汽车电子电气架构(E/E架构)是指整车电子电气系统的总布置方案,即将汽车里的各类传感器、处理器、线束连接、电子电气分配系统和软硬件整合在一起,以实现整车的功能、运算、动力及能量的分配。自动驾驶系统由感知层、决策层和执行层构成,要求更高的算力和更多传感器件,以实现汽车的感知、决策以及信息交互。
E/E架构的升级是智能网联汽车发展的关键,传统汽车架构升级遵循分布式架构-域集中架构-跨域融合-中央计算平台路径。传统汽车采用分布式的电子电气架构具有计算能力不足、通讯带宽不足、不便于软硬件升级等缺陷,无法满足现阶段汽车发展的需求。架构升级能够有效提升系统算力;使汽车软硬件解耦,OTA升级更加便利;有助于加快汽车开发流程,降低成本;减少线束总长度,减轻车重。
E/E架构升级要求车载芯片、计算平台、车载操作系统等升级作为支撑。
汽车E/E架构:从模块化、分布式向中央集中式架构变化
1E/E架构升级——域集中式,现阶段主流发展形式
域集中控制器架构,以几个大单元为单位将其
从属功能整合在区域内,进行模块化和集中化
,最终实现系统模块数量级的减少。
域集中架构能够将几十个甚至上百个ECU控制单
元,减少到3-5个“域”控制系统,即车身系统
特斯拉全自动驾驶、娱乐系统、底盘与安全系统、动力系统,和
高级辅助驾驶系统等五个大“域”。不同“域
”之间安全隔离的同时,也可以根据需求进行
通信和互操作,变成了可共享的资源和算力,
在其上层可以有一个统一的“操作软件”。
1 E/E架构升级——集中式架构“模范生”特斯拉
特斯拉通过Model3率先推出“区域zone”概念,跨越式发展车载电脑和区域导向架构,车身包含CCM(中央计算机模块)、BCMLH(左车身控制模块)、BCMRH(右车身控制模块)三个模块,其中中央计算机模块整合了驾驶辅助系统和信息娱乐系统两大域,左右车身控制系统则分别负责剩下的车身与便利系统、底盘与安全系统和部分动力系统功能。跨越式升级有助于特斯拉车型实现软硬件解耦、算力集中化;简化内部结构,制造自动化;整车OTA,提升服务附加值。
特斯拉Model3中央集中式电子电气(E/E)架构
2 决策控制是自动驾驶的核心——芯片
车载AI 芯片是实现自动驾驶决策控制环节的基础,也是实现自动驾驶大规模落地的前提。自动驾驶需要芯片处理海量数据。2020-2030年中国汽车AI 芯片市场规模预测(亿美元)
主要芯片厂商及自动驾驶芯片
据商业新知数据,2025年中国AI 芯片市场规模将达91亿美元,2030年有望达到177亿美元,2020-2030年CAGR 约为22.8%。自动驾驶汽车数据处理量巨大,对汽车芯片要求极高,随着智能汽车E/E 架构升级,域控制器/中央计算平台广泛使用,车载AI 芯片市场规模将持续增长。
全球主要的自动驾驶芯片厂商为高通、Mobileye (英伟达收购)、英伟达、特斯拉,国内市场参与者为地平线、华为、黑芝麻。基于高性能、低功耗的要求,自动驾驶芯片至少需要5nm 、7nm 制程,目前高通芯片制程水平领先,各大厂商也在持续推出更高等
级自动驾驶芯片计划,芯片厂商格局未稳,国内厂商有望占据一席之地。芯片Snapdragon Ride
J5Ascend310
A1000FSD Orin EyeQ6AI 算力(TOPS)26961640-707220067功耗W 10/8<8722535制程5nm /12nm 16nm 14nm 7nm 5nm 发布时间2020202120182020201920192020量产时间//2021202120192022/32024/5适配场景
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