中国品牌亮出王炸 电子电气架构进化史

前几年你买车，销售总是介绍车辆的发动机、底盘、变速箱，以及动力、操控、空间等动静态体验。但现在，买车话题中关于辅助驾驶和智能驾驶舱的页面越来越多，智能化成为汽车最受关注的产品力。汽车的智能化程度很大程度上取决于它的大脑和神经系统——汽车电子电气架构。

在电子电气建筑领域，一场轰轰烈烈的变革正在上演，其中中国品牌追赶世界潮流的大戏在本届广州车展达到了高潮。今天我们就来聊聊电子电气建筑的进化史，解释一下它是什么，它能给我们带来什么，中国品牌展现了怎样的“王者爆炸”。

●什么是电子电气架构？

从最初的英文单词architecture对应“建筑”一词，由词根“architect”+“与行为有关的东西”组成，原意为建筑和架构。我们可以类比盖房子来解释电子电气架构从设计到应用在你车上的全过程。

接下来的工作就是构件工程师会根据这些具体的需求设计开发相应的构件，类似于施工队最终落地设计图纸的过程。只有完美的设计和良好的施工工艺，才能保证最终房子的质量。体现在汽车上，一个好的电子电气架构不仅是要打造一辆反应灵敏、驾驶辅助可靠的好车，还要在造车成本和汽车性能之间找到平衡点，让汽车具备良好的OTA升级潜力，从而进一步满足用户日益增长的功能需求。

●过去“机械定义汽车”的思维催生了分布式架构。

无论是曾经真实存在的产品，还是大多数人思维定势中的形象，汽车都是由四个轮子和一个沙发组成的交通工具。决定产品力的是铁壳和壳内的各种机器。在“机械定义汽车”的思维下，发动机、底盘、变速箱仍然是一辆汽车的“C”位，电子电器设备只能“充当辅助”，帮助机械完成工作，甚至在很多人眼里，相当于收音机、地图导航等娱乐功能。

这种分布式架构的优点是“简单明了”。比如你需要安装一个蓝牙功能，把一套可以和其他ECU通讯的蓝牙控制模块连接到总线上。整个过程很简单粗暴，就是不断添加。由于ECU的功能相对独立，单个ECU的故障对整车的功能影响不大。

到2010年，奥迪A8上的ECU数量已经超过100个，数量的爆炸让整个结构变得异常复杂。不同的ECU往往由不同的供应商提供，甚至单个ECU中的多个软件由不同的二级供应商提供，ECU之间很难实现协调。难免计算能力浪费，功能冗余，功耗增加，OTA管理困难，显然不符合我们之前对好架构的定义。

到2020年，一辆汽车平均拥有60个左右的ECU，近1亿行代码(是安卓系统代码的7倍)，电子系统将占整车成本的46%。需要ECU实现的功能越来越多，比如智能驾驶舱、自动驾驶等。你不得不承认，汽车已经从那种精致的机械变成了电子产品。复杂的分布式电子电气架构不仅给整车成本带来很大压力，也超过了现有分布式电子电气架构所能承受的上限。

比如，为了让自动驾驶覆盖更多的场景，需要将摄像头、毫米波雷达、激光雷达采集的信息与自身的专业知识融合，提高对车辆的感知。但这对数据处理的实时性和传输速度提出了很高的要求。弱分布式ECU+ 1Mbps CAN总线(128KB/s，只能用来微信聊天看图片)ob……显然无法完成这样的任务。

可以说，正是自动驾驶、智能驾驶舱等智能功能的出现，决定了电子电气架构变革的必然性，将分布式电子电气架构扫入历史，取而代之的是以域控制和车载以太网为特征的集中式电子电气架构。一场电子电气架构技术的争夺战正在激烈展开。

现在，集中式电子和电气架构已成为主流。

消失的ECU

在功能要求和成本要求的驱动下，汽车公司和供应商已经升级了电子和电气架构。虽然各方案细节不同，但总基调是一致的:减少ECU数量，集中计算能力，简化整体架构，提高通信网络传输速度，从而形成集中的电子电气架构。其中，最直观的变化就是独立ECU的相继消失，取而代之的是功能更集中、计算能力更强的域控制器。

