電子電器架構新趨勢 —— 最佳著力點：域控制器

我是穿拖鞋的漢子，魔都中堅持長期主義的汽車電子工程師（Wechat：gongkenan2013）。

老規矩，分享一段喜歡的文字，避免自己成為高知識低文化的工程師：

本就是小人物，輸了就是輸了，不要在意別人怎么看自己。江湖一碗茶，喝完再掙扎，出門靠自己，四海皆為家。人生的面吃一碗少一碗，人生的面見一面少一面。人生就是一次次減法，來日并不方長。自己的狀態就是自己最好的風水，自己的人品就是自己最好的運氣。簡單點，善良點，努力點，努力使每一天都開心，不為別人，只為自己。

本文大體如下：

1、背景信息

2、整車電子電氣架構向中央集中邁進

3、車輛電子架構演進，域控制器價值凸顯

一、背景信息

伴隨汽車的智能化快速演進，汽車產品呈現顯著的集成化發展趨勢:

-> 1、機械硬件集成化——包括底盤、動力系統、熱管理的集成化，各車企的車輛平臺將逐漸減少，做減法。

-> 2、電子硬件集成化——少量高性能計算單元代替大量ECU，減少線束與ECU數量，逐步解耦軟件與硬件，以承載日益復雜的車輛軟件模型。

-> 3、軟件集成化——隨著電子電氣架構由分布式向集中式演進，汽車軟件由分離的嵌入式變為解耦的分層式。復雜度大幅增加，軟件自研與外包均將大幅增長，軟件將成為整車差異的主要決定因素。

域控制器是汽車電子電氣架構集成化過程中的產物。智能化功能的日漸增加使得汽車電子架構必將邁向中央集成。

車輛電子架構集成度越來越高，域控制器將從經典的五域走向三域并最終走向整車中央計算平臺。

域控制器主要由主控芯片、操作系統、應用算法等軟硬件構成，域控制器Tier1是主控芯片與主機廠的連接樞紐。

智駕功能增多并集成使得智駕域控制器應運而生，相較于分布式方案，可實現感知、算力共享，節省成本，且軟件可持續優化。

智能座艙是人們體驗汽車智能化的首要窗口，歷經車載收音機、中控導航、數字座艙后，智能座艙正處于發展初期，正向一芯多屏、多模交互趨勢進化。

二、整車電子電氣架構向中央集中邁進

汽車電子電氣架構把汽車中的各類傳感器、ECU（電子控制單元）、線束拓撲和電子電氣分配系統整合在一起完成運算、動力和能量的分配，進而實現整車的各項功能。如果將汽車比作人體，汽車的機械結構相當于人的骨骼，動力、轉向相當于人的四肢，電子電氣架構則相當于人的神經系統和大腦，是汽車實現信息交互和復雜操作的關鍵。如果沒有先進的電子電氣架構做支撐，再多表面智能功能的搭載也無法支持車輛的持續更新和持續領先，更無法帶來車輛成本降低和生產研發的高效。

當前汽車電子電氣架構正從分布式走向中央計算，這個過程就如同從“諸侯割據”走向“天下歸一”，由于多重歷史包袱的存在，剛開始控制權收攏于多個權力中心（即域控制器 DCU），同是也還存在若干地方政權（同時保留若干分布式模塊），但最終將走到中央集權（跨域融合成高性能計算中心HPC），地方只負責執行統一的政令。伴隨電子架構集成化的還有軟件分層解耦，如同一個政府組織有中央政府、省級、縣級，各級變動互不影響，可分層迭代。同時汽車的通信架構也進行升級，如同修建覆蓋全國的高速公路網。

走向中央集成的Why？

隨著整車電子電氣產品應用的增加，單車ECU數量激增，分布式電子電氣架構由于算力分散、布線復雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點而無法適應汽車智能化的進一步發展，正向中央計算邁進。

汽車電子電氣架構的升級主要體現在硬件架構、軟件架構、通信架構三方面：硬件架構從分布式向域控制/中央集中式方向發展。汽車將以少量高性能計算單元替代大量 ECU，為日益復雜的汽車軟件提供算力基礎。軟件架構從軟硬件高度耦合向分層解耦方向發展。軟硬件解耦+軟件分層解耦，使得汽車軟件可經OTA實現快速迭代。通信架構由LIN/CAN總線向以太網方向發展，大帶寬通信架構以適應車輛日益激增的數據量和低時延要求。

比如業界特斯拉的電子電氣架構演進路徑：分布式架構——功能域——跨域融合——中央計算平臺。Model 3開啟電子架構全面變革，實現了中央集中式架構的雛形，基于此特斯拉實現了輔助駕駛軟硬件高度垂直整合，保有車輛亦可實現相關功能的常用常新和持續領先。

