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bob体育官方平台一家传统车企做智能汽车需要几步? - 汽车,智能汽车 - IT之家

摘要:汽车行业正经历着从「硬件定义」到「软件定义」的转换,竞争法则正在被重新书写。

(原标题:通用新一代电子架构率先搭载于凯迪拉克CT5,被称为汽车的“大脑和神经系统)

2019 年 1 月 3 日,在 Mark Reuss 履新通用集团总裁的公告中,他承诺将在「未来两年内在电动车和自动驾驶领域的资源投入增加一倍」。5 月 20 日,Mark 在底特律推出了通用新一代电子电气架构 Global B,为通用推出真正的「智能汽车」奠定了基础。

发动机是整个20世纪汽车行业攻坚的技术核心,然而这种「硬件主导」的趋势随着软件作用越来越突出正逐步被淡化,整个行业的竞争法则也可能被重新书写。整车电子和软件的重要性变强意味着系统架构的复杂度也相应提升,之前麦肯锡给出的数据显示:2010年部分车型的软件代码行数就达到了千万的量级,但2016年这个数字就增长了15倍,达到了1.5亿行左右。

9月27日,通用汽车全球电气化产品、系统及软硬件副总裁丹·尼科森在上海宣布,将在中国及北美市场同步推出全新一代电子架构,今年第四季度在中国市场上市的中型豪华轿车凯迪拉克CT5将是首款搭载车型。到2025年,该电子架构将应用于超半数的在华销售车型上。

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整个行业正经历着从「硬件定义」到「软件定义」的转换,同时汽车智能网联化的需求持续推动着汽车电子电气架构变革。

在此架构基础上,电动车及燃油车均可进行整车OTA升级,包括大多数用于发动机、变速箱、车载通信、车载娱乐、驾驶操控、车身控制的电子控制单元。

对于大多数消费者来说,Model 3 带来的冲击主要是 3.5s 破百的极致性能和干掉仪表盘激进推行的 HMI 变革,但对于汽车电子工程师来说,Ta 最大的革新在于全面升级的下一代电子电气架构。

汽车电子底层硬件不再是由实现单一功能的单一芯片提供简单的逻辑计算,而是需要提供更为强大的算力支持;软件也不再是基于某一固定硬件开发,而是要具备可移植、可迭代和可拓展等特性。智能化与网联化共同推动了汽车电子电气架构的变革,一方面是车内网络拓扑的优化和实时、高速网络的启用,另一方面是ECU的功能进一步集成到域控制器甚至车载计算机。

“软件系统已成为汽车行业的最新战场,它是汽车企业保持竞争力的关键所在。”丹·尼科森在技术解析会上表示,电子架构好比是车辆的“大脑和神经系统”,它几乎连接、驱动并控制车辆的所有功能。也正是基于这样的“基础设施”,车辆才可以确保其所有子系统有序和谐地协同工作。

电子电气架构是如此的重要,以至于通用在公告中提到,新一代电子电气架构将为「未来汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及 Super Cruise 技术升级提供系统支持」。

可能对绝大多数消费者而言,我们看到的是像特斯拉以及新造车势力带来的性能以及用户体验的升级,比如中控的大屏化、语音助手实时交互,提供便捷的服务,甚至你可以像使用iPhone一样进行关键功能的OTA升级,车子变得越来越像一台架在轮子上的手机。而这种变化的背后,离不开下一代电子电气架构的支持。

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为什么要升级电子电气架构?

所以不光是特斯拉们在这个领域进行着多维度的深入尝试,传统主机厂、Tier 1供应商都在思考如何通过新一代电子电气架构升级实现智能互联功能质的突破。

智能网联汽车的快速发展带来了电子控件及传感器数据量的爆炸式增长,也对汽车互联及电子带宽提出了新要求。早在2017年,科技部就已将“智能电动汽车电子电气架构研发”定为新能源汽车的重点项目。

回答这个问题可能需要追溯到半个世纪前。电子电气架构,也就是 Electrical / Electronic Architecture,把汽车里的各类传感器、中央处理器、线束拓扑、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,实现整车的配置与功能,以及运算和动力、能量的分配。

2019年5月下旬,通用汽车在底特律宣布推出全新一代电子架构,为公司未来汽车产品开发中的电气化、主动安全、车载娱乐、智能互联以及Super Cruise技术升级提供系统支持。全新的电子架构将率先搭载于凯迪拉克CT5轿车,并于2023年前广泛应用于通用汽车的全球车型。

据尼科森介绍,全新一代电子架构由通用汽车全球团队300多名研发人员共同开发,拥有100多项专利,信息处理速度为每小时4.5TB,约为通用汽车上一代电子架构处理速度的5倍。以一部约为50G的1080P未压缩影片为例,4.5TB相当于92部高清未压缩影片,可连续观看12天。

早在 1950 年代,汽车已经初步具备了电气组件,包括 12 V 系统、环形端子,织布绝缘材料等等,属于最弱的电子电气架构。

▲凯迪拉克CT5轿车|官方供图

通用汽车于20世纪90年代开始开发电子架构,以整合复杂的电线、传感器和控制模块,旗下皮卡、轿车和SUV车型均采用了相同的电子架构。2015年。通用汽车开始进行全新一代电子架构的开发,为其电动车、Super Cruise超级智能驾驶系统、智能网联系统在内的技术应用打基础。