当我们拥有一个传输速度更快、计算能力更快、注意力更集中的集中式电子电气架构时，高阶自动驾驶的大门就会向我们敞开。摄像头、毫米波雷达、激光雷达、GPS、轮速传感器的数据不再是独立的，而是通过车载以太网传回同一个“大脑”来区分车辆位置和环境，大大提高了车辆在极端环境下对周围情况的感知能力。

域控制的另一个优势是硬件和软件的解耦，使得传感器可以被域控制器灵活调用，完成不同的功能，而不依赖于固定的ECU，甚至像计算机显卡这样的硬件也可以“热插拔”，实现即插即用的快速升级。但集成度越高，软硬件解耦越彻底，对车企代码集成能力的要求就越严格。毕竟不是每个人都能从热衷玩机械的“猛人”瞬间变成“代码狂人”。汽车行业最擅长写代码的特斯拉，引领着这场电子电气架构的革命。

与之前的功能域相比，这种根据车身物理位置划分域的架构大大简化了机械布局的难度和线束的长度，从车尾到车头不再需要总线。传感器和执行器可以连接到附近的域控制器，这也将Model 3的线束长度缩短到1.5公里。

而且像丰田的中央&；Zone架构，琥珀福泉智能汽车架构，宝马中央计算平台，这些电子电气架构要么需要5年左右才能量产，要么还处于基于功能域的集成阶段。

○中国品牌显示“王炸”

国内车企已经逐渐意识到，没有好的电子电气架构，就不会有优秀的智能功能。比亚迪今年发布并量产的智能域控制架构，长城汽车正在使用的GEEP 3电子电气架构，都是基于功能域的域集中架构。广州车展上亮相的广汽精神和小鹏X-EEA 3.0的电子电气架构，打破了功能域的限制，中央超算+区域控制的理念进一步逼近了未来中央架构的风格。“软件常新，硬件即插即用”，已经在电脑和手机上实现的，也将随着电子电气架构的升级，应用到汽车上。

考虑到功能、位置、重要性等因素，将汽车分为前、后、左、右四个区域，每个区域都有自己的区域控制器。网关、配电、机电控制等功能主要集成在区域控制器中，外围传感器、执行器就近连接，然后通过骨干网与远程中央计算平台集中进行数据传输，逻辑控制部分集中在中央计算机中。

在传输速度上，广汽传祺架构的骨干网不再使用分布式架构中1Mbps的CAN总线，而是使用车载以太网，传输速度可以达到100Mbps甚至1Gbps。同时在高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟、实时同步等方面能够满足汽车行业的要求，相当于直接把一条乡村土路改造成了高铁。

关于Spirit的电子和电气架构的量产计划，广汽AION LX Plus将是第一款采用Spirit架构的车辆。到2023年，广汽Aion旗下的所有新车型都将基于Spirit架构打造。此外，广汽传祺旗下车型也将搭载Spirit电子电气架构。

除了比Spirit架构更高的集成度之外，像前面介绍的基于千兆以太网的通信架构和具有标准化接口的软硬件等设计也应用在X-EEA 3.0电子电气架构中。全新的电子电气架构不仅将帮助小鹏G9成为首款搭载小鹏XPILOT 4.0智能辅助驾驶系统的量产车，还将增加一些与众不同的功能，如不受影响的OTA、自诊断功能和基于场景的精准配电。

X-EEA 3.0具有更完善的自诊断功能，在车辆出现故障时可以更准确地定位问题，以更直观的方式指导用户进行保养预约和准备。同时，在配电和用电方面，可根据用户用车场景按需分配车辆，在休眠、唤醒和待机状态下大幅降低车辆功耗。比如你在路边等人的时候，G9只为空调、座椅调节、音乐等功能供电，充分发挥每度电的效率。

●未来——智能汽车时代谁将获得话语权？

从分布式架构到域集中式架构再到集中式架构，计算能力越来越集中、通信速度越来越快的电子电气架构演进趋势已经成为业界共识。华为预测，到2030年，中央计算平台+区域控制+大带宽车载通信的电子电气架构将成为主流。