大致猜測后續架構：

整體看，自主品牌迭代速度較快，多代架構同步開發，此過程伴隨高研發投入、軟件人才擴張，研發組織變革、整零關系重塑等，車企從過去的硬件集成者到軟件集成者+硬件集成者，將軟件從過去供應商的“黑盒”中提取出來收歸融合于自身的過程是全新和曲折的歷程，通過幾輪迭代，電子電氣架構邁向中央計算是必然趨勢，未來車輛軟件所有權將主要屬于車企，車企將把控汽車進化的命脈，由此基于智能車衍生的利潤池將大幅增加。

中央集中式的電子電器架構將車輛的控制程序集中在中央計算平臺中。可實現：

1）算力按需靈活分配。通過虛擬化按照實際需求分配算力給不同的操作系統。依據面向服務的架構分解功能，并根據需求調用、組合程序。當需要定義汽車新的功能時，可以通過原子程序的“拼接”實現新的功能。

2）硬件可插拔，算力可拓展。當不存在新功能對應的原子程序時，可以通過增加硬件、導入新的原子程序，從而實現新功能。當底層算力不足時，由于虛擬化的優勢可以更換更高算力的芯片。比如2022年極氪001、蔚來為保有車主更換車機域控制器以提供更好座艙體驗。

3）軟件、硬件均可OTA，使得汽車的功能的邊界可以不斷拓展。現階段以特斯拉為首的頭部智能車企可實現動力域、底盤域的升級，并可以通過部分功能的組合實現新功能，但距離SOA架構依然有很長的路要走。

由分布式走向域控的過程中，原來的汽車Teir1供應商的“黑盒”供貨模式受沖擊，但同時傳統車企軟件能力也較弱，難以覆蓋所有軟件的開發，需要借助外部力量補強，這給域控制器供應商、科技企業、軟件公司巨大的機遇。

三、車輛電子架構演進，域控制器價值凸顯

電子電氣架構演進歷程中，主機廠和供應鏈的地位、合作模式在不斷動態變化。 在分布式架構階段：主機廠為硬件集成者，Tier1把上游的Tier2（嵌入式軟件、芯片）打包后提供給主機廠。

在功能域架構階段：類似功能合并，軟件逐步從過去的黑盒中分離，主機廠選擇直接與原來的Tier1/2合作，在應用軟件層可能選擇合作也可能選擇自研。主機廠根據能力不同對域控制器的軟硬件部分參與程度不一。對于自研程度深的主機廠，域控制器供應商相當于純代工角色，對于自研程度淺的主機廠來說，域控制器供應商相當于全方位的“保姆”角色，可以實現“交鑰匙”式服務。

進入中央計算+區域控制階段以后，大部分 ECU消失，各傳感器/執行器被中央計算單元支配，原屬于 Tier1的大部分策略層的軟件由主機廠主導，主機廠對軟件中的高價值模塊的介入程度漸深，因此主機廠必須要有專業的軟件團隊，以集成自研與外包軟件，軟件所有權主要屬于汽車制造商。 隨著電子架構集中化，域控制器的功能集成度、算力需求、軟硬件復雜度、通信需求將呈指數級增長。

關于域控制器的分類：

博世、大陸等傳統Teir1按照功能將車輛劃分為五域：動力域、底盤域、信息娛樂域、自動駕駛域和車身域。在這種劃分方式下Teir1可直接整合自身所專注的業務單元，OEM依然可以借助原有供應商的力量實現“軟件定義汽車”的目標，產業鏈整合難度較低，組織結構變化阻力較小。

動力域、底盤域、車身域帶有較深的傳統整零關系烙印。動力域控制器負責三電系統的控制，包括三合一系統、BMS 和整車控制器（VCU)。底盤域控制器包括剎車、轉向、安全氣囊、減震等功能，由于涉及安全要求，且要求響應速度快，低延遲，目前依然以ECU控制為主。底盤與動力域由于涉及供應商較多，且安全性要求高，車企較難實現動力域與底盤域的集成。車身域控制器主要為車身電子部分（雨刮/車窗/車鑰匙)，車身域將率先與座艙域實現融合。

智能座艙域與智能駕駛域是現階段承載整車個性化智能體驗的關鍵所在，最能體現品牌差異化，對傳統供應鏈依賴度小，是現階段迭代最快的域，座艙域和自動駕駛域需要處理大量數據，對算力要求較高，而動力總成域、底盤域、車身域，這類域控制器主要涉及控制指令計算以及通訊資源，算力要求相對更低。

無論是新勢力還是傳統 OEM，受限于技術水平均未能在五域均搭載域控制器，一般是優先在智能駕駛與智能座艙域打造域控制器，力求打造更容易被消費者感知到的差異化。智能駕駛域控制器整合的功能多，對安全、時延等要求高，復雜度較高，價值量較大，是目前大部分車企最為關注的功能域。

頭部主機廠公布的下一代電子電氣架構，將實現車輛功能域的進一步集成： “五域”（自動駕駛域+動力域+底盤域+座艙域+車身域）逐步向集成度更高的“三域”（自動駕駛域+智能座艙域+車控域+若干網關）邁進，即：除智駕域、座艙域外，將底盤、動力傳動以及車身三大功能域直接整合成一個“整車控制域（Vehicle Domain Controller，VDC）”。

擱筆分享完畢！

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