本文是汽車之家深評問道的約稿，主要介紹什麼是電子電氣架構，在智能汽車進化時它怎麼改變，車企等企業為什麼做這個，有什麼用?
2010年以後，隨著移動互聯網普及和新銳特斯拉的發展，我們看到從電動汽車快速進入個人消費市場，使得汽車產業帶來了重大的發展變革和歷史機遇。，從目前的演變趨勢來看，很多地方都會帶來改變，這裡既有傳統動力總成轉向電動汽車獨特的東西。比如今年通用汽車不止一次在各個場合提到，新一代電子電氣架構Global B將為“未來汽車產品開發中的電氣化、主動安全、車載娛樂、智能互聯以及Super Cruise 技術升級提供系統支持，併為通用推出真正的「智能汽車」奠定了基礎。“這篇文章也重點探討一下，目前被全球主要的企業所重視的電子電氣架構的變化和演進，到底給汽車這個產品能帶來什麼樣的東西。
1）汽車企業折騰電子電氣架構是為什麼？
汽車的基本功能是駕駛，如同手機的基本功能是電話聯絡一樣，在目前電子和IT技術發展迅速的時代，汽車裡面的電子和IT網絡的技術發展只能說還不夠快。特斯拉的快速發展，一方面體現出車企在滿足消費者對於汽車非駕駛方面的功能訴求還沒有被充分挖掘出來，另一方面也體現出消費者對於新興的自動駕駛、交互設計和那些數字化的好玩的功能的相對寬容。這使得傳統整車企業的領導層都感受到了技術的發展對於自身開發的壓力，特別是受到以快打慢，講究體驗和迭代的IT，互聯網巨頭競爭的壓力。順應消費者的訴求，整個汽車行業也不得不快速與數字世界融合中，不管從研發，製造到服務都處於數字化的演變中。車企想要從用戶體驗出發設計整車功能，想要試圖把數字化生活拓展到車上，使得車輛成為數字化生活的一部分，並且借鑑Apple模式來開發整車（Apple有自己的用戶體驗/UX設計，以及封閉成熟的iOS系統，性能領先的處理芯片），車企能做的首先是改變一臺車的電子電氣架構。
電子電氣架構是車企定義的一套整合方式，是把汽車裡的各類傳感器、ECU嵌入式控制器、線束拓撲、電子電氣分配系統整合在一起的一個組合，實現整車的配置與功能，車輛功能運算和動力、能量的分配等功能。這個工作，從歐洲企業開始，從最早的大眾汽車的MEB汽車架構，其他幾家汽車企業（大眾、寶馬、奔馳和沃爾沃）就開始了在汽車EE架構和新的基於車載高性能計算平臺上的開發工作，這種改變一方面是由於特斯拉在很多方面跳躍式的開發方式，另一方面歐洲的豪華車企敏銳的感受到消費者對於消費電子特別是手機的使用，對未來心目中炫酷和豪華的汽車，從現有基於動力總成、內飾等等比較傳統的開發模式，在電子化+網絡化+智能進化是有相似的期待的。
如下圖所示，我們能看到的就是軟件和功能的集中，從原有的分佈式兼容的EE架構，往跨領域的集中式EE架構，演化成由全車功能分配出發，基於車載計算平臺（邊緣計算和雲計算結合）的車輛一體化的EE架構。從目前已經公開的表態中，大眾集團推進的最為迅速，計劃從傳統的一輛MQB的車輛架構有近70個ECU，數量削減到3-5個核心的高性能車載計算平臺（HPC）。通過對這幾個核心的HPC掌控，大眾會把自己車輛的軟件功能從傳統的外包模式轉向內部開發，把原有的依賴於200個供應商不斷把軟件轉化成圍繞自己VW.OS的操作系統，把所有的汽車平臺的差異邁向由軟件定義。從戰略上來看實現功能的軟件的形式和功能和質量有效地決定了駕駛和擁有車輛的體驗，這是在智能家居、智能手機和其他面向消費者的產品共同的特徵，而且一旦大眾集團試驗下來做法行得通，這樣的做法將會迅速在歐洲和美國的汽車企業裡面流行起來，所有有雄心的車企都希望牢牢控制決定產品個性化的核心技術，每個企業都會把自己的汽車產品依託於一個智能的可演化的汽車電子架構，這也是車企開始折騰這個東西的根本原因。
圖1 Bosch 電子電氣架構的演變
2）電子電氣架構是什麼？它的發展趨勢是什麼？
電子電器架構的需求慢慢朝個人數字生活需求轉變，其主要的理念是基於“MaaS”的理念。