在通信网络上，将普及车载以太网，预计2030年传输速度超过100Gbps。在解决了车辆法规问题后，光通信技术凭借其带宽大、重量轻、对电磁干扰不敏感、成本低等优势，也将广泛应用于车辆领域。

随着电子商务的发展……电子和电气架构，传统的汽车供应商系统将首先受到冲击。分布式ECU集成到域控制器后，产品研发的门槛会提高，软件开发能力弱、产品功能单一的供应商可能会被那些有系统集成能力的大公司踢出局。

但对于特斯拉等玩家和国内造车新势力来说，由于没有太多的历史包袱和体制包袱，只要愿意在自研的道路上努力，集中式的电子电气架构之路会容易一些。那些坚持全栈自研路线，能够完全掌控代码和硬件的车企，在打通软硬件的过程中，会领先半个位置。而在ECU开发方面积累了大量经验的比亚迪，开发了智能驾驶舱和自动驾驶控制器，也是非常可观的。

可以预见，未来的智能汽车将越来越像一台移动电脑，发动机、底盘、变速箱或电机、电池等基础硬件将像你在货架上选择的任何内存、显卡、硬盘，而大家争夺的下一个焦点将是基于集中式电子电气架构的中央处理器和汽车操作系统。无论是汽车行业的老玩家，还是进入汽车领域的互联网大公司，都梦想成为智能汽车领域的Intel+Windows或者ARM+ Android。

编辑总结:

当我们把目光拉回到特斯拉诞生的时候，“硅谷钢铁侠”马斯克为特斯拉在汽车电子电气架构领域创造了看似不可撼动的领先地位，开启了整个世界整整一个时代。但是，当时间轴回到这一刻，我们可以看到中国品牌在电子电气架构上的追赶势头越来越强，智能汽车时代话语权的争夺就在背后。目前结构变化还没有结束，球员的对抗才刚刚开始。华为、小鹏、广汽、比亚迪会被列入最终晋级名单吗？(文/汽车之家孙一超)前几年买车的时候，销售总是介绍车辆的发动机、底盘、变速箱，以及动力、操控、空间等动静态体验。但现在，买车话题中关于辅助驾驶和智能驾驶舱的页面越来越多，智能化成为汽车最受关注的产品力。汽车的智能化程度很大程度上取决于它的大脑和神经系统——汽车电子电气架构。

在电子电气建筑领域，一场轰轰烈烈的变革正在上演，其中中国品牌追赶世界潮流的大戏在本届广州车展达到了高潮。今天我们就来聊聊电子电气建筑的进化史，解释一下它是什么，它能给我们带来什么，中国品牌展现了怎样的“王者爆炸”。

●什么是电子电气架构？

从最初的英文单词architecture对应“建筑”一词，由词根“architect”+“与行为有关的东西”组成，原意为建筑和架构。我们可以类比盖房子来解释电子电气架构从设计到应用在你车上的全过程。

接下来的工作就是构件工程师会根据这些具体的需求设计开发相应的构件，类似于施工队最终落地设计图纸的过程。只有完美的设计和良好的施工工艺，才能保证最终房子的质量。体现在汽车上，一个好的电子电气架构不仅是要打造一辆反应灵敏、驾驶辅助可靠的好车，还要在造车成本和汽车性能之间找到平衡点，让汽车具备良好的OTA升级潜力，从而进一步满足用户日益增长的功能需求。

●过去“机械定义汽车”的思维催生了分布式架构。

无论是曾经真实存在的产品，还是大多数人思维定势中的形象，汽车都是由四个轮子和一个沙发组成的交通工具。决定产品力的是铁壳和壳内的各种机器。在“机械定义汽车”的思维下，发动机……底盘和变速箱仍然是一辆车的“C”位，电子电器设备只能“充当辅助”，帮助机械完成工作，甚至在很多人眼里相当于收音机、地图导航等娱乐功能。

