現在車輛行駛的同時,新功能的OTA升級也能同步進行。
在軟件架構方面,系統軟件平臺是基于外部采購的代碼進行部分定制化開發,并隨著整車基礎軟件平臺的穩定而固定下來,這種設計使其能夠靈活應用于多款車型。
基礎軟件平臺方面,它整合了多項關鍵的整車功能軟件,并提前制定了標準化的服務接口,在車輛量產前就已經固定,這樣的設計同樣便于在不同車型間復用。
至于智能應用平臺,它涵蓋了自動駕駛、智能語音控制、智能場景等多種功能,這一平臺支持功能的快速開發與迭代,為車輛的智能化提供了強大的支持。
SOA軟件架構
小鵬新架構不僅實現了軟硬件的分離,還做到了軟件內部的分層解離。這一設計讓系統軟件平臺、基礎軟件平臺以及智能應用平臺能夠分層進行迭代升級。它成功地將車輛底層和基礎軟件與那些涉及智能、性能的應用軟件相分離。因此,在開發新功能時,研發團隊只需專注于最頂層的應用軟件進行研發和優化,大大縮短了研發周期,降低了技術門檻。這樣一來,用戶能夠更快地享受到車輛功能的持續更新與升級。
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