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深度解析汽车电子电气架构(下)
来源:知乎 | 作者:汽车人高工 | 发布时间: 2022-12-25 | 526 次浏览 | 分享到:

1.1 架构演进,汽车软件所有权逐渐收归主机厂

汽车电子架构迈向中央计算 ECU 数量减少,意味着原先软硬一体的模块拆解出来,再进行域控制器的集中, 而这 并非简单的物理集成,越来越多的主机厂正在收拢更多主导权, 从应用层软件到中间件,到底层软件,甚至到核心硬件,都希望实现全栈覆盖, 这个过程是 主机厂将原先软硬一体的供应商的软件部分抽取出来聚集于自身的过程。 受制于现存供应链和自身软件实力弱,这会是一个渐进的过程。一旦电子电气架构进入中央计算区域控制阶段以后,汽车软件所有权将主要属于主机厂,主机厂将长期享有软件红利,比传统车时代拥有更强的产业链话语权,主机厂将把产品持续更新的命脉握在自己手中。

电子架构演进,软件所有权逐步收归主机厂

      英伟达 CEO 黄仁勋: 汽车行业与手机、电视行业的区别在于,在汽车上运行的软件是量身定制的。因此除汽车外,汽车制造还将在很长一段时间内拥有软件带来的机遇。这与手机行业有着本质上的不同,除了少数几家手机制造商之外,他们基本无法从软件中获益。而车企可以,前提是他们必须先打造一辆可编程的汽车,如果汽车无法运行优质软件,那么他们能够提供给客户的软件就会相对有限。

1)分布式架构下,主机厂相当于一个硬件集成者, Tier1 把上游的 Tier2 (嵌入式软件供应商 、 芯片供应商 )打包后提供给主机厂, 为提高产品把控权,主机厂在功能车时代一般选择自研高价值模块,也是消费者能感受到的差异化部分,即动力总成部分。

2)第二阶段的功能域部分,类似功能合并为域,软件逐步从过去的黑盒中分离,主机厂出于原有供应链和自身软件能力的考虑,选择直接与原来的 Tier 1/ 2 合作,在应用软件层,可能选择合作模式,也可能选择自研模式,比如小鹏、长城的自动驾驶算法选择自研,而其它一些主机厂选择与百度、 momenta 、 小马智行、华为进行合作。 这时主机厂根据能力不同,对域控制器的软硬件部分参与程度不一,由此域控制器供应商的服务也不同,对于自研程度深的 主机厂,域控制器供应商相当于 纯 代工角色,对于自研程度浅的主机厂来说,域控制器供应商相当于全方位的 保姆 角色。

3)第三阶段跨出功能域框架, 进入中央计算区域控制阶段以后,大部分 ECU 消失,各传感器执行器被中央计算单元支配,原属于 Tier1 的大部分策略层的软件由主机厂主导, 主机厂对软件中的高价值模块的介入程度渐深, 因此主机厂必须要有专业 的软件团队,以集成自研与外包软件,软件所有权主要属于汽车制造商。 大众汽车计划到 2030 年将软件自研比率提升到 60%(聚焦于人工智能、大数据、保密以及安全)。虽然自研比例大幅提升,外采软件总规模也将增长,但大众将定义车载软件的标准和路线图。 CARIAD 业务规划主要涵盖四块内容: 1 )电子电气架构 E³ 架构; 2)VW.OS(大众汽车操作系统);3)VW.AC( 大众汽车云); 4 )关键应用。

电子架构演进,汽车价值链重构

自研高价值模块的多少将很大程度决定不同主机厂的盈利能力,类似于不同消费电子品牌有着巨大的盈利能力差异(近三年苹果净利率 20-26%,小米净利率 5-8% 。 主机厂根据自身业务体量 、 研发实力 、 现金流状况 、 历史包袱等评估适合自己的路径。平价与豪华,燃油与电动都将做出截然不同的转型选择 。

1 )第一梯队,比如特斯拉,实现芯片 、 操作系统 、 中间件 、 域控制器系统集成等核心领域全自研,硬件外包。

2 )选择一到两个核心技术上重点突破 。 比如自动驾驶感知算法是否选择自研。 从自动驾驶算法自研落地节奏看,小鹏、长城、华为相对靠前 。也有主机厂选择自研座舱芯片,比如吉利汽车旗下的亿咖通。

3 )多手准备。 主机厂一方面组建自己的软件团队,另一方面积极同科技企业互联网公司建立合作联盟,在自身拥有成熟的软件开发能力之前,基础软件,软硬件架构方案仍依赖 TIER 1 或新兴软件企业。 比如上汽集团的零束,目前跟外部各类企业合作较多涵盖 SOC 芯片企业、算法公司、域控制器供应商等(高通、地平线、联合电子、 momenta )。

4 )车企只做品牌运营 软件开发主要外包, 零部件作为一个系统整体打包给大型供应商或者互联网企业。

主机厂向软件转型的四种路径

随着电子电气架构演进,从安全、数据、用户三个维度看主机厂的地位变化:

