在新能源汽車(chē)的上半場(chǎng)電動(dòng)化競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中,中國(guó)主機(jī)廠以及供應(yīng)鏈企業(yè)已展現(xiàn)出較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力并占據(jù)了較高的生態(tài)位;在新能源汽車(chē)的下半場(chǎng)智能化競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中,智能座艙與智能輔助駕駛的快速迭代逐漸成為各主機(jī)廠的競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。其中,智能座艙與智能輔助駕駛的快速迭代離不開(kāi)EEA的支持,而EEA的演進(jìn)在行業(yè)當(dāng)中已形成共識(shí);不同點(diǎn)是各主機(jī)廠的EEA演進(jìn)速度不同,架構(gòu)設(shè)計(jì)上也有少許差別。
EEA的快速迭代帶來(lái)諸多變化和趨勢(shì),例如:EEA開(kāi)發(fā)流程的優(yōu)化和創(chuàng)新帶來(lái)開(kāi)發(fā)效率的提升;產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系上,主機(jī)廠在EEA的設(shè)計(jì)上占據(jù)跟多話語(yǔ)權(quán);EEA硬件及軟件協(xié)同演進(jìn),共同促使EEA整體的快速迭代。
報(bào)告核心觀點(diǎn)
(1)國(guó)內(nèi)品牌當(dāng)中,蔚來(lái)、小鵬、理想的EEA的演進(jìn)較為領(lǐng)先,已實(shí)現(xiàn)算力集中化;海外品牌當(dāng)中,特斯拉與Rivian的EE架構(gòu)演進(jìn)速度較快,已實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制。同時(shí),車(chē)載以太網(wǎng)也更為普遍地被應(yīng)用至最新EEA中的主干網(wǎng),光通信上車(chē)預(yù)計(jì)可在未來(lái)5年內(nèi)初步實(shí)現(xiàn)。
(2)硬件方面,主流的硬件演變階段為Multi-Box方案、One-Box方案、One-Board方案以及One-Chip方案。硬件集成度持續(xù)提高,研發(fā)難度與成本也相應(yīng)提升;One-Chip方案可實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦,算力更集中,實(shí)現(xiàn)真正的集成。
(3)軟件方面,實(shí)現(xiàn)SOA架構(gòu)是真正實(shí)現(xiàn)軟硬件解耦的前提。SOA架構(gòu)的本質(zhì)是將原本相互分散的ECU及其對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)軟件功能模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化,令汽車(chē)可在不增加或更換硬件的條件下通過(guò)不同的軟件配置為駕駛員提供不同的服務(wù)。
(4)硬件集中化是軟件集中化的支撐,軟件集中化是實(shí)現(xiàn)硬件集中化的價(jià)值關(guān)鍵。硬件算力提升,推動(dòng)軟件功能復(fù)雜化;而軟件日漸復(fù)雜的需求同樣促使硬件升級(jí)。
EEA集成度提升,中國(guó)供應(yīng)鏈廠商迅速崛起
整車(chē)電子電氣架構(gòu)(EEA)把汽車(chē)中的各類(lèi)傳感器、 ECU (電子控制單元)、線束拓?fù)浜碗娮与姎夥峙湎到y(tǒng)整合在一起完成運(yùn)算、動(dòng)力和能量的分配,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整車(chē)的各項(xiàng)功能。整個(gè)EEA的架構(gòu)體系較類(lèi)似于人類(lèi)的神經(jīng)系統(tǒng),各個(gè)模塊都與人類(lèi)器官相關(guān)部分功能相似。
從EEA的構(gòu)成來(lái)看,EEA并不是單純的硬件或者軟件的組成,更像是一種系統(tǒng)化的架構(gòu)體系,其模塊主要由軟硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、相關(guān)線束等構(gòu)成。整車(chē)EEA的設(shè)計(jì)主要由用戶的功能需求出發(fā),逐步設(shè)計(jì)各類(lèi)元器件、通信網(wǎng)絡(luò)、線束部署等,并最終落實(shí)到整車(chē)拓步架構(gòu)設(shè)計(jì)。
頭部主機(jī)廠正處于基于“中央計(jì)算+區(qū)域控制”的整車(chē)集中式架構(gòu)階段,而少部分智駕方案商和主機(jī)廠選擇了更為成熟的“三域架構(gòu)”階段,多盒方案在實(shí)現(xiàn)不同功能的部署和OTA時(shí),其技術(shù)要求會(huì)更低、工程化挑戰(zhàn)會(huì)更少。