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近日,通用汽车全球电气化产品、系统及软硬件副总裁丹·尼科森接受了包括极客公园在内的多家媒体专访,就通用全新一代电子电气架构的开发始末、期间遇到的困难和挑战,以及这套架构的优势和特点进行了深入交流。

至于为何率先搭载在凯迪拉克车型上,或许能从通用在华销量中窥得一二。在去年全球车市下滑的背景下,通用汽车在中国的销量同比下跌10%至364万辆,其中,凯迪拉克在华销量首次突破20万辆。

从 60 年代到 90 年代,随着音频设备、照明设备、排放电子模块、线束定位、密封连接器的先后出现,特别是 2000 年代新的架构标准、数据和通信协议、相关法律法规的出台,汽车电子电气架构的复杂度达到了全新的高度。

大脑和神经系统

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「电子架构好比车辆的「大脑和神经系统」,通过高效的系统集成管理使汽车能够搭载更多先进技术,例如电气化、主动安全、智能互联、自动驾驶等方面的应用,并使这些应用更安全、快速地运行。」尼科森如是说。

此外,丹·尼科森表示会向合作伙伴推广新一代架构,但不会将其标准化开放。“我们希望开拓一些新的途径、新的领域,而不是把我们的技术以标准化的方式在行业内推广。”

车和家 CEO 李想曾经谈过这个问题。

之所以比作是汽车的「大脑和神经系统」,是因为与整车平台不同,电子电气架构几乎连接、驱动并控制车辆的所有功能。也正是基于这样的「基础设施」,车辆才可以确保其所有子系统有序和谐地在一起工作。

(高度复杂的电子电气架构导致)今天整个汽车构造复杂,成本也非常高。甚至汽车的不安全性也与其复杂性相关。未来智能化后,整合车间对于数据传输的要求会改变。下一代汽车完全以太网化,包括各种各样的功能连接,线束变到最少。

▲通用汽车全球电气化产品、系统及软硬件副总裁丹·尼科森|官方供图

到那时,汽车会从里面一堆线路的时代,变成真正电路板和半导体的时代。

车载电子系统可以追溯到20世纪50年代。当时电气元件刚刚开始在车辆上应用,主要通过一些电线来连接车辆的部分部件,从而满足部分车辆控制的简单要求。那时,它还不能被称为系统。随着技术的快速发展,新的零部件和功能开始被集成到车内,电子系统开始变得越来越复杂。它要求工程师重新思考如何规划系统和数据传输方式,从而提高效率。

问题的关键在于,汽车的智能化,也就是自动驾驶和车内信息娱乐系统的发展演进,才刚刚起步。就连量产车上技术架构最领先的特斯拉 Model 3,也仅仅实现了 L2 级自动驾驶能力。随着技术的发展,整车对算力、电力、动力和传感器资源的争夺会更加激烈,现有的电子电气架构早已不堪重负。

通用最早是在20世纪90年代开始开发电子架构,以整合复杂的电线、传感器和控制模块。那个时候,通用品牌下的皮卡、轿车和SUV产品使用的是一套相同的电子架构。而进入21世纪以来,整个全球的汽车产业都被创新技术推着快速前进,汽车像手机一样被赋予了更多期待,业界和消费端都希望能在保障安全的前提下享受到更多智能互联的功能。但这需要更具综合性、数据处理能力更强的电子架构做基础,所以通用的上一代电子架构在这样的大背景下诞生了,目前覆盖了通用多个品牌和开发平台,涉及各个细分市场。

更何况即便不谈自动驾驶,当下智能车辆空前丰富的功能和配置已经把整车电子电气架构的能力推到了极限。每新增一项功能,都是对电子电气架构的一个挑战。

「这对我们来说是一大进步。这套内部代号为Global A的系统极大地提高了效率,让我们对车辆的功能有了更集中的管理。」尼科森告诉极客公园。「只不过技术迭代速度太快,特别是电动化、智能化和互联化的发展超出了大家的预想。而要把所有这些技术整合到车辆中,对产品开发,特别是支持智能通信及所有子系统协作的『基础设施』提出新的要求。」

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早在2015年,时任通用全球产品开发负责人、现任通用汽车总裁马可·睿思曾透露,通用正在开发全新的电子电气架构平台,代号为Global B,其中一个关键功能就是可以实现整车OTA。而在谈及整个新一代架构开发过程中面临的困难和挑战时,尼科森表示「主要集中在如何对系统进行全面调试,并将各项应用完美地集成在一起」。因为确保电子架构网络安全的关键之一是信息验证,这好比控制器之间的语言,不仅要相通而且要加密交流,如果缺少精确的信息验证步骤,这些控制器之间的通讯将被中断。

通用在这个时候推出新一代电子电气架构也就显得顺理成章了。

据极客公园了解,通用这套新架构能够每小时处理多达4.5 TB的数据量,与上一代Global A相比,数据处理能力提升了5倍。而在100Mbs、1Gpbs和10Gbps以太网的协助下,该架构可以实现更快速的车辆内部以及车辆与外部通信。

整车 OTA + 安全 + 4.5TB/h 数据传输

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