1)电子架构向车云一体发展将使得智能车成为一个更加开放的智能触点,安全要求大幅提高,整车厂是第一责任体。

2)选择辅助驾驶自研的主机厂,辅助驾驶功能将越用越好。随着辅助驾驶渐进式演进,越来越多原先做 L4 的算法公司开始与主机厂合作,这也说明有效里程产生的数据成为下一阶段辅助驾驶能力能否领先的关键点。

3)OEM 将 在车辆全生命周期内实时直链用户,与 C 端粘性显著增强, 用户运营、远程诊断与服务将 成主机厂基于存量车的业务触发点 。传统车企的 V 型研发模式(包含机械硬件测试、供应链协同、造型设计等)需要 5-7 年的研发周期,无法适应移动服务的快速迭代和存量用户的运营。未来软硬件分离研发,在软件上变革为闭环开发模式,快速迭代,而硬件可提前预埋并在相当长时间保持原状。

架构改变将改变主机厂的开发模式

新型“中心辐射”型汽车产业链

      电子架构演进,改变主机厂组织架构:

马尔文康威1967 提出的康威定律提出 一个组织设计出的系统产品即该组织内部沟通结构的缩影。 这意味着企业想要获得什么样的产品系统,就需要什么样的组织及组织文化。在分布式ECU 时代,车企只需要做集成硬件即可完成产品生产交付 ;到了功能域控制器时代,软件从分布式 ECU 回收上移至功能域控制器 ,但各部门依然按照功能划分,比如划为智能座舱、智能驾驶和智能车控三个部门; 功能域再往前演进,在中央计算平台时代,硬件完成大一统整合,软硬件开发解耦,软件与分层解耦,开发团队的调整不可避免, 烟囱式的以功能划分的组织设计将被打破 。因此近年来主机厂纷纷成立数字化中心、软件中心等新的组织,就是为了适应这种发展趋势。

2021年长城汽车形成“强后台、大中台、小前台”的 3.0 版本组织架构强后台就是储备最优质、更前沿的技术,通过大量、前沿的预研投入保持领先。 广义的后台除技术外 ,还包括机制质量、人力资源政策、战略布局和资本运作等内容大中台在小前台的作战中,随时给予及时的补给和支援以面向用户的小前台为核心,形成一车一品牌一公司的组织形态,打造出了若干个运营组织 。目前看,车企都在通过各种组织创新以顺应电子电气架构演进趋势。

电子架构演进,改变主机厂研发组织架构

3.2 架构升级使得主机厂盈利模式多样化成为可能

基于迈向中央计算的电子电气架构,主机厂原有盈利模式将被大幅拓宽 。 由于车企拥有大量移动终端,未来将拥有海量数据(涉及车身数据,环境数据,驾驶数据,车内人的各类数据 并可在全生命周期直达用户, 据此可衍生出多类业务模式,如软件算法、虚拟司机、出行服务、运营平台 、售后服务及诊断等;更长远地看,无人驾驶出现后,车辆出现的软件生态还拥有更广阔的想象空间。目前一些整车品牌已在进行车辆静止状态下的座舱创新,以激发并满足日益增加的娱乐、休憩等各类需求,这也使得车辆超越了单纯物理移动的意义,类似于智能手机早就超越了单纯的通信意义。

特斯拉车内已内置22 种游戏,技术部门正努力将 steam 上的游戏库引入旗下车辆,未来特斯拉车机将支持流畅运行 steam 。硬件上, 2022 年特斯拉全系车辆将搭载 AMD Ryzen 芯片组,性能上媲美最新款的索尼游戏主机 Playstation5 。随着内容生态的日渐丰富, 未来汽车可能参与内容的分成,这可能成为一个空间巨大的收入来源。

架构升级使得软件定义汽车成为可能,用户与主机厂获益明显

新架构下 OTA 使得车辆千人前面、常用常新

在大众汽车2030 NEW AUTO 战略中,大众描述了未来的汽车及其应用场景:未来的汽车将发展成为一个静修空间、移动办公室、居家旅行沙龙亦或小憩休整的场所,由于技术进步,汽车将逐渐褪去负面属性(事故、污染等),汽车将成为比现在更受欢迎的个人出行方式。

大众估计2030 年汽车市场规模将达 5 万亿欧元,十倍于目前的智能手机市场规模,这主要是得益于软件和自动驾驶服务能力的提升。大众将在汽车业新未来形成新的商业模式, 利润池由整车硬件、软件、电池与充电、移动出行解决方案构成 。大众认为未来汽车依然是个性化的产品(以为顾客还是需要差异化的汽车外形、品牌和服务的),但与传统汽车时代相比,品牌的差异性将更多的来自于软件与服务。

大众汽车计划未来的利润池除了 整车销售、整车平台出售、还包括软件外售、电池及补能服务、出行解决方案算法外售、移动服务 )),面对消费者,服务可以按需付费激活,在此之前大众汽车将完成硬件平台的统一即 SSP 平台 )、统一的软件架构( 电气架构 E3 2.0 版 +VW.OS )。


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