【51CTO.com原創(chuàng)稿件】近兩年，汽車(chē)的功能和銷(xiāo)售模式變化巨大，產(chǎn)生諸如“購(gòu)買(mǎi)軟件解鎖自動(dòng)駕駛功能，OTA升級(jí)”等產(chǎn)品形式。 

消費(fèi)者開(kāi)始關(guān)心車(chē)載電腦的芯片減配，調(diào)查“剎車(chē)失靈”的底層數(shù)據(jù)，為車(chē)內(nèi)攝像頭帶來(lái)的隱私風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)憂……

這些新形式及問(wèn)題都來(lái)自車(chē)企對(duì)新技術(shù)的應(yīng)用，或是對(duì)舊的電子電氣架構(gòu)的改造。

傳統(tǒng)車(chē)企在智能化上欲壯士斷臂，才會(huì)出現(xiàn)大眾集團(tuán)高管開(kāi)會(huì)邀請(qǐng)馬斯克出席，這樣匪夷所思的畫(huà)面。

“汽車(chē)發(fā)明者”遭遇麻煩

幾天前，上市不到1年的新款奔馳S580，在美國(guó)市場(chǎng)宣布召回共9120輛，原因是“來(lái)自ECU（電子控制單元）模塊程序?qū)懭脲e(cuò)誤，可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后熄火，隨后無(wú)法重新啟動(dòng)”，廠家給出的解決辦法是將車(chē)開(kāi)到經(jīng)銷(xiāo)商處升級(jí)軟件。

上圖：官方召回文件

開(kāi)回去修？問(wèn)題是其中的1000輛很可能已經(jīng)從天津港銷(xiāo)往內(nèi)地，這些車(chē)難道要送回美國(guó)去升級(jí)？

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上圖：天津港在售“美規(guī)奔馳S”視頻截圖

這也許是個(gè)玩笑，德國(guó)造車(chē)的思維是很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)?。舉個(gè)例子，德國(guó)汽車(chē)行業(yè)技術(shù)刊物ATZ extra特刊說(shuō)，新款奔馳S為智能汽車(chē)的電氣安全設(shè)計(jì)了兩套供電體系，防止意外斷電。

但嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆疵婢褪鞘质_，新款奔馳S全車(chē)ECU總數(shù)超過(guò)100個(gè)，但僅有50多個(gè)電子元件可以O(shè)TA升級(jí)，這就造成近半數(shù)的ECU出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只能將車(chē)開(kāi)到售后解決。

相比之下，很多新造車(chē)企業(yè)都敢提供全車(chē)OTA升級(jí)，它帶來(lái)的直接便利就是節(jié)省時(shí)間。消費(fèi)者不必往返于售后中心，不用排隊(duì)，只要有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)就能解決全部電子程序的問(wèn)題。

傳統(tǒng)造車(chē)的根本問(wèn)題，是從設(shè)計(jì)、研發(fā)到整車(chē)架構(gòu)，都無(wú)法滿足信息時(shí)代快速發(fā)展的需求。一直以來(lái)汽車(chē)的進(jìn)化都是在過(guò)去的基礎(chǔ)上縫縫補(bǔ)補(bǔ)。

早期的汽車(chē)靠純機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足駕駛需求，而后續(xù)產(chǎn)生的電子系統(tǒng)都是以輔助機(jī)械功能的思維設(shè)計(jì)的，自然無(wú)法滿足數(shù)字時(shí)代的需求。

E/E架構(gòu)得了“肥胖癥”

汽車(chē)的電子電氣架構(gòu)龐大且復(fù)雜，電子元件至少數(shù)百起步，并且跨越底盤(pán)、動(dòng)力、座艙、駕駛多個(gè)系統(tǒng)。

首先，認(rèn)識(shí)下主要影響汽車(chē)智能化的電子電氣架構(gòu)：E/E架構(gòu)，也稱(chēng)EEA（Electrical/Electronic Architecture）。它是對(duì)整車(chē)軟硬件進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案，它的目的是實(shí)現(xiàn)高效的信號(hào)傳輸、系統(tǒng)布置等。但每個(gè)方案都有自己的瓶頸，E/E也是。

20世紀(jì)初，電氣元件最早應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)上，直到1986年博世（BOSCH）開(kāi)發(fā)出CAN總線，作為幾十年來(lái)ECU數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞健，F(xiàn)在路上行駛的大部分車(chē)輛，仍在使用以CAN總線為基礎(chǔ)的分布式E/E架構(gòu)。

CAN總線的優(yōu)勢(shì)是非常可靠穩(wěn)定，符合汽車(chē)復(fù)雜多變的使用場(chǎng)景需求。但CAN的缺點(diǎn)同樣突出，它的最大傳輸速率僅為1Mbps，且傳輸距離不能超過(guò)40米。

與現(xiàn)今的移動(dòng)通信技術(shù)相比，它速率低下，甚至達(dá)不到3G網(wǎng)絡(luò)的水平。后期博世也曾引入新的CAN總線協(xié)議，但本質(zhì)都是修修補(bǔ)補(bǔ)。

上圖：2G-4G移動(dòng)通信速率

與之矛盾的是，隨著車(chē)上功能增多，例如：天窗、座椅加熱……每個(gè)都由專(zhuān)屬的ECU控制，從1993年代到2010年，奧迪A8使用的的ECU就從5個(gè)增加到100多個(gè)。 