这种分布式架构的优点是“简单明了”。比如你需要安装一个蓝牙功能，把一套可以和其他ECU通讯的蓝牙控制模块连接到总线上。整个过程很简单粗暴，就是不断添加。由于ECU的功能相对独立，单个ECU的故障对整车的功能影响不大。

到2010年，奥迪A8上的ECU数量已经超过100个，数量的爆炸让整个结构变得异常复杂。不同的ECU往往由不同的供应商提供，甚至单个ECU中的多个软件由不同的二级供应商提供，ECU之间很难实现协调。难免计算能力浪费，功能冗余，功耗增加，OTA管理困难，显然不符合我们之前对好架构的定义。

到2020年，一辆汽车平均拥有60个左右的ECU，近1亿行代码(是安卓系统代码的7倍)，电子系统将占整车成本的46%。需要ECU实现的功能越来越多，比如智能驾驶舱、自动驾驶等。你不得不承认，汽车已经从那种精致的机械变成了电子产品。复杂的分布式电子电气架构不仅给整车成本带来很大压力，也超过了现有分布式电子电气架构所能承受的上限。

比如，为了让自动驾驶覆盖更多的场景，需要将摄像头、毫米波雷达、激光雷达采集的信息与自身的专业知识融合，提高对车辆的感知。但这对数据处理的实时性和传输速度提出了很高的要求。弱分布式ECU+ 1Mbps CAN总线(128KB/s，只能用来微信聊天，看图片)显然无法完成这样的任务。

可以说，正是自动驾驶、智能驾驶舱等智能功能的出现，决定了电子电气架构变革的必然性，将分布式电子电气架构扫入历史，取而代之的是以域控制和车载以太网为特征的集中式电子电气架构。一场电子电气架构技术的争夺战正在激烈展开。

现在，集中式电子和电气架构已成为主流。

消失的ECU

在功能要求和成本要求的驱动下，汽车公司和供应商已经升级了电子和电气架构。虽然各方案细节不同，但总基调是一致的:减少ECU数量，集中计算能力，简化整体架构，提高通信网络传输速度，从而形成集中的电子电气架构。其中，最直观的变化就是独立ECU的相继消失，取而代之的是功能更集中、计算能力更强的域控制器。

当我们拥有一个传输速度更快、计算能力更快、注意力更集中的集中式电子电气架构时，高阶自动驾驶的大门就会向我们敞开。摄像头、毫米波雷达、激光雷达、GPS、轮速传感器的数据不再是独立的，而是通过车载以太网传回同一个“大脑”来区分车辆位置和环境，大大提高了车辆在极端环境下对周围情况的感知能力。

域控制的另一个优势是硬件和软件的解耦，使得传感器可以被域控制器灵活调用，完成不同的功能，而不依赖于固定的ECU，甚至像计算机显卡这样的硬件也可以“热插拔”，实现即插即用的快速升级。但集成度越高，软硬件解耦越彻底，对车企代码集成能力的要求就越严格。毕竟不是每个人都能从热衷玩机械的“猛人”瞬间变成“代码狂人”。T……汽车行业最擅长写代码的la，引领着这场电子电气架构的革命。

与之前的功能域相比，这种根据车身物理位置划分域的架构大大简化了机械布局的难度和线束的长度，从车尾到车头不再需要总线。传感器和执行器可以连接到附近的域控制器，这也将Model 3的线束长度缩短到1.5公里。

而且像丰田的中央&；Zone架构，琥珀福泉智能汽车架构，宝马中央计算平台，这些电子电气架构要么需要5年左右才能量产，要么还处于基于功能域的集成阶段。

○中国品牌显示“王炸”

国内车企已经逐渐意识到，没有好的电子电气架构，就不会有优秀的智能功能。比亚迪今年发布并量产的智能域控制架构，长城汽车正在使用的GEEP 3电子电气架构，都是基于功能域的域集中架构。广州车展上亮相的广汽精神和小鹏X-EEA 3.0的电子电气架构，打破了功能域的限制，中央超算+区域控制的理念进一步逼近了未来中央架构的风格。“软件常新，硬件即插即用”，已经在电脑和手机上实现的，也将随着电子电气架构的升级，应用到汽车上。