然而,憑借更低的線束成本、更易實(shí)現(xiàn)軟硬解耦等優(yōu)勢(shì),面向區(qū)域控制的EEA仍然會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
在完成的整車(chē)集中式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)前,各主機(jī)廠正在根據(jù)自身企業(yè)特點(diǎn)與研發(fā)能力布局不同的路線,常見(jiàn)方式為采用中央計(jì)算或者三域+區(qū)域控制器(ZCU)。
在此過(guò)程中,各主機(jī)廠EEA當(dāng)中,ZCU扮演的角色、ZCU的算力部署存在差異,同時(shí)通訊網(wǎng)絡(luò)的采用亦存在差異。未來(lái)隨著車(chē)載通訊技術(shù)以及硬件產(chǎn)品的升級(jí),發(fā)展路徑將進(jìn)一步得到明確。
EEA發(fā)展迅速,中國(guó)軟件與硬件廠商逐漸在產(chǎn)業(yè)鏈上嶄露頭角。更多的中國(guó)供應(yīng)鏈廠商成為中國(guó)及國(guó)際性主機(jī)廠的EEA相關(guān)零部件供應(yīng)商。與此同時(shí),越來(lái)越多的廠商開(kāi)始同時(shí)涉及軟件與硬件的業(yè)務(wù),增強(qiáng)協(xié)同性。
各主機(jī)廠EEA布局節(jié)奏不一,開(kāi)發(fā)流程持續(xù)優(yōu)化
華為的CC架構(gòu)兼顧了計(jì)算與通信的高指標(biāo)要求,并劃分三域:智能座艙、整車(chē)控制及智能輔助駕駛。該架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)資源與功能的解耦,并在不同區(qū)域間,使用以太網(wǎng)進(jìn)行通信,在區(qū)域內(nèi)大量使用CAN/LIN通信,整體架構(gòu)集中度適中。
長(zhǎng)安汽車(chē)SDA架構(gòu)為中央計(jì)算中心+區(qū)域控制器的結(jié)構(gòu),并采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在中央計(jì)算中心域區(qū)域控制器之間使用百兆或千兆以太網(wǎng),實(shí)現(xiàn)超高速信息傳輸?shù)耐瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)冗余,解決傳統(tǒng)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸亂序、丟包等問(wèn)題。與此同時(shí),該架構(gòu)集成度較高,整車(chē)線束同比可減少10%-20%,并且中央計(jì)算平臺(tái)算力可達(dá)到508TOPS。
大眾集團(tuán)E^3系列端到端電子架構(gòu)目前已開(kāi)發(fā)三個(gè)版本,分別為E^3 1.1、E^3 1.2、E^3 2.0,總體趨勢(shì)為向中央計(jì)算中心進(jìn)化。具備中央計(jì)算中心的E^3 2.0將在未來(lái)大眾集團(tuán)全新通用平臺(tái)SSP上使用,SSP平臺(tái)將取代現(xiàn)有的MEB、PPE平臺(tái),適用于低端到高端大部分車(chē)型。大眾集團(tuán)專(zhuān)為在華車(chē)輛打造的CEA架構(gòu)采用中央計(jì)算+區(qū)域控制的形式,該架構(gòu)下敏捷性與可擴(kuò)展性較強(qiáng),將于2026年開(kāi)始上車(chē)應(yīng)用。
目前來(lái)看,大眾在中國(guó)與小鵬合作,在海外與Rivian合作,合作主題均圍繞EEA,合作模式相似。小鵬汽車(chē)的XEEA3.5架構(gòu)大概率是大眾中國(guó)的CEA架構(gòu);Rivian R2平臺(tái)將作為大眾在海外的電動(dòng)汽車(chē)架構(gòu)。
整體上,EEA的開(kāi)發(fā)流程較為清晰,呈現(xiàn)V字型流程;在軟硬件開(kāi)發(fā)之前,需要實(shí)現(xiàn):需求開(kāi)發(fā)、功能定義、功能實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及零部件技術(shù)規(guī)范五大步驟;在軟硬件成功開(kāi)發(fā)后,經(jīng)歷零部件測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試及整車(chē)測(cè)試三大流程。從EEA開(kāi)發(fā)周期來(lái)看,傳統(tǒng)研發(fā)周期橫跨3-5年,現(xiàn)階段的EEA開(kāi)發(fā)周期已經(jīng)縮短至12-18個(gè)月左右,主要是由于多因素推動(dòng):架構(gòu)集中度的提升、迭代開(kāi)發(fā)的嘗試等等。
EEA開(kāi)發(fā)模式上,隨著整車(chē)智能化水平及EEA集中度要求的提高,諸多車(chē)企越來(lái)越傾向于將核心部件的研發(fā)甚至生產(chǎn)包括在業(yè)務(wù)范圍內(nèi),以實(shí)現(xiàn)車(chē)企對(duì)于EEA的核心目標(biāo)。主機(jī)廠越來(lái)越多的承擔(dān)原本Tier 1廠商的研發(fā)或生產(chǎn)任務(wù),承擔(dān)部分Tier 1廠商角色的同時(shí),更直接的觸達(dá)傳統(tǒng)Tier 2廠商,完成零部件和軟件的更高效整合。越來(lái)越多的主機(jī)廠推出自研EEA,并快速迭代,其主要原因?yàn)锽OM成本的下降與綜合研發(fā)成本降低。