- 過去：在傳統的電子電氣架構中，會根據功能劃分在不同的模塊領域，如動力總成、信息娛樂、底盤、車身等，這樣分配的目的一方面可以把功能進行簡化，也能在各個領域裡面找到最優的供應商。每個控制器的設計基於特定的功能，並通過CAN總線傳遞信息，實現整車的功能。這樣的架構方案最大的特點是功能劃分明確，可以通過預先的設計嚴格明確界限，所有的歷史繼承性工作也強，每個模塊的獨立性較強，需要有變革選出一部分東西予以更新就可以了。這種模式的缺點也是模式的上限不夠，模塊太多而且可控性不強
- 現在：在進入集中式架構中，使用領域劃分的方法，把從屬相關的部分儘可能進行整合，以幾個大單元為單位打破模塊內的功能劃分。特別是通過系統和軟件層面的集成，把原有的硬件配置打破，中間的域控制器成為一個領域內的主要計算和調度單位，把它的核心能力分配給整個領域使用。這個方案的特點，主要是受制於大規模生產下，不同的平臺的模塊在空間佈置上是有物理限制的，基於一個領域的劃分在車輛物理空間上未必是最優的分配，想要大規模的推廣使用，其實受到了車型的實際限制。
- 未來：這就是圍繞著區域，圍繞著更大範圍內的計算平臺的搭建，通過一個或者若干個核心的計算平臺，車企可以把它作為一個核心的基礎，在上面構建一整套完整的軟件系統。（我們可以看成是手機的主板）
目前，汽車企業的電子電氣架構都是圍繞一個強有力的通信架構和整車級”計算平臺“的兩項內容而來的。從平臺上來看，整車企業在做架構更新的第一步，是重新審視哪些東西應該放在一起，哪些需要獨立分佈，哪些需要頻繁升級更新，目前
車企比較一致的想法是分為三塊：
圖2HCP的演化也在域控制器上面有很大的空間
- 自動駕駛計算平臺：根據L3-L4的不同的需求來確定到底需要幾個HCP AD
- 車輛基礎計算平臺：這個就是我們能想象到的原有的車身控制、熱管理控制、通信控制等等一系列原有分散在各個基礎ECU的總控制，通過和交互的來實現對於整個車輛功能的總控制
- 信息和通信計算平臺：這個則是面向於車主和乘員交互的那部分，還承擔著非常重要的信息安全的工作
在接近演變的終局，這三個基礎的單元可能統一為一個。
有關於2和3之間的功能分配，每家有差異，也有把這兩個直接放在一起，整合成一個完整的HCP的企業
圖3Zone架構下最終演變成一個最有力的計算平臺
圍繞計算平臺和傳統模塊之間的通信，主要是基於以太網為主幹網絡來進行的，大量數據通信需要依賴於確定性網絡數據調度設計，保證控制系統時延要求。
3）在架構下面的工程開發模式演變
在這樣的趨勢下，如果汽車企業的轉型順利的條件下，汽車企業會越來越多和手機企業一樣發佈操作系統、發佈軟件開發者大會這樣的狀態來迎接數字化轉變。我們能看到隨著車輛平臺的差異化從結構件、動力總成件，轉化成軟件的變化，意味著原有的整車開發模式就變得更為簡化和縮短，車企自身的人力資源從項目管理、供應商管理和系統開發管理，往軟件開發過渡。而且最重要的事情，車企並不會堅持原來的V模式、原來的非常確定的組織形式來開展工作。
圖4 開發模式的轉變
傳統的供應商與OEM的合作模式已經發生變化，Tier1不是提供一個完整的系統，把軟件和硬件綁在一起。汽車企業通過自身的人力資源和周邊的受控的第三方軟件供應商會更多參與進來， OEM在系統開發中會擔當核心的角色，來更多的購買功能軟件和進行整合，未來的成功將來自於全產業鏈的核心技術整合。而這裡面最重要的就是汽車軟件中心的架構，如下圖所示大眾汽車是面向組織不同的產品序列，不同的領域裡面的內容。從某種意義上，部分原來Tier1和Tier2的軟件能力都給這個車企的軟件中心給吃掉了。
圖5 汽車企業的軟件中心架構
小結：談汽車電子電氣架構是車企的第一步，隨著開發的深入進行，談操作系統、軟件更新和生態鏈的日子，可能在未來的3-5年是可以看到的。我們也能預測目前的電子電氣架構是一個階段性演進的產物，是隨著車企的戰略目標進行演進的。
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