ECU數(shù)量越多，總線必然更長(zhǎng)。2007年的奧迪Q7的總線突破6公里，重量超過(guò)70公斤，成為發(fā)動(dòng)機(jī)之后第二重的部件。

供應(yīng)商在設(shè)計(jì)這樣冗長(zhǎng)且復(fù)雜的電氣系統(tǒng)時(shí)當(dāng)然頭疼。之后，伴隨ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）、信息娛樂(lè)系統(tǒng)等數(shù)字化功能增多，總線上流通的數(shù)據(jù)暴增，CAN變成了can't，一場(chǎng)“將ECU集中化”的變革開(kāi)始。

特斯拉：給你們打個(gè)樣

2012年特斯拉Model S橫空出世，并提出“域”的概念，將ECU按照功能屬性劃分為動(dòng)力域、底盤(pán)域、車(chē)身域以及車(chē)身低速容錯(cuò)域，這一劃分方式被目前的大多數(shù)車(chē)企學(xué)習(xí)。

隨著“域”的劃分，車(chē)載線束長(zhǎng)度控制在3公里，比同時(shí)期的其它豪華轎車(chē)縮短一半。

2017年，Model 3上市，它比Model S的E/E架構(gòu)上更具創(chuàng)新性，從按照功能劃改為按照區(qū)域劃分“域”，將臨近的功能模塊就近整合為三大部分：中央計(jì)算模塊、左車(chē)身控制模塊，右車(chē)身控制模塊，這一設(shè)計(jì)大大降低成本并實(shí)現(xiàn)輕量化。

我們知道汽車(chē)上某些系統(tǒng)的組件可能遍布整個(gè)車(chē)身，特斯拉按區(qū)域把這些組件就近放到一個(gè)“盒子”，而不是繞來(lái)繞去，使得Model 3的線束總長(zhǎng)度從Model S的3公里，縮短到1.5公里。而在特斯拉的計(jì)劃中，Model Y最終的線束長(zhǎng)度僅需100米。 

軟件方面，曾經(jīng)嵌入在ECU控制模塊中的軟件，也因硬件結(jié)構(gòu)的變化實(shí)現(xiàn)了軟硬件解耦，各ECU中的軟件集中到中央計(jì)算模塊下統(tǒng)一調(diào)配，這樣就實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)交付后，仍然可以通過(guò)升級(jí)軟件優(yōu)化車(chē)的性能和功能的擴(kuò)展，也就是現(xiàn)在常說(shuō)的“軟件定義汽車(chē)”。當(dāng)然Model 3上仍有少量的ECU模塊沒(méi)被完全劃入“域”中。

從一張圖看差距

2017年Tier1（一級(jí)供應(yīng)商）博世公布了下面這張E/E架構(gòu)演進(jìn)路線圖，我們可以把所有車(chē)企的發(fā)展軌跡套用在圖中比較。這張演進(jìn)圖將E/E架構(gòu)的發(fā)展從低到高分為三大層6個(gè)階段：

第一層 分布式：1.模塊化階段（一個(gè)功能一個(gè)ECU）；2.功能集成階段。

第二層（跨）域集中式：3.中央域控制器階段；4.跨域融合階段。

第三層 整車(chē)集中式：5.車(chē)載中央電腦和區(qū)域控制器階段；6.車(chē)載云計(jì)算階段。

上圖：博世E/E演進(jìn)路線圖

我們把Model S的放進(jìn)這張路線圖里，2012年的Model S已經(jīng)通過(guò)令世人驚嘆的“中控大屏”背后的車(chē)載電腦，進(jìn)入到第5階段，而大部分車(chē)企還在第2階段。 

回到現(xiàn)在，根據(jù)目前的分析（下圖），特斯拉仍然比其他車(chē)企領(lǐng)先兩個(gè)階段。 

人人都想成為特斯拉

特斯拉打破了由Tier1主導(dǎo)E/E設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方式。過(guò)去，是Tier1提供一個(gè)包含程序的成品控制器，交給車(chē)企去布置，哪塞得下就放在哪。 

而特斯拉，從控制成本的角度，先規(guī)劃最優(yōu)的位置和形狀，再交給設(shè)計(jì)，這讓Tier1喪失了最大的用處：設(shè)計(jì)與研發(fā)。

上圖：特斯拉某不規(guī)則控制器

特斯拉創(chuàng)新的理念正被模仿，車(chē)企紛紛成立自己的軟件公司，投資算法和芯片。博世、大陸等傳統(tǒng)Tier1，也在積極與科技企業(yè)合作，增強(qiáng)軟件配套，維系自身行業(yè)地位。

特斯拉已經(jīng)成為典范，近日福特CEO Jim Farley在內(nèi)部會(huì)議上對(duì)特斯拉大加贊賞，總結(jié)了它的三大競(jìng)爭(zhēng)力：直銷(xiāo)模式、電動(dòng)動(dòng)力和電子系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、車(chē)輛設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔。 

10月17日，特斯拉CEO馬斯克作為特別嘉賓，線上出席了大眾汽車(chē)集團(tuán)的高管大會(huì)，向200名高管發(fā)表演講。大眾此舉意在斬?cái)鄠鹘y(tǒng)體系的牽絆，從頭再來(lái)。

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別走開(kāi)，下一期就聊聊追趕特斯拉的車(chē)企們都在做什么。 

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