EEA未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)較為明朗,產(chǎn)業(yè)鏈上仍存在投資機(jī)會(huì)
車(chē)端,較為明顯的兩大發(fā)展趨勢(shì)為硬件集中化與軟件集中化,在此之上兩大趨勢(shì)交織,協(xié)同演進(jìn)。硬件集中化是軟件集中化的支撐,而軟件集中化是實(shí)現(xiàn)硬件集中化的價(jià)值關(guān)鍵。與此同時(shí),硬件集中化是軟件定義汽車(chē)的物理基石,軟件集中化是釋放硬件潛力的核心路徑。
“硬件與軟件的協(xié)同演進(jìn)是智能汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展方向”這一點(diǎn)已成為共識(shí),車(chē)端硬件與車(chē)載軟件的進(jìn)一步深度整合,也重新定義了汽車(chē)價(jià)值。再疊加硬件與軟件共同進(jìn)化,互相促進(jìn)的背景下,用戶將從“使用者”的角色轉(zhuǎn)變?yōu)椤绑w驗(yàn)者”的角色,車(chē)輛將全面進(jìn)化為第三生活空間。
技術(shù)上,現(xiàn)階段,以太網(wǎng)在主干網(wǎng)上應(yīng)用已成共識(shí),部分車(chē)企開(kāi)始嘗試在個(gè)別的非主干網(wǎng)當(dāng)中使用以太網(wǎng)通信來(lái)滿足高帶寬、低延遲的需求;同時(shí),“車(chē)載光通信”發(fā)展迅速,但大規(guī)模商業(yè)化落地進(jìn)程有待觀察,預(yù)計(jì)尚需3-5年才可成熟地應(yīng)用在車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,形成對(duì)車(chē)載以太網(wǎng)的部分替代。
隨著車(chē)端算力需求的不斷提升,車(chē)載AI芯片的性能需求也在同步上升,國(guó)內(nèi)外芯片企業(yè)正在加快車(chē)載AI芯片的迭代速度,相關(guān)芯片市場(chǎng)規(guī)模高速增長(zhǎng)。從行業(yè)格局來(lái)看,海外的代表性廠商為英偉達(dá)、高通、英特爾等;國(guó)內(nèi)的代表性廠商主要為地平線、黑芝麻智能等。越來(lái)越多的主機(jī)廠開(kāi)始選擇國(guó)產(chǎn)廠商的高算力芯片,國(guó)產(chǎn)替代加速;同時(shí)主機(jī)廠與芯片廠商開(kāi)始深度合作,共同構(gòu)建車(chē)載芯片生態(tài)。
域控制器的發(fā)展同樣值得關(guān)注,尤其是在智能化發(fā)展的背景下,智能座艙域與智能輔助駕駛域快速發(fā)展,并嘗試開(kāi)始融合其他域,單車(chē)域控制器價(jià)值量以及域控制器滲透率上升,驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模快速上升,且在有限的未來(lái),仍會(huì)強(qiáng)勁地增長(zhǎng)。
結(jié)語(yǔ)
各車(chē)企對(duì)于EEA的的發(fā)展趨勢(shì)已形成共識(shí),朝中央集成式架構(gòu)快速演進(jìn),但在演進(jìn)過(guò)程當(dāng)中各車(chē)企的節(jié)奏與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇略有差異。整體上,中國(guó)新勢(shì)力車(chē)企的架構(gòu)演變速度更快,為引領(lǐng)者角色;傳統(tǒng)車(chē)企正在加速追趕,朝向中央集成式架構(gòu)進(jìn)化,但節(jié)奏略慢,為追趕者角色。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇上,由于不同車(chē)企綜合考慮成本、冗余程度、域控制器數(shù)量等因素,不同車(chē)企會(huì)選擇不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以滿足需求。
EEA當(dāng)中的硬件與軟件協(xié)同演進(jìn),硬件集中化是軟件集中化的支撐,軟件集中化是實(shí)現(xiàn)硬件集中化的價(jià)值關(guān)鍵。硬件算力提升,推動(dòng)軟件功能復(fù)雜化;而軟件日漸復(fù)雜的需求同樣促使硬件升級(jí);硬件與軟件的深度整合重新定義汽車(chē)價(jià)值。
億歐汽車(chē)將持續(xù)關(guān)注新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)以及EEA的發(fā)展情況,并在6月份發(fā)布《2025中國(guó)AIEV電子電氣架構(gòu)(EEA)企業(yè)布局洞察報(bào)告》,歡迎交流。
報(bào)告作者:李浩誠(chéng),陳昊南。郵箱:lihaocheng@iyiou.com ;chenhaonan@iyiou.com。
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