考虑到功能、位置、重要性等因素，将汽车分为前、后、左、右四个区域，每个区域都有自己的区域控制器。网关、配电、机电控制等功能主要集成在区域控制器中，外围传感器、执行器就近连接，然后通过骨干网与远程中央计算平台集中进行数据传输，逻辑控制部分集中在中央计算机中。

在传输速度上，广汽传祺架构的骨干网不再使用分布式架构中1Mbps的CAN总线，而是使用车载以太网，传输速度可以达到100Mbps甚至1Gbps。同时在高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟、实时同步等方面能够满足汽车行业的要求，相当于直接把一条乡村土路改造成了高铁。

关于Spirit的电子和电气架构的量产计划，广汽AION LX Plus将是第一款采用Spirit架构的车辆。到2023年，广汽Aion旗下的所有新车型都将基于Spirit架构打造。此外，广汽传祺旗下车型也将搭载Spirit电子电气架构。

除了比Spirit架构更高的集成度之外，像前面介绍的基于千兆以太网的通信架构和具有标准化接口的软硬件等设计也应用在X-EEA 3.0电子电气架构中。全新的电子电气架构不仅将帮助小鹏G9成为首款搭载小鹏XPILOT 4.0智能辅助驾驶系统的量产车，还将增加一些与众不同的功能，如不受影响的OTA、自诊断功能和基于场景的精准配电。

X-EEA 3.0具有更完善的自诊断功能，在车辆出现故障时可以更准确地定位问题，以更直观的方式指导用户进行保养预约和准备。同时，在配电和用电方面，可根据用户用车场景按需分配车辆，在休眠、唤醒和待机状态下大幅降低车辆功耗。比如你在路边等人的时候，G9只为空调、座椅调节、音乐等功能供电，充分发挥每度电的效率。

●未来——智能汽车时代谁将获得话语权？

从分布式架构到域集中式架构再到集中式架构，计算能力越来越集中、通信速度越来越快的电子电气架构演进趋势已经成为业界共识。华为预测，到2030年，中央计算平台+区域控制+大带宽车载通信的电子电气架构将成为主流。

在通信网络上，将普及车载以太网，预计2030年传输速度超过100Gbps。在解决了车辆法规问题后，光通信技术凭借其带宽大、重量轻、对电磁干扰不敏感、成本低等优势，也将广泛应用于车辆领域。

随着电子商务的发展……电子和电气架构，传统的汽车供应商系统将首先受到冲击。分布式ECU集成到域控制器后，产品研发的门槛会提高，软件开发能力弱、产品功能单一的供应商可能会被那些有系统集成能力的大公司踢出局。

但对于特斯拉等玩家和国内造车新势力来说，由于没有太多的历史包袱和体制包袱，只要愿意在自研的道路上努力，集中式的电子电气架构之路会容易一些。那些坚持全栈自研路线，能够完全掌控代码和硬件的车企，在打通软硬件的过程中，会领先半个位置。而在ECU开发方面积累了大量经验的比亚迪，开发了智能驾驶舱和自动驾驶控制器，也是非常可观的。

可以预见，未来的智能汽车将越来越像一台移动电脑，发动机、底盘、变速箱或电机、电池等基础硬件将像你在货架上选择的任何内存、显卡、硬盘，而大家争夺的下一个焦点将是基于集中式电子电气架构的中央处理器和汽车操作系统。无论是汽车行业的老玩家，还是进入汽车领域的互联网大公司，都梦想成为智能汽车领域的Intel+Windows或者ARM+ Android。

编辑总结:

当我们把目光拉回到特斯拉诞生的时候，“硅谷钢铁侠”马斯克为特斯拉在汽车电子电气架构领域创造了看似不可撼动的领先地位，开启了整个世界整整一个时代。但是，当时间轴回到这一刻，我们可以看到中国品牌在电子电气架构上的追赶势头越来越强，智能汽车时代话语权的争夺就在背后。目前结构变化还没有结束，球员的对抗才刚刚开始。华为、小鹏、广汽、比亚迪会被列入最终晋级名单吗？(文/汽车之家孙一超)

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